北京市怀柔区青苗学校普高部2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

北京市怀柔区青苗学校普高部2023—2024学年第二学期高一年级期中考试物理考生须知：1.本试卷共7页，分为四个部分。第一部分为一大题，共15小题（共45分）；第二部分为多选题，共3小题（共9分）；第三部分实验题，共2小题（共14分），第四部分计算题，共5小题（32分）2.考生务必在试卷与答题卡上认真填写姓名、班级信息；3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。作答时必须使用黑色字迹的签字笔作答；4.考试结束时，立即停止答卷，监考人员将答题卡收回，考生保留试卷与草稿纸。第一部分选择题一、本部分共15小题，每小题3分，共45分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动的加速度可以一直为零C.曲线运动的速度大小一定在不断地发生变化D.在恒力作用下，物体不能做曲线运动【答案】A【解析】【详解】A．曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，故项A正确；B．曲线运动的速度不断变化，则加速度一定不为零，例如平抛运动，故项B错误；C．曲线运动的速度大小不一定发生变化，例如匀速圆周运动，故C错误；D．在恒力作用下，物体也能做曲线运动，例如平抛运动，故D错误。故选A。2.汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N减速行驶，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据曲线运动的受力方向总指向轨迹凹处，AB错误；由M向N减速行驶，则受力方向与运动方向的夹角大于90°，故C正确、D错误．请阅读下述文字，完成下题。2019年女排世界杯赛中，中国女排以十一场全胜成绩第五次获得世界杯冠军。如图所示，在某次比赛中，运动员朱婷将排球沿水平方向击出。若排球从被击出到落至水平地面所用时间约为0.80s。不计空气阻力，取重力加速度。3.以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做（）A.平抛运动 B.自由落体运动 C.匀速直线运动 D.匀减速直线运动4.在空中运动的过程中，排球的速度（）A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.保持不变 D.先减小后增大5.排球被击出时，距地面高度约为（）A.0.64m B.0.84m C.3.2m D.6.4m【答案】3.A4.B5.C【解析】【3题详解】以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，初速度水平，只受到重力作用，则排球做平抛运动，故选A。【4题详解】排球在空中运动时，水平方向做匀速直线运动，水平速度保持不变；竖直方向做自由落体运动，竖直速度逐渐增大，则合速度逐渐增大，故选B。【5题详解】排球做平抛运动从被击出到落至水平地面所用时间约为0.80s，竖直方向为自由落体运动，有故选C。6.在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是（）A.向心加速度 B.线速度C.角速度 D.作用在物体上的合外力【答案】C【解析】【详解】在匀速圆周运动中，向心加速度、线速度和作用在物体上的合外力均大小不变，方向时刻发生变化；角速度保持不变。故选C。7.把太阳系中各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（）A.周期越大 B.线速度越大 C.角速度越大 D.加速度越大【答案】A【解析】【详解】A．由万有引力定律及牛顿第二定律得解得离太阳越远的行星轨道半径r越大，周期T越大，故A正确；B．由牛顿第二定律得解得离太阳越远的行星轨道半径r越大，线速度v越小，故B错误；C．由牛顿第二定律得解得离太阳越远的行星轨道半径r越大，角速度越小，故C错误；D．由牛顿第二定律得解得离太阳越远的行星轨道半径r越大，加速度a越小，故D错误。故选A。8.若将地球与“高分十三号”卫星看成质点，他们之间万有引力的大小为，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】依题意，有距离变为原来的2倍，则有联立，解得故选A。9.一质量为m的物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度的大小为v。则物体做圆周运动所需要的向心力大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据向心力的公式得故选A。10.一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T，关于这些物理量的关系，下列关系式正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【详解】AD．根据线速度的定义可知故D正确，A错误；BC．因为所以故B、C错误。故选D。11.年，英国物理学家卡文迪许做了一项伟大的实验，他把这项实验说成是“称量地球的质量”。在这个实验中首次测量出了（）A.引力常量 B.地球的公转周期C.月球到地球的距离 D.地球表面附近的重力加速度【答案】A【解析】【详解】1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，根据万有引力等于重力，有则地球的质量，因为地球表面的重力加速度和地球的半径已知，所以根据公式即可求出地球的质量，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人，故A正确，BCD错误。故选A。12.在公路上开车经常会遇到凸形和凹形的路面。如图所示，一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为，通过凹形路面最低处时对路面的压力为，重力加速度为g，则（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】汽车通过凸形路面的最高处时，根据牛顿第二定律有所以汽车通过凹形路面的最低处时，根据牛顿第二定律有所以故ACD错误，B正确。故选B。13.木卫1、木卫2绕木星的运动看做匀速圆周运动，已知木卫2的轨道半径大于木卫1的轨道半径，则它们绕木星运行时（）A.木卫2的周期大于木卫1的周期B.木卫2的线速度大于木卫1的线速度C.木卫2的角速度大于木卫1的角速度D.木卫2的向心加速度大于木卫1的向心加速度【答案】A【解析】【详解】根据可得，，，因为木卫2的轨道半径大于木卫1的轨道半径，则它们绕木星运行时木卫2的周期大于木卫1的周期；木卫2的线速度小于木卫1的线速度；木卫2的角速度小于木卫1的角速度；木卫2的向心加速度小于木卫1的向心加速度，故A正确，BCD错误。故选A。14.如图所示，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．在自行车匀速骑行时，下列说法正确的是（）A.A、B两点的角速度大小相等B.B、C两点的线速度大小相等C.A点的向心加速度小于B点的向心加速度D.C点的向心加速度小于B点的向心加速度【答案】C【解析】【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，角速度相等，半径不相等，根据v=rω可知线速度不相等．故B错误；C.AB两点线速度相等，根据，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an=ω2r，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；15.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（）A.该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB.卫星在同步轨道II上的运行速度大于7.9km/sC.在轨道I上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度D.卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道II【答案】D【解析】【分析】了解同步卫星的特点和第一宇宙速度、第二宇宙速度的含义，当万有引力刚好提供卫星所需向心力时，卫星正好可以做匀速圆周运动：若是“供大于需”，则卫星做逐渐靠近圆心的运动；若是“供小于需”，则卫星做逐渐远离圆心的运动.【详解】11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故A错误；7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；根据开普勒第二定律，在轨道I上，P点是近地点，Q点是远地点，则卫星在P点的速度大于在Q点的速度，故C错误；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，故D正确；故选D．【点睛】本题考查万有引力定律的应用，知道第一宇宙速度的特点，卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．二、多项选择题（每题3分，共9分）16.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B.所有行星都同一椭圆轨道上绕太阳运动C.离太阳越近的行星运动周期越大D.对于某一个行星，它在近日点的运动速度比在远日点的快【答案】AD【解析】【详解】AB．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，但并非都在同一椭圆轨道上绕太阳运动，故A正确，B错误；C．根据开普勒第三定律可知，离太阳越近的行星运动周期越小，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知，对于某一个行星，它在近日点的运动速度比在远日点的快，故D正确。故选AD。17.如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地面高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列关系正确的是（）A.物体A随地球自转的线速度小于卫星B的线速度B.卫星B的角速度大于卫星C的角速度C.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期D.物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度【答案】ABD【解析】【详解】对于B、C两颗人造卫星，由万有引力提供向心力得可得，，，则有，，，对于物体A与同步卫星C，两者的角速度相等，周期相等，根据，可得，综上分析可得，，，故选ABD。18.物体在地面附近绕地球做圆周运动时的速度就叫做第一宇宙速度．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是A.第一宇宙速度大小约为11.2km/sB.第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小速度C.第一宇宙速度是人造卫星绕地球运动的最小运行速度D.若已知地球的半径和地球表面的重力加速度，便可求出第一宇宙速度【答案】BD【解析】【详解】已知第一宇宙速度的公式是①，根据万有引力等于重力得②，由①②得，将，代入速度公式得，A错误D正确；由于第一宇宙速度绕地球距离最小，所以它是卫星被发射的最小速度，B正确；由第一宇宙速度的公式是可得，当半径越大时，其运动速度越小．所以它是卫星能绕地球做匀速圆周运动的最大速度，C错误；三、实验题（每空两分，共14分）19.在研究平抛运动的实验中，（1）为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用__________。A.空心小铁球 B.实心小铁球 C.实心小木球 D.以上三种小球都可以（2）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是__________。A.保证小球飞出时，初速度水平 B.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小C.保证小球在空中运动的时间每次都相等 D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线（3）下图是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是5cm.若小球在平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示，闪光照片的周期是__________s，小球的初速度是__________m/s，小球过C点时的速率是__________m/s（取）。【答案】（1）B（2）A（3）①.0.1②.1.5③.2.5【解析】【小问1详解】为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球。故选B。【小问2详解】安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度处于水平方向。故选A。【小问3详解】[1]竖直方向根据可得闪光照片的周期为[2]水平方向根据可得小球的初速度为[3]小球过C点时竖直方向分速度为则小球过C点时的速率为20.用向心力演示器探究影响向心力大小的因素，仪器结构如图所示。（1）本实验采用的科学研究方法是________。A．微元法B．理想实验法C．等效替代法D．控制变量法（2）某同学把两个质量相同的铁球分别放在两槽半径相同的横臂挡板处，依次调整塔轮上皮带的位置，匀速转动手柄，观察两个弹簧测力筒露出的标尺，记录数据。根据以上操作分析，该同学探究的实验是向心力大小与________的关系。【答案】①.D②.角速度【解析】【详解】（1）[1]本实验采用的科学研究方法为控制变量法，即研究向心力大小与质量关系时，应保持小球的转动半径和转动角速度不变。故选D。（2）[2]根据题意，两个小球质量相等，转动半径相同，调整塔轮上皮带的位置，从而改变小球转动的角速度，由此可知，该同学探究的是向心力大小与角速度的关系。四、计算题（32分，共5小题）21.将一质量为3kg的小球距地面的高度处，以的初速度水平抛出，空气阻力不计，重力加速度。求：（1）小球在空中运动的时间；（2）小球的水平射程；（3）落地时速度的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球在空中做平抛运动，竖直方向有解得小球在空中运动的时间为（2）小球的水平射程为（3）小球落地时的竖直分速度大小为小球落地时速度的大小为22.质量为小球可视为质点，在长为的细线的牵引下绕光滑水平桌面上的图钉做线速度为的匀速圆周运动，求：（1）小球做圆周运动角速度；（2）细线对小球的拉力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据可得小球做圆周运动的角速度为（2）细线对小球的拉力提供向心力，则有23.如图所示，一辆质量的汽车在拱形桥上行驶，拱形桥面可以视为半径的圆弧。（1）画出汽车的受力分析图；（2）汽车通过拱形桥最高点时速度的大小，求汽车做圆周运动的向心力大小F。【答案】（1）见解析；（2）【解析】【详解】（1）汽车的受力如图所示（2）汽车通过拱形桥最高点时速度的大小，则汽车做圆周运动的向心力大