内蒙古自治区呼和浩特市第二中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

呼和浩特市二中2024-2025学年第二学期物理期中考试试卷 出题人：董佳丽冯佳佳试题审核人，曹闭新考查知识范围必修二考试时问：5月15日 一、单选通（每题4分，共28分） 1.关于力、位移和功三个物理盘，下列说法正确的是() A,力、位移和功都是矢量 B。位移是矢威，力和功是标景 C,力和位移是矢量，功是标量 D,力是矢量，位移和功是标量 2、本学年我校高一级部的全体同学参加了有意义的研学活动。如果某同学从位于高处的鸟 兰夫纪念馆以速率V返回低处的停车场，纪念馆与停车场的高度差为斥该同学的质量为 m,重力加速度为8，该过程中这位同学（） A.重力势能增加了mgh B.重力势能减少了mgh C.所受重力做功的平均功率为mgy D.所受重力做功的平均功率为mgv2 3.如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于， 弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为，则下列说法正 确的是() A.若vw0,则小球对管内下壁无压力 B.若%“顾，则小球对管内上壁有压力 C.若。=√2gR,则小球对管内下壁没有压力 D.不论多大，小球对管内下壁都有压力 4.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是() 外 车轮 内轨 图c 图d A.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B.如图b所示是一圆锥摆，改变摆长，增大日，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角 速度不变 C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥简内的A,B位置先后分别做匀速圆周运动，则 在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用 第1页/共6页 5.2025年4月24日，神舟二十号戟人飞船发射升空，并与空间站天河临完成交会对接。 航天员王杰被称为“内蒙古《天第一人”，这一称号象征着内蒙古自治区在中团航天事业中 的参与和贡款。如图所示将二者对接前飞船和空间站的稳定运行轨道简化，轨道为规人 飞船稳定运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空问站稳定运行的圆轨道，在两轨道的相切点载人飞 船与空间站可实现对接，则() A.飞船在椭圆轨道I上经过远地点P的速度大于经过近地点？的速度 B.飞船在椭圆轨道I上獭定运行时机械能不守恒 C.飞船在轨道1的运行周期大于空间站在轨道Ⅱ的运行周期 D.飞船要想从轨道I变轨至轨道Ⅱ，需要在P点点火加速 6.万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地球上物体运动规律具有的内在一致性统一 起来。用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的质量为m的小物体的重力，随称量位置的 变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,引力常量为G。将地球视为半径为R、质 量均匀分布的球体。在北极沿地轴有个矿并，矿井深度为，质量分布均匀的球壳对壳内 物体的引力为零，下列说法正确的是() 人在北极地医帮时，弹炭测力计读数为尺<6会 B.在赤道地面称量时，弹簧测力计读数为了=G R2 C、在轨道半径为R+h的空间站称量时，弹簧测力计读数为R=G,m (R+ D。在北板矿并底部称是时，弹资测力计读数为尽=G(-) 7.如图所示，一匀质圆盘绕垂直于盘面的对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离 1米处有一小物块随圆盘一起转动，小物块的质量为1kg。圆盘水平放置时，如图1所示， 为使小物块不被圆盘甩出，圆盘的最大角速度为√而rd。将盘面与水平面的夹角调整为 37°，为使小物块不被圆盐甩出，圆盘的最大角速度为 0,如图2所示。下列关于调整后的判斯，正确的有（设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/82)（) 图1 图2 A圆盘以0转动到位置LP0Q-60时，物体受到的摩 擦力大小为2√万N 第2页/共6页 B圆盘以0转动到位置∠P0Q-120°时，物体受到的摩擦力大小为6N w=2rad/s D圆盘以心转动时，从最高点到最低点，小物块受到的摩擦力先减小后增大 二、多地惠（年题6分，共18分） 8.如图所示，质盘为m的小环A套在光滑竖直细杆上，小环A经由跨过光滑固定轻质定 滑轮的不可神长的轻绳与质量为3m的里物B相连。现由静止同时释放A、B,小环A从 图中M位罹上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知 ∠MO=45°，下列说法正确的是() A.小环A的机械能增加，重物B的机械能减少 B.当NAO=60°时，小环A与重物B的速度关系为，VA=2vs miimiMmMWMmmmn C.小环A由M到N位置，重物B做减速运动 D.小环A由M到N位置，重物B先超重后失重 9.电动汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车在水平路 面上由初速度为2m%开始运动，牵引力F与速度的倒数F-上图像，”表示最大速度， b平行于轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽 ↑F*10 车质量为1×10kg。下列说法正确的是（) h A.汽车从a到b持续的时间为 B.汽车由b到c过程做匀加速直线运动 C.在此测试过程中汽车最大功率为80kw m D.汽车能够获得的最大速度为30m/s 10,如图所示，A,B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上， B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用 手控制住A,使细线刚好拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与斜面 平行。已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩 擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好要 离开地面。下列说法正确的是() 第3页/先6页 A.C刚离开地面时，B的加速度为零‘ B。刚释放A时，B的加滤度是导& A C.斜面领角为370 D.A获得最大速度为28 m CKKK7760044 三、实脸题（共18分，每问2分） 11.某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进，教得了老师的 肯定。他们的实验装置如图所示，实验步骤如下， 挡板 xx列 ①安装好器材，将斜槽轨道的末端调整水平； ②在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近： ③使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹4： ④将木板向远离槽口的方向平移距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球 箍到木板上并在白纸上留下痕迹B: ⑤将木板再向远离槽口的方向平移距离：，小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，在白 纸上留下痕迹C ⑥测出A、B间的距离为，B、C间的距离2。 己知当地重力加速度为g,则关于这个实验，回答下列问题： (1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是一： (2)每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是： (3)小球做平抛运动的初速度%=一（用云片、、g表示）。 第4页/共8页 12.某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律“的实验装置如图甲所示。 4m3 ()在“验证机械能守恒定律的实验中，下列器材中需要的是 (填器材前面的字 母)： A.天平B.刻度尺C秒表 (②)请指出实验装置甲中存在的明显错误： (③)进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应选 (填“A”或B”). A.先接通电源，再释放纸带 B.先释放纸带，再接通电源。 (④)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已测出点1、 2、3、4到打出的第一点0的距离分别为h、方2、么、方，打点计时器的打点周期为T。 若代入所测数据能满足表达式g助=一，则可验证重物下落过程机械能守恒（用题目中 已测出的物理量表示)。 (⑤)某同学作出了2-h图象（图丙），则由图线得到的重力加速度8=m/s2(结果 保留三位有效数字)。 (⑤大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 A.利用公式V=g计算重物速度 B.利用公式v=、gh计算重物速度 C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法 四、解答题（共36分） 13(10分).我市阿勒泰公园有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为 =5m的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r=2m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其 中心的竖直轴转动，转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，若人与座椅的总 质量为50kg,钢绳与竖直方向的夹角为8=3T,不计绳子重力，g=10m/s2求： (1)此时钢绳的拉力多大？ 第5页/共6页 (2)人在转动时的线速度多大？（结果可用根号表示） BWSC660C66S5658388 14(12分).“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈 原的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分我园首次火星探测任务“天问一号”探测器 实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一 号环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T,轨道半径为，已知火星的半径为R,引力常 量为G,不考虑火星的自转。求： (1)“天问一号环绕火星运动的线速度的大小； (2)火星的质量M; (3)火星表面的重力加速度g的大小。 15(14分).某游戏装置如图所示，倾斜轨道AB、竖直圆轨道CDC和U形收集框EFGH 分别通过水平轨道BC和CE平滑连接，除CE段粗糙外，其余轨道均光滑。已知AB的最 大竖直高度H。=0.7m,圆轨道半径R=0,2m,CE长度L=1.5m,收集框宽度d=0.6m。 质量m=0.5kg的小滑块从AB的不同高度由静止释放，滑块运动过程中始终没有脱离轨 道，最后都能落入收集框内。假设滑块与轨道CE间的动摩擦因数4=02，小滑块可视为 质点：空气阻力忽略不计，g-10m/82。 (1)求滑块通过圆轨道最高点D时，轨道对它的最大作用力Fw (2)欲使滑块不脱离轨道且能落入收集框内，求滑块释放的最小高度H: (3)若滑块从最高点滑下，进入收集框后，与收集框的竖直墙壁碰撞并反弹，最终打到左 侧底端的F点，（反弹前后小球的竖直分速度不变，水平分速度大小不变，方向相反），求 收粜框的竖直高度h。 0 答案第 1 页，共 9 页 《呼和浩特市二中 2024-2025学年第二学期物理期中考试试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B D D A AB AC ABD 1．C 2．B 【详解】AB．该过程中小红重力做功为 GW mgh= 则小红重力势能减少了mgh ，故 A 错误，B 正确； CD．该过程中小红所受重力做功的平均功率为 G W mgh P t t = = 故 CD 错误。 故选 B。 3．C 【详解】A．设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力，则有 2 0 N v mg F m R − = 若 v0=0，可得小球所受的支持力 NF mg= 根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故 A 错误； B．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有 2 0 N v mg F m R + = 若 0 1 2 v gR= ，可得小球所受的压力 N 3 4 F mg= − 负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力，根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁 有竖直向下的压力，故 B 错误； C．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有 2 0 N v mg F m R + = 若 0 2v gR= ，可得小球所受的压力 NF mg= 即管内上壁对小球有竖直向下的压力，大小为mg ，根据牛顿第三定律，可知小球对管内 上壁有竖直向上的压力，小球对管内下壁没有压力，故 C 正确； D．设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用，则有 2 0vmg m R = 解得 0v gR= 此时小球对管内壁没有压力，故 D 错误。 故选 C。 答案第 2 页，共 9 页 4．B 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，由牛顿第二定律 2v mg F m R − = 可知桥的支持力小于汽车的重力，汽车处于失重状态，故 A 错误； B．设圆锥的高度为 h，其运动半径 tanR h = 由圆锥摆球受合力提供向心力，则有 2tanmg mR = 代入 R可得 2 g h  = 可知圆锥摆的角速度与无关，故 B 正确； C．设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为 ，竖直方向根据受力平衡可得 N sin mg F  = 因是同一小球，则有支持力相同，所以在 A位置小球所受筒壁的支持力等于在 B位置时的 支持力，故 C 错误； D．火车转弯时，由于轨道倾斜，重力和轨道支持力的合力恰好提供火车转弯的向心力， 则有内、外轨对内、外轮缘都不会有挤压作用，若火车转弯超过规定速度行驶时，火车有 做离心运动的趋势，此时外轨对外轮缘会有挤压作用，故 D 错误。 故选 B。 5．D 【详解】A．由开普勒第二定律，可知飞船在椭圆轨道Ⅰ上远地点的速度小于近地点的速 度，A 错误； B．由于只有万有引力做功，飞船在椭圆轨道Ⅰ上运行时机械能守恒，B 错误； C．由开普勒第三定律，可知飞船在轨道Ⅰ的运行周期小于空间站在轨道Ⅱ的运行周期，C 错误； D．飞船由内轨道向外轨道变轨，必须点火加速做离心运动，D 正确。 故选 D。 答案第 3 页，共 9 页 6．D 【详解】A．物体在两极时，万有引力等于重力，则有 0 2 Mm F G R = 故 A 错误； B．在赤道地面称量时，万有引力等于重力加上小物体 m随地球一起自转所需要的向心 力，则有 1 2 Mm F G R  故 B 错误； D．在北极矿井底部称量时，万有引力等于重力，则有 ( ) ( ) ( ) ( ) 3 1 2 2 2 3 3 R dM m m GMm F G G M R d R RR d R d − = =  = − − − 故 D正确； C．在空间站称量时，物体处于完全失重，则有 ( ) 3 2 0 Mm F G R h =  + 故 C错误。 故选 D。 7A 【详解】.当如图 1 时，由图可知物块与盘的最大静摩擦力为 2 10Nf mg m r = = = 如图 2，当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最 大，由牛顿第二定律得 2cos37 sin 37mg mg mr −  = 得 2 / srad = 由上分析可知，圆盘绕垂直于盘面的对称轴以恒定的角速度转动，向心力为 2 2NnF m r= = 根据物块的受力可知，物块做与匀速圆周运动的向心力由重力沿盘面的分力和摩擦力提 供，其中重力沿盘面的分力为 G sin 6NF mg = = 由二力合成的范围可知 答案第 4 页，共 9 页 2 2 n G n G2 cosf F F F F POQ= + −  解得 s40 2 co4 POQf = − 故从最高点到最低点， POQ 从0 增加到180，所以小物块受到的摩擦力一直增大，，当 由 60POQ = 时 2 7Nf = 当 120POQ = 时 2 13Nf = 8．AB 9．AC 【详解】A．c点时牵引力等于阻力，所以 32 0 N1f =  汽车从a到b 的做匀加速直线运动，加速度为 ( ) 3 2 3 4 2 10 N 2m/s 1 10 kg F f a m − − = = =  汽车从a到b 持续的时间为 20 2 s 9s 2 b av vt a − − = = = 故 A 正确； B．根据 P F v = ，结合bc段图像，可知汽车从b 到 c的恒定功率加速，根据牛顿第二定律有 P f ma v − = 可知汽车由b 到c过程做加速度减小的加速运动，故 B 错误； C．由b 点知 m 80kWb bP F v= = 故 C 正确； 答案第 5 页，共 9 页 D．汽车能够获得的最大速度为 m m 40m/s P v f = = 故 D 错误。 故选 AC。 10．ABD 【详解】AB．开始与 C 恰好要离开地面时，弹簧分别处于压缩和拉伸状态，弹力大小均为 kx mg= 对 AB 分析有4 sinmg mg kx = + 得 30 =  此时绳子中的拉力为 4 sin 2T mg mg= = 对 B 分析可知T mg kx= + 故此时 B 受力平衡，加速度为零 ．刚释放时，对 AB 分析有4 sin 5mg mg kx ma − + = 得 2 5 a g= ．弹簧弹性势能变化为零，根据机械能守恒 2 21 14 2 sin 2 4 2 2 mg x mg x mv mv −  = + 联立得 A 获得最大速度为 2 5 v k g m = 11． 保证小球飞出时的初速度水平 保证小球每次做平抛运动的初速度相同 2 1 g x y y− 【详解】解：（1）[1] 因是“研究平抛运动”的实验，所以斜槽末端的切线必须是水平的，这 样做的目的是：保证小球飞出时的初速度水平。 （2）[2]每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是：保证小球每次做平抛 运动的初速度相同。 （3）[3]因每次移动木板的水平距离相等，小球在水平方向做匀速直线运动，因此小球在 水平方向经相等的距离所用时间 T相等，小球在竖直方向做自由落体运动，所以在竖直方 向则有 2y gT = ，即有 2 2 1y y gT− = 解得 答案第 6 页，共 9 页 2 1y yyT g g − = = 小球在水平方向为匀速直线运动，则有小球做平抛运动的初速度为 0 2 1 x g v x T y y = = − 12．(1)B (2)打点计时器接直流电源 (3)A (4) ( ) 2 4 2 28 h h T − (5)9.67 (6)C 【详解】（1）在验证机械能守恒的实验中，验证动能增加量与重力势能的减小量是否相 等，所以要测量重锤下降的高度和瞬时速度，测量下降高度和瞬时速度均需要刻度尺，不 需要秒表，不必测量重锤的质量，也不需要天平。 （2）电磁打点计时器需要用学生电源，8V的低压交流电；电火花打点计时器需要220V 的交流电源，所以图中的打点计时器接直流电是错误的 （3）打点计时器的使用方法，必须先接通电源，后释放纸带 故选 A。 （4）重力减少量为 p 3ΔE mgh= 对应的动能增加量表达式 ( ) 22 4 22 4 2 k 2 1 1 Δ 2 2 2 8 m h hh h E mv m T T −−  = = =    二者相等说明机械能守恒，即 ( ) 2 4 2 3 28 m h h mgh T − = 化简得 ( ) 2 4 2 3 28 h h gh T − = （5）据机械能守恒表达式 2 1 2 mgh mv= 解得 2 2v gh= 答案第 7 页，共 9 页 斜率为 25.82g m/s 0.3 k = = 解得 29.67m/sg = （6）在验证机械能守恒定律实验中，由于重锤下落需要克服空气阻力以及纸带和限位孔的 摩擦阻力做功，所以重力势能减少量稍大于动能增加量。 故选 C 13．（1） 625NT = （2） 5 6m/s 2 v = ； 【详解】（2）由题可知座椅到中心轴的距离 sinR r L = + 代入数据得 5mR = 对座椅和人分析有 2 tan mv F mg R = =向 代入数据得 5 6m/s 2 v = （1）对座椅和人分析得：钢绳的拉力 cos mg T  = 代入数据得 625NT = 14．（1） 2 r v T  = ；（2） 2 3 2 4 r M GT  = ；（3） 2 3 2 2 4 r g T R  = 【详解】（1）由线速度定义可得 2 r v T  = （2）设“天问一号”的质量为 m，引力提供向心力有 2 2 2mM G m r r T   =     得 2 3 2 4 r M GT  = （3）忽略火星自转，火星表面质量为 'm 的物体，其所受引力等于重力 答案第 8 页，共 9 页 ' ' 2 Gm M m g R = 得 2 3 2 2 4 r g T R  = 15．（1）10N；（2）见解析；（3）见解析 【详解】（1）滑块从 A运动到 D的过程中，由动能定理有 21( 2 ) 2 Dmg H R mv− = 滑块在 D点，由牛顿第二定律有 2 N DvF mg m R − = 解得轨道对滑块的最大作用力 N 10NF = 。 （2）滑块不脱离轨道，在 D点，由牛顿第二定律有 2 1Dvmg m R = 滑块运动到 D点的过程中，由动能定理有 ( ) 21 1 1 2 2 Dmg H R mv− = 解得滑块释放的最小高度 1 0.5m=H 因为 1mgL mgH  所以物块能落入收集框内。 （3）滑块由 A点到 E点，由动能定理有 2 0 1 2 EmgH mgL mv− = 滑块飞离 E点后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，经一个往返打到收集框左侧时间 为 t，有 2 Ed v t= 竖直方向做自由落体运动 21 ( ) 2 h g nt= 答案第 9 页，共 9 页 解得收集框的竖直高度 20.9h n= 米 ( 1,2,3n = ……)