上海浦东民办未来科技学校2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

高一物理试卷参考答案 一．空投物资（11分） 1.（4分）；。2. （3分）B 3．（4分）；。 二．拖把（15分） 1．（3+3=6分）（1）小于；减小；干。⑵D 2．（3分）D 3．（3分）D 4．（3分）C　 三．锦江乐园（24分） 1.（4分）；。2.（4分）1000，6 。 3.（4+4+4+4=16分）⑴ ⑵(用牛顿第二定律解不扣分)⑶ m/s;⑷N 四．天体运动(16分) 1．(3分) D 2. (4分) 。小。3. (3分)C 4．(3分) A 5. (3分) A 五．汽车的变速运动（16分） 1．（4分）2。30；2. （4分）6000；36。3. （4分）越来越小 ；越来越大；4.3000 ； 0.5。 六．机械能及变化（18分） 1．（4分）弹性势能 ；重力势能。 2．（3分）B 3．（3分）B 4．（3分）B 5．（5分）（1）挡光片宽度；偏小。（2）O。（3）；2g；摆锤释放时的初速度。(4)只有重力做功。 高一物理试卷参考答案 一．空投物资（11分） 1.（4分）；。2. （3分）B 3．（4分）；。 二．拖把（15分） 1．（3+3=6分）（1）小于；减小；干。⑵D 2．（3分）D 3．（3分）D 4．（3分）C　 三．锦江乐园（24分） 1.（4分）；。2.（4分）1000，6 。 3.（4+4+4+4=16分）⑴ ⑵(用牛顿第二定律解不扣分)⑶ m/s;⑷N 四．天体运动(16分) 1．(3分) D 2. (4分) 。小。3. (3分)C 4．(3分) A 5. (3分) A 五．汽车的变速运动（16分） 1．（4分）2。30；2. （4分）6000；36。3. （4分）越来越小 ；越来越大；4.3000 ； 0.5。 六．机械能及变化（18分） 1．（4分）弹性势能 ；重力势能。 2．（3分）B 3．（3分）B 4．（3分）B 5．（5分）（1）挡光片宽度；偏小。（2）O。（3）；2g；摆锤释放时的初速度。(4)只有重力做功。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 未来科技高中部2024学年第二学期期中测试 高一 物理 试卷 考生注意： 1. 试卷满分100分，考试时间60分钟。 2. 本试卷分试题和答题纸两部分。答题前，务必在答题纸上填写班级、姓名、考号。作答必须 涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3. 本试卷标注“多选题”的试题，每小题有两个或以上的选项正确；未特别标注的选择类试题，每小题只有一个选项正确。 4、本试卷标注“计算题”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5.本卷g取10m/s2。 一．空投物资（11分） 空投物资是紧急救援的一项重要手段，若把投放的物体看作理想的平抛运动，即不计空气阻力。试回答下列问题。 1.（4分）题干中理想的平抛运动是指：物体在水平方向的分运动是 运动；在竖直方向的分运动是 运动。 2. （3分）若载机水平方向匀速飞行的过程中，在相等时间间隔内连续投下3箱物资。以海面为参照物，一段时间后，飞机物资的位置情况为（ B ） 3．（4分）若飞机投放某个物体的初速度大小是，时间t后落地。重力加速度用g表示。则落地前瞬间，物体的竖直分速度是 ；合位移大小是 。 二．拖把（15分） 如图是家庭常用的拖把之一。它的脱水筒的工作原理是利用螺旋杆，使得人在把拖把杆下压的过程中，托盘带着布条快速旋转，水就会脱离。 1．（3+3=6分）旋转脱水拖把的旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为。手握固定套杆向下运动，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在2s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头看作匀速转动。 ⑴水被脱离的条件是水滴与布条间的粘滞力 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）水滴旋转时所需要的向心力。有次在教室拖地时发现拖把的布条太干了，下一次向下按压时速度应该适当 减小 （填“增大”或“减小”）。细心的同学会发现布条脱水后的内外的干湿度略有区别：半径偏大的外侧布条更 干 （填“干”或“湿”）。 ⑵下列说法正确的是（ D ） A．拖把头转动的周期为3.5s B．拖把头转动的角速度为 C．人对拖把做的功数值上等于拖把增加的动能 D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5 2．（3分）小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力F，使拖把在粗糙的地板上向前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为θ，拖布与地板间的动摩擦因数保持不变，则（　D　） A．拖把受到3个力作用 B．地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力 C．拖把受到地板摩擦力的大小为F·sinθ D．若增大夹角θ，使拖把仍做匀速直线运动，需增大推力F 3．（3分）某同学在家中用拖把擦地板，如图所示。在布沿地面移动的过程中，拖布所受地面摩擦力的大小恒为。此过程中地面摩擦力对布做的功为（　D 　） A． B． C． D． 4．（3分）某同学在水平地面上拖地时，沿拖杆方向推拖把，推力F、拖把头所受地面摩擦力f大小随时间的变化可简化为图（甲）、（乙）中的图线。已知拖把头的质量为m，拖杆重量可以忽略，拖杆与地面间的夹角θ保持不变，图中F0、f0、f1、t1、t2均为已知量，则0到t2时间内拖把头运动的位移为（　C　） A． B． C． D． 三．锦江乐园（24分） 锦江乐园的游乐项目是初建时代相对大手笔的。它的所有项目中充满着物理学的力能科学知识点。 1.（4分）摩天轮如图所示。在竖直平面内做速率为的匀速转动，其半径为R。质量为m的游客站在观光舱中与之保持相对静止。在位置最高点A、与圆心等高点B、最低点C三个位置中，游客受到静摩擦力的只有一处，这个位置是 ；它的大小是 。 2.（4分）如图甲所示，带有水平直杆的转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。图乙是其中的一个座椅的连接示意图，水平直杆边缘到转轴中心的距离为d=4m。水平直杆边缘用长的钢绳连接的座椅，小张坐在座椅上随着转盘一起转动，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与竖直方向的夹角为53°。若小张和座椅的总质量60kg，将小张和座椅看成一个质点，钢绳的重力以及空气的阻力忽略不计，g取10，则钢绳上的拉力大小为 1000 N，小张绕转轴运动的周期为 6 s。 3.（4+4+4+4=16分）娱乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。小张同学将这种情况抽象为下列的模型展开实验，如图所示，AB是倾角为37°的粗糙直轨道。BCB是光滑的圆环轨道，AB恰好在圆B点与圆弧相切，圆弧的半径为R=3米。一个质量为m=0.5kg的物体可以看作质点。从直轨道上的P点由静止释放结果，能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心等高，物体与轨道AB间的动摩擦因素为，求： ⑴物体在ab段下滑时，受到的下滑力、滑动摩擦力的大小； ⑵用动能定理求第一次滑至B点时速度的大小； ⑶从B到E的过程中，用机械能守恒定律，求第一次到E点的速度大小； m/s; ⑷第一次到E点时轨道所受的压力大小； n 四．天体运动(16分) 哥白尼日心说的建立，开普勒行星运动三定律的面世，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什用扭秤测出了引力常量。人们得以进一步寻因重力加速度9.8m/s2的形成；道出了四季轮回的图景；遨游太空、利用太空已成为现实。引力常量用G、地球质量用M表示、月地球心距离为r,地球半径为R。 1．(3分)根据前述事实，世界上第一个“测算”地球质量的人应该是（ D ） A. 哥白尼 B. 开普勒 C. 牛顿 D. 卡文迪什 2. (4分)若忽略地球自转的影响，赤道处的万有引力能产生的加速度大小可用公式 = 来计算。由于地球自转，实际重力加速度比上式计算出来的要 小 。 3. (3分)如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的（　C　） A．夏至时地球公转的速度最大 B．冬至到夏至，地球公转的速度先增大再减小 C．从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一 D．从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间 4．(3分)如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。则下列关系正确的是（　A　） A．物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度 B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度 C．物体A随地球自转的向心加速度大于卫星C的向心加速度 D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 5. (3分)我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动。 “天和”的质量为m，离地面的高度为h，则地球对“天和”的万有引力大小为(　A 　) A.G B.G C.G D.G 五．汽车的变速运动（16分） 瞬时功率可以用 来计算。这用在汽车的启动与运行的计算会带来极大方便。一辆小汽车质量为2000kg。在水平路面上由静止启动，在前5s做匀加速直线运动，其v-t图像如图所示。汽车受到的阻力假设恒为2000N，汽车的额定功率为60kW。 1．（4分）汽车在前5s内的加速度为 2 m/s2。汽车达到匀速运动时的最大速度为 30 m/s 2. （4分）汽车在匀加速行驶时的牵引力 6000 N；在第3s末的瞬时功率 36 kW 3. （4分）若汽车以额定功率起动时，则汽车做加速度 越来越小 的变加速直线运动。汽车的实际输出功率主要由油门来控制。若想使汽车匀加速起动，则起动过程中的油门应该 越来越大 （以上两空格均选填“越来越大”或者“越来越小” ）。 4. （4分）汽车达到额定功率后，速度为20m/s时的牵引力是 3000 N；瞬时加速度大小是 0.5 m/s2。 六．机械能及变化（18分） 机械能是由动能、重力势能和弹性势能组成。他们之间可以相互转化，满足一定条件系统的机械能可以守恒。 1．（4分）下列关于势能的几种说法中，正确的是1. 一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的弹簧上，如图所示。在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时物体的速度为零，然后还要被弹回。从A到B的过程中，能量一直增大的是 弹性势能 ，能量一直减少的是 重力势能 。A B 2．（3分）如图所示，质量为m的小球，从A点下落到地面上的B点。若以桌面为参考平面，下列说法正确的是（　 B 　） A．小球在A点的重力势能为 B．小球在B点的重力势能为 C．整个下落过程中小球的重力势能减少 D．整个下落过程中小球的重力势能减少 3．（3分）如图所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加，此时的弹性势能主要（　B 　） A．存储在箭上 B．存储在弓上 C．存储在弦上 D．存储于拉弓人的手上 4．（3分）物体在运动过程中，克服重力做功50J，则（　 B　） A．重力做功为50J B．物体的重力势能一定增加50J C．物体的重力势能一定减小50J D．物体的重力势能一定是50J 5．（6分）某同学设计了如图（a）所示的装置来研究机械能是否守恒。轻质细线的上端固定在O点，下端连接圆柱形的摆锤P，在摆锤摆动的路径上，固定了四个光电门A、B、C、D．实验时，分别测出四个光电门到悬点O的高度差h，从某一高度释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过四个光电门的速度。 （1）利用光电门测量速度时，可以测量摆锤的直径作为　 挡光片宽度　。若摆锤直径的测量值比实际值偏小，则摆锤动能的测量值比实际值　 偏小　。 （2）该同学认为：测得摆锤的质量为m，可由公式Ep＝﹣mgh计算出摆锤在A、B、C、D四个位置的重力势能。他这样计算重力势能的依据是选取　 O 点所在的水平面为零势能面。 （3）另一同学在得到摆锤经过四个光电门的速度v和光电门距离悬点O的高度差h后，作出如图（b）所示的v2﹣h图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为　 2g　。图线与纵轴交点坐标为正，原因是　 摆锤释放时的初速度　。 (4)本次实验得出机械能守恒结论的条件是：　只有重力做功 　。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$1 未来科技高中部 2024 学年第二学期期中测试 高一 物理 试卷 考生注意： 1. 试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2. 本试卷分试题和答题纸两部分。答题前，务必在答题纸上填写班级、姓名、考号。作答必须 涂或写在答 题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3. 本试卷标注“多选题”的试题，每小题有两个或以上的选项正确；未特别标注的选择类试题，每小题只 有一个选项正确。 4、本试卷标注“计算题”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字 说明、公式、演算等。 5.本卷 g 取 10m/s2。 一．空投物资（11 分） 空投物资是紧急救援的一项重要手段，若把投放的物体看作理想的平抛运动，即不计空气阻力。试回答 下列问题。 1.（4 分）题干中理想的平抛运动是指：物体在水平方向的分运动是 运动；在竖直方向的分 运动是 运动。 2. （3 分）若载机水平方向匀速飞行的过程中，在相等时间间隔内连续投下 3 箱物资。以海面为参照物， 一段时间后，飞机物资的位置 情况为（ ） 3．（4 分）若飞机投放某个物 体的初速度大小是𝑣0，时间 t 后落地。重力加速度用 g 表 示。则落地前瞬间，物体的竖直分速度是 ；合位移大小是 。 二．拖把（15 分） 如图是家庭常用的拖把之一。它的脱水筒的工作原理是利用螺旋杆，使得人在把拖把杆下压的过程中， 托盘带着布条快速旋转，水就会脱离。 1．（3+3=6 分）旋转脱水拖把的旋转杆上有长度为 35cm 的螺杆， 螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为 5cmd = 。手握固定套杆向下 运动，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出 去。拖把头的托盘半径为 10cm，拖布条的长度为 6cm，脱水桶的 半径为 12cm。某次脱水时，固定套杆在 2s 内匀速下压了 35cm， 该过程中拖把头看作匀速转动。 ⑴水被脱离的条件是水滴与布条间的粘滞力 （填“大于”、“小于”或“等于”）水滴旋转时所需要 的向心力。有次在教室拖地时发现拖把的布条太干了，下一次向下按压时速度应该适当 （填“增大” 或“减小”）。细心的同学会发现布条脱水后的内外的干湿度略有区别：半径偏大的外侧布条更 （填 “干”或“湿”）。 ⑵下列说法正确的是（ ） A．拖把头转动的周期为 3.5s B．拖把头转动的角速度为14πrad/s 2 C．人对拖把做的功数值上等于拖把增加的动能 D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为 6：5 2．（3 分）小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力 F，使拖把在粗糙的地板上向 前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为 θ，拖布与地板间的动摩擦因数保持不 变，则（ ） A．拖把受到 3 个力作用 B．地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力 C．拖把受到地板摩擦力的大小为 F·sinθ D．若增大夹角 θ，使拖把仍做匀速直线运动，需增大推力 F 3．（3 分）某同学在家中用拖把擦地板，如图所示。在布沿地面移动0.9m的过程 中，拖布所受地面摩擦力的大小恒为20Ν。此过程中地面摩擦力对布做的功为 （ ） A．9J B．18J C． 9J− D． 18J− 4．（3 分）某同学在水平地面上拖地时，沿拖杆方向推拖把，推力 F、拖把头所受地面摩擦力 f 大小随时间的变化可简化为图（甲）、 （乙）中的图线。已知拖把头的质量为 m，拖杆重量可以忽略， 拖杆与地面间的夹角 θ保持不变，图中 F0、f0、f1、t1、t2均为已 知量，则 0 到 t2时间内拖把头运动的位移为（ ） A． ( ) 20 0 2cos 2 F f t m  − B． ( ) 2 2 0 1 2cos 2 F f t m  − C． ( )( ) 2 0 0 2 1cos 2 F f t t m  − − D． ( )( ) 2 0 1 2 1cos 2 F f t t m  − − 三．锦江乐园（24 分） 锦江乐园的游乐项目是初建时代相对大手笔的。它的所有项目中充满着物理学的力能科学知识点。 1.（4 分）摩天轮如图所示。在竖直平面内做速率为𝑣 的匀速转动，其半径为 R。质量为 m 的游客站在观光 舱中与之保持相对静止。在位置最高点 A、与圆心等高 点 B、最低点 C 三个位置中，游客受到静摩擦力的只 有一处，这个位置是 ；它的大小是 。 2.（4 分）如图甲所示，带有水平直杆的转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。图乙是其中的一个座椅的连接 示意图，水平直杆边缘到转轴中心的距离为 d=4m。水平直杆边缘用长𝑙 = 10𝑚的钢绳连接的座椅，小张坐 在座椅上随着转盘一起转动，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与竖直方向的夹角为 53°。若小张 和座椅的总质量 60kg，将小张和座椅看成一个质点，钢绳的重力以及空气的阻力忽略不计，g 取 10𝑚/𝑠2， 则钢绳上的拉力大小为 N，小张绕转轴运动的周期为 s。 3.（4+4+4+4=16 分）娱乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客 却不会掉下来。小张同学将这种情况抽象为下列的模型展开实验，如图所 示，AB 是倾角为 37°的粗糙直轨道。BCB 是光滑的圆环轨道，AB 恰好 在圆 B 点与圆弧相切，圆弧的半径为 R=3 米。一个质量为 m=0.5kg 的物 体可以看作质点。从直轨道上的 P 点由静止释放结果，能在两轨道间做往 返运动。已知 P 点与圆弧的圆心等高，物体与轨道 AB 间的动摩擦因素为𝜇 = 0.5，求： ⑴物体在 ab 段下滑时，受到的下滑力、滑动摩擦力的大小； ⑵用动能定理求第一次滑至 B 点时速度的大小； ⑶从 B 到 E 的过程中，用机械能守恒定律，求第一次到 E 点的速度大小； 3 ⑷第一次到 E 点时轨道所受的压力大小； 四．天体运动(16 分) 哥白尼日心说的建立，开普勒行星运动三定律的面世，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什用扭秤测 出了引力常量。人们得以进一步寻因重力加速度 9.8m/s2 的形成；道出了四季轮回的图景；遨游太空、利 用太空已成为现实。引力常量用 G、地球质量用 M 表示、月地球心距离为 r,地球半径为 R。 1．(3 分)根据前述事实，世界上第一个“测算”地球质量的人应该是（ ） A. 哥白尼 B. 开普勒 C. 牛顿 D. 卡文迪什 2. (4 分)若忽略地球自转的影响，赤道处的万有引力能产生的加速度大小可用公式𝑔 = 来计算。 由于地球自转，实际重力加速度比上式计算出来的要 。 3. (3 分)如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说 法正确的（ ） A．夏至时地球公转的速度最大 B．冬至到夏至，地球公转的速度先增大再减小 C．从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一 D．从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间 4．(3 分)如图所示，A 是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C 是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星。则下列关 系正确的是（ ） A．物体 A 随地球自转的角速度小于卫星 B 的角速度 B．卫星 B 的线速度小于卫星 C 的线速度 C．物体 A 随地球自转的向心加速度大于卫星 C 的向心加速度 D．物体 A 随地球自转的周期大于卫星 C 的周期 5. (3 分)我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动。 “天和”的 质量为 m，离地面的高度为 h，则地球对“天和”的万有引力大小为( ) A.G Mm （R＋h）2 B.G Mm R2 C.G Mm h2 D.G Mm R＋h 五．汽车的变速运动（16 分） 瞬时功率可以用𝑃 = 𝐹𝑣 来计算。这用在汽车的启动与运行的计算会带来极 大方便。一辆小汽车质量为 2000kg。在水平路面上由静止启动，在前 5s 做匀加速 直线运动，其 v-t 图像如图所示。汽车受到的阻力假设恒为 2000N，汽车的额定功 率为 60kW。 1．（4 分）汽车在前 5s 内的加速度为 m/s2。汽车达到匀速运动时的最大速度为 m/s 2. （4 分）汽车在匀加速行驶时的牵引力 N；在第 3s 末的瞬时功率 kW 3. （4 分）若汽车以额定功率起动时，则汽车做加速度 的变加速直线运动。汽车的实际输出功率 主要由油门来控制。若想使汽车匀加速起动，则起动过程中的油门应该 （以上两空格均选 填“越来越大”或者“越来越小” ）。 4. （4 分）汽车达到额定功率后，速度为 20m/s 时的牵引力是 N；瞬时加速度大小是 m/s2。 4 六．机械能及变化（18 分） 机械能是由动能、重力势能和弹性势能组成。他们之间可以相互转化，满足一定条件系统的机械能可以 守恒。 1．（4 分）下列关于势能的几种说法中，正确的是 1. 一物体从某一高度自由落下，落在直立 于地面的弹簧上，如图所示。在 A 点，物体开始与弹簧接触，到 B 点时物体的速度为零，然 后还要被弹回。从 A 到 B 的过程中，能量一直增大的是 ，能量一直减少的 是 。 2．（3 分）如图所示，质量为 m 的小球，从 A 点下落到地面上的 B 点。若以桌面为参考平 面，下列说法正确的是（ ） A．小球在 A 点的重力势能为 ( )1 2mg h h+ B．小球在 B 点的重力势能为 2mgh− C．整个下落过程中小球的重力势能减少 1mgh D．整个下落过程中小球的重力势能减少 2mgh 3．（3 分）如图所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加， 此时的弹性势能主要（ ） A．存储在箭上 B．存储在弓上 C．存储在弦上 D．存储于拉弓人的手上 4．（3 分）物体在运动过程中，克服重力做功 50J，则（ ） A．重力做功为 50J B．物体的重力势能一定增加 50J C．物体的重力势能一定减小 50J D．物体的重力势能一定是 50J 5．（6 分）某同学设计了如图（a）所示的装置来研究机械能是否守恒。轻质细线的上端固定在 O 点，下端 连接圆柱形的摆锤 P，在摆锤摆动的路径上，固定了四个光电门 A、B、C、D．实验时，分别测出四个光电 门到悬点 O 的高度差 h，从某一高度释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过四个光电门的速度。 （ 1 ）利用光电门测量速度时，可以测量摆锤的直径 作 为 。若摆锤直径的测量值比实际值偏小，则摆锤动能的 测量值比实际值 。 （2）该同学认为：测得摆锤的质量为 m，可由公式 Ep＝﹣mgh 计算 出摆锤在 A、B、C、D 四个位置的重力势能。他这样计算重力势能的 依据是选取 点所在的水平面为零势能面。 （3）另一同学在得到摆锤经过四个光电门的速度 v 和光电门距离悬点 O 的高度差 h 后，作出如图（b）所 示的 v2﹣h 图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为 。图线与纵轴交点坐标为正，原因 是 。 (4)本次实验得出机械能守恒结论的条件是： 。 A B 1 未来科技高中部 2024 学年第二学期期中测试 高一 物理 试卷 考生注意： 1. 试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2. 本试卷分试题和答题纸两部分。答题前，务必在答题纸上填写班级、姓名、考号。作答必须 涂或写在答 题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3. 本试卷标注“多选题”的试题，每小题有两个或以上的选项正确；未特别标注的选择类试题，每小题只 有一个选项正确。 4、本试卷标注“计算题”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字 说明、公式、演算等。 5.本卷 g 取 10m/s2。 一．空投物资（11 分） 空投物资是紧急救援的一项重要手段，若把投放的物体看作理想的平抛运动，即不计空气阻力。试回答 下列问题。 1.（4 分）题干中理想的平抛运动是指：物体在水平方向的分运动是 匀速直线 运动；在竖直 方向的分运动是 自由落体 运动。 2. （3 分）若载机水平方向匀速飞行的过程中，在相等时间间隔内连续投下 3 箱物资。以海面为参照物， 一段时间后，飞机物资的位置 情况为（ B ） 3．（4 分）若飞机投放某个物 体的初速度大小是𝑣0，时间 t 后落地。重力加速度用 g 表 示。则落地前瞬间，物体的竖直分速度是 gt ；合位移大小是 √(𝑣0𝑡)2 + 𝑔2𝑡4 4 。 二．拖把（15 分） 如图是家庭常用的拖把之一。它的脱水筒的工作原理是利用螺旋杆，使得人在把拖把杆下压的过程中， 托盘带着布条快速旋转，水就会脱离。 1．（3+3=6 分）旋转脱水拖把的旋转杆上有长度为 35cm 的螺杆， 螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为 5cmd = 。手握固定套杆向下 运动，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出 去。拖把头的托盘半径为 10cm，拖布条的长度为 6cm，脱水桶的 半径为 12cm。某次脱水时，固定套杆在 2s 内匀速下压了 35cm， 该过程中拖把头看作匀速转动。 ⑴水被脱离的条件是水滴与布条间的粘滞力 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）水滴旋转时所 需要的向心力。有次在教室拖地时发现拖把的布条太干了，下一次向下按压时速度应该适当 减小 （填“增大”或“减小”）。细心的同学会发现布条脱水后的内外的干湿度略有区别：半径偏大的外侧布条更 干 （填“干”或“湿”）。 2 ⑵下列说法正确的是（ D ） A．拖把头转动的周期为 3.5s B．拖把头转动的角速度为14πrad/s C．人对拖把做的功数值上等于拖把增加的动能 D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为 6：5 2．（3 分）小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力 F，使拖把在粗糙的地板上向 前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为 θ，拖布与地板间的动摩擦因数保持不 变，则（ D ） A．拖把受到 3 个力作用 B．地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力 C．拖把受到地板摩擦力的大小为 F·sinθ D．若增大夹角 θ，使拖把仍做匀速直线运动，需增大推力 F 3．（3 分）某同学在家中用拖把擦地板，如图所示。在布沿地面移动0.9m的过程 中，拖布所受地面摩擦力的大小恒为20Ν。此过程中地面摩擦力对布做的功为 （ D ） A．9J B．18J C． 9J− D． 18J− 4．（3 分）某同学在水平地面上拖地时，沿拖杆方向推拖把，推力 F、拖把头所受地面摩擦力 f 大小随时间的变化可简化为图（甲）、 （乙）中的图线。已知拖把头的质量为 m，拖杆重量可以忽略， 拖杆与地面间的夹角 θ保持不变，图中 F0、f0、f1、t1、t2均为已 知量，则 0 到 t2时间内拖把头运动的位移为（ C ） A． ( ) 20 0 2cos 2 F f t m  − B． ( ) 2 2 0 1 2cos 2 F f t m  − C． ( )( ) 2 0 0 2 1cos 2 F f t t m  − − D． ( )( ) 2 0 1 2 1cos 2 F f t t m  − − 三．锦江乐园（24 分） 锦江乐园的游乐项目是初建时代相对大手笔的。它的所有项目中充满着物理学的力能科学知识点。 1.（4 分）摩天轮如图所示。在竖直平面内做速率为𝑣 的匀速转动，其半径为 R。质量为 m 的游客站在观光 舱中与之保持相对静止。在位置最高点 A、与圆心等高 点 B、最低点 C 三个位置中，游客受到静摩擦力的只 有一处，这个位置是 𝐵 ；它的大小是 𝑚 𝑣2 𝑅 。 2.（4 分）如图甲所示，带有水平直杆的转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。图乙是其中的一个座椅的连接 示意图，水平直杆边缘到转轴中心的距离为 d=4m。水平直杆边缘用长𝑙 = 10𝑚的钢绳连接的座椅，小张坐 在座椅上随着转盘一起转动，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与竖直方向的夹角为 53°。若小张 和座椅的总质量 60kg，将小张和座椅看成一个质点，钢绳的重力以及空气的阻力忽略不计，g 取 10𝑚/𝑠2， 则钢绳上的拉力大小为 1000 N，小张绕转轴运动的周期为 6 s。 3.（4+4+4+4=16 分）娱乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客 却不会掉下来。小张同学将这种情况抽象为下列的模型展开实验，如图所 示，AB 是倾角为 37°的粗糙直轨道。BCB 是光滑的圆环轨道，AB 恰好 在圆 B 点与圆弧相切，圆弧的半径为 R=3 米。一个质量为 m=0.5kg 的物 体可以看作质点。从直轨道上的 P 点由静止释放结果，能在两轨道间做往 3 返运动。已知 P 点与圆弧的圆心等高，物体与轨道 AB 间的动摩擦因素为𝜇 = 0.5，求： ⑴物体在 ab 段下滑时，受到的下滑力、滑动摩擦力的大小；3𝑁，2𝑁; ⑵用动能定理求第一次滑至 B 点时速度的大小；4𝑚/𝑠; ⑶从 B 到 E 的过程中，用机械能守恒定律，求第一次到 E 点的速度大小；2√7 m/s; ⑷第一次到 E 点时轨道所受的压力大小； 29 3 N 四．天体运动(16 分) 哥白尼日心说的建立，开普勒行星运动三定律的面世，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什用扭秤测 出了引力常量。人们得以进一步寻因重力加速度 9.8m/s2 的形成；道出了四季轮回的图景；遨游太空、利 用太空已成为现实。引力常量用 G、地球质量用 M 表示、月地球心距离为 r,地球半径为 R。 1．(3 分)根据前述事实，世界上第一个“测算”地球质量的人应该是（ D ） A. 哥白尼 B. 开普勒 C. 牛顿 D. 卡文迪什 2. (4 分)若忽略地球自转的影响，赤道处的万有引力能产生的加速度大小可用公式𝑔 = 𝐺𝑀 𝑅2 来计 算。由于地球自转，实际重力加速度比上式计算出来的要 小 。 3. (3 分)如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说 法正确的（ C ） A．夏至时地球公转的速度最大 B．冬至到夏至，地球公转的速度先增大再减小 C．从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一 D．从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间 4．(3 分)如图所示，A 是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C 是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星。则下列关 系正确的是（ A ） A．物体 A 随地球自转的角速度小于卫星 B 的角速度 B．卫星 B 的线速度小于卫星 C 的线速度 C．物体 A 随地球自转的向心加速度大于卫星 C 的向心加速度 D．物体 A 随地球自转的周期大于卫星 C 的周期 5. (3 分)我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动。 “天和”的 质量为 m，离地面的高度为 h，则地球对“天和”的万有引力大小为( A ) A.G Mm （R＋h）2 B.G Mm R2 C.G Mm h2 D.G Mm R＋h 五．汽车的变速运动（16 分） 瞬时功率可以用𝑃 = 𝐹𝑣 来计算。这用在汽车的启动与运行的计算会带来极 大方便。一辆小汽车质量为 2000kg。在水平路面上由静止启动，在前 5s 做匀加速 直线运动，其 v-t 图像如图所示。汽车受到的阻力假设恒为 2000N，汽车的额定功 率为 60kW。 4 1．（4 分）汽车在前 5s 内的加速度为 2 m/s2。汽车达到匀速运动时的最大速度为 30 m/s 2. （4 分）汽车在匀加速行驶时的牵引力 6000 N；在第 3s 末的瞬时功率 36 kW 3. （4 分）若汽车以额定功率起动时，则汽车做加速度 越来越小 的变加速直线运动。汽车的实 际输出功率主要由油门来控制。若想使汽车匀加速起动，则起动过程中的油门应该 越来越大 （以上两空格均选填“越来越大”或者“越来越小” ）。 4. （4 分）汽车达到额定功率后，速度为 20m/s 时的牵引力是 3000 N；瞬时加速度大小是 0.5 m/s2。 六．机械能及变化（18 分） 机械能是由动能、重力势能和弹性势能组成。他们之间可以相互转化，满足一定条件系统的机械能可以 守恒。 1．（4 分）下列关于势能的几种说法中，正确的是 1. 一物体从某一高度自由落下，落在直立 于地面的弹簧上，如图所示。在 A 点，物体开始与弹簧接触，到 B 点时物体的速度为零，然 后还要被弹回。从 A 到 B 的过程中，能量一直增大的是 弹性势能 ，能量一直减少 的是 重力势能 。 2．（3 分）如图所示，质量为 m 的小球，从 A 点下落到地面上的 B 点。若以桌面为参考平 面，下列说法正确的是（ B ） A．小球在 A 点的重力势能为 ( )1 2mg h h+ B．小球在 B 点的重力势能为 2mgh− C．整个下落过程中小球的重力势能减少 1mgh D．整个下落过程中小球的重力势能减少 2mgh 3．（3 分）如图所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加， 此时的弹性势能主要（ B ） A．存储在箭上 B．存储在弓上 C．存储在弦上 D．存储于拉弓人的手上 4．（3 分）物体在运动过程中，克服重力做功 50J，则（ B ） A．重力做功为 50J B．物体的重力势能一定增加 50J C．物体的重力势能一定减小 50J D．物体的重力势能一定是 50J 5．（6 分）某同学设计了如图（a）所示的装置来研究机械能是否守恒。轻质细线的上端固定在 O 点，下端 连接圆柱形的摆锤 P，在摆锤摆动的路径上，固定了四个光电门 A、B、C、D．实验时，分别测出四个光电 门到悬点 O 的高度差 h，从某一高度释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过四个光电门的速度。 （1）利用光电门测量速度时，可以测量摆锤的直径作为 挡 光片宽度 。若摆锤直径的测量值比实际值偏小，则摆锤动能的测量值 比实际值 偏小 。 （2）该同学认为：测得摆锤的质量为 m，可由公式 Ep＝﹣mgh 计算 出摆锤在 A、B、C、D 四个位置的重力势能。他这样计算重力势能的 依据是选取 O 点所在的水平面为零势能面。 （3）另一同学在得到摆锤经过四个光电门的速度 v 和光电门距离悬点 O 的高度差 h 后，作出如图（b）所 示的 v2﹣h 图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为 2g 。图线与纵轴交点坐标为正，原 因是 摆锤释放时的初速度 。 (4)本次实验得出机械能守恒结论的条件是： 只有重力做功 。 A B