上海市香山中学2024-2025学年高一下学期期中质量检测物理试题

1 2024 学年第二学期高一物理期中质量检测 总分：100 分 时间：60 分钟 考生注意： 1、本试卷共 6 页，满分 100 分，考试时间 60 分钟。本卷中重力加速度 g 取 10m／s2； 2、若题目前标注“多选”字样，则每小题有两个及以上的正确选项，选错得 0 分； 3、本考试分试卷和答题纸。试卷包括五道综合题。请在答题纸上相应位置作答，在试卷上 作答一律不得分。 一、九曲黄河（12 分） 黄河河道蜿蜒，水流湍急。某研究小组观测河道水流与渡船运动，研究水流在河曲处 的运动轨迹，分析其速度方向与受力关系，以揭示曲线运动的规律。 1、（2 分）河道弯曲绵延，河水做曲线运动。物体在做曲线运动时，一定变化的是( )。 A.速率 B.速度 C.合外力 D.加速度 2、（4 分）（多选）如图所示，河水沿轨迹 ABCD 运动，图中画出了河水在 A、B、C、D 处的 速度 v 的方向与所受合力 F 的方向，其中可能正确的有( ) 。 A.A 位置 B.B 位置 C. C 位置 D D 位置 3、（4 分）（多选）黄河中有一条宽为 100m 的河道，一条小船从岸边的某点渡河，渡河过程 中保持船头指向与河岸垂直。小船在静水中的速度大小为 4m／s，水流速度大小为 3m／s。下 列说法正确的是 ( ) 。 A.小船在河水中航行的轨迹是直线 B 小船渡河的时间是 25s C．小船渡河过程中的位移大小为 100m D．小船在河水中的速度大小是 7m／s 4、（2 分）若小船渡河时船头方向始终与河岸垂直，河水流速不变，小船运动轨迹如图所示，则 小船渡河过程中的速度不断 （选填“A.增大”、“B.减小”、“C 不变”）。 河岸 二、无人机（20 分） 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行，在某 时刻释放了一个小球，不计空气阻力。以地面为参考系，小球离开无人机后。 1、（2 分）小球在空中的运动近似为( ) 。 A.匀速运动 B.平抛运动 C.自由落体运动 D.变加速曲线运动 2、（2 分）若小球释放时水平初速度v0 = 2m/s。。则从释放开始 t=0 到 t=0.2s 的时间 内，小球( )。 A.下落高度为 0.2m B．合位移大小为 0.2m C．水平位移为 0.2m D．合速度大小为 2m／s 3、（2 分）若小球释放时初速度为V0，落地时速度为V1，下图中能正确表示速度变化量方 向的是( )。 A. B. C. D. 4、(2+2=分）某同学用频闪照相拍下小球运动的照片如图所示，已知方格每边对应的长度为 5 cm。 （1）画出小球经过图中 c 位置时的速度和加速度方向； （2）若相邻两个频闪的时间间隔为 0.1s，则小球释放时初速度大小为 m／s。 5、(6+4=10 分）如图所示，某同学操控无人机在高度 h=20m 处以v0 = 5m/s的水平速度匀速飞 行，正前方地面有一个半径 r=2m 的圆形“目标坑”，坑心距无人机正下方点的水平距离 L=10m。。 若无人机在此时释放小球，不计空气阻力，求： （1）小球落地时的速度大小； （2）通过计算判断小球能否落入目标坑内； 3 三、生活中的圆周运动（23 分） 生产、生活和自然界中，许多过程都涉及圆周运动，例如自行车轮的转动、游乐园里的 摩天轮、转动的时钟指针、风车的叶片等等。 1、（2 分）如图所示，风力发电机的叶片在风力作用下转动，叶片上分别有 A、B、C 三点， A 点到转轴的距离是 B 点到转轴距离的两倍，A 和 C 两点到转轴的距离相等。下列说法错误 的是( )。 A A 点和 B 点的角速度大小相等 B.A 点和 B 点的线速度大小相等 C.B 点和 C 点的角速度大小相等 D.A 点和 C 点的线速度大小相等 2、(3+3+3=9 分）如图所示，倒置的光滑圆锥内侧，有质量相同的两个小球 A、、B 沿圆锥内 侧在水平面内各自做匀速圆周运动。则它们的角速度ω𝐴，ω𝐵；线速度V𝐴 V𝐵 ;向心加速 度a𝐴 a𝐵。（均选填“A.大于”或“B.小于”或“C.等于”） 3、(3+3=6 分）绿色出行，自行车是一种不错的选择。自行车基本原理如图所示，a、b、c 分别 为链轮、飞轮和后轮上的三个点，已知链轮、飞轮和后轮的半径之比为 2：1：6，将后轮悬空， 匀速转动踏板时，a、b、c 三点的线速度大小之比为 ；周期之比为 4、(3+3=6 分）有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内近似做匀速圆周 运动，如图所示，若运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为 t。 （1）运动员在运动过程中受到 力的作用（选填“A．2 个”或“B．3 个”）； （2）若运动员质量为 m，则运动员在表演过程中的向心力大小为 ; A B C 4 四、圆周运动的应用（23 分） 实验室中气体分子速率的测定、火车弯道倾斜轨道与高速脱水的洗衣机滚筒，这些看 似无关的设计背后，都是圆周运动的原理在驱动其运转。 1、（2 分）家用滚筒洗衣机在脱水过程中，湿衣服的水分被甩出的主要原因是( ) 。 衣服对水的吸附力突然消失 B.水分子间的斥力大于向心力 C.水与衣服的附着力小于所需向心力 D 脱水筒旋转产生向外的“离心风力” 2、（2 分）十年来，中国高铁通过自主创新，技术水平已经领先世界，是国之重器。如图， 列车以速度 v 匀速率经过一段半径为 R 的弯道。转弯过程中，列车( )。 A 仅受重力 B 处于平衡状态 C.所受的合力作为向心力 D.所受的支持力作为向心力 3、(2+3+2=7 分）为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关，某同学借助图（a）所示装置进 行探究。在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速 圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端。 (a) （1）在该实验中，主要利用了 ( )来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 A 理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法 （2）在探究向心力 F 与角速度ω的大小关系时，应保证 不变；在多次实验后，该同学 得到了 F 与ω的多组数据，并绘制出了如图（b）所示的实验图像，若想得到线性分布的数据点， 应将横坐标ω改为 。 4、（2 分）物理学家蔡特曼和柯氏于 1930-1934 年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设 计了如图装置。半径为 R 的圆筒 B 可绕 O 轴以角速度，匀速转动，aOcd 在一直线上，银原子以 一定速率从 d 点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝 c，最终打在圆筒内壁 b 点，ab 弧长为 s，其间 圆筒转过角度小于 90°，则下列判断正确的是 ( ) 。 A.圆筒沿逆时针方向转动 B.银原子在筒内运动时间t = s ω C.银原子速率为 ωR θ D.银原子速率为 2ωR2 s 5、(5+5=10 分）铁路在弯道处的内、外轨高度是不同的，已知内、外轨所在平面与水平 面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 R，若质量为 m 的火车在转弯时以规定 的安全速度行驶时，车轮恰对内、外轨均无侧向挤压作用。求： （1）该火车在转弯时的安全速度大小； （2）火车对铁轨的正压力大小； 五、航空航天（22 分） 近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个 领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理 知识的支持。 1、（4 分）（多选）在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正 确的是( )。 A.牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量 G B.哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C.伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D.开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 2、（2 分）用国际单位制的基本单位表示引力常量 G 的单位是( ) 。 A.𝑚2 ⋅ 𝑘𝑔−1 ⋅ 𝑠−2 B. 𝑚3 ⋅ 𝑘𝑔−1 ⋅ 𝑠−2 C.㎡.kg−2 ⋅ s−2 D.m3 ⋅ kg−2 ⋅ s−2 3、（2 分）对于万有引力定律的表达式F = G 𝑚1m2 r2 ，下列说法中正确的是( )。 A 只要是两个球体，就可用上式计算万有引力 B．r 趋近 0 时，万有引力趋于无穷大 C．m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力 D．m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 6 4、（2 分）2024 年 10 月 30 日 04 时 27 分，长征二号 F 运载火箭搭载神舟十九号载人飞船顺利 升空并取得圆满成功，发射地点位于我国酒泉卫星发射中心。载人飞船在远离地球的过程中， 所受地球引力大小 F 随它距地面的高度 h 变化的关系图像可能正确的是 ( ) A. B. C. D. 5、(4+4+4=12 分）若月球表面重力加速度为 g，月球半径为 R，万有引力常量为 G，求： （1）月球的质量；（提示：可认为物体在月球表面所受重力等于万有引力大小） （2）月球的平均密度；（提示：球的体积公式：( 𝑉球 = 4 3 𝜋𝑅3) （3）若在月球上发射一颗卫星，使它在月球表面附近绕月做匀速圆周运动，则该卫星周期为？ 1 2024 学年第二学期 1 一物理期中质量检测 答案 一、黄河（12 分） 1、B（2 分） 2、BD（选对一个得 2 分，全对得 4 分，这 40 分） 3、AB（选对一个得 2 分，全对得 4 分，选 10 分） 4、A（2 分） 二、无人（20 分） 1、B（2 分） 2、A（2 分） 3、B（2 分） 4、（1）如图（画对一个得 1 分，共 2 分，未出物理量字母不得分）；（2）2.5（2 分） 5、（6 分）（1）小球做平抛运动 竖直之向上，由h = 1 2 gt2得：小球落地时间t = √ 2h 9 = √ 2×20 10 s = 2s(2 分) 落地时竖直 3 度vy = gt = 10 × 2m/s=20m/s（2 分） 水平方向上，小球做匀 x 古线运动， ∴ Vx = V0 = 5m/s 落地时合速度大小v = √Vx2 + vx2 = √52 + 202m/s = 5√17m/s(20.62m/s)（2 分） （4 分）（2）小球从释放至落地过程，水子位移x = v0t = 5 × 2m=10m（2 分） ∵x=L=10m．小球正好落在坑心（能落入坑中）（2 分） 三、生活中的圆周运动（23 分） 1、B（2 分） 2、B（3 分）A（3 分）C（3 分） 3、1：1：6（3 分）2：1：1（3 分） 4、A（3 分）mgtanθ（3 分） 四、圆周运动的应用（23 分） 1、C（2 分） 2、C（2 分） 3、C（2 分） 质量和半径（写对一个得 1 分，写对两个得 3 分） ω 2 （2 分） 4、D（2 分 5、（5 分）（1）火车转弯时若无侧向日，则受力分析如图： 此时火车所受合力提供向心力，由矢量关；可知：mgtan𝜃 = F合 = F向 = m v2 R （2 分） .此时火车运行速度大小v = √gRtanθ (2分) （5 分）（2）由火车受力分析图可知，铁轨 火车的支持力大小FN = mg cosθ （2 分） 由牛顿第三定律得：火车对铁轨的正压力F1 与FN大小相等（2 分） 即：FN ′ = mg cosθ (1分) 五、航空航天（22 分） 1、CD（选对一个得 2 分，全对得 4 分．选错（分） 2、B（2 分） 3、C（2 分） 4、B（2 分） 5、（4 分）（1）设月球质量为 M，月球表面有一质量为 m 的物体。 在月球表面物体重力等于万有引力 ∴ mg = G Mm R2 (2分) 月标、“质量M = gR2 G （2 分） （4 分）（2）的体积V = 4 3 πR3 月球的平均密度ρ = M V （2 分） = gR2 G × 3 4nR3 = 3g 4nGR (2分) （4 分）（3）卫星绕月做匀速圆周运动 万有引力提供向心力 ∴ G Mm R2 = m4n2R T2 （2 分） ∴ T = 2π√ R3 cM (1.4) = 2π√ R3 gR2 = 2π√ R g (1分) 1 2024 学年第二学期高一物理期中质量检测 总分：100 分 时间：60 分钟 考生注意： 1、本试卷共 6 页，满分 100 分，考试时间 60 分钟。本卷中重力加速度 g 取 10m／s2； 2、若题目前标注“多选”字样，则每小题有两个及以上的正确选项，选错得 0 分； 3、本考试分试卷和答题纸。试卷包括五道综合题。请在答题纸上相应位置作答，在试卷上 作答一律不得分。 一、九曲黄河（12 分） 黄河河道蜿蜒，水流湍急。某研究小组观测河道水流与渡船运动，研究水流在河曲处 的运动轨迹，分析其速度方向与受力关系，以揭示曲线运动的规律。 1、（2 分）河道弯曲绵延，河水做曲线运动。物体在做曲线运动时，一定变化的是( )。 A.速率 B.速度 C.合外力 D.加速度 2、（4 分）（多选）如图所示，河水沿轨迹 ABCD 运动，图中画出了河水在 A、B、C、D 处的 速度 v 的方向与所受合力 F 的方向，其中可能正确的有( ) 。 A.A 位置 B.B 位置 C. C 位置 D D 位置 3、（4 分）（多选）黄河中有一条宽为 100m 的河道，一条小船从岸边的某点渡河，渡河过程 中保持船头指向与河岸垂直。小船在静水中的速度大小为 4m／s，水流速度大小为 3m／s。下 列说法正确的是 ( ) 。 A.小船在河水中航行的轨迹是直线 B 小船渡河的时间是 25s C．小船渡河过程中的位移大小为 100m D．小船在河水中的速度大小是 7m／s 4、（2 分）若小船渡河时船头方向始终与河岸垂直，河水流速不变，小船运动轨迹如图所示，则 小船渡河过程中的速度不断 （选填“A.增大”、“B.减小”、“C 不变”）。 河岸 二、无人机（20 分） 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行，在某 时刻释放了一个小球，不计空气阻力。以地面为参考系，小球离开无人机后。 1、（2 分）小球在空中的运动近似为( ) 。 A.匀速运动 B.平抛运动 C.自由落体运动 D.变加速曲线运动 2、（2 分）若小球释放时水平初速度v0 = 2m/s。。则从释放开始 t=0 到 t=0.2s 的时间 内，小球( )。 A.下落高度为 0.2m B．合位移大小为 0.2m C．水平位移为 0.2m D．合速度大小为 2m／s 3、（2 分）若小球释放时初速度为V0，落地时速度为V1，下图中能正确表示速度变化量方 向的是( )。 A. B. C. D. 4、(2+2=分）某同学用频闪照相拍下小球运动的照片如图所示，已知方格每边对应的长度为 5 cm。 （1）画出小球经过图中 c 位置时的速度和加速度方向； （2）若相邻两个频闪的时间间隔为 0.1s，则小球释放时初速度大小为 m／s。 5、(6+4=10 分）如图所示，某同学操控无人机在高度 h=20m 处以v0 = 5m/s的水平速度匀速飞 行，正前方地面有一个半径 r=2m 的圆形“目标坑”，坑心距无人机正下方点的水平距离 L=10m。。 若无人机在此时释放小球，不计空气阻力，求： （1）小球落地时的速度大小； （2）通过计算判断小球能否落入目标坑内； 3 三、生活中的圆周运动（23 分） 生产、生活和自然界中，许多过程都涉及圆周运动，例如自行车轮的转动、游乐园里的 摩天轮、转动的时钟指针、风车的叶片等等。 1、（2 分）如图所示，风力发电机的叶片在风力作用下转动，叶片上分别有 A、B、C 三点， A 点到转轴的距离是 B 点到转轴距离的两倍，A 和 C 两点到转轴的距离相等。下列说法错误 的是( )。 A A 点和 B 点的角速度大小相等 B.A 点和 B 点的线速度大小相等 C.B 点和 C 点的角速度大小相等 D.A 点和 C 点的线速度大小相等 2、(3+3+3=9 分）如图所示，倒置的光滑圆锥内侧，有质量相同的两个小球 A、、B 沿圆锥内 侧在水平面内各自做匀速圆周运动。则它们的角速度ω𝐴，ω𝐵；线速度V𝐴 V𝐵 ;向心加速 度a𝐴 a𝐵。（均选填“A.大于”或“B.小于”或“C.等于”） 3、(3+3=6 分）绿色出行，自行车是一种不错的选择。自行车基本原理如图所示，a、b、c 分别 为链轮、飞轮和后轮上的三个点，已知链轮、飞轮和后轮的半径之比为 2：1：6，将后轮悬空， 匀速转动踏板时，a、b、c 三点的线速度大小之比为 ；周期之比为 4、(3+3=6 分）有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内近似做匀速圆周 运动，如图所示，若运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为 t。 （1）运动员在运动过程中受到 力的作用（选填“A．2 个”或“B．3 个”）； （2）若运动员质量为 m，则运动员在表演过程中的向心力大小为 ; A B C 4 四、圆周运动的应用（23 分） 实验室中气体分子速率的测定、火车弯道倾斜轨道与高速脱水的洗衣机滚筒，这些看 似无关的设计背后，都是圆周运动的原理在驱动其运转。 1、（2 分）家用滚筒洗衣机在脱水过程中，湿衣服的水分被甩出的主要原因是( ) 。 衣服对水的吸附力突然消失 B.水分子间的斥力大于向心力 C.水与衣服的附着力小于所需向心力 D 脱水筒旋转产生向外的“离心风力” 2、（2 分）十年来，中国高铁通过自主创新，技术水平已经领先世界，是国之重器。如图， 列车以速度 v 匀速率经过一段半径为 R 的弯道。转弯过程中，列车( )。 A 仅受重力 B 处于平衡状态 C.所受的合力作为向心力 D.所受的支持力作为向心力 3、(2+3+2=7 分）为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关，某同学借助图（a）所示装置进 行探究。在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速 圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端。 (a) （1）在该实验中，主要利用了 ( )来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 A 理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法 （2）在探究向心力 F 与角速度ω的大小关系时，应保证 不变；在多次实验后，该同学 得到了 F 与ω的多组数据，并绘制出了如图（b）所示的实验图像，若想得到线性分布的数据点， 应将横坐标ω改为 。 4、（2 分）物理学家蔡特曼和柯氏于 1930-1934 年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设 计了如图装置。半径为 R 的圆筒 B 可绕 O 轴以角速度，匀速转动，aOcd 在一直线上，银原子以 一定速率从 d 点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝 c，最终打在圆筒内壁 b 点，ab 弧长为 s，其间 圆筒转过角度小于 90°，则下列判断正确的是 ( ) 。 A.圆筒沿逆时针方向转动 B.银原子在筒内运动时间t = s ω C.银原子速率为 ωR θ D.银原子速率为 2ωR2 s 5、(5+5=10 分）铁路在弯道处的内、外轨高度是不同的，已知内、外轨所在平面与水平 面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 R，若质量为 m 的火车在转弯时以规定 的安全速度行驶时，车轮恰对内、外轨均无侧向挤压作用。求： （1）该火车在转弯时的安全速度大小； （2）火车对铁轨的正压力大小； 五、航空航天（22 分） 近年来我国航天事业飞速发展，从通信、导航到气象预报，卫星技术的应用遍及各个 领域。从神舟飞船到嫦娥探测器，再到天宫空间站，每一次航天任务的背后都离不开物理 知识的支持。 1、（4 分）（多选）在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正 确的是( )。 A.牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量 G B.哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C.伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D.开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 2、（2 分）用国际单位制的基本单位表示引力常量 G 的单位是( ) 。 A.𝑚2 ⋅ 𝑘𝑔−1 ⋅ 𝑠−2 B. 𝑚3 ⋅ 𝑘𝑔−1 ⋅ 𝑠−2 C.㎡.kg−2 ⋅ s−2 D.m3 ⋅ kg−2 ⋅ s−2 3、（2 分）对于万有引力定律的表达式F = G 𝑚1m2 r2 ，下列说法中正确的是( )。 A 只要是两个球体，就可用上式计算万有引力 B．r 趋近 0 时，万有引力趋于无穷大 C．m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力 D．m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 4、（2 分）2024 年 10 月 30 日 04 时 27 分，长征二号 F 运载火箭搭载神舟十九 号载人飞船顺利升空并取得圆满成功，发射地点位于我国酒泉卫星发射中心。载 人飞船在远离地球的过程中，所受地球引力大小 F 随它距地面的高度 h 变化的 关系图像可能正确的是 ( ) A. B. C. D. 5、(4+4+4=12 分）若月球表面重力加速度为 g，月球半径为 R，万有引力常量为 G， 求： （1）月球的质量；（提示：可认为物体在月球表面所受重力等于万有引力大小） （2）月球的平均密度；（提示：球的体积公式：( 𝑉球 = 4 3 𝜋𝑅3) （3）若在月球上发射一颗卫星，使它在月球表面附近绕月做匀速圆周运动，则该卫星 周期为？