北京市北京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

北京市北京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷 一、单选题 1．如图所示，一个在水平面上做直线运动的铁球，在铁球运动路线的旁边放一块磁铁，铁球在磁铁的吸引下可能的运动轨迹是（　　） A．a B．b C．c D．a、b、c都有可能 2．在珠海航展上，歼击机进行了空中表演，其轨迹是曲线，如图所示。歼击机在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．歼击机的速度可能不变 B．歼击机所受合力大小一定不变 C．歼击机所受合力方向与它的速度方向可能在一条直线上 D．歼击机在曲线运动过程中所受合力一定指向曲线凹侧 3．如图所示，汽车在炎热的夏天沿不规整的曲面行驶，其中最容易发生爆胎的点是（汽车运动速率不变）（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 4．如图所示，细线一端固定在A点，另一端系着小球。给小球一个初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，关于该小球的受力情况，下列说法中正确的是（    ） A．受重力、向心力作用 B．受细线拉力、向心力作用 C．受重力、细线拉力作用 D．受重力、细线拉力和向心力作用 5．一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为时，所受的万有引力大小为，则当其到地心的距离为时，所受的万有引力为（　　） A． B． C． D． 6．已知河水流速小于小船在静水中的速度，如果用小箭头表示小船及船头的指向，能正确反映小船渡河用时最少的情景图是（　　） A．B．C．D． 7．对于万有引力定律的数学表达式，下列说法正确的是（　　） A．公式中G为引力常量，是有单位的，是人为规定的 B．r趋近于零时，万有引力趋于无穷大 C．万有引力定律是牛顿发现的，G是卡文迪什测出来的 D．M、m之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力 8．某同学利用所学知识画出了三颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动的轨道，如图所示，其中卫星a的轨道平面与赤道平面共面。下列说法正确的是（　　） A．卫星b的轨道符合实际 B．卫星a可能是地球静止卫星 C．卫星a的轨道半径一定大于卫星c的轨道半径 D．卫星c可能是地球静止卫星 9．如图所示，杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水也不会流出来，这是因为在最高点（    ） A．水处于失重状态，不受重力的作用 B．水受的合力为零 C．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动 D．水一定不受到杯底的压力作用 10．下列关于功的说法中，正确的是（　　）。 A．功的正负表示方向 B．用100N的恒力推箱子做的功总是大于用10N的恒力推箱子做的功 C．在力的作用下物体发生了位移，则该力一定对物体做了功 D．力对物体做了负功，也可以说物体克服该力做了功 二、多选题 11．关于曲线运动下列叙述正确的是（　　） A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动不可能是匀变速运动 B．物体受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动 C．物体不受外力时由于惯性而持续的运动不可能是曲线运动 D．做曲线运动物体的速度与其加速度不在一条直线上 12．“飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为5m的圆周做匀速圆周运动，10s内运动的弧长为200m，则（　　） A．摩托车的线速度大小为20m/s B．摩托车的角速度大小为4rad/s C．摩托车运动的周期为s D．摩托车运动的频率为Hz 13．中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船，目前已经达到国际第三代载人飞船技术水平。其发射过程简化如下：飞船由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，仅在万有引力作用下沿椭圆轨道运行，当到达B点时，通过变轨预定圆轨道进入预定圆轨道，如图所示。飞船在椭圆轨道上运行时（    ） A．在A点的速度比B点的大 B．在A点的加速度比B点的大 C．在A点的机械能比B点的大 D．在椭圆轨道上经过B点的速度大于在圆轨道上经过B点时的速度 14．如图表格列出一些地点的重力加速度，表中数据的规律可表述为：随着地面上所在地点纬度的增大，该处的重力加速度增大。已知地面不是标准球面，纬度越大的地点半径越小，则形成表格所示规律的原因，以下说法正确的有（　　） 地点 纬度 重力加速度 赤道海平面 0° 9.780 m/s2 马尼拉 14°35’ 9.784 m/s2 广州 23°06’ 9.788 m/s2 上海 31°12’ 9.794 m/s2 东京 35°43’ 9.798 m/s2 北京 39°56’ 9.801 m/s2 莫斯科 55°45’ 9.816 m/s2 北极 90° 9.832 m/s2 A．地面物体的重力等于所受地球引力的大小与随地球自转所需向心力大小之差 B．地面物体受到地球引力的大小随所在地纬度的增大而增大 C．地面物体随地球自转所需向心力随所在地纬度的增大而增大 D．地面物体受地球引力的方向与随地球自转所需向心力的方向的夹角随所在地纬度的增大而增大 三、实验题 15．如图甲所示的实验中，A、B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动是 运动；图乙所示的实验中，将两个斜滑道固定在同一竖直面内，轨道最下端水平，下方轨道连接一光滑平面。把两个相同的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到上面小球刚好砸在下面小球上，说明平抛运动在水平方向的分运动是 运动。 16．用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道上滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)下列实验条件必须满足的有______ 。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 (2)实验后得到了如图所示的小球轨迹，每小格的边长，实验中记录了小球运动途中的三个位置，则可知相邻两点间的时间间隔为 ，该小球做平抛运动的初速度为 ，在点时的速度为 。（结果保留一位小数，g取） 17．探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。    (1)下列实验中采用的实验探究方法和本实验相同的是________ A．探究合力与分力的关系 B．探究加速度与物体受力和物体质量的关系 C．探究弹簧弹力和形变量的关系 (2)通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，受到的向心力就越 （填“大”或“小”）； (3)由更精确的实验可得向心力的表达式为 （用题干中所给的字母表示）。在某次探究实验中，当a、b两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为1：9，由此表达式可求得与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为 。 四、解答题 18．在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。（g取10m/s2） （1）摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？ （2）求落地时摩托车的最小落地速度。     19．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”。如图所示，一辆汽车经过凹形路面时的运动可近似看作半径为R的圆周运动，汽车到达路面最低处时的速度大小为v。已知汽车质量为m，重力加速度为g。 （1）求这辆汽车经过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力大小F； （2）小明认为，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，其对路面的压力越大。你认为小明的说法是否正确？请说明理由。 20．2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，求： （1）月球的质量； （2）月球表面的重力加速度； （3）月球的第一宇宙速度。 21．小明一家人停车休息之后，重新启动汽车出发。已知汽车的额定功率，人与货物及汽车总质量m=5×103kg，在水平直路面上行驶时阻力是车重的1/10。若汽车从静止开始以加速度a=0.5m/s2做匀加速直线运动，求∶ （1）汽车保持加速度不变的时间； （2）汽车匀加速直线运动过程中实际功率随时间变化的关系； （3） 此后汽车运动所能达到的最大速度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C【详解】在水平面上做直线运动的铁球，在铁球运动路线的旁边放一块磁铁，铁球收到磁铁的吸引力，铁球所受的吸引力和它的速度方向不在同一直线上，铁球做曲线运动，而且铁球所受吸引力指向轨迹的内侧，故C正确，ABD错误。故选C。 2．D【详解】A．歼击机做的是曲线运动，速度方向时刻发生改变，故A错误； B．物体做曲线运动的条件：物体的初速度方向与力的方向不在同一条直线上，力的大小可以不变，也可以变化，故B错误； C．歼击机所受合力方向与它的速度方向存在夹角时，才能做曲线运动，在同一条直线上是做直线运动，故C错误； D．在曲线运动过程中所受合外力一定指向曲线凹侧，故D正确；故选D。 3．D【详解】由牛顿第二定律及向心力公式可知，汽车在a、c两点，有 即汽车在a、c两点不容易发生爆胎；同理可知汽车在b、d两点，有 即汽车在b、d两点容易发生爆胎，又由题图知b点所在曲线半径大，即，又汽车在b、d两点的速率相等，故，所以在d点车胎受到的压力最大，即汽车在d点最容易发生爆胎，所以D正确；ABC错误； 故选D。 4．C【详解】对小球受力分析可得，小球受到竖直向下的重力和沿绳向上的拉力，这两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力。故选C。 5．A【详解】一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为时，设地球质量为，卫星质量为，所受的万有引力为 当其到地心的距离为时，所受的万有引力为 A正确，BCD错误；故选A。 6．A【详解】设小船合速度在垂直河岸方向的分量为，则小船的渡河时间为 由题意可知，合速度在垂直河岸方向的分量最大时 即船头需要正对河对岸时，小船渡河时间最短。故选A。 7．C【详解】A．公式中G为引力常量，是有单位的，但不是人为规定的，是通过基本物理量单位推导得到的，故A错误； B．r趋近于零时，万有引力表达式不再适用，不能得到万有引力趋于无穷大的结论，故B错误； C．万有引力定律是牛顿发现的，G是卡文迪什测出来的，故C正确； D．M、m之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对相互作用力，故D错误。故选C。 8．B【详解】A．人造地球卫星做匀速圆周运动，其向心力由地球对卫星的万有引力提供，万有引力方向指向地心，所以卫星轨道平面必须过地心。卫星b的轨道平面不过地心，不符合实际，故A错误； B．地球静止卫星的轨道平面与赤道平面共面，且公转周期等于地球的自转周期，卫星a轨道平面与赤道平面共面，所以卫星a有可能是地球静止卫星，故B正确； C．仅从图中所给信息，无法判断卫星a和卫星c轨道半径的大小关系，故C错误； D．地球静止卫星的轨道平面与赤道平面共面，卫星c轨道平面不与赤道平面共面，所以卫星c不可能是地球静止卫星，故D错误。故选B。 9．C【详解】A．当杯子经过最高点时，里面的水处于失重状态，但失重时物体的重力并未变化，选项A错误； B．当杯子经过最高点时，水受重力和向下的支持力，合力提供向心力，不为零，选项 B错误； C．水做圆周运动，经过最高点时，水受重力和向下的支持力，合力提供向心力，选项C正确； D．水杯经过最高点时，水可以不受到杯底的压力作用，也可以受到杯底的压力作用，选项D错误。 故选C。考点：向心力；牛顿第二定律。 10．D【详解】A．功是标量，功的正负不表示方向，A错误； B．根据可知力大，力所做的功不一定大，B错误； C．根据可知在力的作用下物体在该力的方向上发生了位移，力才对物体做功，C错误； D．力对物体做了负功，也可以说物体克服该力做了功，D正确。故选D。 11．CD【详解】A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，但加速度可以不变，这时物体做的是匀变速曲线运动，故A错误； B．只要物体受到与速度方向不共线的力的作用，物体就会做曲线运动，与力的方向是否改变无关，故B错误； C．物体不受外力由于惯性而持续的运动是匀速直线运动，不可能是曲线运动，故C正确； D．根据物体做曲线运动的条件：物体的速度与所受的合外力不在同一直线上，可知做曲线运动的物体的速度与其加速度不在一条直线上，故D正确。故选CD。 12．ABC【详解】A．摩托车做匀速圆周运动，10s内运动的弧长为200m，可得线速度的大小为 A正确； B．根据v=ωR得B正确；C．根据得C正确； D．根据得D错误；故选ABC。 13．AB【详解】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的速度比B点的大，故A正确； B．根据牛顿第二定律可知飞船的加速度为 所以在A点的加速度比B点的大，故B正确； C．飞船在椭圆轨道上运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，所以在A、B两点的机械能相等，故C错误； D．飞船从椭圆轨道变至预定圆轨道时，需要在B点加速，所以在椭圆轨道上经过B点的速度小于在圆轨道上经过B点时的速度，故D错误。故选AB。 14．BD【详解】A．地面物体的重力等于所受地球引力的大小与随地球自转所需向心力矢量之差，故A错误； B．有题图可知，地面物体受到地球引力的大小随所在地纬度的增大而增大，故B正确； C．由可得地面物体随地球自转所需向心力随所在地纬度的增大而减小，故C错误； D．如下图所示 可得出地面物体受地球引力的方向与随地球自转所需向心力的方向的夹角随所在地纬度的增大而增大，故D正确。故选BD。 15． 自由落体 匀速直线【详解】[1]如图甲所示的实验中，A、B两球同时落地，说明两球竖直方向的运动完全相同，即平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 [2]图乙所示的实验中，把两个相同的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到上面小球刚好砸在下面小球上，说明两小球水平方向的运动完全相同，即平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 16．(1)BD(2) 0.1 1.5 2.5 【详解】（1）实验条件必须满足：斜槽轨道末段水平，且每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球。斜槽不需要光滑，挡板高度不需要等间距变化。 故选BD。（2）根据，相邻两点的间隔时间为 小球做平抛运动的初速度为 小球在B点的竖直速度为在点时的速度为 17．(1)B(2)大(3) 3∶1 【详解】（1）该实验采用的是控制变量法，与探究加速度与物体受力和物体质量的关系实验的探究方向相同，故选B。 （2）通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，受到的向心力就越大； （3）[1]由更精确的实验可得向心力的表达式为 [2]在某次探究实验中，当a、b两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为1：9，根据可知角速度之比为1:3，两塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为3:1。 18．（1）；（2） 【详解】（1）摩托车到达对岸的时间，根据可得则 （2）摩托车落到壕沟对面时的落到壕沟对面速度大小 19．（1）；（2）见解析 【详解】（1）汽车经过凹形路面最低处时，根据牛顿第二定律有解得 （2）由（1）题结论可知，汽车通过凹形路面最低处时的速度越大，凹形路面对汽车的支持力越大，根据牛顿第三定律可知汽车对凹形路面的压力越大。所以小明的说法正确。 20．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据万有引力提供向心力，则有解得 （2）在月球表面，有解得 （3）根据公式解得第一宇宙速度 21．（1）16s；（2）P=3750t；（3）12m/s 【详解】（1）由，得F=7500N 匀加速直线运动过程中速度最大值为 所以匀加速直线运动的时间为 （2）汽车匀加速直线运动过程中实际功率随时间变化的关系 （3）汽车速度达到最大值时有 所以汽车运动所能达到的最大速度为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$