精品解析：内蒙古乌兰察布市集宁区第二中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2024-2025学年第二学期高一年级物理期中考试 一、单选题 1. 餐桌中心有一个转盘，转盘与餐桌在同一水平面上。质量为的餐盘置于水平转盘上随转盘一起匀速圆周运动，半径为，转盘转速为，餐盘与转盘动摩擦因数为，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 餐盘运动的线速度大小为 B. 餐盘受摩擦力大小为，方向指向圆心 C. 餐盘受摩擦力大小为，方向为圆周的切线方向 D. 餐盘受摩擦力大小为，方向指向圆心 【答案】A 【解析】 【详解】A．餐盘运动的线速度大小为 选项A正确； BCD．餐盘受摩擦力大小为 不一定达到最大静摩擦力，方向指向圆心，选项BCD错误。 故选A。 2. 如图所示，所有阶梯状台阶的高度为，宽度均为，取，有一小球在台阶上面平台上以一定的水平初速度水平飞出，小球直接落到第几级台阶上，正确的是（　　） A. 第一级 B. 第二级 C. 第三级 D. 第四级 【答案】B 【解析】 【详解】根据， 解得 若小球恰能落到第一级的最右端，则x=2m，h=1.5m，则得v0=3.65m/s； 若小球恰能落到第二级的最右端，则x=4m，h=3m，则得v0=5.16m/s； 因小球的初速度为5m/s，可知小球落在第二级台阶上。 故选B。 3. 某双星系统由两颗恒星构成，质量分别为和，距中心距离分别为和，且，则下面的表述正确的是　　 A. 它们的角速度相同 B. 它们的线速度相同 C. D. 它们的加速度相同 【答案】A 【解析】 【详解】A. 双星系统的角速度、周期是相同的．故A正确； B. 双星系统的角速度相等，而r1>r2，根据：v=ωr，可知，它们的线速度一定不同．故B错误； C. 对m1: 对m2: 解得m1:m2=r2:r1.由于r1>r2，所以m1<m2.故C错误； D. 根据加速度a=ω2r，角速度相同，半径不同，所以它们的加速度不同，故D错误． 故选A 【点睛】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期．根据万有引力等于向心力，列式求解． 4. 地球同步卫星是一种和地球自转同步运行的人造卫星，它主要用于气象监测、通信服务和地球资源勘探等。下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ） A. 它的运行线速度大于地球第一宇宙速度 B. 它的运行周期小于近地卫星的运行周期 C. 它的运行角速度与地球自转的角速度相等 D. 它做圆周运动的向心加速度小于赤道上的人随地球自转做圆周运动的向心加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，可知该卫星的运行线速度小于地球第一宇宙速度，选项A错误； B．根据开普勒第三定律可知，它的运行周期大于近地卫星的运行周期，选项B错误； C．同步卫星与地球的自转周期相同，可知它的运行角速度与地球自转的角速度相等，选项C正确； D．根据可知，它做圆周运动的向心加速度大于赤道上的人随地球自转做圆周运动的向心加速度，选项D错误。 故选C。 5. 如图（a），将物块A于点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的图像如图（b）所示，重力加速度取。则（　　） A. 物块A在加速阶段的平均速度比减速阶段大 B. 加速阶段绳对A的拉力等于B的重力 C. 由图中数据可算出物块A的质量 D. 由图中数据可算出A与桌面间的动摩擦因数 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像结合平均速度公式知 物块A在加速阶段的平均速度和减速阶段的平均速度相等，A错误； B．加速阶段，B具有向下的加速度，绳子拉力小于B的重力，B错误； CD．由图可知，取水平向右为正方向，物块A在的加速度和位移 由牛顿第二定律得 的加速度和位移 内，对A物块受力分析，由牛顿第二定律得 解得 无法求出A的质量，C错误，D正确。 故选D。 6. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器携带月球样品准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号从月球返回地球过程经过如图所示的四个轨道：近月圆轨道Ⅰ（轨道半径近似等于月球的半径）、椭圆轨道Ⅱ、环月圆轨道Ⅲ与月地转移轨道Ⅳ。四个轨道的变轨位置分别位于切点A、B、C。已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，返回器在近月圆轨道Ⅰ上运行的周期为，引力常量为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在近月圆轨道Ⅰ上有 解得 地球密度 又由、，解得 故选A。 二、多选题 7. 下列关于生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 甲图中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 乙图中滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做匀速圆周运动时，衣物运动到最低点时脱水效果最好 C. 丙图中铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了减小轮缘与外轨的侧向压力，让轨道对火车的支持力与火车的重力的合力提供火车转弯的向心力 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、位置先后做匀速圆周运动，在、两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球的角速度大小相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，向心力方向向下，桥对车的支持力小于车的重力，车处于失重状态，A错误； B．衣物在最低点时，根据牛顿第二定律 在最高点时，根据牛顿第二定律 则 所以衣物运动到最低点点时，衣物与水更容易分离，脱水效果最好，B正确； C．在铁路的转弯处，要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，C正确； D．在两位置时小球所受筒壁的支持力大小相等，向心力大小相等，在位置时的轨迹半径小，由，可知位置时角速度大，D错误。 故选BC。 8. 为了探测X星球，总质量为的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动，轨道半径为，运动周期为。随后质量为的登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，已知重力加速度为g。则（　　） A. X星球表面的重力加速度 B. X星球的质量 C. 登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比 D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于星球半径未知，故无法应用万有引力与重力相等的关系计算星球表面重力加速度，故A错误； B．飞船绕X星球做圆周运动过程中，万有引力充当向心力，即 解得 故B正确； D．飞船和登陆舱分别绕X星球做匀速圆周运动，由开普勒第三定律有 解得 故D正确； C．由周期与线速度关系， 结合开普勒第三定律可知，运行速度与登陆舱质量无关，故C错误。 故选BD。 9. 我国的天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务。假设天问三号发射过程变轨示意图如图所示。天问三号先进入远火圆轨道1，在A点点火再进入椭圆轨道2，最后在B点点火进入近火圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。下列说法正确的是（　　） A. 天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2 B. 天问三号在B点点火加速进入圆轨道3 C. 天问三号在轨道1上运行的周期小于在轨道3上运行的周期 D. 天问三号在轨道3上运行的线速度大于在轨道1上运行的线速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．卫星从高轨道变到低轨道，需点火减速，所以天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2，在B点点火减速进入圆轨道3，故A正确，B错误； C．根据开普勒第三定律可知，天问三号在轨道1上运行的周期大于在轨道3上运行的周期，故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 解得 则天问三号在轨道3上运行的线速度大于在轨道1上运行的线速度，故D正确。 故选AD。 10. 宇航员登上月球，在月球表面让一个小球离地面高作自由落体运动，测得小球经时间落到地面上。假设月球为质量均匀分布的球体，月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 月球的密度为 D. 嫦娥探测器绕月球表面圆周运动的线速度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据平抛运动的规律可得 解得月球表面的重力加速度为 A正确； B．在月球表面，物体受到的重力大小等于万有引力的大小，则有 解得月球的质量为 B正确； C．根据 可得月球的密度为 C错误； D．在月球表面，根据牛顿第二定律可得 解得嫦娥探测器绕月球表面圆周运动的线速度为 D正确。 故选ABD。 三、实验题 11. 某小组用如图甲所示的装置探究了小滑块做圆周运动时，向心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关系。直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆上固定一力传感器，用轻绳将滑块与力传感器水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转。 该小组利用实验所测数据，描点作出两条力传感器示数与小滑块转动角速度的平方的关系图像分别如图乙中、所示，则： （1）测得挡光条的宽度为，到竖直转轴的距离为，某次挡光条通过光电门时的挡光时间为，则该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为______（用所给物理量符号表示）； （2）由图像可知，在分别测量、两图像对应数据时，测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力； （3）已知测量图像对应数据时所用小滑块的质量为200g，则由图像可知，测量图像对应数据时小滑块到竖直转轴的距离为______m（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） （2）小于 （3）0.14 【解析】 【小问1详解】 挡光条通过光电门时速度大小为 根据可得该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为 【小问2详解】 对小滑块由牛顿第二定律 化简可得 将图像中图线延长，纵截距，则由图可知 故测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力小于测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。 【小问3详解】 对小滑块由牛顿第二定律 化简可得 将图像中坐标、代入联立解得 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做_________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，_____（填“能”或“不能”）判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示，图丙中每小格的边长为5cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s，通过B点时的速度大小为________m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 自由落体 ②. 能 （2） ①. 1.5 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 [1]根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做自由落体运动； [2]根据小球a相邻两位置水平距离相等，且所用时间相等，能判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]竖直方向，根据 可得 则小球做平抛运动的初速度大小为 [2]通过B点时的竖直分速度大小为 则通过B点时的速度大小为 四、解答题 13. 火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，一位航天员连同航天服在地球上的质量为。地球表面的重力加速度g取 （1）在火星上航天员所受的重力为多少？ （2）航天员在地球上可跳高，他以相同初速度在火星上可跳多高？ 【答案】（1）320N （2）3.6m 【解析】 【小问1详解】 在星球表面有 整理得星球表面的重力加速度 由于火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，则有 可知 故在火星上航天员所受的重力 【小问2详解】 设航天员起跳速度为v，在地球表面有 其中 在火星表面有 联立解得 14. 近年来，中国的航天实力表现十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度； （2）该星球的第一宇宙速度ν大小； （3）如果该星球有一颗同步卫星，其距星球表面的高度H为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设该星球的重力加速度为，小球做平抛运动，则 解得 星球表面附近万有引力等于重力，则 解得 该星球的平均密度 解得 【小问2详解】 星球第一宇宙速度等于卫星在星球表面轨道做圆周运动的线速度，则 且有 解得 【小问3详解】 同步卫星运动周期等于星球自转周期，则由万有引力提供向心力 解得 且有 联立解得 15. 如图所示，质量M=1kg、半径R=0.15m的光滑细圆管，上端用竖直轻杆固定在竖直平面内，小球A和B（均可视为质点）的直径略小于细圆管的内径（内径远小于细圆管半径）。它们的质量mA=0.1kg、mB=0.2kg。某时刻小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且AB的速度大小为vA=2m/s，vB=1m/s（取g=10m/s2）求： （1）A小球对圆管的压力； （2）B小球对圆管的压力； 【答案】（1），方向竖直向下 （2），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律得 ，解得，方向竖直向上。 根据牛顿第三定律，A小球对圆管的压力，方向竖直向下。 【小问2详解】 根据牛顿第二定律得 ，解得 ，方向竖直向上。 根据牛顿第三定律，B小球对圆管的压力，方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期高一年级物理期中考试 一、单选题 1. 餐桌中心有一个转盘，转盘与餐桌在同一水平面上。质量为的餐盘置于水平转盘上随转盘一起匀速圆周运动，半径为，转盘转速为，餐盘与转盘动摩擦因数为，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 餐盘运动的线速度大小为 B. 餐盘受摩擦力大小为，方向指向圆心 C. 餐盘受摩擦力大小为，方向为圆周的切线方向 D. 餐盘受摩擦力大小为，方向指向圆心 2. 如图所示，所有阶梯状台阶的高度为，宽度均为，取，有一小球在台阶上面平台上以一定的水平初速度水平飞出，小球直接落到第几级台阶上，正确的是（　　） A. 第一级 B. 第二级 C. 第三级 D. 第四级 3. 某双星系统由两颗恒星构成，质量分别为和，距中心距离分别为和，且，则下面的表述正确的是　　 A. 它们的角速度相同 B. 它们的线速度相同 C. D. 它们的加速度相同 4. 地球同步卫星是一种和地球自转同步运行的人造卫星，它主要用于气象监测、通信服务和地球资源勘探等。下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ） A. 它的运行线速度大于地球第一宇宙速度 B. 它的运行周期小于近地卫星的运行周期 C. 它的运行角速度与地球自转的角速度相等 D. 它做圆周运动的向心加速度小于赤道上的人随地球自转做圆周运动的向心加速度 5. 如图（a），将物块A于点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的图像如图（b）所示，重力加速度取。则（　　） A. 物块A在加速阶段的平均速度比减速阶段大 B. 加速阶段绳对A的拉力等于B的重力 C. 由图中数据可算出物块A的质量 D. 由图中数据可算出A与桌面间的动摩擦因数 6. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器携带月球样品准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号从月球返回地球过程经过如图所示的四个轨道：近月圆轨道Ⅰ（轨道半径近似等于月球的半径）、椭圆轨道Ⅱ、环月圆轨道Ⅲ与月地转移轨道Ⅳ。四个轨道的变轨位置分别位于切点A、B、C。已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，返回器在近月圆轨道Ⅰ上运行的周期为，引力常量为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 二、多选题 7. 下列关于生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 甲图中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 乙图中滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做匀速圆周运动时，衣物运动到最低点时脱水效果最好 C. 丙图中铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了减小轮缘与外轨的侧向压力，让轨道对火车的支持力与火车的重力的合力提供火车转弯的向心力 D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、位置先后做匀速圆周运动，在、两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球的角速度大小相等 8. 为了探测X星球，总质量为的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动，轨道半径为，运动周期为。随后质量为的登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，已知重力加速度为g。则（　　） A. X星球表面的重力加速度 B. X星球的质量 C. 登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比 D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期 9. 我国的天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务。假设天问三号发射过程变轨示意图如图所示。天问三号先进入远火圆轨道1，在A点点火再进入椭圆轨道2，最后在B点点火进入近火圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。下列说法正确的是（　　） A. 天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2 B. 天问三号在B点点火加速进入圆轨道3 C. 天问三号在轨道1上运行的周期小于在轨道3上运行的周期 D. 天问三号在轨道3上运行的线速度大于在轨道1上运行的线速度 10. 宇航员登上月球，在月球表面让一个小球离地面高作自由落体运动，测得小球经时间落到地面上。假设月球为质量均匀分布的球体，月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 月球的密度为 D. 嫦娥探测器绕月球表面圆周运动的线速度为 三、实验题 11. 某小组用如图甲所示的装置探究了小滑块做圆周运动时，向心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关系。直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆上固定一力传感器，用轻绳将滑块与力传感器水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转。 该小组利用实验所测数据，描点作出两条力传感器示数与小滑块转动角速度的平方的关系图像分别如图乙中、所示，则： （1）测得挡光条的宽度为，到竖直转轴的距离为，某次挡光条通过光电门时的挡光时间为，则该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为______（用所给物理量符号表示）； （2）由图像可知，在分别测量、两图像对应数据时，测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力； （3）已知测量图像对应数据时所用小滑块的质量为200g，则由图像可知，测量图像对应数据时小滑块到竖直转轴的距离为______m（结果保留2位有效数字）。 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做_________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，_____（填“能”或“不能”）判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示，图丙中每小格的边长为5cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s，通过B点时的速度大小为________m/s。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题 13. 火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，一位航天员连同航天服在地球上的质量为。地球表面的重力加速度g取 （1）在火星上航天员所受的重力为多少？ （2）航天员在地球上可跳高，他以相同初速度在火星上可跳多高？ 14. 近年来，中国的航天实力表现十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度； （2）该星球的第一宇宙速度ν大小； （3）如果该星球有一颗同步卫星，其距星球表面的高度H为多少。 15. 如图所示，质量M=1kg、半径R=0.15m的光滑细圆管，上端用竖直轻杆固定在竖直平面内，小球A和B（均可视为质点）的直径略小于细圆管的内径（内径远小于细圆管半径）。它们的质量mA=0.1kg、mB=0.2kg。某时刻小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且AB的速度大小为vA=2m/s，vB=1m/s（取g=10m/s2）求： （1）A小球对圆管的压力； （2）B小球对圆管的压力； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $