精品解析：天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2024-2025-2滨海新区田家炳中学高一年级期中考试 物理试卷 一、单项选择题（共9小题，每题5分，共45分） 1. 开普勒行星运动定律是我们研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（　　） A. 行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上 B. 在相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 C. 地球距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小 D. 由开普勒第三定律知，地球与火星绕太阳运行时轨道半长轴的三次方跟公转周期平方的比值相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确，不满足题意要求； B．根据开普勒第二定律可知，在相等时间内，同一轨道上行星与太阳的连线扫过的面积相等，但火星和木星不在同一轨道上，所以火星与太阳的连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故B错误，满足题意要求； C．根据开普勒第二定律可知，地球距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小，故C正确，不满足题意要求； D．由开普勒第三定律知，地球与火星绕太阳运行时轨道半长轴的三次方跟公转周期平方的比值相等，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 2. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 B. 开普勒将第谷的观测数据归纳得出简洁的三定律，揭示了行星运动的规律 C. 牛顿用实验的方法测出引力常量G，因此被称为“第一个称量地球质量的人” D. 卡文迪什通过“月一地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力 【答案】B 【解析】 【详解】A．哥白尼提出“日心说”，而“地心说”的代表是托勒密；现代天文学证实太阳并非宇宙中心，故A错误。 B．开普勒基于第谷的观测数据总结出行星运动三定律，正确揭示了行星运动规律，故B正确。 C．牛顿发现万有引力定律，但引力常量G是卡文迪什通过实验测得，故C错误。 D．“月-地检验”是牛顿为验证引力统一性所做的理论推导，卡文迪什的贡献是测定G，故D错误。 故选B。 3. 波轮洗衣机中的脱水筒在运行脱水程序时一枚硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，其运动示意图如图所示，脱水筒转动的越快，则硬币（　　） A. 所受支持力越大 B. 所受支持力越小 C. 所受摩擦力越大 D. 所受摩擦力越小 【答案】A 【解析】 【详解】硬币随筒做匀速圆周运动，所需向心力由筒对它的支持力提供，由公式 可知当筒转得越快，所需向心力越大，即硬币所受的支持力越大。 故选A。 4. 下列关于圆周运动的说法正确的是（ ） A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体的线速度不变 C. 做匀速圆周运动的物体向心加速度方向始终指向圆心 D. 做匀速圆周运动的物体的合力可以为恒力 【答案】C 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体受到的合力一定指向圆心，做变速圆周运动的物体所受合力不指向圆心，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体的线速度的大小不变，线速度的方向时刻在改变，故B错误； C．做匀速圆周运动的物体向心加速度始终指向圆心，故C正确； D．做匀速圆周运动的物体的合力始终指向圆心，大小不变，方向时刻在变化，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　） A. 135N B. 165N C. 300N D. 435N 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律 解得T=435N，故选D。 6. 一个物体以初速度水平抛出，落地的速度为v，那么运动时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】物体做平抛运动时，水平方向速度保持为，竖直方向速度随时间变化为 落地时合速度满足矢量关系 解得运动时间 故选A。 7. 机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍。A、B分别是两轮边缘上的质点，如图所示，皮带与两轮之间不发生相对滑动。下列说法正确的是（　　） A. 质点A、B的线速度 B. 质点A、B的角速度 C. 质点A、B的周期 D. 质点A、B的向心加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．质点A、B同缘转动，可知线速度 ，选项A错误； B．根据可知，质点A、B的角速度 ，选项B错误； C．根据可知，质点A、B的周期 ，选项C正确； D．根据可知，质点A、B的向心加速度，选项D错误。 故选C。 8. 水平圆盘上放置了A、B两个物体，如图所示。它们都在绕竖直轴匀速转动，B的质量是A质量的2 倍，A、B到竖直轴的距离之比为2：1，两物块与圆盘间动摩擦因数相同并与圆盘相对静止，那么物块A、B的（　　） A. 角速度大小之比为2：1 B. 线速度大小之比为1：1 C. 向心力大小之比为2：1 D. 向心加速度大小之比为2：1 【答案】D 【解析】 【详解】A. 物块A、B同轴转动，则角速度大小之比为1：1，选项A错误； B. 根据v=ωr可知，线速度大小之比为2：1，选项B错误； D. 根据a=ω2r可知，向心加速度大小之比为2：1，选项D正确； C. 根据F=ma可知，向心力大小之比为1：1，选项C错误。 故选D。 9. 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨。则其通过最高点时（　　） A. 小球对圆环压力大小等于 mg B. 小球受到的向心力大于 mg C. 小球线速度大小等于 D. 小球的向心加速度小于g 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨，可知，通过最高点时，小球对圆环的压力大小等于0，故A错误； B．结合上述可知，通过最高点时，小球受到的向心力等于 mg，故B错误； C．结合上述有 解得，故C正确； D．结合上述，根据牛顿第二定律可知，通过最高点时，小球的向心加速度等于g，故D错误。 故选C。 二、不定项选择题（共4小题，每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。共20分） 10. 图（1）的“风车”俗称“谷扇”，是农民常用来精选谷种的农具。在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，简化如图（2）。假设飞出洞口后谷粒都做平抛运动，对这一现象，下列分析正确的是（　　） A. 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动 B. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不同 C. N处是瘪谷，M处为谷种 D. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小些 【答案】AD 【解析】 【详解】A．谷种和瘪谷（空壳）谷粒飞出洞口后谷粒都做平抛运动，即谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，故A正确； B．谷种和瘪谷（空壳）谷粒飞出洞口后谷粒都做平抛运动，则有 解得 下落高度相等，可知，谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同，故B错误； C．谷种和瘪谷（空壳）谷粒在洞内，根据动能定理有 洞内风力做功相同，由于瘪谷质量小，则瘪谷飞出洞口速度大一些。飞出洞口后谷粒都做平抛运动，则有 瘪谷飞出洞口速度大一些，平抛运动时间相等，则瘪谷飞出洞口后水平分位移大一些，可知，N处是谷种，M处为瘪谷，故C错误； D．结合上述可知，谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小些，故D正确。 故选AD。 11. 如图甲为一列质量为m的火车转弯时的情景。在弯道处外轨比内轨高，其简图如图乙所示，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处圆弧半径为R，火车转弯时的速度满足时，火车对内外铁轨均没有侧向挤压，则下列说法正确的是（ ） A. 此时铁轨对火车的支持力大于mg B. 此时铁轨对火车的支持力等于mg C. 若，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压 D. 若，则内轨对内侧车轮轮缘有挤压 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．对火车进行受力分析，如图所示 火车对内外铁轨均没有侧向压力时，有 所以此时铁轨对火车的支持力大于mg，A正确，B错误； CD．若 则火车需要的向心力为 要使火车安全驶过弯道，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压，C正确，D错误。 故选AC。 12. 物理来源于生活，也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，轨道半径为L，重力与拉力合力提供向心力 B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，如图所示 由几何关系可知轨道半径为 小球只在重力和拉力作用下做匀速圆周运动，重力和拉力合力提供向心力，但半径不是L，故A错误； B．图乙中物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力。而当物体随水平圆盘做变速圆周时，物体的线速度大小是变化的，即在切线方向存在摩擦力的分力，即此时物体所受摩擦力不指向圆心，故B错误； C．图丙中汽车过拱桥最高点时，满足 因此当汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面压力越小，故C正确； D．图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为汽车做离心运动，即需要的向心力大于提供的向心力，故D错误。 故选C。 13. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　） A. 球A的线速度必定大于球B的线速度 B. 球A的角速度必定大于球B的角速度 C. 球A的运动周期必定小于球B的运动周期 D. 球A对筒壁的压力必定等于球B对筒壁的压力 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设筒壁与竖直方向的夹角为θ，则对球受力分析可知 可得， 因rA>rB可知，球A的线速度必定大于球B的线速度；球A的角速度必定小于球B的角速度，选项A正确，B错误； C．根据，球A运动周期必定大于球B的运动周期，选项C错误； D．球对筒壁的压力 则球A对筒壁的压力必定等于球B对筒壁的压力，选项D正确。 故选AD。 三、填空题（每空2分，共12分） 14. 用如图所示的实验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。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 【答案】 ①. A ②. C ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]本实验通过控制质量m、角速度ω和半径r中两个物理量相同，探究向心力F与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）[2]在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持m和r相同。 故选C。 （3）[3]由图可知两钢球做匀速圆周运动的半径相同，根据可知二者角速度之比为 两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有 所以与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 故选C。 15. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。 （1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做___________________运动。 （2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做__________________________运动。 （3）图3 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. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 小球尽量选取密度小的塑料球 【答案】（1）自由落体 （2）匀速直线 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。 【小问2详解】 在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 【小问3详解】 A． 安装斜槽轨道，使其末端保持水平，使小球离开轨道后，做平抛运动，A正确； BC． 每次小球必须从同一位置由静止释放，使小球做平抛运动的初速度相同，B错误，C正确； D． 为了减小空气阻力产生的误差，小球尽量选取密度大的钢球，D错误。 故选AC。 四、计算题（本题共2题， 15题12分， 16题11分， 共23分） 16. 如图所示，长为L不可伸长的轻绳，一端拴着质量为m的小球，另一端系在竖直细杆的上端。手握细杆轻轻摇动一段时间后，小球在水平面内做匀速圆周运动，此时轻绳与竖直细杆夹角为θ。重力加速度为g，不计一切阻力。求：小球做匀速圆周运动时 （1）所受轻绳拉力大小T； （2）加速度的大小a； （3）角速度的大小ω。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球竖直方向受力平衡得 解得 【小问2详解】 小球水平合外力提供向心力得 解得 【小问3详解】 小球水平合外力提供向心力得 解得 17. 某人站在一平台上，用长L＝0.6m 的轻细线拴一个质量为 m＝0.6kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手，经1.0s小球落地，落地点B 与 A 点的水平距离 BC＝6.0m，不计空气阻力，g＝10m/s2。求： (1)A 点距地面高度； (2)小球离开最高点时的线速度大小； (3)人撒手前小球运动到A 点时，绳对球的拉力大小。 【答案】(1)5m；(2)6m/s；(3)30N 【解析】 【详解】(1)小球从A点飞出去后做平抛运动，A点离地面的高度为 (2)由x=v0t得，小球离开最高点时的速度为 (3)人撒手前小球运动到A点时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律得 代入数据可得 T=30N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025-2滨海新区田家炳中学高一年级期中考试 物理试卷 一、单项选择题（共9小题，每题5分，共45分） 1. 开普勒行星运动定律是我们研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（　　） A. 行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上 B. 在相等时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 C. 地球距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小 D. 由开普勒第三定律知，地球与火星绕太阳运行时轨道半长轴的三次方跟公转周期平方的比值相等 2. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 B. 开普勒将第谷的观测数据归纳得出简洁的三定律，揭示了行星运动的规律 C. 牛顿用实验的方法测出引力常量G，因此被称为“第一个称量地球质量的人” D. 卡文迪什通过“月一地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力 3. 波轮洗衣机中的脱水筒在运行脱水程序时一枚硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，其运动示意图如图所示，脱水筒转动的越快，则硬币（　　） A. 所受支持力越大 B. 所受支持力越小 C. 所受摩擦力越大 D. 所受摩擦力越小 4. 下列关于圆周运动的说法正确的是（ ） A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体的线速度不变 C. 做匀速圆周运动的物体向心加速度方向始终指向圆心 D. 做匀速圆周运动的物体的合力可以为恒力 5. 如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　） A. 135N B. 165N C. 300N D. 435N 6. 一个物体以初速度水平抛出，落地的速度为v，那么运动时间为（　　） A B. C. D. 7. 机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍。A、B分别是两轮边缘上的质点，如图所示，皮带与两轮之间不发生相对滑动。下列说法正确的是（　　） A. 质点A、B的线速度 B. 质点A、B的角速度 C. 质点A、B的周期 D. 质点A、B的向心加速度 8. 水平圆盘上放置了A、B两个物体，如图所示。它们都在绕竖直轴匀速转动，B质量是A质量的2 倍，A、B到竖直轴的距离之比为2：1，两物块与圆盘间动摩擦因数相同并与圆盘相对静止，那么物块A、B的（　　） A. 角速度大小之比为2：1 B. 线速度大小之比为1：1 C. 向心力大小之比为2：1 D. 向心加速度大小之比为2：1 9. 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨。则其通过最高点时（　　） A. 小球对圆环的压力大小等于 mg B. 小球受到的向心力大于 mg C. 小球的线速度大小等于 D. 小球的向心加速度小于g 二、不定项选择题（共4小题，每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。共20分） 10. 图（1）的“风车”俗称“谷扇”，是农民常用来精选谷种的农具。在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，简化如图（2）。假设飞出洞口后谷粒都做平抛运动，对这一现象，下列分析正确的是（　　） A. 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动 B. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不同 C. N处是瘪谷，M处为谷种 D. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小些 11. 如图甲为一列质量为m的火车转弯时的情景。在弯道处外轨比内轨高，其简图如图乙所示，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处圆弧半径为R，火车转弯时的速度满足时，火车对内外铁轨均没有侧向挤压，则下列说法正确的是（ ） A. 此时铁轨对火车的支持力大于mg B. 此时铁轨对火车的支持力等于mg C. 若，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压 D. 若，则内轨对内侧车轮轮缘有挤压 12. 物理来源于生活，也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，轨道半径为L，重力与拉力合力提供向心力 B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 13. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　） A. 球A的线速度必定大于球B的线速度 B. 球A角速度必定大于球B的角速度 C. 球A的运动周期必定小于球B的运动周期 D. 球A对筒壁的压力必定等于球B对筒壁的压力 三、填空题（每空2分，共12分） 14. 用如图所示的实验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。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 15. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。 （1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做___________________运动。 （2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做__________________________运动。 （3）图3 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. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 小球尽量选取密度小的塑料球 四、计算题（本题共2题， 15题12分， 16题11分， 共23分） 16. 如图所示，长为L不可伸长的轻绳，一端拴着质量为m的小球，另一端系在竖直细杆的上端。手握细杆轻轻摇动一段时间后，小球在水平面内做匀速圆周运动，此时轻绳与竖直细杆夹角为θ。重力加速度为g，不计一切阻力。求：小球做匀速圆周运动时 （1）所受轻绳拉力大小T； （2）加速度的大小a； （3）角速度的大小ω。 17. 某人站在一平台上，用长L＝0.6m 的轻细线拴一个质量为 m＝0.6kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手，经1.0s小球落地，落地点B 与 A 点的水平距离 BC＝6.0m，不计空气阻力，g＝10m/s2。求： (1)A 点距地面高度； (2)小球离开最高点时的线速度大小； (3)人撒手前小球运动到A 点时，绳对球拉力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$