精品解析：天津市崇化中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2024-2025学年第二学期高一物理期中阶段监测试卷 第Ⅰ卷 一、单项选择题(每小题3分，共60分。) 1. 下列说法正确的是（　　） A. “月—地检验”表明地面上的物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 B. 开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是圆 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. 牛顿提出了万有引力定律，并用扭秤实验测出了万有引力常量的数值 【答案】A 【解析】 【详解】A．“月—地检验”通过验证地球对月球的引力与地面物体所受重力遵循相同的平方反比规律，说明两者遵从同一规律，故A正确。 B．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道是椭圆，故B错误。 C．开普勒第三定律，式中k的值仅与太阳的质量有关，与行星速度无关，故C错误； D．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，故D错误。 故选A。 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 向心力不能改变线速度的大小 C. 匀速圆周运动线速度不变 D. 圆周运动的合外力一定等于向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向变化，即加速度变化，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A错误； B．向心力只改变速度的方向，不改变速度大小，故B正确； C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，故C错误； D．当物体做匀速圆周运动时，其所受合外力等于向心力，故D错误。 故选B。 3. 关于功的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 功是标量，的功大于的功 B. 受力越大，力对物体做功越多 C. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 D. 一对相互作用力做功的代数和一定为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．功是标量，其正负仅表示做功性质（动力或阻力），比较大小应看绝对值，所以的功大于的功，故A正确； B．功的计算公式为，若位移或（如垂直方向受力），即使力很大，功仍可能为零，故B错误； C．静摩擦力和滑动摩擦力只是与相对运动趋势（相对运动）方向相反，静摩擦力和滑动摩擦力均可做正功、负功或不做功。当静摩擦力方向与运动方向相同时，做正功，与运动方向相反时做负功；同理当滑动摩擦力方向与运动方向相同时，做正功，与运动方向相反时做负功；故C错误； D．相互作用力作用在不同物体上，两物体的位移可能不同，做功的代数和不一定为零。例如，子弹射入木块时，子弹对木块的力做功，木块对子弹的力也做功，但位移不同，代数和不为零，故D错误。 故选A。 4. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，物体运动越快，功率越大 B. 由可知，某一时刻，力大、速率也大，而功率不一定大 C 由可知，力做功越多，功率就越大 D. 由可知，功率越大，力做功越多 【答案】B 【解析】 【详解】A．功率由物体运动的速度、力，以及力与速度方向夹角的余弦共同决定，可知，物体运动越快，即速度越大，功率不一定越大，故A错误； B．由可知，某一时刻，力大、速率也大，若夹角的余弦很小，功率也可能很小，即功率不一定大，故B正确； C．由可知，力做功越多，功率不一定就越大，还与时间有关，故C错误； D．由可知，功率越大，力做功不一定越多，还与时间有关，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，小卖部的阿姨用拖车运送货物。已知拖车和货物的总质量为m，阿姨用与水平面夹角为θ的恒力F拖动小车，小车水平向右移动了一段距离L，此过程小车受到的摩擦力大小恒为f。则拖车和货物受到的（　　） A. 重力做功 B. 拉力做功 C. 滑动摩擦力做功为 D. 支持力做功为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于运动方向与重力垂直，所以重力做功为0，故A错误； B．拉力做功，故B错误； C．滑动摩擦力做功为，故C错误； D．由于运动方向与支持力垂直，所以支持力做功为0，故D正确。 故选D。 6. 关于重力做功和重力势能，下列说法正确的是（　　） A. 物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B. 一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能变小了 C. 重力做功与路径无关，但与参考平面的选取有关 D. 重力对物体做负功，物体的重力势能一定增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据重力势能表达式，其中是相对于参考平面的高度，若参考平面未确定，即使物体位置确定，其重力势能仍无法确定，故A错误； B．重力势能的正负表示大小，所以一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能变大了，故B错误； C．重力做功为 可知重力做功仅与初末位置的高度差有关，与路径和参考平面均无关，故C错误； D．根据可知，重力对物体做负功，物体的重力势能一定增加，故D正确。 故选D。 7. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为、、，它们的边缘上有三个点A、B、C。自行车前进时，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点线速度大小之比为 B. A、B两点向心加速度大小之比为 C. B、C两点角速度之比为 D. 、两点线速度之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，、为链条传动，线速度大小相等 即 故A错误； B．根据可知 故B错误； C．由题意可知，、为同轴转动，角速度大小相等 即 故C正确； D．根据可知 故D错误。 故选C。 8. 如图，两瓷罐P、Q(可视为质点)放在水平圆桌转盘上，质量分别为2m、m，离转轴OO'距离分别为R、2R，与转盘间的动摩擦因数均为μ。使瓷罐随转盘做匀速圆周运动，P、Q与转盘均保持相对静止，用ω表示转盘的角速度，则（　　） A. 瓷罐随转盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、静摩擦力和向心力四个力作用 B. P所受的摩擦力大于Q 所受的摩擦力 C. 当ω增大时，P开始滑动的临界角速度为 D. 当ω增大时，P一定比Q先开始滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．瓷罐随转盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力和静摩擦力三个力作用，其中静摩擦力提供向心力，故A错误； B．瓷罐随转盘一起做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，则有， 可知P所受的摩擦力等于Q 所受的摩擦力，故B错误； CD．当ω增大时，当P的静摩擦力达到最大时，有 解得此时的角速度为 当Q的静摩擦力达到最大时，有 解得此时的角速度为 P开始滑动的临界角速度为，Q开始滑动的临界角速度为，Q一定比P先开始滑动，故C正确，D错误。 故选C。 9. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，物体所受弹力不变，摩擦力增大 B. 图2：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，会发生侧滑，这是因为车受到的合力方向背离圆心 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，根据， 可知体所受弹力增大，摩擦力不变，故A错误； B．小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力，故B正确； C．汽车过拱桥最高点时，加速度方向向下，处于失重状态；根据牛顿第二定律可得 可知速度越大，汽车受到的支持力越小，汽车对桥面的压力越小，故C错误； D．若轿车转弯时速度过大，会发生侧滑，这是因为车受到的指向圆心的不足以提供所需的向心力，故D错误。 故选B。 10. 在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是（　　） A. 火车运动的圆周平面为图中的a B. 在该转弯处规定行驶的速度为 C. 在该转弯处行驶的速度若大于规定速度，火车将会压内轨 D. 适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速 【答案】D 【解析】 【详解】A．火车运动的圆周平面为水平面，即图中的b，选项A错误； B．根据 可得在该转弯处规定行驶的速度为 选项B错误； C．在该转弯处行驶的速度若大于规定速度，则重力和轨道的支持力的合力将不足以提供做圆周运动的向心力，火车有做离心运动的趋势，此时火车将会压外轨，选项C错误； D．适当增大内、外轨高度差，则根据 可知θ角变大，则v变大，则可以对火车进行有效安全的提速，选项D正确。 故选D。 11. 把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在高度为h的水平面内做匀速圆周运动，如图所示．若h越大，则小球（ ） A. 对侧壁的压力越大 B. 加速度越小 C. 角速度越小 D. 线速度越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图 小球受到的支持力N与重力mg提供向心力Fn，设N方向与竖直方向成角，则 h增大后，因为不变，故支持力N大小不变，根据牛顿第三定律可知，小球对侧壁压力大小不变。故A错误； BCD．由于小球受到的支持力N与重力mg提供向心力Fn，设向心加速度为a，则 解得 h增大后，因为不变，故向心加速度a不变；h增大后，r增大，故线速度v增大，减小，故BD错误。C正确。 故选C 。 12. 如图所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为r的圆周运动。以下说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时，杆受力不可以是零 B. 小球过最高点时的最小速率为 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定不小于杆对球的作用力 D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球过最高点时，当重力刚好提供向心力时，有 解得 可知此时杆受力为零，故A错误； B．小球过最高点时，如果杆对小球的支持力与重力平衡，可得最小速率为0，故B错误； CD．小球过最高点时，如果速度小于，则杆对球的作用力竖直向上，此时有 可得，故C正确，D错误。 故选C。 13. 2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为、半径为，探测器的质量为，引力常量为，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 动能为 C. 角速度为 D. 向心加速度为 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由万有引力提供向心力可得 可得周期、线速度、角速度、向心加速度分别为 ，，， 探测器动能 综上分析，答案为A。 14. 2022年3月，中国空间站“天宫课堂”再次开讲，授课期间利用了我国的中继卫星系统进行信号传输，天地通信始终高效稳定。已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中某卫星是距离地面36000公里左右的地球静止轨道卫星（静止卫星），则该卫星（ ） A. 授课期间经过天津正上空 B. 加速度大于空间站的加速度 C. 运行周期大于空间站的运行周期 D. 运行速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．该卫星在地球静止轨道卫星（静止卫星）上，处于赤道平面上，不可能经过天津正上空，A错误； BCD．卫星正常运行，由万有引力提供向心力 得 ，， 由于该卫星轨道半径大于空间站半径，故加速度小于空间站的加速度；运行周期大于空间站的运行周期；第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，则该卫星的运行速度小于地球的第一宇宙速度。BD错误，C正确。 故选C。 15. 如图所示某火星探测器从地球表面发射后，进入地火转移轨道，经过A 点时变轨进入距离火星表面2R高的圆形轨道I上做匀速圆周运动，经过B 点时再次变轨进入椭圆轨道II，之后在椭圆轨道的近火点C再次变轨到近火圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知火星半径为R。下列说法错误的是（　　） A. 探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长 B. 探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等 C. 探测器在轨道I上经过B点时应加速实施变轨 D. 在轨道II上探测器经过C点的速率大于经过B点时的速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．轨道I的轨道半径大于轨道II的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长，故A正确，不符合题意； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等，故B正确，不符合题意； C．轨道I相对于轨道II是高轨道，由高轨道变轨到低轨道需要在切点位置减速，可知，探测器在轨道I上经过B点时应减速实施变轨，故C错误，符合题意； D．C为近火点，B为远火点，根据开普勒第二定律可知，在轨道II上探测器经过C点速率大于经过B点时的速率，故D正确，不符合题意。 故选C。 16. 2021年2月 25日从中国科学院云南天文台获悉，近期国内多个团队合作，利用清华大学一马化腾巡天望远镜(TMTS)，发现了一颗距离地球2761光年的致密双星系统-TMTSJ0526，已知组成某双星系统的两颗恒星A 和B，质量分别为m1和m2，相距为L。在万有引力作用下各自绕它们连线上的某一点，在同一平面内做匀速圆周运动，运动过程中二者之间的距离始终不变。已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. A和B的角速度之比为 B. A和B的向心加速度大小之比为 C. A的轨道半径为 D. A和B的运动周期均 【答案】D 【解析】 【详解】A．双星系统中，两星体的角速度相同，故A和B的角速度之比为，故A错误； B．双星系统中，由相互作用的万有引力提供向心力，所以A和B的向心力大小相等，则有 可得A和B的轨道半径之比为 根据，可得A和B的向心加速度大小之比为，故B错误； C．根据， 可得A的轨道半径为，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得， 联立解得A和B的运动周期均，故D正确。 故选D。 17. 如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升，若以表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，为电梯对人的静摩擦力，下列结论正确的是（ ） A. 加速运动过程中，、、G都做功 B. 加速运动过程中，不做功 C. 匀速运动过程中，、G都做功 D. 匀速运动过程中，、G都不做功 【答案】A 【解析】 【详解】AB．加速运动过程中，加速度斜向上，则加速度有水平向右的分量，可知 此过程中，和做正功，G都做负功，选项A正确，B错误； CD．匀速运动过程中，加速度为零，支持力和重力平衡，此时，做正功、G做负功，选项CD错误。 故选A。 18. 如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小f不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 拉力做功为mgL 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据，由于从A点运动到B点的过程，摆球的竖直分速度0开始增大，最后又减为0，所以重力的瞬时功率先增大后减小，故A正确，B错误； C．空气阻力的大小不变，空气阻力所做的总功等于每个小弧段上阻力所做功的代数和，则有 可知空气阻力做功为，故C错误； D．在摆球运动过程中，悬线的拉力始终与运动方向垂直，所以悬线的拉力始终不做功，故D错误。 故选A。 19. 超级电容车运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电容车，质量，额定功率，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f大小恒定，是车辆重力的0.1倍，，则下列说法正确的是（　　） A. 超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度为 B. 若超级电容车从静止开始，保持额定功率启动，车辆速度为时，车辆加速度为 C. 若超级电容车从静止开始，以的加速度做匀加速直线运动，刚刚达到额定功率时超级电容车的速度大小为 D. 若超级电容车从静止开始，以的加速度做匀加速直线运动，这一匀加速过程能够持续的最长时间为60s 【答案】A 【解析】 【详解】A．当牵引力等于阻力时，超级电容车的速度最大，则有，，故A正确； B．若超级电容车从静止开始，保持额定功率启动，车辆速度为时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律可得此时的加速度大小为，故B错误； CD．若超级电容车从静止开始，以的加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 解得匀加速阶段的牵引力大小为 刚刚达到额定功率时超级电容车的速度大小为 这一匀加速过程能够持续的最长时间为，故CD错误。 故选A。 20. 质量为的物体从静止出发以的加速度竖直下降，下列说法中不正确的（　　） A. 物体的克服空气阻力做功 B. 物体的重力势能减少 C. 物体的动能增加 D. 重力做功 【答案】B 【解析】 【详解】A. 设物体受到的阻力为，根据牛顿第二定律可得 解得 物体的克服空气阻力做功为 A正确，不符合题意； BD. 物体竖直下降过程，重力做功为 则重力势能变化 即物体的重力势能减少，B错误，符合题意；D正确，不符合题意； C. 根据动能定理，物体的动能增加 C正确，不符合题意。 故选B。 第Ⅱ卷 二、实验题(共14分，请将正确答案填写在相应位置。) 21. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动特点 （2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在挡板B、C处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与__________(选填“m”、“ω”或“r”)的关系。 （3）若将皮带套在圆盘半径之比为3：1的两轮塔上，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为：____________________________________________。 【答案】（1）B （2） （3）两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。 【解析】 【小问1详解】 本实验要探究与、、之间的关系，需要保持、、中两个量相等，探究与第三个量之间的关系，这种探究方法叫作控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点所采用的探究方法运动的合成与分解法。 故选B。 【小问2详解】 由题意知，两小球的、相等，不相等，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系。 【小问3详解】 由题意知，两小球的、相等，， 所以，两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。 22. （1）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。他观察到的现象是：小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动： A. 水平方向是匀速直线运动 B. 竖直方向是自由落体运动 C. 水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 （2）图乙是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的 。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 D. 每次小球应从同一位置由静止释放 E. 记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 （3）小明通过图乙实验装置，在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分，如图丙所示。由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点作为坐标原点建立坐标系，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并标出了A、B、C三点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求得相邻两点间的运动时间为_____s，小球做平抛运动的初速度为__________m/s，小球在 B 点竖直方向的分速度为_______m/s。(取 【答案】（1）B （2）BD （3） ①. ②. 4 ③. 4 【解析】 【小问1详解】 小球A、B总是同时落地，说明小球A竖直方向的分运动与小球B相同，即平抛运动的物体竖直方向是自由落体运动。 故选B。 【小问2详解】 为保证小球每次都从斜槽轨道末端以相同速度水平飞出，必须使斜槽轨道末端水平，且每次要从斜槽轨道上同一位置由静止释放小球，而斜槽轨道是否光滑没有影响，记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不必严格地等距离下降。 故选BD。 【小问3详解】 [1][2][3]由图丙可知，，， 因小球水平方向做匀速直线运动，则小球由点运动到点和由点运动到点所用时间相等，设为，有 小球竖直方向做自由落体运动，有 两式联立得， 小球在 B 点竖直方向的分速度为 三、计算题(本题共2小题，共26分。解答应写出必要的步骤，只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。) 23. “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分我国首次火星探测任务“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，距离火星表面高度为h，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v （2）火星的质量M （3）在火星上发射卫星的第一宇宙速度 （4）火星表面的重力加速度g的大小。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据匀速圆周运动的线速度与周期的关系可知， 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力有 解得火星的质量 【小问3详解】 对于火星的近地卫星，根据万有引力提供向心力有 解得火星的第一宇宙速度为 【小问4详解】 根据在火星表面物体所受的重力等于万有引力有 得 由（2）问可知 得 24. 如图所示，将一质量为的小球自水平平台右端O点以的初速度水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好到达轨道最高点C，圆轨道ABC的形状为半径为的圆截去了左上角的的圆弧，CB为其竖直直径，，。 （1）小球经过C点时速度的大小? （2）若小球运动到轨道最低点B的速度，小球对轨道的压力多大? （3）平台末端O 点到A 点的竖直高度H （4）小球运动到A 点时重力的瞬时功率P 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好到达轨道最高点C，有 解得 【小问2详解】 小球运动到轨道最低点B时，有 解得 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为 【小问3详解】 设小球由O 点运动到A 点所用时间为，则经过A点时有 解得 故 【小问4详解】 小球运动到A 点时竖直方向的速度为 重力的瞬时功率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第二学期高一物理期中阶段监测试卷 第Ⅰ卷 一、单项选择题(每小题3分，共60分。) 1. 下列说法正确的是（　　） A. “月—地检验”表明地面上的物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 B. 开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是圆 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. 牛顿提出了万有引力定律，并用扭秤实验测出了万有引力常量的数值 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动匀变速曲线运动 B. 向心力不能改变线速度的大小 C. 匀速圆周运动线速度不变 D. 圆周运动的合外力一定等于向心力 3. 关于功的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 功是标量，的功大于的功 B. 受力越大，力对物体做功越多 C. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 D. 一对相互作用力做功的代数和一定为零 4. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，物体运动越快，功率越大 B. 由可知，某一时刻，力大、速率也大，而功率不一定大 C. 由可知，力做功越多，功率就越大 D. 由可知，功率越大，力做功越多 5. 如图所示，小卖部的阿姨用拖车运送货物。已知拖车和货物的总质量为m，阿姨用与水平面夹角为θ的恒力F拖动小车，小车水平向右移动了一段距离L，此过程小车受到的摩擦力大小恒为f。则拖车和货物受到的（　　） A. 重力做功为 B. 拉力做功 C. 滑动摩擦力做功为 D. 支持力做功为0 6. 关于重力做功和重力势能，下列说法正确是（　　） A. 物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B. 一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能变小了 C. 重力做功与路径无关，但与参考平面的选取有关 D. 重力对物体做负功，物体的重力势能一定增加 7. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为、、，它们的边缘上有三个点A、B、C。自行车前进时，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点线速度大小之比为 B. A、B两点向心加速度大小之比为 C. B、C两点角速度之比为 D. 、两点线速度之比为 8. 如图，两瓷罐P、Q(可视为质点)放在水平圆桌转盘上，质量分别为2m、m，离转轴OO'的距离分别为R、2R，与转盘间的动摩擦因数均为μ。使瓷罐随转盘做匀速圆周运动，P、Q与转盘均保持相对静止，用ω表示转盘的角速度，则（　　） A. 瓷罐随转盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、静摩擦力和向心力四个力作用 B. P所受的摩擦力大于Q 所受的摩擦力 C. 当ω增大时，P开始滑动的临界角速度为 D. 当ω增大时，P一定比Q先开始滑动 9. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，物体所受弹力不变，摩擦力增大 B. 图2：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，会发生侧滑，这是因为车受到的合力方向背离圆心 10. 在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是（　　） A. 火车运动的圆周平面为图中的a B. 在该转弯处规定行驶的速度为 C. 在该转弯处行驶的速度若大于规定速度，火车将会压内轨 D. 适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速 11. 把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在高度为h的水平面内做匀速圆周运动，如图所示．若h越大，则小球（ ） A. 对侧壁的压力越大 B. 加速度越小 C. 角速度越小 D. 线速度越小 12. 如图所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为r的圆周运动。以下说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时，杆受力不可以是零 B. 小球过最高点时的最小速率为 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定不小于杆对球的作用力 D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下 13. 2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为、半径为，探测器的质量为，引力常量为，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 动能为 C. 角速度为 D. 向心加速度为 14. 2022年3月，中国空间站“天宫课堂”再次开讲，授课期间利用了我国的中继卫星系统进行信号传输，天地通信始终高效稳定。已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中某卫星是距离地面36000公里左右的地球静止轨道卫星（静止卫星），则该卫星（ ） A. 授课期间经过天津正上空 B. 加速度大于空间站的加速度 C. 运行周期大于空间站的运行周期 D. 运行速度大于地球的第一宇宙速度 15. 如图所示某火星探测器从地球表面发射后，进入地火转移轨道，经过A 点时变轨进入距离火星表面2R高的圆形轨道I上做匀速圆周运动，经过B 点时再次变轨进入椭圆轨道II，之后在椭圆轨道的近火点C再次变轨到近火圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知火星半径为R。下列说法错误的是（　　） A. 探测器在轨道I运行的周期比在轨道II时长 B. 探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过C点时的加速度相等 C. 探测器在轨道I上经过B点时应加速实施变轨 D. 在轨道II上探测器经过C点的速率大于经过B点时的速率 16. 2021年2月 25日从中国科学院云南天文台获悉，近期国内多个团队合作，利用清华大学一马化腾巡天望远镜(TMTS)，发现了一颗距离地球2761光年的致密双星系统-TMTSJ0526，已知组成某双星系统的两颗恒星A 和B，质量分别为m1和m2，相距为L。在万有引力作用下各自绕它们连线上的某一点，在同一平面内做匀速圆周运动，运动过程中二者之间的距离始终不变。已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. A和B的角速度之比为 B. A和B的向心加速度大小之比为 C. A的轨道半径为 D. A和B的运动周期均 17. 如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升，若以表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，为电梯对人的静摩擦力，下列结论正确的是（ ） A. 加速运动过程中，、、G都做功 B. 加速运动过程中，不做功 C. 匀速运动过程中，、G都做功 D. 匀速运动过程中，、G都不做功 18. 如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小f不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 拉力做功为mgL 19. 超级电容车运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电容车，质量，额定功率，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f大小恒定，是车辆重力的0.1倍，，则下列说法正确的是（　　） A. 超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度为 B. 若超级电容车从静止开始，保持额定功率启动，车辆速度为时，车辆加速度为 C. 若超级电容车从静止开始，以的加速度做匀加速直线运动，刚刚达到额定功率时超级电容车的速度大小为 D. 若超级电容车从静止开始，以的加速度做匀加速直线运动，这一匀加速过程能够持续的最长时间为60s 20. 质量为的物体从静止出发以的加速度竖直下降，下列说法中不正确的（　　） A. 物体的克服空气阻力做功 B. 物体的重力势能减少 C. 物体的动能增加 D. 重力做功 第Ⅱ卷 二、实验题(共14分，请将正确答案填写在相应位置。) 21. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动的特点 （2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在挡板B、C处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与__________(选填“m”、“ω”或“r”)的关系。 （3）若将皮带套在圆盘半径之比为3：1的两轮塔上，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为：____________________________________________。 22. （1）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。他观察到的现象是：小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动： A. 水平方向是匀速直线运动 B. 竖直方向是自由落体运动 C. 水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 （2）图乙是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的 。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 C. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 D. 每次小球应从同一位置由静止释放 E. 记录小球位置用木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 （3）小明通过图乙实验装置，在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分，如图丙所示。由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点作为坐标原点建立坐标系，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并标出了A、B、C三点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求得相邻两点间的运动时间为_____s，小球做平抛运动的初速度为__________m/s，小球在 B 点竖直方向的分速度为_______m/s。(取 三、计算题(本题共2小题，共26分。解答应写出必要的步骤，只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。) 23. “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分我国首次火星探测任务“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，距离火星表面高度为h，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v （2）火星的质量M （3）在火星上发射卫星的第一宇宙速度 （4）火星表面的重力加速度g的大小。 24. 如图所示，将一质量为的小球自水平平台右端O点以的初速度水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好到达轨道最高点C，圆轨道ABC的形状为半径为的圆截去了左上角的的圆弧，CB为其竖直直径，，。 （1）小球经过C点时速度的大小? （2）若小球运动到轨道最低点B的速度，小球对轨道的压力多大? （3）平台末端O 点到A 点的竖直高度H （4）小球运动到A 点时重力瞬时功率P 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$