北京市2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷（含解析）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页北京市2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷(含解析)学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一、单选题1．下列说法错误的是（）A．开普勒确切描述了行星的运动B．牛顿发现了万有引力定律C．卡文迪许测出了引力常量D．阿基米德被称为称出地球质量的人2．“北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，截至2022年1月，共有52颗在轨运行的北斗导航卫星，其中包括地球静止轨道同步卫星，倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。假设所有北斗卫星均绕地球做匀速圆周运动。若一颗卫星的质量为m，轨道半径为r。设地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则地球对该卫星的引力大小为（）A． B． C． D．3．演示向心力的仪器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，下列做法正确的是（）A．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验B．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验C．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验D．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验4．关于物体的受力和运动,下列说法正确的是()A．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用5．利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况，帮助运动员提高成绩．为了更加直观的研究风洞里的流场环境，可以借助烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．烟尘颗粒速度始终不变B．烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动C．P点处的加速度方向可能水平向左D．Q点处的合力方向可能竖直向下6．在研究平抛运动的规律时，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，A、B两球同时落地。关于该实验，下列说法中正确的有（

）A．两球的质量应相等B．实验说明平抛的水平分运动是匀速直线运动C．实验说明平抛的竖直分运动是自由落体运动D．实验说明平抛的水平分运动是匀速直线运动和竖直分运动是自由落体运动7．我国一箭多星技术居世界前列，一箭多星是用一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入轨道的技术。某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭运行至P点时，同时将A、B两颗卫星送入预定轨道。A卫星进入轨道1做圆周运动，B卫星进入轨道2沿椭圆轨道运动，P点为椭圆轨道的近地点，Q点为远地点，B卫星在Q点喷气变轨到轨道3，之后绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（）A．A卫星在P点的加速度大于B卫星在P点的加速度B．A卫星在轨道1的速度小于B卫星在轨道3的速度C．B卫星从轨道2上Q点变轨进入轨道3时需要喷气减速D．B卫星沿轨道2从P点运动到Q点过程中引力做负功8．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t。根据题目所提供的信息，某同学判定小车做的是匀速圆周运动，可进一步推断小车所受的合力（）A．保持不变B．大小和方向都变化C．大小改变，方向不变D．大小不变，方向改变9．关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（

）A．图甲：轻质细绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力可刚好为零B．图乙：汽车过拱桥最高点时速度越大，对桥面的压力越大C．图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车实际速度高于规定的行驶速度时，火车和内轨之间会有挤压D．图丁：洗衣机脱水过程中，吸附在衣服上的水所受合力小于所需向心力10．如图所示，圆盘可在水平面内绕通过O点的竖直轴转动（俯视），圆盘上距轴r处有一质量为m的物块（可视为质点）。某时刻起，圆盘开始绕轴转动，经过一段时间，其角速度从0增大至。已知物块与圆盘之间的动摩擦因数、重力加速度g，该过程中物块始终相对圆盘静止，下列说法正确的是（）A．物块所受摩擦力的方向始终指向O点B．物块所受摩擦力的大小始终为C．物块所受摩擦力的冲量大小为D．物块所受摩擦力做的功为011．2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8102km、远火点距离火星表面5.9105km，则“天问一号”（）A．在近火点的加速度比远火点的大B．在近火点的运行速度比远火点的小C．在近火点的机械能比远火点的大D．在近火点通过加速可实现绕火星做圆周运动12．摆动是生活中常见的一种运动形式，如钟摆的运动、秋千的运动都是摆动。如图所示为某同学荡秋千情景，该同学的质量为m，重力加速度为g。秋千在摆动过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．最低时，秋千对该同学的作用力等于mgB．最低时，秋千对该同学的作用力小于mgC．最高时，该同学的速度和加速度均为零D．最高时，该同学的速度为零，加速度小于g13．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是（）A．开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是圆，太阳处于圆心位置C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比二、多选题14．在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动。我们把前一种假设叫“模型一”，后一种假设叫“模型二”。已知月球中心到地球中心的距离为L，月球运动的周期为T。利用（）A．“模型一”可确定地球的质量B．“模型二”可确定地球的质量C．“模型一”可确定月球和地球的总质量D．“模型二”可确定月球和地球的总质量15．自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是（）A．A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等B．B、C两点的角速度大小相等，周期也相等C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度D．B点的向心加速度大于C点的向心加速度16．关于地球同步卫星以下说法正确的（）A．它的的轨道可以通过南北极的上空 B．它的轨道只能在赤道上空C．轨道到地心的距离是一定的D．它圆周运动的周期与地球自转周期相同17．在设计水平面内的火车轨道的转弯处时，要设计为外轨高，内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡（如图所示）．内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶速度大小，若某转弯处设计为当火车以速率v通过时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零，车轮与铁轨间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是（）A．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受重力对铁轨对其支持力的合力提供向心力B．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受各力的合力沿水平方向C．当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力D．当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力18．一质点在平面内运动的轨迹如图所示，下面关于其分运动的判断正确的是（）A．若在方向始终匀速运动，则在方向先加速后减速运动B．若在方向始终匀速运动，则在方向先减速后加速运动C．若在方向始终匀速运动，则在方向一直加速运动D．若在方向始终匀速运动，则在方向先加速后减速运动三、实验题19．用如图甲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PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN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．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末段水平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，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系；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..轴时（选填“需要”或者“不需要”）轴与重锤线平行；b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得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）。（3）为了得到平拋物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是；A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒20．某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是，和（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题：

（1）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是；A．探究平抛运动的特点

B．探究小车速度与时间的关系C．探究加速度与力和质量的关系

D．探究两个互成角度的力的合成规律（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第层（填“一”、“二”或“三”）；（3）某次实验时，小明同学将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为，由此可知。（4）通过本实验可以得到的结果有。A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比四、解答题21．跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，运动员从跳台A处以v0=15m/s的速度沿水平方向飞出，经过t=2.0s在斜坡B处着陆。运动员可视为质点，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。求：（1）AB之间的高度差h；（2）AB之间的距离lAB；（3）着陆时运动员的速度大小v1。

22．如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O′距离L=100m，赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2，计算结果允许保留π、允许保留根号。（1）求赛车在小圆弧弯道上匀速圆周运动不发生侧滑的最大速度；（2）如果赛车在从小圆弧到大圆弧的直道上做匀加速直线运动，在从大圆弧到小圆弧的直道上做匀减速直线运动，在弯道上以能够允许的最大速度做匀速圆周运动，为使得赛车绕行一周的时间最短a：求赛车在直道上加速时的加速度大小；b：求赛车绕行一周的最短时间；23．设地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知地球质量M、引力常量G。（1）推导地球第一宇宙速度v的表达式。（2）不考虑地球自转，求地球表面重力加速度g。（3）设地球自转周期为T，求地球同步卫星距离地面的高度h。（4）考虑地球自转并设地球自转周期为T，求将质量为m的物体，从北极运至赤道的过程中，其对地面的压力的变化量F。24．暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示．“摇头飞椅”高O1O2=5.8m，绳长5m．小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg．小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周运动．在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37º．g取10m/s2,sin37º=0.6，cos37º=0.8，在此过程中，求:(1)座椅受到绳子的拉力大小；(2)小明运动的线速度大小；(3)小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴(即图中O1点)的距离(保留两位有效数字)．答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案1．D【详解】A.开普勒确切描述了行星的运动，A正确；B.牛顿发现了万有引力定律，B正确；CD.卡文迪许测出了引力常量，被称为“称出地球质量的人”，C正确，D错误。本题选错误的，故选D。2．B【详解】根据万有引力定律，可得故选B。3．C【详解】根据可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变。故选C。4．D【详解】物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，选项A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，选项B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，选项C错误；做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，选项D正确．5．D【详解】A．烟尘颗粒做曲线运动，速度方向不断变化，故烟尘颗粒速度不断变化，A错误；B．做曲线运动的物体，所受合力总是指向轨迹凹侧，由乙图可知，烟尘颗粒受力发生变化，不可能做匀变速曲线运动，B错误；CD．P点处的合力（加速度）指向右上方，不可能水平向左，Q点处的合力方向可能竖直向下，C错误，D正确。故选D。6．C【详解】根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落体，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，不需要两球质量相等。故选C。7．D【详解】A．两卫星在P点时，根据可得显然两卫星的加速度相同，故A错误；B．由题知，轨道1和轨道3都是圆轨道，则有可得由于B卫星在轨道3上运动的轨道半径大于A卫星在轨道1上运动的轨道半径，所以B卫星在轨道3上运动的速度小于A卫星在轨道1上运动的速度，故B错误。C．卫星从低轨道运动到高轨道，需要在轨道相切点点火加速实现，所以B卫星在Q点变轨进入轨道3时需要向后喷气加速，故C错误；D．B卫星沿轨道2从P点运动到Q点过程中速度减少，则动能减小，故引力做负功，故D正确。故选D。8．D【详解】小车做匀速圆周运动，则合力大小不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化。故选D。9．D【详解】A．轻质细绳一端系一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力一定不为零，否则小球不能够做圆周运动，故A错误；B．汽车过拱桥最高点时，根据牛顿第二定律得解得可知汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小，故B错误；C．火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，设倾角为，则解得当火车实际速度高于规定的行驶速度时，重力和轨道的支持力的合力支持力不足以提供所需的向心力，火车和外轨之间会有挤压，故C错误；D．洗衣机脱水过程中，水做离心运动，吸附在衣服上的水所受合力小于所需向心力，故D正确。故选D。10．C【详解】A．在角速度从0增大至过程中，物块有切线方向的加速度，则摩擦力有切向分力，不是指向O点，故A错误；B．该过程中物块始终相对圆盘静止，则摩擦力始终小于最大静摩擦力，故B错误；C．物块受到的支持力与重力的冲量大小相等方向相反，则根据动量定理物块的动量改变量等于摩擦力的冲量，为故C正确；D．支持力和重力不做功，根据动能定理，摩擦力做功等于动能改变量为故D错误。故选C。11．A【详解】A．根据牛顿第二定律有解得故在近火点的加速度比远火点的大，故A正确；B．根据开普勒第二定律可知，在近火点的运行速度比远火点的大，故B错误；C．“天问一号”在同一轨道，只有引力做功，则机械能守恒，所以在近火点的机械能与远火点的机械能相等，故C错误；D．“天问一号”在近火点做的是离心运动，若要变为绕火星的圆轨道，需要减速，故D错误。故选A。12．D【详解】AB．最低时，设某同学的速度为v，则可知秋千对该同学的作用力大于mg。给AB错误；CD．最高时，该同学的速度为零，设绳与竖直方向上的夹角为，垂直绳方向有解得故C错误，D正确。故选D。13．C【详解】A．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律，故A错误；B．行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故B错误；C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大，距离太阳越远，其运动速度越小，故C正确；D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方成正比，故D错误。故选C。14．BC【详解】AC．对于“模型一”，是双星问题，设月球和地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，间距为L，运行周期为T，根据万有引力定律有其中解得可以确定月球和地球的总质量，A错误，C正确；BD．对于“模型二”，月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得地球的质量为可以确定地球的质量，无法确定月球的质量，B正确，D错误。故选BC。15．BC【详解】A．AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v=ω•r，由于半径不同，则角速度不相等，故A错误；B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，周期也相等，故B正确；C．AB两点的线速度相等，根据可知，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C正确；D．BC点的角速度是相等的，根据可知，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误．16．BCD【详解】ABC．同步卫星受万有引力指向地心，做匀速圆周运动（以太阳为参考系），合力指向圆心，故地心与圆心重合；与地面相对静止，故它的轨道只能在赤道上空，且轨道半径一定，故A错误，BC正确；D．同步卫星与地球自转同步，故它圆周运动的周期与地球自转周期相同，故D正确。故选BCD。17．ABC【详解】火车拐弯时，当内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圆心，故AB正确；当速度大于v时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故C正确；当速度小于v时，重力和支持力的合力大于向心力，此时内轨对车轮轮缘施加压力，故D错误．所以ABC正确，D错误．18．BD【详解】AB．若在方向始终匀速运动，经过相同的时间水平间距相同，在轴上取若干相等距离，如图所示由图可知，方向上相等时间内高度的增加量先减小后增大，则在方向先减速后加速运动，故A错误，B正确；CD．同理可知，若在方向始终匀速运动，则在方向先加速后减速运动，故C错误，D正确。故选BD。19．BD/DB球心需要大于AB/BAB【详解】（1）[1]因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度处无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，BD正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误。故选BD。（2）a．[2][3]因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应的白纸上的位置即为坐标原点（平抛运动的起始点）；在确定轴时需要轴与重锤线平行。b．[4][5]由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上的位移之比为1:3:5：…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大，因此大于；由联立解得（3）[6]将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，AB可行。（4）[7]从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，