天津市南开中学滨海生态城学校2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

天津市南开中学滨海生态城学校2024-2025学年(下) 高一年级期中检测物理学科试卷 第 Ⅰ 卷 本卷共 12题，共52分。1-8题，每题 4分，在每题列出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。9-12题为多选题，每题5分，错选不得分，漏选得3分。 一、选择题 1.草原上，一只野兔发现潜伏在周围的狼群后开始全速奔跑，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中野兔的速度大小不变，在这四点中，野兔的速度v与所受合力F的示意图可能正确的是( ) A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D.图中D点 2.如图所示，一根铁棒AB两端分别沿竖直墙壁和水平地面滑动，当铁棒滑到与竖直墙壁成θ角时，A端下滑的速度为v，则此时B端移动的速度为( ) A. C. 3.如图所示，两岸平行的河宽为400m，A、B点为两侧河岸上正对着的两点。一艘小船从A点出发渡河，渡河过程中小船保持船头与河岸垂直，经过100s到达对岸距离B点300m处。小船的静水速度(小船相对于河水的速度)大小、河水各处流速大小均恒定，下列说法正确的是( ) A.河水流速大小为3m/s B.小船的静水速度大小为3m/s C.小船渡河时的合速度大小为1m/s D.无论如何调整小船的船头方向，小船都无法沿AB路线渡河 4.下列有关生活中的圆周运动的实例分析，正确的是 ( ) A.图1为汽车通过凹形桥最低点的情境。此时汽车受到的支持力小于重力 B.图2为演员表演“水流星”的情境。当小桶刚好能通过最高点时，小桶及桶中的水只受重力作用，处于完全失重状态 C.图3为火车转弯的情境。火车超过规定速度转弯时，车轮会挤压内轨 D.图4为洗衣机脱水筒。其脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而被甩出 5.地球质量大约是月球质量的81倍，一颗卫星在地球和月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小之比为4：1时，该卫星距地心距离与距月心距离之比为( ) A. 2:4 B. 9: 2 C. 1: 81 D. 81: 1 6.据英国《卫报》网站2015年1月6日报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，它绕恒星橙矮星运行，被命名为“开普勒438b”。假设该行星绕橙矮星的运动与地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳质量的q倍。则该行星与地球的( ) A.轨道半径之比为 B.轨道半径之比为 C.线速度大小之比为 D.线速度大小之比为 7.宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L。若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为 L。已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，求该星球的质量是( ) 8.在X星球表面，宇航员做了一个实验：如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v²图像如乙图所示.已知X星球的半径为R₀，万有引力常量为G，不考虑星球自转.则下列说法正确的是( ) A. X星球的第一宇宙速度 B. X星球的密度 C. X星球的质量 D.环绕X星球的轨道离星球表面高度为R₀的卫星周期 9. “天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是( ) A.探测器在P点的加速度大于在N点的加速度 B.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小 C.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需点火加速 D.图中两阴影部分的面积相等 10.已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为△N，假设地球是质量均匀的球体，半径为R。则地球的自转周期为(设地球表面的重力加速度为g) ( ) A.地球的自转周期为 B.地球的自转周期为 C.地球静止卫星的轨道半径为 D.地球静止卫星的轨道半径为 11.如图所示，有A、B两个行星绕同一恒星O做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T₁，B行星的周期为T₂，在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星距离最近)，则( ) A.经过时间 两行星将第二次相遇 B.经过时间 两行星将第二次相遇 C.经过时间 两行星第一次相距最远 D. 经过时间 两行星第一次相距最远 12.天舟七号货运飞船将采用3小时快速交会对接方式与天和核心舱实现地球外400公里高度对接，由于北斗卫星的精准定位，将远距离导引过程由多圈次压缩为一圈左右，从而实现快速对接。科学家发现沿霍曼椭圆轨道为最省钱轨道，如图所示，天舟七号从近地点运动到远地点后再与天和核心舱对接，已知天和核心舱的轨道半径是天舟七号在近地圆轨道Ⅰ半径的n倍；天和核心舱在轨道Ⅱ上的运动周期为T₀，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下面说法正确的是 ( ) A.天舟七号通过加速从近地圆轨道Ⅰ进入霍曼轨道 B.天舟七号在轨道Ⅱ上通过加速可实现与天和核心舱对接 C.天和核心舱轨道离地面的高度为 D.若天舟七号从轨道】进入圆轨道Ⅱ在霍曼轨道上恰好运动半周，其运动时间为 第Ⅱ卷 本卷共5题, 共48分。13-14题每空 2 分, 共 10 分; 15题12分, 16题12分,18题14分。 二、实验题 13.用如图所示的装置来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。 (1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是 A.微元法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.理想化模型法 (2)在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距 离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，标尺上的等分格显示左、右两个小球所受向心力的比值为1：9，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 . 14.(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，实验装置如图所示，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处(木板平面与斜槽所在竖直平面垂直)，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A。将木板向远离槽口方向平移，每次平移的距离均为 ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球分别撞在木板上得到痕迹B点、C点。若木板每次移动距离 ，测得A点、B点间距离. B点、C点间距离 取重力加速度 (1)下列说法正确的是 A.该实验斜槽必须保证光滑 B.该实验需要测出小球质量 C.贴有复写纸和白纸的木板可以不用竖直 D.每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，以保证小球以相同的初速度平抛 (2)在平抛运动过程中，小球从A点运动到B点需要 s的时间。 (3)小球初速度的测量值为 m/s。 三、解答题 15.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度ω匀速转动。一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为60°。重力加速度的大小为g。 (1)若ω=ω₀，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω₀。 (2)若 求小物块受到的摩擦力大小和方向。 16.如图所示，竖直平面内有一口径很小的光滑圆弧管道，其半径为 平台与轨道的最高点等高。一质量 可看作质点的小球从平台边缘的A处平抛，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道，管道半径OP与竖直方向的夹角为 已知 重力加速度g取 整个运动过程中不计能量损失。试求： (1)小球从A点运动到P点的时间t和A点水平抛出的速度大小； (2)小球沿管道通过圆弧的最高点Q时(速度大小为)，管道对小球的弹力大小及施力物体是管道内壁还是外壁? 17.如图所示为宇宙演化中的一种常见现象。中子星与恒星伴星构成一个双星系统，在中子星的强大引力下，恒星的物质被中子星吸走，被吸走的物质构成中子星的吸积盘，并在吸积盘中边旋转边向位于吸积盘中心的中子星坠落。吸积过程常伴随着X射线喷发，形成喷流。某时刻，设中子星质量为 伴星质量为二者相距L并绕二者的质量中心做角速度相同的匀速圆周运动。引力常量为G。 (1)只考虑中子星与伴星间的万有引力，求此时该双星系统的角速度ω； (2)研究吸积盘中质量为m的物质并视为刚性小球，在一段不太长的时间内该小球的运动可视为轨道半径为r的匀速圆周运动，只考虑中子星对它的万有引力，求该小球的公转周期T； (3)将中子星视为以自转周期 (通常为数毫秒到数十秒)高速自转的半径为， (通常为几公里)的球体，为保证赤道处的物体被中子星的万有引力拉住而不被“甩出”，求中子星的最小平均密度ρ。 第 65535 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $$