上海市杨浦高级中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

2024学年上海市杨浦高级中学第二学期高一期中 物理试卷 注意事项： 1. 试卷满分100分，考试时间60分钟。 2. 本考试分设试卷和答题纸。答题前请务必在答题纸上填写姓名、学号、并将核对后的二维码黏贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3. 标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选，未特别标示的选择类试题，每小题只能选一个选项，标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4. 除特殊说明外，本试卷的所有重力加速度大小均取9.8 一、天体运动（共13分） 人类一直不曾停止对太空的探索。 1.科学家对银河系中某一恒星进行了观测。从 1994 年起，用“△”标记出 10 年间每一年的位置，如图所示。则：1994 2002 2000 黑洞 2004 （1）（2分）该恒星的运动轨道可视为（ ） A．椭圆 B．双曲线 C．抛物线 （2）（2分）该恒星绕黑洞运行的周期约为（ ） A．8 年 B．10 年 C．16 年 D．32 年 2.（3分）关于行星运动规律、万有引力定律的发现过程，下列说法错误的是（ ） A．卡文迪许最早通过实验较准确地测出了万有引力常量 B．开普勒发现了行星运行的轨道是椭圆的 C．牛顿通过“月-地检验”发现地面物体，月球所受地球引力都遵从同样的规律 D．牛顿在寻找万有引力的过程中，仅利用了开普勒三大定律 3．（3分）脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若“中国天眼”观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为 T，已知该中子星的半径为 R，引力常量为 G。根据上述条件可以求出的是（ ） A．该中子星的密度 B．该中子星的第一宇宙速度 C．该中子星表面的重力加速度 D．该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度 4. （3分）在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T₁，地球绕太阳运动的周期为T₂，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　） A. B. C. D 二、种地（共23分） 自古以来，在农田耕作中都蕴含了不少物理知识。 1.人们用手拋撒谷粒进行水稻播种，如图所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为v1、v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略。 (1)（3分）谷粒1、2在空中运动时的加速度a1、a2的大小关系为（　　） A．a1 > a2 B．a1 < a2 C．a1 = a2 D．无法确定 (2)（3分）两粒谷子（　　）到达P点 A．谷粒1先 B．谷粒2先 C．同时 2.（3分）以前人们会选择让驴来拉磨，假设驴对磨杆的平均拉力为400N，驴对磨杆的拉力方向时刻与麻杆垂直，半径为0.5m，转动一周为5s，则（　　） A．驴转动一周拉力所做的功为0J B．驴转动一周拉力所做的功为400J C．驴转动一周拉力的平均功率为120W D．磨盘边缘的线速度为m/s 3. （3分）利用筒车的车轮可以进行灌溉，单个水轮可简化为右图，已知半径为R的水轮以角速度ω匀速转动。水筒均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。相邻水筒打水的时间间隔为( ) A. B. C. D. 4.如图，水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。 （1）（4分）若h1 =h2，则v1：v2=_____________；若v1 =v2，则h1：h2=_____________（请用R1、R2填空）。 （2）（2分）若ω1=ω2 ，v1=v2，喷水嘴各转动一周，则落入各花盆的水量相比______（请选填：A.一样多 B.内圈的多 C.外圈的多）。 5.电动打夯机可以用来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为 m 的摆锤通过轻杆与总质量为 M 的底座(含电动机)上的转轴相连。电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴 O 在竖直面内匀速转动，转动半径为 R。m O M 调节打夯机的转速，使摆锤转到最高点时底座恰好能离开地面。 （1）（2分）摆锤转到最高点时，杆对摆锤的弹力大小为________； （2）（3分）摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力大小为（ ） A．mg + Mg B．2mg + Mg C．mg + 2Mg D．2mg + 2Mg 三、打水漂（共19分） “打水漂”是古老的游戏，以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。 1.（2分）若选择了一个形状较圆的石子，此时空气阻力不能忽略，当石子在空中斜向下飞行时，下列图示中受力情况分析正确的是（　　）（G为重力，F为手对石子的作用力，Ff为空气阻力） A B C D 2．（3分）假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（ ） A B C 3．如图为一人工湖堤坝的截面图，堤坝斜面倾角为 α，B 点为堤坝与水面的交界点。有一个“打水漂”机器，在 A 点向湖面水平抛出一扁平石子。若成功形成“水漂”的秘诀是石子接触水面时的速度方向与水面夹角不大于某个固定值 θ0（不考石子旋转等其他因素，已知重力加速度为 g）。 （1）（4分）石子在空中的运动________简化为平抛运动（请选填：A.可以 B.不可以）；石子抛出的速度________（请选填：A.越大 B.越小），越有可能观察到“水漂”现象A B 水面 α （2）（4分）石子抛出点到水面的高度为 h，想要打出“水漂”效果，抛出石子速度大小至少为_________，如果凡是落到水面上的石子都能形成“水漂”效果，tanα 最大值为______。 4.“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从 a 点滑入大气层，然后经 b 点从 c 点“跳出”，经 d 点后再从 e 点“跃入”。d 点为轨迹最高点，距离地面高度为 h，已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R。地球 大气层 a b c d e （1）（3分）下列关于返回舱在 b、d 两点的状态判断正确的是（ ） A．超重 失重 B．失重 超重 C．失重 失重 （2）（3分）返回舱在d 点的加速度大小为_______。 四、地面与宇宙的联系（22分） 牛顿把地面上物体的运动和天体运动统一起来，人类也一直脚踏大地，探索宇宙。 1.已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中某卫星是距离地面36000公里左右的地球静止轨道卫星（同步卫星），则 （1）（3分）该卫星绕地球运行的过程中，下列物理量保持不变的是（       ） A．速度 B．加速度 C．角速度 D．合外力 （2）（3分）关于该卫星，以下说法正确的是（ ） A. 授课期间经过上海正上空 B. 加速度大于空间站的加速度 C. 运行周期大于空间站的运行周期 D. 运行速度大于地球的第一宇宙速度 3．（2分）卫星和月球都围绕地球做匀速圆周运动，同步地球卫星的轨道半径约为地球半径的 6.6 倍。月球的周期为 27.3 天，则月球的轨道半径约为地球半径的_________倍。（保留 2 位有效数字）。 4.（多选题）（4分）如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以60m/s的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg，背罩质量为50kg，该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取g=10m/s2。忽略大气对探测器和背罩的阻力。下列说法正确的有（　　） A. 该行星表面的重力加速度大小为4m/s2 B. 该行星的第一宇宙速度为7.9km/s C. “背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为80m/s2 D. “背罩分离”后瞬间，探测器所受重力对其做功的功率为30kW 5.（计算题）（10分）为更好探索宇宙，科学家们尝试如下实验。如图所示，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定在水平地面上，圆柱体的内径为R。沿着水平切向给贴在内壁左侧O点的小滑块一个初速度v0，小滑块将沿着柱体的内壁旋转一周经过O1点后继续运动，最终落在柱体的底面上、已知小滑块的质量为m，重力加速度为g。 （1）小滑块在运动中受哪些力的作用？分析这些力是否做功？ （2）求小滑块在柱体壁上旋转一周所用的时间T； （3）求小滑块到达O1点时的速度大小v1。  五、新能源汽车（共23分） 中国的新能源汽车市场正迅速壮大。 A B C 1.（4分）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，如图所示．车内轮 A 的半径为 RA，车外轮 B 的半径为 RB，滚筒 C 的半径为 RC，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B 轮边缘的线速度大小之比为______，B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为______。 2.（3分）如图所示，新能源汽车沿等螺距车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A．始终处于平衡状态 B．始终处于失重状态 C．始终处于超重状态 D．重力功率始终不变 3．（多选题）（4分）一新款小型电动汽车上市前进行了水平路面直线驾驶性能检测，汽车运动的位移（x）与速度的平方（v2）关系的图像如图所示，当汽车位移为20m时，电动机功率达到额定功率P0=50kW，之后保持额定功率运行。已知汽车质量为1.2t，所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A．汽车运动的最大速度约为25m/s B．汽车运动过程中所受阻力大小为3×103N C．汽车启动后先做匀加速直线运动，加速度大小为2.5m/s2 D．位移为20m后，汽车做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动 4．（计算题）（12分）一段倾斜角θ=37°的斜面AB与弧面BC相切于B点。质量为m=2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，汽车可视作质点。求： （1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F； （2）汽车的额定功率； （3）汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax； （4）为保证汽车不脱离弧面安全行驶至C点，在设计弧面半径时有什么要求，并说明理由。 2024学期上海市杨浦高级中学第二学期高一期中物理试卷答案 一、天体运动 1.（1）A（2）C 2.D 3.D 4.B 二、种地 1、（1）C （2）A 2、B 3、B 4、(1)R1:R2;R12:R22;(2)B 5、（1）Mg（2）D 三、打水漂 1、B 2、C 3、(1)A;A(2)0 ，0 4、(1)A;(2)gR2/(R+h)2 四、地面与宇宙的联系 1、（1）C （2）C 2、60 3、A C 4、（1）支持力N和重力mg，重力G做功，支持力N不做功； （2） （3） 五、新能源汽车 1、RA∶RB，RC∶RB 2、D 3、ACD 4、(1)v1=24m/s,F=2×104N (2）4.8×105W (3)30m/s (4)半径要大一些，列式说明 试卷第2页，共3页 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$