广西南宁市第二中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

南宁市第二中学2025学年高一下学期期中考试物理试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1．“嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（　　） A． B． C． D． 2．当载重卡车在泥地或沙地陷车时，经验丰富的司机会在卡车主动轮与从动轮之间放一大小合适的圆木墩（如图所示），卡车就能顺利地驶出。主动轮和从动轮的直径相同，且都大于圆木墩的直径，卡车驶出泥地或沙地的过程，主动轮、从动轮和圆木墩均不打滑。关于卡车顺利地驶出泥地或沙地的过程，下列说法正确的是（　　） A．圆木墩与主动轮的转动方向相同 B．圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的角速度大小相等 C．圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的向心加速度大小相等 D．圆木墩的边缘质点与主动轮的边缘质点的线速度大小相等 3．如图半径为L的细圆管轨道竖直放置，管内壁光滑，管内有一个质量为m的小球做完整的圆周运动，圆管内径远小于轨道半径，小球直径略小于圆管内径，下列说法不正确的是（　　） A．若小球能在圆管轨道做完整圆周运动，最高点P的速度v最小值为 B．经过最低点时小球一定处于超重状态 C．经过最高点P小球可能处于完全失重状态 D．若经过最高点P的速度v增大，小球在P点对管壁压力可能减小 4．波轮洗衣机的脱水桶在脱水时，衣服紧贴桶壁做匀速圆周运动，某洗衣机的有关规格如图中表格所示。在脱水程序正常运行时，有一质量的扣子被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，重力加速度取，若不考虑桶内衣服对扣子的影响，下列说法正确的是（　　） 型号 额定电压、频率 额定脱水功率 质量 脱水转速 脱水筒尺寸 直径，高 外形尺寸 长，宽， A．脱水时，因为衣服上的水滴做高速圆周运动受到的离心力大于向心力，所以会被甩出 B．扣子受桶壁的弹力大小约为 C．扣子受桶壁的摩擦力大小为 D．扣子随桶壁一起做匀速圆周运动的线速度大小约为 5．“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，神舟十号航天员在“天宫一号” 展示了失重环境下的物理实验或现象，下列四个实验可以在“天宫一号”舱内完成的有(　　) A．用台秤称量重物的质量 B．用水杯喝水 C．用沉淀法将水与沙子分离 D．给小球一个很少的初速度，小球即可以竖直平面内做圆周运动 6．随着我国航天事业的蓬勃发展，天问二号成功发射开启对小行星的探测之旅。假设天问二号在围绕某小行星做半径为的匀速圆周运动，为获取更多小行星数据，探测器在某点沿轨道切线方向短时间喷射气体，实现变轨到半径为的圆轨道。已知该小行星的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A．探测器变轨时应沿速度方向喷射气体 B．若探测器在近小行星表面做圆周运动时的周期为，则该小行星的平均密度为 C．变轨后探测器的运行周期是变轨前运行周期的 D．变轨后探测器的动能增加，引力势能增加，机械能增加 7． 在万有引力作用下，太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动，假设a、b两个天体的质量均为M，相距为2r，其连线的中点为O，另一天体（图中未画出）质量为m（m << M），若c处于a、b连线的垂直平分线上某特殊位置，a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀速圆周，且相对位置不变，忽略其他天体的影响。引力常量为G。则（　　） A．c的线速度大小为a的倍 B．c的向心加速度大小为b的一半 C．c在一个周期内的路程为2πr D．c的角速度大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．若已知物体初速度的方向及该物体受到的恒定合力F的方向，如图所示，则物体可能的轨迹（虚线）是（　　） A． B． C． D． 9．“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上.如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h，水平速度为v；若质量为m的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为g，则(　　) A．棋子从最高点落到平台上所需时间t＝ B．若棋子在最高点的速度v变大，则其落到平台上的时间变长 C．棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能减少mgh D．棋子落到平台上的速度大小为 10．如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星，两卫星运转方向相同。已知地球的自转周期为，万有引力常量为，根据题中条件，可求出（　　） A．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 B．卫星Ⅱ的周期为 C．地球的平均密度为 D．卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11．某小组同学利用传感器进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验，实验装置如图甲所示，力传感器固定在竖直转轴上，角速度传感器固定在水平直杆上，水平直杆随竖直转轴一起转动，质量为m的滑块套在水平直杆上，细线一端连接滑块，另一端连接力传感器，细线拉力的大小F可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度通过角速度传感器测得。 （1）小组同学保持滑块质量不变，将其运动半径r分别调整为0.22m、0.20m、0.18m、0.16m、0.14m，改变转动角速度，得到相应的向心力大小，在同一坐标系中分别得到图乙中①、②、③、④、⑤五条图线。请分析这五组图线不过坐标原点的原因是　 　。 （2）因图乙中图线不便于研究F与的关系，便对其中某条图线的数据进行处理，获得的图像如图丙所示，该图线是一条直线，则图像横坐标x代表的是　 　。（填“”“”或“”） 12．用如图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硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，从同一位置重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点，即可描出钢球做平抛运动的轨迹，进而研究平抛运动的规律。 根据实验原理，回答以下问题： （1）实验前，应将小球放在斜槽末端，根据小球的运动情况，调节支脚螺丝A、B，使斜槽末端　 　； （2）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是___________多选，填标号 A．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 B．使用密度小、体积大的钢球 C．实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下 D．尽可能记录多个痕迹点 （3）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标原点O的位置，并建立直角坐标系，下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是___________填标号 A． B． C． （4）若某同学只记录了小球运动途中的AB、C三点的位置，取A点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，小球平抛的初速度大小　 　m/s（结果保留两位有效数字）小球抛出点的位置坐标是　 　以cm为单位，答案不用写单位，注意正负号 四、计算题：本题共3小题，共38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。 13．2021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，轨道半径为。已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求∶ （1）火星的质量M； （2）火星表面的重力加速度的大小。 14． 一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L，对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g，求： （1）飞镖打中A点所需的时间； （2）圆盘的半径R； （3）圆盘转动的线速度的可能值。 15．如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ=37°，一条长度为l=2m的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处的一个小突起上，另一端拴着一个质量为m=0.5kg的小球（可看作质点，轻绳与锥面平行），小球以角速度（未知，可调节）绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）当角速度=1rad/s时，求细绳的拉力T1和锥面对小球的支持力F1； （2）小球即将离开锥面时的角速度。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】由探月卫星合力方向指向轨迹凹侧，从M点向N点飞行，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角，综合判断可知。 故答案为：C。 【分析】曲线运动物体所受合外力指向曲线的凹侧，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角。 2．【答案】D 3．【答案】A 【解析】【解答】A．由于在最高点圆管能支撑小球，所以的最小值为零，故A错误，符合题意； B．小球在最低点，根据牛顿第二定律有 加速度向上，则小球处于超重状态，故B正确，不符合题意； C．小球经过最高点P时，若对轨道的压力为零，则重力完全提供向心力，小球处于完全失重状态，故C正确，不符合题意； D．若过最高点的速度小于，则在P点轨道对小球有向上的弹力，根据牛顿第二定律可得 此时经过最高点P的速度v增大，小球在P点和管壁的作用力减小，故D正确，不符合题意。 故选A。 【分析】A、在最高点P点管道能支撑小球，最高点最小速度为零； B、在最低点向心加速度竖直向上，由牛顿第二定律知支持力大于重力，超重； C、当小球在最高点P点，对管道作用力为零时，重力全部提供向心力，小球处于完全失重状态； D、当小球在最高点P点，速度小于，根据牛顿第二定律可知随速度增大，小球对管道压力减小。 4．【答案】B 【解析】【解答】离心力和向心力不是实际的力，不能说受到离心力或向心力，故A不符合题意；，，故B符合题意；，故C不符合题意；，故D符合题意。 【分析】扣子紧贴桶壁做匀速圆周运动 ，水平方向筒壁对其弹力提供向心力，竖直方向上扣子所受重力和摩擦力平衡。 5．【答案】D 6．【答案】C 7．【答案】A 【解析】【解答】D． a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀速圆，由于m<<M，则可忽略c对a、b天体的万有引力作用，则根据牛顿第二定律及万有引力定律，对a天体有 解得 故D错误； A．设c与a、b的连线与a、b连线中垂线的夹角为α，则a、b天体与c的距离为 a、b天体对c的万有引力大小相等，均为 则根据力的合成与分解及牛顿第二定律，对c天体有 联立解得 则c做匀速圆周运动的轨道半径为 根据 可知c的线速度大小为a的倍，故A正确； B．由 由于 a、b、c的角速度相等，可知c的向心加速度大小是b的倍，故B错误； C．根据几何关系可知，c在一个周期内运动的路程为 故C错误。 故选A。 【分析】m<<M，则即可以忽略另一天体对a、b天体的引力影响，即a、b天体在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动，另一天体在天体a、b的引力作用的合力下做匀速圆周运动。根据题意及几何关系确定各天体做匀速圆周运动的半径，再结合万有引力定律及牛顿第二定律确定各天体的线速度及角速度大小，再根据线速度、加速度与角速度的关系确定各天体线速度及加速度的大小关系。 8．【答案】B,D 【解析】【解答】ABC、曲线运动的合力与速度分列轨迹两侧，且速度沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹的凹侧，故B正确，AC错误； D、如果合力与初速度方向相同，物体将做匀加速直线运动，故D正确。 故答案为：BD。 【分析】熟练掌握物体做直线运动和曲线运动的条件，曲线运动的合力与速度分列轨迹两侧，且速度沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹的凹侧。物体做直线运动，合力与初速度方向共线。 9．【答案】A,C 10．【答案】C,D 11．【答案】（1）滑块受到摩擦力的作用 （2） 12．【答案】（1）水平 （2）C；D （3）B （4）； 13．【答案】（1）设“天问一号”的质量为m，其绕火星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有 解得火星质量 （2）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受万有引力等于重力，有 解得火星表面的重力加速度为 【解析】【分析】（1）确定天问一号的运动半径及周期，再根据万有引力定律及牛顿第二定律进行解答； （2） 火星表面物体所受万有引力等于重力，确定此时物体做圆周运动的半径，再根据万有引力定律及牛顿第二定律结合（1）中结论进行解答。 14．【答案】（1）飞镖做平抛运动，所以 解得 （2）竖直方向有 所以 （3）根据题意可得 （n=0，1，2……） 解得 （n=0，1，2……） 【解析】【分析】（1）飞镖做平抛运动，根据其规律列出水平方向上的距离公式求出结果； （2）根据竖直方向上做自由落体运动求出； （3）根据运动时间关系列式。 15．【答案】（1）解：对小球进行受力分析，并沿水平和竖直方向建立坐标系，根据牛顿第二定律和平衡条件可知 在水平方向 在竖直方向 解得， （2）解：小球即将离开锥面时锥面对小球无支持力，即， 解得 【解析】【分析】（1）小球做匀速圆周运动，根据牛顿定律可以列出水平方向和竖直方向的方程，结合角速度的大小及重力的大小可以求出拉力和支持力的大小； （2）当小球离开锥面时，支持力等于0；利用重力和拉力两者的合力提供向心力可以求出小球角速度的大小。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$