2023-2024学年北京师大附中高一（下）期中物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年北京师大附中高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共10小题，共30分。1.做匀速圆周运动的物体，下列物理量中，保持不变的是(

)A.线速度 B.向心加速度 C.角速度 D.向心力2.下列关于平抛运动的说法正确的是(

)A.平抛运动是匀速运动B.平抛运动是匀变速运动

C.平抛运动是非匀变速运动D.平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的3.关于物体做曲线运动的条件，下述说法正确的是(

)A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动

B.物体在变力作用下一定做曲线运动

C.合力的方向与物体速度的方向不在一条直线上时，物体一定做曲线运动

D.做曲线运动的物体所受到的力的方向一定是变化的4.在排球比赛中如果运动员在近网处沿水平方向扣球．若把扣后排球的运动近似看作质点的平抛运动，则下列四种情况中，排球最有可能出界的是(

)A.扣球点较低，扣出时排球的速度较大 B.扣球点较低，扣出时排球的速度较小

C.扣球点较高，扣出时排球的速度较大 D.扣球点较高，扣出时排球的速度较小5.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，左轮的半径为2r。a点和b点分别位于右轮和左轮的边缘上。c点在左轮上，到左轮中心的距离为r。若在传动过程中，皮带不打滑。则(

)A.a点与b点的线速度大小之比为1：2

B.b点与c点的角速度大小之比为2：1

C.a点与b点的向心加速度大小之比为2：1

D.b点与c点的向心加速度大小之比为1：26.如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是(

)A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力

B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零

C.小球在最高点的速率为gL

D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力

7.2023年5月17这是一颗地球静止轨道卫星，是我国北斗三号工程的首颗备份卫星。关于这颗卫星在轨道上运动时说法正确的是(

)A.它的线速度一定比地球的第一宇宙速度小

B.它可能经过北京的上空

C.它的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.它的周期与月球绕地球运动的周期相同8.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为ℎ，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于(

)

A.gRℎL B.gRℎd C.9.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径n倍的情况下，需要验证(

)A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的n2倍

B.苹果落向地面加速度约为月球公转的加速度n2倍

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的n倍

D.苹果在地球表面受到的引力约为在月球表面的10.物体A做平抛运动，以抛出点O为坐标原点，以初速度v0的方向为x轴的正方向、竖直向下的方向为y轴的正方向，建立平面直角坐标系。如图所示，两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射物体A，在坐标轴上留下两个“影子”，则两个“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物体在x、y两个方向上的运动。若从物体自O点抛出时开始计时，下列图象中正确的是(

)A.B.C.D.二、多选题：本大题共4小题，共16分。11.在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是(

)A.圆周运动轨道可处于任意平面内

B.小球的质量为FRt24π2n2

C.若误将n−1圈记作12.有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目(如图所示)。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是(

)A.根据a=ω2r可知，坐在外侧的游客旋转的向心加速度更大

B.根据Fn=mω213.太阳系中的第二大行星是土星，它的卫星众多，目前已发现的卫星达数十颗。根据下表所列土卫五和土卫六两颗卫星的相关参数，可以比较(

)土星的卫星距离土星距离/km半径/km发现者发现年份土卫五527000765卡西尼1672土卫六1

222

0002575惠更斯1655A.这两颗卫星公转的周期大小 B.这两颗卫星公转的速度大小

C.这两颗卫星表面的重力加速度大小 D.这两颗卫星公转的向心加速度大小14.无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分(如血小板、粒细胞或外周血干细胞)储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρA.细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动

B.细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动

C.这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大

D.这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同三、实验题：本大题共2小题，共18分。15.向心力演示仪可以利用控制变量法探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。它通过皮带传动改变两轮的转速，让两轮上的小球(体积相同)同时做圆周运动，然后通过连动装置使安放在圆盘中心套筒中的弹簧产生形变，利用形变大小来反映向心力的大小，形变越大，露出的标格数越多，如图所示。

(1)当转动皮带套在两半径不同的轮盘上时，轮边缘的______相等。(选填“线速度”或“角速度”)

(2)当探究向心力和角速度的关系时，应将传送带套在两轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处。(选填“A”或“B”或“C”)

(3)若小球的转动半径相等，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为3：1，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，则两个小球质量之比为______。

A.1：12

B.9：4

C.4：9

D.12：116.关于“探究平抛运动的特点”实验：

(1)图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做______运动。

(2)在(1)的基础上，用图3所示装置继续探究平抛运动的规律。实验中除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列仪器还需要的有______。

A.秒表

B.坐标纸

C.天平

D.重垂线

(3)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。

A.斜槽轨道必须光滑

B.安装斜槽轨道，使其末端保持水平

C.每次小球释放的初始位置可以任意选择

D.y轴的方向根据重垂线确定

E.为描出小球的运动轨迹，需要用平滑曲线把所有的点连接起来

F.记录的点应适当多一些

(4)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。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4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x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，可求得钢球平抛的初速度大小为______(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。

(5)某小组同学借助频闪仪拍摄小球运动照片的方式研究此实验。实验时忘了标记重垂线方向。为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个位置的坐标值(x1,y1)、(四、简答题：本大题共2小题，共18分。17.如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=0.5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=8.0m/s，若g取10m/s2，试求：

(1)小球在最低点的向心加速度的大小；

(2)小球在最低点所受绳拉力的大小。18.流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积，在生活中经常涉及流量问题。

(1)如图1所示，环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。他测出水平管口距落点的竖直高度为ℎ，管口的直径为d，污水落点距管口的水平距离为l。重力加速度为g。请根据这些测量量估算：

a.污水离开管口时的速度大小v；

b.排出污水的流量Q。

(2)如图2所示，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。

a.依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，若喷水嘴满口出水的流量相同，请你设计喷水嘴的高度应满足的条件；

b.依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，若喷水嘴高度相同，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，请你设计喷水嘴转动角速度应满足的条件。五、计算题：本大题共2小题，共18分。19.我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，经过一系列过程，在离月球表面高为ℎ处悬停，即相对于月球静止。关闭发动机后，探测器自由下落，落到月球表面时的速度大小为v，已知万有引力常量为G，月球半径为R，ℎ<<R，忽略月球自转。求：

(1)月球表面的重力加速度g0；

(2)月球的质量M；

(3)假如你站在月球表面，将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球落回到月球表面的落点就越远。所以，可以设想，如果速度足够大，小球就不再落回月球表面，它将绕月球做半径为R的匀速圆周运动，成为月球的卫星。则这个抛出速度v1至少为多大？20.如图所示，AB为一竖直面内的光滑四分之一圆弧轨道，半径R=0.5m，与水平滑道BC相切于B点．BC长为2m，动摩擦因数μ=0.2.C点下方ℎ=1.25m处放置一水平圆盘，圆心O与C点在同一竖直线上，其半径OE上某点固定一小桶(可视为质点)，OE//BC.一质量m=0.2kg的物块(可视为质点)从圆轨道上某点滑下，当物块经过B点时，圆盘开始从图示位置绕通过圆心的竖直轴匀速转动．物块通过圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小为5.6N，物块由C点水平抛出后恰好落入小桶内．取g=10m/s2，求：

(1)物块通过B点的速度；

(2)小桶到圆心O的距离；

(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件．

参考答案1.C

2.B

3.C

4.C

5.C

6.D

7.A

8.B

9.B

10.D

11.AD

12.AC

13.ABD

14.AC

15.线速度

A

C

B

16.自由落体

BD

BDF

xgy17.解：(1)根据向心加速度公式有a=v2L=821m/s2=64m/s2

(2)在最低点，根据牛顿第二定律有T−Mg=Mv2L18.解：(1)a.排出的污水做平抛运动，由平抛运动的特点可得：

在水平方向上有：l=vt

在竖直方向上有：ℎ=12gt2

解得：v=lg2ℎ

b.根据流量的定义，可得排出污水的流量为：

Q=vS=lg2ℎ⋅πd24=πd2l82gℎ

(2)a.若喷水嘴满口出水的流量相同，则出水速度相同(设为v)，设给内圈和外圈上的盆栽浇水时，对应的喷水嘴的高度分别为ℎ1、ℎ2。

喷出的水做平抛运动，由平抛运动的特点可得：

在水平方向上有：R=vt

在竖直方向上有：ℎ=12gt2

解得：ℎ=12g(Rv)2

可得：ℎ1ℎ2=R12R22

b.若喷水嘴高度相同，即ℎ1=ℎ2，则喷出的水在空中的运动时间相同，根据：R=vt，可得对应的出水速度满足：

v1v2=R1R2

设喷水嘴出水的流量分别为19.解：(1)根据自由落体运动规律得：

v2=2g0ℎ

解得重力加速度为：g0=v22ℎ

(2)在月球表面，设探测器的质量为m。

由万有引力等于重力得：GMmR2=mg0

解得