内蒙古自治区乌兰察布市内蒙古集宁一中2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2024-2025学年高一下学期期中考试 物理试题 一、单选题（共7小题） 1.宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是(　　) A. 每颗星做圆周运动的角速度为 B. 每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关 C. 若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则运动周期变为原来的2倍 D. 若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍 2.(2023·绵阳市南山中学高一期中)2022年11月8日晚，夜空上演“红月亮”，即当地球位于太阳与月球之间，整个月球全部进入地球的影子里，月亮表面变成暗红色，形成月全食。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，月球环绕地球公转的轨道半径为r，月全食时月球运动的圆心角为θ，则月全食的持续时间为(　　) A. B. C. D. 3.关于匀速圆周运动和平抛运动，下列认识正确的是(　　) A. 匀速圆周运动是匀速运动，平抛运动是匀变速运动 B. 匀速圆周运动和平抛运动都是匀变速运动 C. 匀速圆周运动的线速度大小不变，平抛运动的加速度不变 D. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速运动 4.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，图中a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是(　　) A. B. C. D. 5.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G.则(　　) A. v1＞v2，v1＝ B. v1＞v2，v1＞ C. v1＜v2，v1＝ D. v1＜v2，v1＞ 6.如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽d＝3 m，某时刻队伍前排刚到达出口的B端，正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口BC，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度v＝2 m/s，出口BC宽度L＝4 m，则以下说法正确的是(　　) A. 体育老师只能沿直线AC到达出口 B. 体育老师可能沿直线AD到达出口 C. 体育老师的速度一定为1.5 m/s D. 体育老师到达对面出口的时间可能大于2 s 7.“冲日”是指地球运行轨道外的其他行星或小行星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线.2022年9月17日海王星冲日．海王星公转轨道半径约为30个天文单位(1个天文单位等于地球和太阳之间的平均距离)，假设海王星和地球绕太阳做匀速圆周运动，取＝5.5(　　) A. 海王星和地球公转速度大小之比约为5.5∶1 B. 海王星和地球公转周期之比约为1∶165 C. 下一次海王星“冲日”发生时间在2023年8月到2023年9月之间 D. 下一次海王星“冲日”发生时间在2023年9月到2023年10月之间 二、多选题（共3小题） 8.下图中a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是(　　) A. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 B. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度 C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c D. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将减小 9.如图所示，铁制圆盘用穿过圆心O的水平转轴固定在竖直面内，ac为竖直直径，bd为水平直径，可视为质点的小磁铁吸附在圆盘上的a点随圆盘一起无相对滑动地做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　) A. 在最高点a，磁铁受到的摩擦力可能为0 B. 在最低点c，磁铁受到的摩擦力可能为0 C. 在水平直径的左端点b，磁铁受到的摩擦力大小一定等于重力 D. 在水平直径的右端点d，磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力 10.如图所示为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一短一长的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面，当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A. 角速度慢慢增大，绳长的球先离开圆锥筒 B. 角速度达到一定值时两球同时离开圆锥筒 C. 两球都离开圆锥筒后，相较于原位置上升的高度相同 D. 两球都离开圆锥筒时两绳中的拉力大小相同 三、实验题（共2小题） 11.某同学设计一个探究平抛运动特点的实验如图甲所示，在水平桌面上放置一个斜面，斜面底边ab与桌边平行，把桌面搬到竖直墙壁附近，把白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上，从而记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据，根据数据探究平抛运动水平运动特点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同。 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是________。 A．实验时应保持桌面水平 B．每次应使钢球从静止开始释放 C．使斜面的底边ab与桌边重合 D．选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 (2)改变墙与重垂线之间的距离x，测得落点与抛出点之间的竖直距离y，如图乙所示。若，则，满足　　　　关系时，说明钢球在水平方向做匀速直线运动。 (3)处理数据时，满足了，但，关系不满足(2)的结果，造成的原因可能是　　　　(写出一条即可) 12.某同学在实验室发现一张小球做平抛运动的部分频闪照片，小球的瞬时位置如图中A、B、C所示，照片背景为一堵贴近小球的竖直砖墙，已知每块砖的厚度和长度，频闪照片的拍摄频率，不计砖块间的缝隙宽度和空气阻力。 　 (1)由以上已知量和测量量，可求得小球的水平初速度　　m/s，当地的重力加速度　　；(结果均保留两位有效数字)； (2)小球实际的抛出位置在A点上方第　　层砖内。 四、计算题（共3小题） 13.中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行5圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示．设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，若已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球的自转，求： (1)飞船在B点经椭圆轨道进入预定圆轨道是加速还是减速； (2)飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小； (3)椭圆轨道远地点B距地面的高度h2. 14.如图所示，足够长的水平光滑杆上装有小桶桶内水与小桶的总质量为2kg，装有水的小桶可以在杆上无摩擦的滑动，长杆下方1.25m处有一匀速转动的圆盘，某时刻小桶恰好位于圆盘圆心的正上方，小桶内不断有水滴滴落，当前一滴水刚好滴落到圆盘上时，后一滴水刚好从小桶中漏出，当有一滴水刚好从桶中漏出时给小桶一水平向右的作用力F=16N，使其由静止开始做匀加速运动，并将此滴水记为第一滴，圆盘足够大，在此过程中认为桶内水与小桶的总质量不变，重力加速度取g=10m/s2，求： (1)若使滴落的水滴位于一条直线上，圆盘转动的角速度应满足什么条件； (2)若使滴落的水滴位于一条直线上，求第二滴水与第三滴水间的可能距离； (3)若圆盘转动的角速度为，求第二滴水与第三滴水落到圆盘上的距离。(结果可保留根号) 15.2月6日，土耳其连续发生两次7.8级地震，造成重大人员伤亡和财产描失。灾难面前，中国救援人员又一次义无反顾地挺身而出，奔赴海外的中国救援队与时间赛跑、为生命接力，顶着余震成功实施多起救援，打开生命通道，书写坚强的中国力量和担当。在地震救灾中，投送救援物资是非常重要的环节(如图甲)在某次物资投送时，救援飞机水平匀速飞行，抛出的物资在降落伞的作用下竖直方向以恒定的加速度a下落，水平方向始终和飞机保持相对静止。为了更准确的投送到指定地点，在物资落地前一段时间内地面救援人员每隔相同时间拍下一张同一物体从飞机上抛出后的照片，由于震后观测视野较差，无法确定抛出点的位置，经处理只得到如图乙所示图片，A、B、C三点为该物资在空中不同时刻的位置，测量出，AB和BC的竖直间距分别是和。 (1)　　(选填“>”、“=”或者“<”)。可通过计算得出飞机匀速飞行的速度为　　，救援物资从抛出到运动到B点经历的时间为　　(后两空结果均用已知字母a、x、、表示)。 (2)若救援物资开始空投的同时飞行员通知地面人员准备接收物资，地面人员通过测量得出物资落地前1秒下落的高度为h，则物资着落点距空投抛出点的水平距离为　　(结果用已知字母表示)。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案 一、单选题 1.【答案】C 【解析】任意两星间的万有引力F＝G，对任一星进行受力分析，如图所示，由图中几何关系知r＝L，F合＝2Fcos 30°＝F，由牛顿第二定律可得F合＝mω2r，联立可得ω＝ ，a＝ω2r＝，选项A、B错误；由周期公式可得T＝＝2π，L和m都变为原来的2倍，则周期T′＝2T，选项C正确；由速度公式可得v＝ωr＝，L和m都变为原来的2倍，则线速度v′＝v，大小不变，选项D错误． 2.【答案】B 【解析】设地球质量为M，月球质量为m，月球绕地球公转周期为T，则＝，解得T＝，若忽略地球自转的影响，则＝m′g，则T＝，所以月全食的持续时间为t＝T＝。 3.【答案】C 【解析】做匀速圆周运动的物体的线速度大小不变，方向改变，加速度大小不变，方向改变，所以是变加速运动，平抛运动加速度不变，所以是匀变速运动，故A、B、D错误，C正确。 4.【答案】B 【解析】做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，并向合力方向弯曲，故选项B正确. 5.【答案】B 【解析】根据开普勒第二定律知，v1>v2，在近地点画出近地圆轨道，如图所示，由＝可知，过近地点做匀速圆周运动的速度为v＝，由于“东方红一号”在椭圆轨道上运动，所以v1>，故B正确． 6.【答案】B 【解析】由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队伍，所以将老师的速度分解为平行BC方向和垂直BC方向，在平行BC方向，老师的速度v2需要大于等于学生的速度，即v2≥2 m/s，学生通过出口的时间t＝＝2 s，所以老师到达对面出口的时间不能大于2 s，老师在垂直BC方向的速度v1≥＝1.5 m/s，所以老师的速度v0≥＝2.5 m/s，当老师垂直BC方向的速度大于1.5 m/s，则会在C点右边到达出口，当老师平行BC的速度为2 m/s，垂直BC的速度为3 m/s时，老师沿AD直线到达出口。故B正确，A、C、D错误。 7.【答案】D 【解析】根据G＝m，解得v＝，则有＝＝，故A错误；根据G＝m，解得T＝，可得＝≈，故B错误；假设下一次冲日所用时间为t，则有(－)t＝2π，可得t＝＝＝年＝年≈367天，可知下一次海王星“冲日”发生时间在2023年9月到2023年10月之间，故C错误，D正确． 二、多选题 8.【答案】AB 【解析】根据万有引力提供向心力可得，，可得，，，可知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故AB正确； c加速将做离心运动，不能追上同一轨道上的b；b减速将做近心运动，不可以等候同一轨道上的c，故C错误； a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，故D错误。故选AB。 9.【答案】AD 【解析】在最高点a点，对磁铁进行分析可知当所需的向心力由重力提供时，磁铁受到的摩擦力为0，故A正确；在最低点c点，合外力向上，由对磁铁受力分析可知摩擦力方向一定向上，磁铁受到的摩擦力不为0，故B错误；根据题意知磁铁做匀速圆周运动，在b点摩擦力斜向右上，摩擦力与重力的合力提供向心力，则磁铁受到的摩擦力大小不等于重力，故C错误；磁铁做匀速圆周运动，在d点摩擦力斜向左上，摩擦力与重力的合力提供向心力，如图所示 得磁铁受到的摩擦力大小一定大于重力，故D正确。 10.【答案】AC 【解析】设绳子与竖直方向的夹角为θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒对小球的支持力为0，有mgtan θ＝mω2lsin θ，解得ω＝，绳子越长的球其角速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，故A正确，B错误；两小球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，小球的高度h＝lcos θ，代入上式解得h＝，故C正确；由以上分析可知，绳长的小球先离开圆锥筒，绳短的小球离开圆锥筒时，两绳与竖直方向的夹角不同，绳中拉力大小不同，故D错误。 三、实验题 11.【答案】(1)AB　(2)　(3)见解析 【解析】(1)为了使钢球离开桌面做平抛运动，实验时应保持桌面水平，A正确；钢球每次应从斜面上同一位置由静止滚下，以保证到达桌边的速度相等，但斜面对钢球的摩擦没有影响，B正确，D错误；斜面的底边ab与桌边重合，则小球抛出时不是平抛运动，故C错误。 (2)若，如果钢球在水平方向做匀速直线运动，则有，，可得，竖直方向有，，可知，满足，说明钢球在水平方向做匀速直线运动。(3)处理数据时，满足了，但，关系不满足的结果，造成的原因可能是小球抛出时的速度不是处于水平方向，即小球的初速度具有一定的竖直分量。 12.【答案】(1)2.1　　9.8　　(2)二 【解析】(1)根据题意可知，频闪照片的拍摄频率，则时间间隔为，由图可知，水平方向上有，解得；竖直方向上，由逐差法有，解得。 (2)根据题意，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，小球经过点时的竖直速度为，则抛出点到点的竖直高度为，则抛出点距点的高度为，可知，小球实际的抛出位置在A点上方第二层砖内。 四、计算题 13.【答案】(1)加速　(2)　(3)－R 【解析】(1)飞船要进入预定圆轨道，需在B点做离心运动，故应加速． (2)在地球表面有mg＝① 根据牛顿第二定律有G＝maA② 由①②式联立解得，飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小为aA＝. (3)飞船在预定圆轨道上，由万有引力提供向心力，有G＝m(R＋h2)③ 由题意可知，飞船在预定圆轨道上运行的周期为T＝④ 由①③④式联立解得h2＝－R. 14.【答案】(1)(n为正整数)；(2)；(3) 【解析】(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动，由 可得水滴落到圆盘上的时间为 若要使滴落的水滴位于一条直线上，圆盘转动的周期为(n为正整数) 则圆盘转动的角速度由 可得(n为正整数) (2)水滴下落前的水平方向加速度满足 得 第二个水滴距离圆盘中心的距离 解得 第三个水滴距离圆盘中心的距离 解得 当取奇数时，二者落到圆盘上圆心的异侧 二者水平方向上的距离 当取偶数时，二者落到圆盘上圆心的同侧 二者落到圆盘上水平方向上的距离 (2)若圆盘转动的角速度为，则第二滴落到圆盘上后，到第三滴落到圆盘上时，圆盘转过的角度为 两滴水的位置与圆心连线成直角，由勾股定理得第二滴水与第三滴水落到圆盘上的距离 15.【答案】(1)>　　　　(2) 【解析】(1)设物资到A点时竖直方向的速度为，则有，可得；在竖直方向有，在水平方向有，解得匀速飞行的速度为；物资到B点时竖直方向的速度为，救援物资从抛出到运动到B点经历的时间为，解得。 (2)物资落地前1秒内，下落的高度为h，则，物资着落点距空投抛出点的水平距离为，解得。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$