天津市南开区美达菲津英中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试卷

天津市南开区美达菲津英中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试卷 一、单选题 1．关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（    ） A．开普勒通过天文仪器观察到行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B．卡文迪许通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值 C．第谷通过严密的数学运算，得出了行星的运动规律 D．牛顿通过比较月球和近地卫星的向心加速度，对万有引力定律进行了“月—地检验” 2．如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起沿斜向上方向做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．重力对货物做正功 B．摩擦力对货物做负功 C．支持力对货物做正功 D．合外力对货物做正功 3．今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度（　　） A．减小 B．增大 C．保持不变 D．先增大后保持不变 4．有关开普勒三大定律，结合右图，下面说法正确的是（　　） A．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变 B．地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短 5．质量为0.5kg的足球以1m/s速度水平撞击墙壁，又以m/s速度弹回。若以足球的初速度方向为正方向，则在碰撞过程中足球的速度变化量以及动能的变化量为（　　） A．0，0.5J B．m/s，0 C．2m/s，0 D．m/s，0.5J 6．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（    ） A．如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B．如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 C．如图C所示，轻质细绳长为l，一端固定一个小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球的速度可以小于 D．如图D所示，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 7．如图所示，一质量为的汽车在倾角为的圆弧形弯道处匀速转弯，转弯的轨道半径为R，若汽车转弯时的速度，则在转弯的过程中 A．汽车受到地面静摩擦力的侧向分力沿路面向下 B．汽车受到的合力等于 C．路面对汽车的支持力等于 D．路面对汽车的支持力小于 8．如图，一物体停在匀速转动圆筒的内壁上，如果圆筒的角速度增大，则（　　） A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C．物体所受弹力和摩擦力都减小了 D．物体所受弹力增大，摩擦力不变 9．长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2，则此时轻杆OA将（　　）   A．受到6.0N的拉力 B．受到24N的拉力 C．受到6.0N的压力 D．受到54N的拉力 10．中国农历中的春分、夏至、秋分、冬至四个节气将一年分为春、夏、秋、冬四季，在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的位置大致如图所示。从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是（　　） A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 C．秋冬两季与春夏两季时间相等 D．秋冬两季比春夏两季时间长 11．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则以下航天器的参数错误的是（　　） A．线速度 B．角速度 C．运行周期 D．向心加速度 12．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，滑雪是冬奥会常见的体育项目，具有很强的观赏性。某滑道示意图如图所示，圆弧滑道AB与水平滑道BC平滑衔接，O是圆弧滑道AB的圆心。运动员从A点由静止开始下滑，最后运动员滑到C点停下。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A到B的过程中，运动员受重力、支持力、摩擦力和向心力 B．从A到B的过程中，运动员所受的合外力始终指向圆心O C．从A到C的过程中，运动员的机械能保持不变 D．从A到C的过程中，重力所做的功等于克服摩擦力所做的功 13．绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和人造地球卫星B，它们的质量之比，它们的轨道半径之比为，则下列结论中正确的是（　　） A．它们受到地球的引力之比为 B．它们的运行速度大小之比为 C．它们的运行周期之比为 D．它们的运行角速度之比为 14．如图所示，水平传送带以速度v做匀速转动。现将一质量为m的小工件无初速度放到传送带上，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到速度v而与传送带保持相对静止。则在工件相对传送带滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．摩擦力对工件做的功为 B．工件的机械能增量为 C．摩擦力对皮带做的功为 D．系统产生的内能为 15．电动自行车在平直路面上匀速行驶，某一时刻从车上掉落一货物，车行驶的功率不变，货物掉落前后车速随时间的变化图象较符合实际的是（　　） A．B．C．D． 16．如图所示，将质量为m的石块从离地面h高处以初速度斜向上抛出。以地面为零势能面，不计空气阻力，则（　　） A．石块落地时的动能为 B．石块抛出时的机械能为 C．石块落地时的重力势能为 D．石块落地时的机械能为 17．如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时恰与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中（　　） A．小球的机械能守恒 B．小球在b点时动能最大 C．到c点时弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量 D．到c点时弹簧弹性势能的增加量等于小球重力势能的减少量 18．不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A．图甲中，运动员上升过程中其机械能守恒 B．图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C．图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D．图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 19．如图所示，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中（   ） A．A的加速度大小为 B．A机械能守恒 C．由于斜面光滑，所以B机械能守恒 D．A、B组成的系统机械能守恒 20．如图所示，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开降落伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，在运动员下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　）   A．运动员的重力势能减少了 B．阻力对运动员所做的功为 C．运动员的动能增加了 D．运动员的机械能减少了 二、实验题 21．向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m，角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 (1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的 。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与 的关系。 A．钢球质量m B．运动半径r C．角速度ω (3)从这个实验可以得到的正确结果是 。 (4)图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1∶4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为 。 A．2∶1 B．1∶2 C．4∶1 D．1∶4 22．利用图1装置做“验证机械舵守恒定律”的实验。 （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、重锤、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有 （选填器材前的字母）。 A．刻度尺        B．天平         C．秒表 （2）在打好点的纸带中挑选点迹清晰且第1、2两计时点间距离约为 mm的纸带。 （3）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为，重锤质量用m表示。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量 ，动能的增加量 。 （4）甲、乙两位同学在同一间实验室选用不同重锤做实验，甲同学选用的是大小合适的铁锤，乙同学选用的是较大的木锤。他们在纸带上选取计数点后，通过描绘图像去研究重锤机械能是否守恒。在同一坐标系中，合理的图像是 。 A． B． C． D． 三、解答题 23．高为的光滑斜面AB，倾角，底端与水平面BD相连，经过B点时无机械能损失，在水平面末端墙上固定一轻弹簧，水平面BC段粗糙，长度为20m，动摩擦因数，水平面CD段光滑，且等于弹簧原长，质量为的物块，由斜面顶端A点静止下滑（），求： （1）弹簧被压缩具有的最大弹性势能； （2）物块最终会停在距离C点多远的地方； （3）物块与水平面摩擦产生的热量为多少。    24．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径为R＝1m，小球可看作质点且其质量为m＝1kg，g取10m/s2。求： (1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离； (2)小球通过管道上B点时对管道的压力； (3)小球通过管道上A点时和轨道之间的作用力大小。 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．B【详解】AC．第谷经过多年的天文观测留下了大量的观测数据，开普勒通过分析这些数据，最终得出了行星的运动规律，故AC错误； B．牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，卡文迪许通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值，故B正确； D．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面的重力加速度，对万有引力定律进行了“月—地检验”，故D错误。故选B。 2．C【详解】ABC．货物放在自动扶梯上，货物受到竖直向下的重力作用和竖直向上的支持力作用，货物相对于扶梯是静止的，没有相对运动也没有相对运动趋势，货物不受摩擦力作用，所以重力和支持力是一对平衡力，合力为零，因重力与位移夹钝角，故重力对货物做负功，支持力对货物做正功，故AB错误，C正确； D．根据动能定理，货物速度不变，动能不变，合力不做功，故D错误。故选C。 3．A【详解】根据公式 由于以额定功率上坡时，为增大牵引力，则司机应使汽车的速度减小，BCD错误，A正确。 故选A。 4．B【详解】AC．根据开普勒第二定律可知，对同一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，且行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故AC错误； B．根据开普勒第一定律可知行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。即地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故B项正确； D．根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D项错误。故选B。 5．B【详解】碰撞过程中足球的速度变化量 动能的变化量ACD错误；B正确。故选B。 6．B【详解】A．如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，具有向上的加速度，则处于超重状态，故A错误； B．如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，故车轮做离心运动，与外轨产生挤压，即外轨受到挤压，故B正确； C．如图C所示，在最高点，当小球的重力刚满足向心力要求时有此时小球的速度最小为，故C错误； D．如图D所示，水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动的向心力，水滴做离心运动，故D错误。 故选B。 7．D【详解】A.当汽车不受斜面的摩擦力时，此时汽车的重力和支持力的合力提供向心力，则有： 解得：当汽车转弯时速度小于，所需要的向心力：向 故此时受到沿斜面向上的摩擦力，故A、B错误； CD.在竖直方向，合力为零，则有：解得：故C错误，D正确． 8．D【详解】对物体受力分析知，物块受到重力、筒壁支持力、竖直向上的静摩擦力，则水平方向满足 竖直方向满足可见，随着圆筒的角速度增大，物体所受弹力增大，摩擦力不变。故选D。 9．C【详解】设轻杆OA对小球的作用力为F，取向下为正方向，小球在最高点，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知轻杆OA受到的作用力大小为，方向向下，即为压力。故选C。 10．A【详解】AB．根据开普勒第二定律:对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化。近日点连线短，速度大，且为冬至所以在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小，故A正确，B错误； CD．近日点连线短，速度大，且为冬天，远日点连线长，速度小，且为夏天;可知春夏两季比秋冬两季时间长，故CD错误。故选A。 11．D【详解】A．探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，由 可得航天器的线速度为故A正确； B．由可得航天器的角速度故B正确； C．由可得航天器的运行周期为故C正确； D．由可得航天器的向心加速度为故D错误。本题选择错误选项；故选D。 12．D【详解】A．从A到B的过程中，运动员仅受重力、支持力和摩擦力共三个力，而向心力是效果力，是由所受的三个力提供，故A错误； B．从A到B的过程中，运动员做变速圆周运动，沿半径方向的合力提供向心力，而切向合力不为零改变速度的大小，故总的合外力不会始终指向圆心，故B错误； C．从A到C的过程中，因运动员所受的摩擦力一直做负功，则其机械能保持一直减小，故C错误； D．对从A到C的全过程，由动能定理即重力所做的功等于克服摩擦力所做的功，故D正确。 故选D。 13．B【详解】A．根据万有引力可得故A错误； B．根据万有引力提供向心力有得则故B正确； C．根据万有引力提供向心力有得则故C错误； D．根据万有引力提供向心力有得则故D错误。故选B。 14．D【详解】A．根据动能定理，摩擦力对工件做的功为，A错误； B．工件的机械能增量也就是动能增量，大小为，B错误； C．由于达到共速之前工件的平均速度等于皮带速度的一半，则在此过程中皮带的位移等于工件位移的2倍，摩擦力对皮带做的功等于摩擦力对工件做功的2倍，且摩擦力对皮带做负功，即为，C错误； D．系统产生的内能等于摩擦力对皮带和对工件做功的代数和，即为，D正确。故选D。 15．A【详解】电动自行车的功率P=Fv，匀速行驶时，牵引力等于阻力，即F=f 加速度a=0。货物掉落后瞬间速度未变，车整体质量减小，阻力减小为f'，牵引力大于阻力，具有向前的加速度，车开始加速，由于功率不变，牵引力逐渐减小，加速度减小，当牵引力F'趋近于f'时，加速度趋近于0，电动自行车达到最大速度v'=以后继续做匀速运动。故选A。 16．D【详解】AC．不计空气阻力，石块的机械能守恒，以地面为参考平面，石块落地时高度为0，则重力势能为0，落地时动能为故AC错误； BD．不计空气阻力，石块的机械能守恒，机械能等于重力势能与动能之和，则石块抛出时及落地时机械能均为 故B错误，D正确。故选D。 17．D【详解】A．小球由a→b→c的运动过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； B．小球从a到b过程中，做自由落体运动，接触弹簧后，开始时重力大于弹簧弹力，小球继续做加速运动，当小球重力与弹簧弹力相等时，速度达到最大，故B错误； CD．对小球从a到c整个过程，由能量守恒定律可知 即到c点时弹簧弹性势能的增加量等于小球重力势能的减少量，故C错误，D正确。故选D。 18．B【详解】A．图甲中，运动员上升过程中，人本身消耗生物能，则人的机械能增加，故A错误； B．图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，根据 因开始在A点时竖直速度为零，到B点时竖直速度又变为零，可知小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小，故B正确； C．图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员以及蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，故C错误； D．图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能减小，故D错误。故选B。 19．D【详解】A向下运动的过程中除受到重力以外，还受到细绳向上的拉力，故A下落的加速度一定小于，A错误，A下落过程中，细绳的拉力做负功，A的机械能不守恒，B错误；由于斜面光滑，A、B组成的系统在整个运动过程中，只有重力做功，系统机械能守恒，但细绳的拉力对B做正功，B的机械能增加，C错误，D正确．故选D 20．C【详解】A．重力对运动员做功为 可知运动员的重力势能减少了，故A错误； BD．由牛顿第二定律可得解得阻力大小为阻力所做的功等于机械能的变化量，可得 阻力对运动员所做的功为，运动员的机械能减少了，故BD错误； C．物体动能的增加量等于合外力所做的功，即故C正确。故选C。 21．(1)C(2)C(3)见解析(4)A 【详解】（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，主要用到了物理学中的控制变量法。故选C。 （2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系。故选C。 （3）从这个实验可以得到的正确结果是：在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比；在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比；在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。 （4）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为，根据可知角速度之比为 由于变速轮塔边缘线速度大小相等，根据 可得与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为故选A。 22． A 2 A 【详解】（1）[1]本实验中需要用刻度尺测距离，但是由原理式 可以看出，两侧的质量可以消除，所以不需要天平测质量，且打点计时器本身就是计时仪器，所以不需要用到秒表。故选A。 （2）[2]要使选取的纸带，第一个点恰好是打下的第一个点，则由 可知，应该选取点迹清晰且第1、2两计时点间距离约为2mm的纸带； （3）[3]由题意可得，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量为 [4]因为B点的速度为 所以动能的增加量为 （4）[5]对于铁锤，可以忽略阻力，即满足得 而对于木锤，阻力不可以忽略，则满足得 所以二者都是过原点的直线，木锤图像斜率小些。故选A。 23．（1）10J；（2）5m的地方；（3）50J 【详解】（1）物块从A点沿斜面下滑，从A点到到达C点过程，由动能定理可得 解得物块到达C点时的动能为     此后物块压缩弹簧，由于水平面光滑，则物块减小的动能完全转化为弹簧的弹性势能，则有其最大弹性势能为 （2）弹簧恢复形变过程，将滑块推出，其弹性势能转化为滑块到达C点的动能，此后摩擦力做功，动能又通过物块克服摩擦力做功转化为内能，则有解得 即物块会停在距离C点5m的地方。 （3）由功能关系可得物块与水平面摩擦产生的热量为 【点睛】本题主要考查功能关系、动能定理的理解与应用，明确过程中的功能关系是解题的关键，难度不大。 （1）对AC过程应用动能定理解得物体达到C位置时的动能，再由系统机械能守恒得解； （2）由功能关系解得物块停止的位置； （3）由摩擦力做功得解。 24．(1)0.9m；(2)1N，方向竖直向下；(3) 59N 【详解】(1)根据平抛运动的规律和运动合成的可知 则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等，得vx=vy=gt=3m/s 则B点与C点的水平距离为x=vxt=0.9m (2)根据牛顿运动定律，在B点（设轨道对球的作用力方向向下） 解得NB=-1N 负号表示轨道对球的作用力方向向上。 根据牛顿第三定律可知，小球在B点对管道的压力大小为1N，方向竖直向下。 (3)小球从A到B的过程中机械能守恒，得代入数据得vA=7m/s 根据向心力公式可知解得NA=59N 小球在A点与轨道间的作用力大小为59N。 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 $$