天津市第四十七中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

天津市第四十七中学2024—2025第二学期高一年级 期中考试 物理试卷 第Ⅰ卷(共二部分；满分40分) 一、单选题(每个小题只有一个正确选项，每题5分，共25分) 1.以下物理观点正确的是( ) A.物体只有在变力作用下才能做曲线运动 B.做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心 C. 由 知， 两物体间的距离r减小时，它们之间的引力增大 D.重力势能与零势能面的选取有关，而重力做功与零势能面的选取无关 2.截至目前，巴以冲突已导致双方超1.73万人死亡。为了避免冲突，我国进一步加强军事演练。假设在演练时士兵驾驶坦克向东的速度大小为，坦克射出的炮弹相对于炮身的速度大小为 )，且出膛方向沿水平面内可调整，坦克轨迹距离目标最近为d，忽略炮弹受到的空气阻力和炮弹竖直方向的下落。且不计炮弹发射对坦克速度的影响。下列说法正确的是( ) A.炮弹在水平面内做曲线运动 B.要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，坦克发射处离目标的 距离为dv₁/v₂ C.炮弹命中目标最短时间为d/v₂ D.若到达距离目标最近处时再开炮，不管怎样调整炮口方向，炮弹都无法射中目标 3.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( ) A.如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 B.如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零 C.如图丙，小球在竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D.如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A 和B的角速度 4.图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度V匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是 ( ) A.甲图中人所受的支持力对人做正功 B.两图中人所受重力的瞬时功率均为 C.甲图中人所受的摩擦力对人做正功 D.乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为 5.如图，水平固定的半球形碗的球心为O点，最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别以初速度平抛出三个小球, 分别经过, , 的时间落在A、B、C点,抛出点及落点A、B、C点在同一个竖直面内，且A、C点等高，则下列说法正确的是( ) A.三个小球平抛运动时间的大小关系为 B.三个小球平抛初速度的大小关系为 C.落在C点的小球，在C点的瞬时速度可能与C 点的切线垂直 D.落在B 点的小球，在B 点的瞬时速度方向与水平方向夹角大于60° 二、多选题(每题都有多个选项正确，每题5分，少选得3分，错选不得分，共15分) 6.图甲为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻质弹簧及底座组成，可简化为图乙。该玩具底座固定在水面桌面上，玩具头部(可视为质点)初始时静止于 A点。现用手按压玩具头部至最低点B 点，由静止释放，玩具头部最高 运动到C点(低于弹簧的原长位置)，该过程中玩具头部始终未脱离弹簧，弹簧处于弹性限度内，不计空气阻力。关于玩具头部首次从 B 点运动到C 点的过程中，判断正确的是( ) A.玩具头部在C点处于平衡状态 B.重力势能减小，弹性势能减小 C.重力做负功，弹簧弹力做正功 D.玩具从 B 运动到A 做加速运动， 从A 运动到C做减速运动 7.地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是 ( ) A.“地球同步轨道”处的重力加速度为0 B.北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的线速度之比为 C.北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D.“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速 8.在通往某景区的公路上，一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前8s内做匀加速直线运动，第8s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量： 汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度 g=10m/s²。则汽车的最大速度为( ) A.汽车的最大速度为12m/s B.汽车的额定功率为24kW C.汽车在前8s内的牵引力为1000N D.从汽车开始运动到达到最大速度，发动机做的功为 第Ⅱ卷(共二部分；满分60分) 三、实验题(每空2分；共12分) 9.某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”，实验步骤如下： A.让小球多次从同一位置滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球平抛运动轨迹上的一系列位置； B.安装好器材，注意把斜槽末端调水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；· C.测出曲线上某点的坐标 用计算式 (用表示)算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求 的值，然后求它们的平均值； D.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹。 (1)完成上述实验步骤将正确的答案填写在横线上； (2)上述实验步骤的合理顺序是 (只填排列序号即可)； (3)如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为 (取 (结果保留两位有效数字)。 10.用图甲所示实验装置探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。每层左右塔轮半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1(如图乙)。左右塔轮通过不打滑的皮带连接。实验时，将两小球分别放在短槽C处和长槽A(或B)处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题： (1)在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是 。 A.探究两个互成角度的力的合成规律 B.探究加速度与力、质量的关系 C.伽利略对自由落体的研究 (2)某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系： A. 质量m B.角速度ω C. 半径r (3)若某次实验中，两个质量相等的钢球分别置于A 和C 处，标尺上黑白相间的等分格子数之比为9：1，则与皮带连接的变速塔轮半径之比为 . 四、解答题(请写出必要的过程和文字说明，11题14分，12题16分，13题18分，共48分。) 11.(14分)图甲为智能计数呼啦圈，其刚性腰带外侧带有半径 的轨道，将小滑块P置于轨道内，滑块连接一根带有配重的轻绳，通过腰部的微小扭动，使配重随滑块在水平面做匀速圆周运动。为研究方便，腰带视为水平且不动，配重视为质点，如图乙所示。已知配重的质量 绳长 ，若轻绳能承受的最大拉力是6.25N (θ未知)。取重力加速度大小， 求： (1)配重所能达到的最大角速度ω₀的大小(答案可用根号)。 (2)通过增大转速使角速度从0 增加到最大角速度ω₀的过程中绳子对配重做的功 (答案可用分数)。 12.(16分)图为中国月球探测工程标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着我国航天人的梦想。我国嫦娥工程实现“绕、落、回”后剑指“载人登月”。小刁同学幻想着自己是探月宇航员，结合所学知识设计了如下实验：首先驾驶航天器在近月轨道上做匀速圆周运动。测出圆周运动的周期T。成功登月后，在距月球表面高h处以初速度水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移。 (月球简化为质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。) (1)求月球表面的重力加速度大小g； (2)月球的密度大小 ρ； (3)月球的第一宇宙速度大小； 13.(18分)图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道 BCD、水平直轨道DM 和两个四分之一圆管轨道MN与NP 平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心O₂与圆管轨道NP 的圆心O₃位于同一高度(圆管的内径远小于r)。已知小车质量，水平直轨道AB长度L=1m，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能 的小车由A 点(小车未画出)静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P 点水平飞出，小车在到达B 点前发条的 弹性势能已经完全释放，取重力加速度 (答案可用根号)。 (1)求小车运动到 B 点时的速度大小； (2)求小车运动到圆轨道B 点时对轨道的压力大小； (3)其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP 的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离 为多大? 第 65535 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$天津市第四十七中学2024一2025第二学期高一年级 期中考试物理答案 一、选择题（每空5分，共40分） 1 2 3 6 7 8 D C B A D CD BC AB 二、实验题（每空2分，共12分） 9. (2)BADC (3)1.0m/s 10.(1)B (2)C (3)1:3 三、·解答题(11题14分：12题16分：13题18分。共48分) 11.(14分) (1)由受力分析可得： Tcos0=mg 解得 0=37 由向心力表达式可得： mg tan0=mor 其中： r =R+Lsin 0 解得： Wo=V15rad/s (②)由动能定理可得： Wr-mg(L-L cos0)=imv2 其中： v=@or 解得： w=) 12.(16分) (1) 竖直方向： h=i8t2 水平方向： X=Vot ·解得月球表面重力加速度： g=2hv ·(②)由万有引力提供向心力： =m R2 2R 且： M=PV V=等πR3 高一物理答案第1页，共2页 解得： 3π P-GT2 (3)由万有引力与重力的关系： GMm R2 =mg 且： GMm R2 =m- n2 解得： R=9T2 2 由圆周运动知识： vs2πR T 解得： V-Thvg nx2 13.(18分) (1)由弹力做功与弹性势能的关系可知： WT=-AEp=Ep-0=0.35J AB段动能定理： W,-umgL=m哈 解得： vB=√10m/s 因C点盟周运动向心力表达式：mg=m等 B→C段动能定理： -mg2R=2mv呢-2mv哈 解得： R=0.2m B点圆周运动向心力表达式： -mg=m是 解得： FN=3N 根据牛顿第三定律： FN=FN =3N (3)B→P段动能定理： -mg2r=2mv哈-m唱 竖直方向： 2r=g2 水平方向： X=Vpt 解得： 当r=n时，xm=m 高一物理答案第2页，共2页