精品解析：上海市江镇中学2024-2025学年高一下学期期中测试物理试题

2024学年第二学期高一物理期中测试卷 考生注意： 1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、本考试分设测试卷和答题纸。试卷五大综合材料题。本卷重力加速度值均为g=10m/s2，本卷考试时可用市教委规定的计算器。 游乐场 1. 匀速圆周运动是________（匀速或变速）运动；用公式表示角速度和周期T之间的关系________。 2. 如图所示，游乐场中有孩子在玩篮球，他使篮球在其指尖上绕竖直直径匀速转动，a、b是篮球表面上的两点。下列说法不正确的是（　　） A. a点转动的半径较大 B. a点转动的角速度较大 C. a点转动的线速度较大 D. a点转动的向心加速度较大 3. 小新路过儿童区，发现一个小朋友拼装的玩具齿轮传动装置如图所示，齿轮1、2的半径之比为，其中齿轮1是主动轮，沿顺时针方向匀速转动。小新决定考考小王，他问下列说法正确的是（　　） A. 齿轮2沿顺时针方向转动 B. 齿轮1边缘与齿轮2边缘的线速度大小之比为 C. 齿轮1边缘的向心加速度与齿轮2边缘的向心加速度大小之比为 D. 齿轮1的转动周期与齿轮2的转动周期之比为 4. 三个好朋友继续向前走，发现很多人在玩“旋转飞椅”的游乐项目，他们发现这也可以通过刚学过的物理来解释。为了更好的计算，他们简化了旋转飞椅，简化模型如图所示。长为L=5m的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径r=2m的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角。不计钢绳重力，g=10m/s2。 （1）若飞椅以n=10r/min的转速水平匀速转动，求飞椅的旋转周期T； （2）当绳与竖直方向的夹角时，求飞椅的角速度ω。 生活中的平抛 5. 首先小王决定考一考小张平抛学的怎么样，他问小张平抛运动需要满足哪两个条件：________、________。 6. 接着小张又问小王，在研究平抛运动时，我们通常把平抛分解为水平和竖直方向来研究，水平方向上做________运动，竖直方向上做________运动。 7. 如图所示，某个小朋友在同一位置先后水平抛出一物体，第一次落在甲点，第二次落在乙点，不计空气阻力，则（　　） A. 抛出时速度关系 B. 抛出后加速度关系 C. 抛出后位移关系 D. 抛出后时间关系 8. 如图所示，一个小朋友站在斜面前，以的水平速度抛出质量为1kg的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，。求： （1）小球撞击斜面速度大小； （2）小球在空中运动的时间； （3）小球到撞击点位移大小； （4）飞行过程中，重力做功多少。 汽车和船 9. 小船要横渡一条河流（河岸平直），若水的流速大小为3m/s，小船在静水中的速度大小为5m/s，则当小船渡河的位移最短时，小船的实际渡河速度大小为（　　） A. 2m/s B. 4m/s C. D. 8m/s 10. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。汽车转弯时所受合力F的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，，求： （1）汽车转弯时什么力提供向心力； （2）转弯最大速度； （3）要增加转弯速度，可以采用什么措施。 12. 如图所示，一质量为2.0×103kg的汽车过拱形桥，拱形桥半径为90m，，求： （1）当车速为15m/s，求汽车对拱形桥的压力。 （2）为了不脱离拱形桥，请问汽车最大速度为多少km/h。 北斗卫星导航和嫦娥六号探测器 13. ________发现了行星运动三定律；________在实验室测出万有引力常量的数值，万有引力常量的单位是________。 14. 北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，它由5颗地球静止轨道卫星和30颗中轨道卫星组成，它们均为圆轨道卫星。已知地球表面附近的重力加速度为g，地球半径为R，地球自转的角速度为ω。 （1）某中轨道卫星在地面上受到地球的万有引力为F，则这颗卫星在半径为3R的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力大小为（ ） A． B． C． D． （2）求静止同步轨道卫星离地高度________。 （3）若同步卫星距地面高度约为6R，则上述中轨道卫星的角速度约为同步卫星角速度的多少倍________。 15. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，进入地月转移轨道，6月2日，嫦娥六号探测器组合体成功着陆月背预选着陆区，并从月背上采集月壤，为我国研究月球做出巨大的贡献。假设嫦娥六号在月球表面做如下实验，在距离月球表面高度为h的位置将一小球以初速度为v0水平抛出（不计阻力），实验测量落点离抛出点水平距离为x。将月球视为质量分布均匀且不考虑自转的球体，月球半径为R，万有引力常量为G。求： （1）月球表面的重力加速度g的大小 （2）月球质量M； （3）月球的第一宇宙速度ν。 实验探究 16. 在“研究小球做平抛运动”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到、两球同时落地，说明_____________________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明___________________。 （2）以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，描绘出平抛运动的轨迹如图丙所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹是符合y=ax2的抛物线。若坐标纸中每小方格的边长为L，根据图中M点的坐标值，可以求出a=_________，小球平抛运动的初速度v0=________。（重力加速度为g） 17. 如图所示为研究向心力与角速度关系的实验器材。 （1）图中⑤标记的是________传感器，配合器材⑥可以测得瞬时速度，结合半径数据计算得到________。 （2）实验采用如下步骤： 将③安装在④上；并对②进行________操作。调节装置________（填编号）使转速保持为某个值不变；记录向心力F的大小和角速度ω；改变转速，重复实验，得到多组向心力F的大小和角速度ω； （3）得到图像后，屏幕显示为一条曲线，________（选填“需要”或“不需要”）在坐标系中再次描点拟合来验证，理由是________ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期高一物理期中测试卷 考生注意： 1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、本考试分设测试卷和答题纸。试卷五大综合材料题。本卷重力加速度值均为g=10m/s2，本卷考试时可用市教委规定的计算器。 游乐场 1. 匀速圆周运动是________（匀速或变速）运动；用公式表示角速度和周期T之间的关系________。 2. 如图所示，游乐场中有孩子在玩篮球，他使篮球在其指尖上绕竖直直径匀速转动，a、b是篮球表面上的两点。下列说法不正确的是（　　） A. a点转动的半径较大 B. a点转动的角速度较大 C. a点转动的线速度较大 D. a点转动的向心加速度较大 3. 小新路过儿童区，发现一个小朋友拼装的玩具齿轮传动装置如图所示，齿轮1、2的半径之比为，其中齿轮1是主动轮，沿顺时针方向匀速转动。小新决定考考小王，他问下列说法正确的是（　　） A. 齿轮2沿顺时针方向转动 B. 齿轮1边缘与齿轮2边缘的线速度大小之比为 C. 齿轮1边缘的向心加速度与齿轮2边缘的向心加速度大小之比为 D. 齿轮1的转动周期与齿轮2的转动周期之比为 4. 三个好朋友继续向前走，发现很多人在玩“旋转飞椅”的游乐项目，他们发现这也可以通过刚学过的物理来解释。为了更好的计算，他们简化了旋转飞椅，简化模型如图所示。长为L=5m的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径r=2m的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角。不计钢绳重力，g=10m/s2。 （1）若飞椅以n=10r/min的转速水平匀速转动，求飞椅的旋转周期T； （2）当绳与竖直方向的夹角时，求飞椅的角速度ω。 【答案】1. ①. 变速 ②. 2. B 3. C 4. （1）；（2） 【解析】 【1题详解】 [1]匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻发生变化，是变速运动； [2]角速度和周期T之间的关系为 【2题详解】 A．由题图可知，a点转动的半径较大，故A正确，不满足题意要求； B．a、b两点同轴转动，所以a、b两点的角速度相等，故B错误，满足题意要求； C．根据，由于a点转动的半径较大，所以a点转动的线速度较大，故C正确，不满足题意要求； D．根据，由于a点转动的半径较大，所以a点转动的向心加速度较大，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 【3题详解】 A．其中齿轮1是主动轮，沿顺时针方向匀速转动，两轮是齿轮传动，由题图可知齿轮2沿逆时针方向转动，故A错误； B．两轮是齿轮传动，所以齿轮1边缘与齿轮2边缘的线速度大小相等，故B错误； C．根据可知，齿轮1边缘的向心加速度与齿轮2边缘的向心加速度大小之比为，故C正确； D．根据可知，齿轮1的转动周期与齿轮2的转动周期之比为，故D错误。 故选C。 【4题详解】 （1）若飞椅以n=10r/min的转速水平匀速转动，则角速度为 则飞椅的旋转周期为 （2）当绳与竖直方向的夹角时，根据牛顿第二定律可得 可得飞椅的角速度为 生活中的平抛 5. 首先小王决定考一考小张平抛学的怎么样，他问小张平抛运动需要满足哪两个条件：________、________。 6. 接着小张又问小王，在研究平抛运动时，我们通常把平抛分解为水平和竖直方向来研究，水平方向上做________运动，竖直方向上做________运动。 7. 如图所示，某个小朋友在同一位置先后水平抛出一物体，第一次落在甲点，第二次落在乙点，不计空气阻力，则（　　） A. 抛出时速度关系 B. 抛出后加速度关系 C. 抛出后位移关系 D. 抛出后时间关系 8. 如图所示，一个小朋友站在斜面前，以的水平速度抛出质量为1kg的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，。求： （1）小球撞击斜面速度大小； （2）小球在空中运动的时间； （3）小球到撞击点位移大小； （4）飞行过程中，重力做功多少。 【答案】5. ①. 具有一定的水平初速度 ②. 只受重力 6. ①. 匀速直线 ②. 自由落体 7. D 8. （1）20m/s；（2）1.73s；（3）23m；（4）150J 【解析】 【5题详解】 [1][2]平抛运动需要满足的两个条件是：具有一定的水平初速度、只受重力。 【6题详解】 [1][2]通常把平抛分解为水平和竖直方向来研究，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动。 【7题详解】 ABD．物体做平抛运动，加速度为重力加速度，则有；竖直方向有 由于，则有 水平方向有 由于，则有，故AB错误，D正确； C．抛出后位移大小为 由于，，则有无法比较抛出后的位移大小关系，故C错误。 故选D。 【8题详解】 （1）物体飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上，则有 解得小球撞击斜面速度大小为 （2）由 解得小球在空中运动的时间为 （3）小球在空中的水平位移大小为 竖直位移大小为 则小球到撞击点位移大小为 （4）飞行过程中，重力做功为 汽车和船 9. 小船要横渡一条河流（河岸平直），若水的流速大小为3m/s，小船在静水中的速度大小为5m/s，则当小船渡河的位移最短时，小船的实际渡河速度大小为（　　） A. 2m/s B. 4m/s C. D. 8m/s 10. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。汽车转弯时所受合力F的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，，求： （1）汽车转弯时什么力提供向心力； （2）转弯最大速度； （3）要增加转弯速度，可以采用什么措施。 12. 如图所示，一质量为2.0×103kg的汽车过拱形桥，拱形桥半径为90m，，求： （1）当车速为15m/s，求汽车对拱形桥的压力。 （2）为了不脱离拱形桥，请问汽车最大速度为多少km/h。 【答案】9. B 10. C 11. （1）静摩擦力；（2）23.7m/s；（3）见解析 12. （1）；（2）108 【解析】 【9题详解】 当小船渡河的位移最短时，船的实际渡河速度方向垂直河岸，根据三角形定则可得小船的实际渡河速度大小为 故选B。 【10题详解】 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。根据曲线特点可知，合力F的方向位于轨迹的凹侧，且F的方向与速度方向（沿切线方向）的夹角大于. 故选C。 【11题详解】 （1）汽车转弯时由静摩擦力提供向心力； （2）当静摩擦力达到最大值时，由牛顿第二定律可得 解得转弯最大速度为 （3）要增加转弯速度，可以采用措施：增大转弯半径；增大路面粗糙程度，提高最大静摩擦力；将弯道设计为外高内低的倾斜路面，利用重力分力辅助提供向心力。 【12题详解】 （1）当车速为15m/s，根据牛顿第二定律可得 可得汽车受到的支持力为 根据牛顿第三定律可知，汽车对拱形桥的压力大小为，方向竖直向下。 （2）为了不脱离拱形桥，设汽车最大速度为，则有 解得 北斗卫星导航和嫦娥六号探测器 13. ________发现了行星运动三定律；________在实验室测出万有引力常量的数值，万有引力常量的单位是________。 14. 北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，它由5颗地球静止轨道卫星和30颗中轨道卫星组成，它们均为圆轨道卫星。已知地球表面附近的重力加速度为g，地球半径为R，地球自转的角速度为ω。 （1）某中轨道卫星在地面上受到地球的万有引力为F，则这颗卫星在半径为3R的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力大小为（ ） A． B． C． D． （2）求静止同步轨道卫星离地高度________。 （3）若同步卫星距地面高度约为6R，则上述中轨道卫星的角速度约为同步卫星角速度的多少倍________。 15. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，进入地月转移轨道，6月2日，嫦娥六号探测器组合体成功着陆月背预选着陆区，并从月背上采集月壤，为我国研究月球做出巨大的贡献。假设嫦娥六号在月球表面做如下实验，在距离月球表面高度为h的位置将一小球以初速度为v0水平抛出（不计阻力），实验测量落点离抛出点水平距离为x。将月球视为质量分布均匀且不考虑自转的球体，月球半径为R，万有引力常量为G。求： （1）月球表面的重力加速度g的大小 （2）月球质量M； （3）月球的第一宇宙速度ν。 【答案】13. ①. 开普勒 ②. 卡文迪什 ③. 14. ①. A ②. ③. 3.6 15. （1）；（2）；（3） 【解析】 【13题详解】 [1]开普勒发现了行星运动三定律； [2][3]卡文迪什在实验室测出万有引力常量的数值，根据，可得 可知万有引力常量的单位是 【14题详解】 （1）[1]某中轨道卫星在地面上受到地球的万有引力为F，则有 这颗卫星在半径为3R的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力大小为 故选A。 （2）[2]静止同步轨道卫星的角速度等于地球自转的角速度，由万有引力提供向心力可得 在地球表面有 联立可得静止同步轨道卫星离地高度为 （3）[3]若同步卫星距地面高度约为6R，根据万有引力提供向心力可得 对于中轨道卫星，有 联立可得中轨道卫星的角速度与同步卫星的角速度之比为 【15题详解】 （1）在距离月球表面高度为h的位置将一小球以初速度为v0水平抛出（不计阻力），实验测量落点离抛出点水平距离为x。根据平抛运动规律有， 联立解得月球表面的重力加速度为 （2）在月球表面有 解得月球的质量为 （3）月球的第一宇宙速度等于卫星在月球表面绕月球做匀速圆周运动的线速度，则有 解得月球的第一宇宙速度为 实验探究 16. 在“研究小球做平抛运动”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到、两球同时落地，说明_____________________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明___________________。 （2）以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，描绘出平抛运动的轨迹如图丙所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹是符合y=ax2的抛物线。若坐标纸中每小方格的边长为L，根据图中M点的坐标值，可以求出a=_________，小球平抛运动的初速度v0=________。（重力加速度为g） 17. 如图所示为研究向心力与角速度关系的实验器材。 （1）图中⑤标记的是________传感器，配合器材⑥可以测得瞬时速度，结合半径数据计算得到________。 （2）实验采用如下步骤： 将③安装在④上；并对②进行________操作。调节装置________（填编号）使转速保持为某个值不变；记录向心力F的大小和角速度ω；改变转速，重复实验，得到多组向心力F的大小和角速度ω； （3）得到图像后，屏幕显示为一条曲线，________（选填“需要”或“不需要”）在坐标系中再次描点拟合来验证，理由是________ 【答案】16. ①. 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 ②. 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 ③. ④. 17. ①. 光电门 ②. 角速度 ③. 调零 ④. ⑦ ⑤. 需要 ⑥. 见解析 【解析】 【16题详解】 （1）[1]如图甲所示的实验中，观察到、两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动； [2]把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 （2）[3]以平抛运动的初始位置O为坐标原点，图中M点的坐标值为，，代入，可得 [4]根据平抛运动规律有， 可得 则有 解得小球平抛运动的初速度为 【17题详解】 （1）[1][2]图中⑤标记的是光电门传感器，配合器材⑥可以测得瞬时速度，根据，结合半径数据计算得到角速度； （2）[3][4]将③安装在④上；并对②进行调零操作。调节装置⑦使转速保持为某个值不变；记录向心力F的大小和角速度ω；改变转速，重复实验，得到多组向心力F的大小和角速度ω； （3）[5][6]得到图像后，屏幕显示为一条曲线，需要在坐标系中再次描点拟合来验证，理由是图像为曲线无法直观验证与的正比关系，图像若为过原点的直线可直观验证该线性规律。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $