山东省泰安市新泰一中北校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

新泰一中北校2024级高一下学期期中考试 物理试题 班级： 姓名： 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是( A LLLL∠ A 777777777 a回y B 甲 丙 丁 A.甲图中，弹簧压缩的过程中，物体A机械能不守恒 B.乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒 C.丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升的过程中，A、B机械能守恒 D.丁图中，小球由水平位置A处由静止释放，运动到B处的过程中，机械能不守恒 2.中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为G 则下列说法正确的是( ) 轨道Ⅲ A.“天问一号”从轨道Ⅱ运动过程中，万有引力始终不做功 轨道Ⅱ B.“天问一号”在轨道I上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 99 轨道1 C.“天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道I,需要在P点朝速度反方向喷气 以增加速度 D.若轨道I贴近火星表面，己知“天问一号”在轨道I上运动的角速度，可以推知火星的密度 3.如图，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为，地球的半径为R,地 球静止卫星离地高度为6R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,下列说法正确的是() A.三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小相等 B.能实现全球通信时，卫星离地高度至少是2R C.其中一颗质量为m的通信卫星的动能为mg码 2(R+h) D.通信卫星和地球自转周期之比为 (7R3 (R+h)3 4.假设人类登上火星后，在火星上进行了如下实验，在固定的竖直光滑圆轨道内部，一小球恰好能做完整的圆周 运动，小球在最高点的速度为v,轨道半径为r.若已知火星的半径为R,引力常量为G,则火星质量为( ) A.2 B.5v2R2 C. Gr Gr Gr2 D.502R3 Gr2 5.一小物块从足够长的固定斜面底端以沿着斜面的初速度冲上斜面，已知小物块与斜面之间的摩擦力大小恒定。 若小物块到斜面底端的距离为5，则小物块沿着斜面向上、向下运动过程中的动能Ek随着、变化的图像，正确的是 () 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第1页共6页 Ek A.O S B.O C.O D.O 6.质量为1kg的木箱在拉力作用下竖直向上运动的v-t图像如图所示。已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气 阻力，下列说法正确的是() ↑v/(m·s) A.0~2s内，拉力对木箱做的功为52.5J 4 3 B.2~4s内，重力势能减少60J 2 C.48s内，拉力的平均功率为0 0 D.08s内，拉力的最大瞬时功率为46W 2468→ts 7.如图所示，杂技表演时，两根长度均为1的不可伸长轻绳一端系在杂技演员的腰间（图中点A),另一端分别系 在竖直杆上的B点和C点，随着杆转动，杂技演员也在空中转动，同时表演各种惊险动作。已知BC=,杂技演员 的质量为，重力加速度大小为g,不计空气阻力，下列判断正确的是( A.角速度大小为时，绳Ac的拉力大小为号mg 品。角速度大小为、 绳AB的拉力大小为mg C.角速度大小为， 绳AB的拉力大小为mg D.角速度大小为 时，绳4C的拉力大小为号mg 8.利用射电望远镜(FAST)观测到一颗与地球相似的X星球，观测发现X星球有一颗近地卫星，当地球的近地卫 星转了3圈时，X星球的近地卫星才转了一圈，X星球的半径约为地球半径的，设地球和X星球的密度、表面的 重力加速度分别用p、P28、82表示。则下列说法正确的是() A.地球和X星球的密度之比p:p1:9 B.地球和X星球表面的重力加速度之比g1:827:1 C.分别在地球和X星球表面相同高度处以相同的速度平抛一个物体，X星球上的物体落地水平位移小 D.X星球的自转角速度增加到ω= 91(R,为地球半径)时，会发生解体 V81R1 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分， 选对但不全的得2分，有选错的得0分) 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第2页共6页 9.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R,小球半径为，小球直径略小于管道 内径.则下列说法中正确的是() A.小球若恰能通过与圆心等高点，则此时内外侧管壁对小球均无作用力 R B.小球若恰能通过管道的最高点，则此时内外侧管壁对小球均无作用力 C.小球在与圆心等高的水平线b以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D.小球在与圆心等高的水平线b以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 10.如图，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面， 由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取g=10m/s2,则下列说法正确的是() A.木板A与物体B质量相等 v/(m's) B.若木板A、物体B质量已知，可以求得热量Q B C.小物体B相对长木板A滑行的距离1m D,A对B做的功与B对A做的功大小相等 B4 7777717777777777777771777777T 2 t/s 甲 乙 11.拉格朗日点指的是在太空中类似于“地一月”或“日一地”的天体系统中的某些特殊位置，在该位置处的物体由两 个天体引力之和提供其圆周运动所需要的向心力，使该物体与该天体系统处于相对静止状态，即具有相同的角速度。 如图所示是“地一月”天体系统，在月球外侧、距离月球球心的距离为s的地月连线上存在一个拉格朗日点，发射一 颗质量为m的人造卫星至该点跟着月球一起绕地球转动。己知地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,地月球 心之间的距离为r,地球自转周期为T1,月球的公转周期为T2,则由以上数据可以算出( ) A.地球的密度为 GTR3 地球 B.该卫星运行的向心加速度比月球运行的向心加速度大 球·拉格朗日点 C.该卫星的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D.月球对该卫星的引力为管(+)-器 12.如图所示，长度为L的轻杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动，一端固定在光滑转轴O点，三个质量均为 的小球固定在轻杆上，小球1到O点距离、小球2到小球1距离与小球3到小球2距离相等，小球3在轻杆的另 一端。重力加速度为g,把轻杆自水平位置由静止释放，至轻杆转到竖直位置的过程中，忽略空气阻力，小球大小 不计，下列说法正确的是（) 123 A.轻杆对小球1做负功 B.轻杆对小球2做功为-异mgL 16 C.轻杆在竖直位置时，轻杆对小球3作用力为号mg 20 D.轻杆在竖直位置时，轻杆对小球3作用力为空mg 30 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第3页共6页 三、实验题（共16分。其中13题8分，1+1+2+2+2=8；14题8分，1+1+2+2+2=8） 13.晓宇同学利用如图所示的装置探究向心力与质量、角速度以及半径的关系，实验时，将钢球放在两侧横臂的挡 板处，转动手柄，钢球对挡板的压力大小可以通过左右两个标尺露出的等分格来表示. 标尺1 标尺2 钢球 钢球 变速 塔轮1 变速 塔轮2 手柄一 (1)在探究向心力与角速度的关系时，应选用质量相同的钢球，且左侧的小球应放在 ① (选填A”或B”) 位置，变速塔轮1、变速塔轮2处圆盘的半径② （选填“相同”或“不同”). (2)下面与本实验的实验思想相同的是③· A.研究匀变速直线运动规律的实验B.验证平行四边形定则 C.探究加速度与力、质量的关系 D.描绘平抛运动的轨迹 (3)某次实验时，若将皮带套在两个半径相同的变速塔轮上，左侧的钢球放在A位置，若左右露出的标尺格数分别为 2格、8格，则左右两侧小球的质量之比为④；若实验时钢球的质量相等，左侧的钢球放在A位置，若 将皮带套在两个半径不同的变速塔轮上，若左右露出的标尺格数分别为2格、8格，则左右两侧变速塔轮的半径之 比为⑤ 14.在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验 方案进行实验，设重力加速度为g。 (1)在甲图中，下落物体应选择密度①（选填“大”或“小”）的重物： 在乙图中，两个重物的质量关系是m ② m2(选填>”、“=”或“<”)； (2)采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有 交流电源、刻度尺和③一： (3)某次实验所打纸带如图所示，O为第一个点，A、B、C、D点到 O点的距离已标出，打点时间间隔为0.02s,则记录C点时，重物的速度 vc=④ms:(结果保留三位有效数字) (单位：mm) 0 A B C ● 0 7.8 17.8 31.4 49.0 (4)从减少实验误差的角度看，比较两种实验方案，你认为⑤更合理（选填“甲”或“乙”）。 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第4页共6页 四、解答题(8+8+12+16=44分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后 答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 15(8分).如图所示是一个建筑工地经常使用的夯土机的简化模型。铁球的质量为（可视为质点），铁砧的质量 为M=5m,连接铁球和铁砧的杆长为L,其质量不计。电动机带动铁球绕着水平转轴O以某一角速度匀速转动， 且球经过最高点时铁砧恰好对地没有压力，重力加速度为8，不计一切阻力，求： (1)角速度o的大小； (2)铁球经过最低点时铁砧对地面的压力大小。 M 16(8分).a、b两颗卫星均在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，α为近地卫星，b卫星离地面高度为3R, 已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,试求：（忽略地球自转的影响） (1)a、b两颗卫星的周期： (2)若某时刻两卫星正好同时通过赤道同一点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第5页共6页 17、(12分)如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角6=30°，M、N之间的距离1=5m,传送带在电动机的带动下 以v=1m/s的恒定速率顺时针运转。现将一质量m=2kg的物体（可看作质点）无初速度地放在M点，己知物体与 传送带间的动摩擦因数μ=，重力加速度取g=10m/s2,在传送带将物体从M点传送到N点的过程中，求： 2 (1)传送带对物体做的功： (2)为传送物体，电动机至少需额外做多少功？ M 不0 LVAF77KKKKKKKKKKKK 18.(16分)小明同学为测试某玩具赛车（可看做质点）的性能，设计了如图所示的轨道模型。粗糙的水平轨道AB、EF 与光滑的倾斜轨道BE平滑连接于B点和E点，光滑竖直圆形轨道CD与倾斜轨道相切于C点。EF间有一固定在F 点的轻弹簧，自然伸长到轨道上的G点。己知赛车的质量m=0.5kg,倾斜轨道与水平方向夹角日=37°，圆形轨道 的半径R=0.5m,BC=CE=0.75m,EG=0.5m,赛车在两水平轨道上运动时受到的阻力等于重力的0.6倍，弹簧 的劲度系数k=70N/m,g取10m/s2。现让赛车从A点以P=18W的额定功率由静止开始启动，t=1s时到达B 点，立即关闭发动机，赛车沿倾斜轨道继续运动，恰好能通过圆形轨道的最高点，之后继续沿着倾斜轨道到达水平 轨道EF(sin37°=0.6，cos37°=0.8)。求： (1)赛车经过C点时的速度大小（结果可保留根号）； (2)赛车经过圆形轨道上C点时对轨道的压力： (3)水平轨道AB间的距离； (4)赛车最终静止的位置与E点的距离（弹簧的弹性势能E与弹簧形变量x之间的关系为Ep-x2)。 A器 B 一中北校高一下学期期中考试物理试题 第6页共6页 新泰一中北校高一下学期期中考试 物理试题 》参考答案 题号 2 6 7 9 10 答案 D D A C D C B AC ABC 题号 11 12 答案 BD ABD 13.(1) 不同 (2)C (3) 1:4 2:1 【详解】(1)[1]在探究向心力与角速度的关系时，应保证钢球的质量和钢球做圆周运动的 半径相同，因此应选用质量相同的钢球，且左侧的钢球应放在A处： [2]欲使两钢球的角速度不同，则变速塔轮1、2处圆盘的半径应不同。 (2)实验目的是探究向心力与质量、角速度以及半径的关系，在探究向心力与其中一个物 理量之间关系时，应先保证其他两个物理量不变，即本实验采用了控制变量法，题中探究加 速度与力、质量的关系时采用了控制变量法，C正确： (3)[1]某次实验时，若将皮带套在两个半径相同的变速塔轮上，左侧的钢球放在A位置， 则两球的角速度和半径相同，左右露出的标尺格数分别为2格、8格，则向心力大小之比为 1:4,由公式F=mw2r可知左右两侧小球的质量之比为1：4： [2]若实验时钢球的质量相等，左侧的钢球放在A位置，则两球的质量和半径相同，左右露出 的标尺格数分别为2格、8格，则向心力大小之比为1：4，由公式F=mω2r可知两钢球的角 速度之比为1：2，皮带传动时左右两侧变速塔轮边缘的线速度大小相等，由公式v=ωr可知 左右两侧变速塔轮的半径之比为2：1。 14. 大>天平 0.780 甲 【详解】(1)[1][2]为了减小实验的误差，下落物体应选择密度大的物体，乙图是验证系统 机械能是否守恒，m1向下运动，m2向上运动，所以m1>m2 (2)[3]验证系统机械能是否守恒，即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否 相等，动能的增加量为△Ek=?(m1+m2)v2 重力势能的减小量为△Ep=(m1-m2)gh 可知需要测量两个重物的质量，所以实验器材还需要天平； (3)[4]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带 上C点时小车的瞬时速度大小，vc=2=-049o0178=0.780m/S 2T 2×0.02 (4)[5)]甲方案更合理，因为在乙图中还受到细线与滑轮之间的阻力影响。 第1页共4页 15.(D(2)12mg 【详解】(1)铁球经过最高点时，以M为研究对象，设M受到杆的拉力大小为F,由平衡 条件得F1=Mg 以m为研究对象，设m受到杆的拉力大小为F2,由牛顿运动定律得F2+mg=mwL 同一杆上的拉力相等F1=F2 解得ω= (2)铁球经过最低点时以为研究对象，设受到杆的拉力大小为F3,由牛顿运动定律 得F3-mg=mw2L 以M为研究对象，设M受到杆向下的拉力大小为F4,地面对铁砧的支持力大小为F,由平 衡条件得F=Mg+F4 且F3=F4 解得F=12mg 由牛顿第三定律得，铁砧对地面的压力大小 F'=F=12mg 16.()2层16层(2=减号月 【详解】(1)卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，对地球表面上质量为的物体， 有c=mg R 对a卫星，有=ma R2 解得T。=2π 对b卫星，有m 4π2 (4R)2 =mT花·4R 解得T,=16π后 (2)设经过时间t,α、b两颗卫星第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时a比b多转 半圈，则凭-罗= 解得：=月 若两卫星反向运转，则（凭+习）t=π 解得t-月 第2页共4页 17.(1)51J:(2)54J 【详解】(1)物体轻放在传送带上时，根据牛顿第二定律得沿斜面方向 umgcose-mgsine ma 可知物体上升的加速度为a=2.5m/s2 物体达到1ms的速度通过的位移x= 2a =0.2m 故物体在到达N点前已经与传送带共速，由功能关系得传送带对物体做的功为 W=2mv2+mglsin30°=51刂 (2)在物体加速运动的过程，根据运动学公式可得匀加速运动所用时间为t=”=0.4s 相对位移为△x=vt-x=0.2m 电动机做功使物体机械能增加，同时使物体与传送带间因摩擦产生热量Q,则因摩擦产生的 热量为Q=m.gcose0·△x'=3) 故电动机对传送带做的功为W电=W+Q=54纠 18.()V23m/s:(2)2N:垂直倾斜轨道BE向下(3)号m:(4)品m 【详解】(1)设赛车恰好能通过圆形轨道的最高点的速度为o,则有mg=m R 代入数据解得vo=5m/s 从圆形轨道的最高点到C点，根据机械能守恒定律有mgR(1+cos0)=m呢-m听 代入数据解得vc=V23m/s (2)在C点，根据牛顿第二定律有FN一ngcos0=m竖 代入数据解得FN=27N 根据牛顿第三定律可知赛车经过圆形轨道上C点时对轨道的压力大小为2N: 方向：垂直倾斜轨道BE向下 (3)赛车从A到C,根据动能定理有Pt-06mg·AB-mg·BCsin6=三mw2 代入数据解得AB=号m 第3页共4页 (4)赛车从C到E,再到弹簧压缩至最短，设压缩最短时弹簧形变量为x,根据能量守恒 定律有mg·CEsin0+0.6mg(EG+x)+2kx2=m呢 代入数据解得x=0.2m 然后从压缩最短到向左运动速度为零过程，根据动能定理有kx2-0.6mg·x=0 解得x=m 则赛车最终静止的位置与B点的距离d=BG+x-x=品m 第4页共4页