北京市第九中学2023-2024学年高一下学期期中物理试题

北京九中2023—2024学年度第二学期期中统练2024.5 高一物理 （考试时间90分钟满分100分） 一、单项选择题（本大题共14个小题，每小题3分，共42分） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 曲线运动的加速度可能为零 B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C. 相同时间内速度变化量一定不相等 D. 所有做曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上 2. 平抛运动物体的规律可以概括为两点：（1）水平方向做匀速运动，（2）竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（　　） A. 只能说明上述规律中的第（1）条 B. 只能说明上述规律中的第（2）条 C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律 3. 飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目，2010年的IDF（国际飞镖联合会）飞镖世界杯赛在上海进行．某一选手在距地面高h，离靶面的水平距离L处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，结果飞镖落在靶心正上方．如只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（不计空气阻力）（　　） A. 适当减小 B. 适当提高h C. 适当减小m D. 适当减小L 4. 2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图所示。若斜面雪坡的倾角，某运动员（可视为质点）从斜面雪坡顶端M点沿水平方向飞出后，在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，若运动员经后落到斜面雪坡上的N点。运动员离开M点时的速度大小用表示，运动员离开M点后，经过时间离斜坡最远。（，，取），则和的值为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，有一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　） A. A点与C点的角速度大小相等 B. A点与B点的线速度大小相等 C. B点与C点的角速度大小之比为2：1 D. B点与C点的向心加速度大小之比为1：4 6. 如图所示，公园的“魔法旋转圆盘”绕过圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，一小孩站在圆盘上某处的P点（非圆心）相对圆盘静止。下列说法正确的是（　　） A. 小孩仅受重力和支持力，处于平衡状态 B. 小孩随圆盘一起做匀速圆周运动，故速度始终是不变的 C. 小孩随圆盘一起做匀速圆周运动，则其所受摩擦力方向始终指向圆心，且大小不变。 D. 小孩随圆盘一起做匀速圆周运动，则其所受摩擦力方向不指向圆心 7. 摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜；行驶在直轨上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一摆式列车在水平面内行驶，以的速度转弯，转弯半径为，则质量为的乘客，在转弯过程中所受到的火车对他的作用力为（g取）（　　） A. B. C. D. 0 8. 如图所示，长0.50m的轻质细杆一端O有光滑的固定转动轴，另一端固定有一个质量为的小球，当杆绕O在竖直平面内作圆周运动，小球通过最高点时的速率为，则此时小球受到杆对它的作用力的情况是（　　）（取） A. 受6N的拉力 B. 受6N的支持力 C. 受24N的拉力 D. 受54N的支持力 9. 两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（　　） A. A所需的向心力比B的大 B. B所需的向心力比A的大 C. A的角速度比B的大 D. B的角速度比A的大 10. 关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B. 相同时间内，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. 表达式，k与中心天体有关 D. 表达式，T代表行星运动的公转周期 11. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　） A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 12. 2022年11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船自主快速交会对接于天和核心舱前向端口，中国空间站首次形成“三舱三船”组合体，达到当前设计的最大构型。中国空间站在离地面高度的圆轨道，做周期为分钟的圆周运动，地球半径为，引力常量。由上述资料不能估算出（　　） A. 地球的质量 B. 地球的平均密度 C. 空间站的质量 D. 地球表面的重力加速度 13. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. b卫星转动线速度大于 B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 在b、c中，b的线速度大 14. 2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示是地球卫星发射过程的简化模型，先将质量为m的卫星发射到近地圆形轨道1上运行，其轨道半径近似等于地球半径，在A点火加速进入转移轨道，转移轨道为椭圆轨道的一部分，到达转移轨道的远地点B时再次点火加速进入半径为的圆形轨道2，三个轨道处于同一平面内。已知地球表面的重力加速度为，假设卫星质量不变，忽略地球自转的影响，则（　　） A. 该卫星在轨道2上运行时的速度大于在轨道1上运行时的速度 B. 该卫星在轨道2上运行时的周期大于在轨道1上运行时的周期 C. 卫星在轨道1上运行时A处的速度大于转移轨道上运行时A处的速度 D. 卫星在轨道2上运行时B点的加速度大于在转移轨道上运行时B点的加速度 二、实验题。共2小题，共16分。 15. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有（　　） A. 斜槽轨道末端水平 B. 斜槽轨道光滑 C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点，在确定y轴时需要让y轴与重锤线平行。 b．在获得的理想平抛运动轨迹上取一点，其在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则钢球平抛的初速度大小为__________。 c．若实验中遗漏了记录平抛运动的起点，如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和。则钢球平抛的初速度大小为________（已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示）。 16. 实验室可用图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动时所需向心力的大小与质量、角速度、轨道半径之间的关系。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）研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）探究向心力与角速度之间的关系时，应将两个质量__________（填“相同”或“不同”）的小球分别放在挡板与挡板__________（填“A”或“B”）处。且皮带选择连接两个半径__________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮。 （3）探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为__________。 A. B. C. D. （4）图乙是某同学用DIS实验装置研究向心力与哪些因素有关的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为，力传感器测定的是圆柱体所受的向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中记录了向心力与线速度对应的数据，为了简单明了地观察出向心力与线速度的关系，最好是选择图__________（填字母）。 1 1.5 2 2.5 3 0.88 2 3.5 5.5 7.9 A. B. C. 三、计算题。共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 17. 如图所示，一质量为的小物块以初速度从粗糙水平桌面上某处开始运动，经时间后以速度飞离桌面，最终落在水平地面上。物块与桌面间的动摩擦因数，桌面高，不计空气阻力，取重力加速度。求∶ （1）小物块落地点距飞出点的水平距离 （2）小物块落地时的速度大小 （3）小物块的初速度的大小。 18. 如图所示，质量为的小杯子里盛有质量为的水，用绳子系住小杯子在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为，小杯子通过最高点的速度为，取重力加速度。求： （1）在最高点时绳对小杯子的拉力的大小？ （2）在最高点时杯子底部对水的压力的大小？ （3）为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少？ 19. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射到距地面高度为的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知静止卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响。求： （1）地球的质量M； （2）第一宇宙速度大小v； （3）卫星在近地点A的加速度大小a； （4）远地点B距地面的高度。 20. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘。原长为、劲度系数为的轻弹簧一端固定于轴上，另一端连接质量为的小物块。当圆盘静止时，把弹簧拉长后将物块放在圆盘上，使物块能保持静止的弹簧的最大长度为。已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，转动过程中弹簧伸长始终在弹性限度内，则： （1）物块与圆盘间的最大静摩擦力为多大？ （2）若开始时物体放置在弹簧为原长的位置，当圆盘的角速度为多大时，物块将开始滑动？ （3）若物块与圆盘一起匀速转动的周期为，物块恰好不受摩擦力作用，此时弹簧的伸长量应为多大？ （4）若弹簧的长度为时，物块与圆盘能一起匀速转动，试求转动角速度的可能值。 北京九中2023—2024学年度第二学期期中统练2024.5 高一物理 （考试时间90分钟满分100分） 一、单项选择题（本大题共14个小题，每小题3分，共42分） 【1题答案】 【答案】D 【2题答案】 【答案】B 【3题答案】 【答案】A 【4题答案】 【答案】C 【5题答案】 【答案】D 【6题答案】 【答案】C 【7题答案】 【答案】C 【8题答案】 【答案】B 【9题答案】 【答案】A 【10题答案】 【答案】B 【11题答案】 【答案】B 【12题答案】 【答案】C 【13题答案】 【答案】D 【14题答案】 【答案】B 二、实验题。共2小题，共16分。 【15题答案】 【答案】（1）AD （2） ①. 球心 ②. ③. 【16题答案】 【答案】（1）A （2） ①. 相同 ②. A ③. 不同 （3）B （4）B 三、计算题。共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 【17题答案】 【答案】（1） （2） （3） 【18题答案】 【答案】（1）9N （2）6N （3） 【19题答案】 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【20题答案】 【答案】（1） （2） （3） （4） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $