甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷 一、单选题 1．卡文迪什巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G作为国际单位制的基本单位表示引力常量G的单位是（　　） A． B． C． D． 2．一同学在桌面的白纸上匀速划一道竖直线，如图所示。在划线的过程中另一位同学水平向左加速抽动了白纸，白纸上的划痕图样可能是（　　） A．B．C． D． 3．如图所示，在粗糙水平地面上一个物体以初速度冲向固定在竖直墙壁上的轻质弹簧。关于该物体从开始向左运动到弹簧压缩至最短的过程中，下列说法中正确的是（    ） A．弹簧的弹力对物体做正功，弹性势能减少 B．物体的加速度先保持不变，后逐渐变大 C．物体所受摩擦力对物体先做负功后做正功 D．物体所受合外力对物体做功为零 4．如图所示，网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置，将球斜向上打出，球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点，不计空气阻力，则（　　） A．两次击中墙时的速度相等 B．沿1轨迹打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大 C．从打出到撞墙，沿1轨迹的网球在空中运动的时间长 D．从打出到撞墙，沿2轨迹的网球在空中运动的时间长 5．如图所示，小球m在半径为R的光滑圆形轨道内做圆周运动，则小球刚好能通过轨道最高点的线速度大小是（   ） A． B． C． D．0 6．某行星沿椭圆形轨道绕太阳运动，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳距离为b，行星在近日点的速率为，则行星在远日点的速率为（    ） A． B． C． D． 7．关于物体的运动，下列说法正确的是（　　） A．物体做曲线运动时它所受到的合力一定不为零 B．做曲线运动的物体有可能处于平衡状态 C．做曲线运动的物体速度方向有可能不变 D．做曲线运动的物体，受到的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上 二、多选题 8．如图所示，A、B两个材料相同的物体放在水平旋转的圆盘上，A的质量为m，B的质量为2m，B离轴距离为R，A离轴距离为2R，两物体始终相对盘静止，则（　　） A．A与B的线速度大小之比为2∶1 B．A与B的向心加速度大小之比为2∶1 C．A与B的向心力大小之比为2∶1 D．在转盘转速增加时，A与B一起滑动 9．我国将在2024年上半年发射嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，测得探测器在时间内环绕月球转圈。已知引力常量为，月球的半径为。根据以上信息可求出（　　） A．探测器环绕月球运行的周期为 B．月球的质量 C．月球的平均密度 D．嫦娥六号的运行速度 10．如图所示，站在水平地面上的工人师傅握紧绳子一端，绳子另一端跨过定滑轮连接质量为的重物，工人师傅通过水平向右运动以控制重物在空中以速度匀速下落某时刻他手中的轻绳与水平方向的夹角为，不计绳子和滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（    ） A．工人师傅做匀速运动 B．工人师傅受到的绳子拉力大小大于重物的重力 C．工人师傅此时的速度大小为 D．绳子拉力对工人师傅做功的功率为 三、实验题 11．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是 。 A．验证力的平行四边形定则 B．验证牛顿第二定律 C．伽利略对自由落体的研究 （2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处（选填“A”、“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为 。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与 成正比。 （3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮 （选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。 （4）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是 。 A．T    B．    C．T2 D． 12．图甲所示装置为平抛竖落仪，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开竖直向下运动。 (1)用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A．A、B两球同时落地 B．击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 C．A、B两球各自的运动轨迹均不变 (2)如图乙所示，某学生做“科学探究：平抛运动的特点”实验中，获得小球运动中的一段轨迹，但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点，并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为 s，小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以a点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标为 cm， cm，取重力加速度。 四、解答题 13．中国空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，其质量为，离地心的距离为，地球的质量为，引力常量为。 (1)求空间站的向心加速度大小； (2)若有不明飞行器或太空垃圾靠近空间站时，空间站可实施紧急避险，从半径为的圆轨道变到半长轴为的椭圆轨道上运动，求其在圆轨道、椭圆轨道上运动的周期之比。 14．如图所示，在倾角为37°的斜面上从A点以6m/s的初速度水平抛出一个小球，小球落在B点，求：（g取10m/s2） (1)A、B两点间的距离和小球在空中飞行的时间； (2)小球距离斜面最远时的飞行时间和速度大小。 15．如图所示，质量的小球与固定在点的不可伸长的轻绳相连，小球在水平面内做匀速圆周运动。使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角时，轻绳恰好断裂，然后小球落地。已知点距离地面的竖直高度，轻绳长度，不计空气阻力及绳断时的能量损失，取重力加速度大小，。求 (1)轻绳可以承受的最大拉力； (2)小球落地时的速度； (3)点与小球落地点之间的水平距离。 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】根据万有引力定律可得所以G的单位为故选B。 2．A【详解】根据题意可知笔尖相对白纸参与水平向右的匀加速运动和水平向外的匀速运动，所以轨迹向右弯曲。故选A。 3．B【详解】A．物块接触弹簧后，弹簧的弹力对物体做负功，弹簧的形变量增加，则弹簧的弹性势能增加，选项A错误； B．物块接触弹簧之前，物块的加速度不变，接触弹簧后物块的加速度 则随压缩量的增加，物体的加速度逐渐变大，选项B正确； C．物体所受摩擦力对物体一直做负功，选项C错误； D．根据动能定理，物体所受合外力对物体做功等于动能变化量，可知 不为零，选项D错误。故选B。 4．B【详解】CD．把网球看成逆向的平抛运动，竖直方向根据 由于高度相同，所以从打出到撞墙，1、2两轨迹的网球在空中运动的时间相等，故CD错误； AB．水平方向根据 由于沿1轨迹网球的水平位移较大，则沿1轨迹网球的水平分速度较大，即1轨迹网球击中墙时的速度较大；根据 可知沿1轨迹网球打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大，故A错误，B正确。故选B。 5．C【详解】小球在轨道最高点，由牛顿第二定律得 由题知，小球刚好能通过轨道最高点，则有解得故选C。 6．C【详解】根据开普勒第二定律可得可得故选C。 7．A【详解】A．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，则物体受到合外力一定不为零，A正确； B．曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定是变速运动，一定具有加速度，合力一定不为零，不能处于平衡状态，B错误； C．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，C错误； D．曲线运动的条件是合力与速度不共线，受到的合外力方向有可能与速度的方向不在一条直线上，D错误。 故选A。 8．AB【详解】A．由题知A、B两个物体同轴转动，则ωA = ωB，由线速度公式 代入得故A正确； B．由向心加速度公式知a = ω2r，代入得故B正确； CD．由向心力公式知F = ma，代入得 故两个物体做圆周运动所需的向心力大小相等，在转动过程中摩擦力提供物体做圆周运动向心力，则由 可知fB > fA，故A先发生滑动，故CD错误。故选AB。 9．AC【详解】A．探测器环绕月球运行的周期为选项A正确； B．根据解得月球的质量选项B错误； C．月球的平均密度选项C正确； D．嫦娥六号的运行速度选项D错误。故选AC。 10．CD 【详解】AC．将工人师傅的速度分解为沿绳子方向分速度和垂直绳子方向分速度，则有 可得工人师傅此时的速度大小为 由于重物在空中以速度匀速下落过程，逐渐增大，逐渐减小，则工人师傅的速度逐渐增大，故A错误，C正确； B．由于重物匀速下落，根据受力平衡可知，绳子拉力大小等于重物的重力，故B错误； D．绳子拉力对工人师傅做功的功率为故D正确。故选CD。 11． B A C 1：4 角速度的平方 需要 D 【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。 故选B。 （2）[2][3][4]若探究向心力和角速度的关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上。若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1：2 ，则向心力之比为1：4，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4。 [5]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。 （3）[6]为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。 （4）[7]根据纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是T2。故选D。 12．(1)A(2) 0.1 2 －20 －5 【详解】（1）AB．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，且落地时间不变，故A正确，B错误； C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，故C错误。 故选A。 （2） [1]小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可得 则相邻小球间的运动时间为 [2]小球做平抛运动的初速度大小为 [3][4]在竖直方向，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得小球在b点时竖直方向的分速度为 可知小球从开始抛出到b点的时间为 则小球从抛出点到a点的时间为0.1s，因此图中抛出点的坐标为 13．(1)(2)【详解】（1）空间站做圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 解得 （2）根据开普勒第三定律有解得周期之比 14．(1)6.75m；0.9s(2)7.5m/s；0.45s 【详解】（1）设小球落到B点时运动时间为t。则解得t=0.9s A、B两点间的距离 （2）当小球速度与斜面平行时距离斜面最远，则此时的速度 此时的竖直速度解得t1=0.45s 15．(1)(2)，落地速度方向与水平面夹角为(3) 【详解】（1）当时，轻绳恰好断裂，有解得轻绳可以承受的最大拉力 （2）小球在轻绳断裂前做匀速圆周运动，由牛顿第二定律解得 轻绳断裂后小球做平抛运动，竖直方向有解得 落地时竖直方向速度大小为 设落地速度方向与水平夹角为，有解得 其中落地速度方向与水平面夹角为 （3）轻绳断裂后小球在水平方向位移有 点与小球落地点之间的水平距离解得 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 $$