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北京市清华志清中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）
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这是一份北京市清华志清中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版），文件包含北京市清华志清中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷原卷版docx、北京市清华志清中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
班级:________姓名:__________
本试卷共100分，考试时间60分钟
一、单选题（每小题3分，共计42份）
1. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的线速度保持不变B. 物体的加速度保持不变
C. 物体的周期保持不变D. 物体的向心力保持不变
2. 关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是( )
A. 速度、加速度都一定随时在改变
B. 速度、加速度的方向都一定随时在改变
C. 速度、加速度的大小都一定随时在改变
D. 速度、加速度的大小可能都保持不变
3. 如图所示，一个钢球在水平面上做直线运动，然后在钢球运动路线的旁边放一块磁铁钢球做曲线运动。据此判断物体做曲线运动的条件为（ ）
A. 合力为零
B. 合力方向与速度方向相同
C. 合力方向与速度方向相反
D. 合力方向与速度方向不在同一直线上
4. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（ ）
A. 角速度ωA=ωBB. 线速度vA>vB
C. 运动周期TA＜TBD. 对筒壁的压力FNA>FNB
5. 双人花样滑冰表演时，女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图，通过目测估计，男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°，g取10，女运动员及其身上装备的总质量约为45kg，据此可估算该女运动员（ ）
A. 受到的合外力为0B. 向心力约为N
C. 受到的拉力约为ND. 向心加速度约为
6. 下列关于万有引力的说法正确的是（ ）
A. 万有引力只存在天体之间，地球上的物体之间不存在万有引力
B. 两物体质量不变，距离变为原来2倍，他们之间的万有引力变为原来的一半
C. 甲、乙两物体的质量不等，但甲对乙的万有引力和乙对甲的万有引力大小相等
D. 两物体之间的万有引力总是大小相等、方向相反的一对平衡力
7. A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示。当它们随地球自转时，它们的角速度分别是A、B，它们的线速度大小分别是vA和vB，下列说法正确的是（ ）
A. A=B，vAvB
C. AB，vA=vB
8. 地球的第一宇宙速度约为，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍。该行星上的第一宇宙速度约（ ）。
A. B. C. D.
9. 在长为l的细线下端栓一个质量为m 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。细线的一段固定于O点，小球从一定高度摆下，在O点的正下方钉一个钉子，如图所示，当细线与钉子相碰时，以下说法正确的是（ ）
A. 小球线速度突然变大B. 小球的角速度突然变小
C. 细线上的拉力突然变大D. 小球的向心加速度突然变小
10. 如图所示，将内壁光滑、半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球（视为质点）在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球做的是匀速圆周运动
B. 小球通过最高点的最小速度为
C. 小球恰好到达最高点时，对细管的作用力为零
D. 若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力
11. 2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）
A. 该卫星的速率比“天宫二号”的小B. 该卫星的周期比“天宫二号”的小
C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
12. 四幅图中，关于做圆周运动物体的向心力来源分析正确的是（ ）
图1 图2 图3 图4
A. 图1中小球在水平面做匀速圆周运动，绳对小球的拉力提供向心力
B. 图2中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力
C. 图3中汽车行驶过拱桥的最高点，地面对车的支持力提供向心力
D. 图4中汽车在水平路面转弯，地面对车的支持力提供向心力
13. 如图所示，A、B、C分别是自行车大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点，一修车师傅在把自行车后轮架越来，检测大、小齿轮和后轮转动情况时，下列说法正确的是（ ）
A. A点的线速度大于B点的线速度B. A点的角速度小于B点的角速度
C. C点的角速度大于B点的角速度D. C点的线速度等于B点的线速度
14. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。下列说法正确的是（ ）
A. 火星的公转周期小于地球的公转周期
B. 地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度
C. “天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道到地火转移轨道
D. “天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态
二、实验题（每空2分，共计18分）
15. 在做“研究平抛物体的运动”实验时：
（1）下列措施或操作符合实验规范的为___________。
A．斜槽轨道末端切线必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次要平衡摩擦力
D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放
（2）图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。
A．释放小球时初速度不为0
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
（3）图中每个小方格边长为10cm，则由图可求得拍摄时每___________s曝光一次，该小球运动的初速度大小为___________m/s（g取10）。
16. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法
（2）为了探究金属球向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。
A．应使用两个质量不等的小球
B．应使两小球离转轴的距离相同
C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。
（4）有一个探究小组利用圆锥摆的特点设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球。将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t。则：
①小钢球做圆周运动的周期________。
②小钢球做圆周运动向心力________。（用题目中给出的已知量表示）
三、计算题（共计40分）
17. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时周期为T，轨道半径为。已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求∶
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度的大小。
18. 如图所示，在摩托车赛道上，水平路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差h＝0.8m，水平间距x＝4m。忽略空气阻力，重力加速度g取10。若摩托车刚好能跨过这个壕沟，求：
（1）摩托车在空中运动时间t；
（2）摩托车水平飞出时的初速度；
（3）摩托车落地时的速度v的大小和方向。
19. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面间的夹角，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，水平抛出前瞬间，石块对长臂顶部向上的压力为抛出后垂直打在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）石块在长臂顶部抛出时的速度；
（2）则石块打在斜面上的点距地面高度；
（3）斜面的右端点A距抛出点的水平距离。
20. 牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律在应用中取得了辉煌的成就。应用万有引力定律能“称量”地球质量，也实现了人类的飞天梦想。已知地球的半径为，地面的重力加速度为，引力常量为。
（1）求：a.地球的质量M；
b.地球的第一宇宙速度v。
（2）2018年11月，我国成功发射第41颗北斗导航卫星，被称为“最强北斗”。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期相同。求该卫星的轨道高度h（卫星轨道与地球表面的距离）。
（3）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。设行星与太阳的距离为r，请根据开普勒第三定律及向心力相关知识，证明太阳对行星的作用力F与r的平方成反比。
班级:________姓名:__________
本试卷共100分，考试时间60分钟
一、单选题（每小题3分，共计42份）
1. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的线速度保持不变B. 物体的加速度保持不变
C. 物体的周期保持不变D. 物体的向心力保持不变
2. 关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是( )
A. 速度、加速度都一定随时在改变
B. 速度、加速度的方向都一定随时在改变
C. 速度、加速度的大小都一定随时在改变
D. 速度、加速度的大小可能都保持不变
3. 如图所示，一个钢球在水平面上做直线运动，然后在钢球运动路线的旁边放一块磁铁钢球做曲线运动。据此判断物体做曲线运动的条件为（ ）
A. 合力为零
B. 合力方向与速度方向相同
C. 合力方向与速度方向相反
D. 合力方向与速度方向不在同一直线上
4. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（ ）
A. 角速度ωA=ωBB. 线速度vA>vB
C. 运动周期TA＜TBD. 对筒壁的压力FNA>FNB
5. 双人花样滑冰表演时，女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图，通过目测估计，男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°，g取10，女运动员及其身上装备的总质量约为45kg，据此可估算该女运动员（ ）
A. 受到的合外力为0B. 向心力约为N
C. 受到的拉力约为ND. 向心加速度约为
6. 下列关于万有引力的说法正确的是（ ）
A. 万有引力只存在天体之间，地球上的物体之间不存在万有引力
B. 两物体质量不变，距离变为原来2倍，他们之间的万有引力变为原来的一半
C. 甲、乙两物体的质量不等，但甲对乙的万有引力和乙对甲的万有引力大小相等
D. 两物体之间的万有引力总是大小相等、方向相反的一对平衡力
7. A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示。当它们随地球自转时，它们的角速度分别是A、B，它们的线速度大小分别是vA和vB，下列说法正确的是（ ）
A. A=B，vA
C. A
8. 地球的第一宇宙速度约为，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍。该行星上的第一宇宙速度约（ ）。
A. B. C. D.
9. 在长为l的细线下端栓一个质量为m 的小球，细线不可伸长且小球质量远大于细线的质量。细线的一段固定于O点，小球从一定高度摆下，在O点的正下方钉一个钉子，如图所示，当细线与钉子相碰时，以下说法正确的是（ ）
A. 小球线速度突然变大B. 小球的角速度突然变小
C. 细线上的拉力突然变大D. 小球的向心加速度突然变小
10. 如图所示，将内壁光滑、半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球（视为质点）在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球做的是匀速圆周运动
B. 小球通过最高点的最小速度为
C. 小球恰好到达最高点时，对细管的作用力为零
D. 若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力
11. 2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）
A. 该卫星的速率比“天宫二号”的小B. 该卫星的周期比“天宫二号”的小
C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
12. 四幅图中，关于做圆周运动物体的向心力来源分析正确的是（ ）
图1 图2 图3 图4
A. 图1中小球在水平面做匀速圆周运动，绳对小球的拉力提供向心力
B. 图2中小物块随水平圆盘匀速圆周运动，圆盘对物块的摩擦力提供向心力
C. 图3中汽车行驶过拱桥的最高点，地面对车的支持力提供向心力
D. 图4中汽车在水平路面转弯，地面对车的支持力提供向心力
13. 如图所示，A、B、C分别是自行车大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点，一修车师傅在把自行车后轮架越来，检测大、小齿轮和后轮转动情况时，下列说法正确的是（ ）
A. A点的线速度大于B点的线速度B. A点的角速度小于B点的角速度
C. C点的角速度大于B点的角速度D. C点的线速度等于B点的线速度
14. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。下列说法正确的是（ ）
A. 火星的公转周期小于地球的公转周期
B. 地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度
C. “天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道到地火转移轨道
D. “天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态
二、实验题（每空2分，共计18分）
15. 在做“研究平抛物体的运动”实验时：
（1）下列措施或操作符合实验规范的为___________。
A．斜槽轨道末端切线必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次要平衡摩擦力
D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放
（2）图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。
A．释放小球时初速度不为0
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
（3）图中每个小方格边长为10cm，则由图可求得拍摄时每___________s曝光一次，该小球运动的初速度大小为___________m/s（g取10）。
16. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法
（2）为了探究金属球向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。
A．应使用两个质量不等的小球
B．应使两小球离转轴的距离相同
C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。
（4）有一个探究小组利用圆锥摆的特点设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球。将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t。则：
①小钢球做圆周运动的周期________。
②小钢球做圆周运动向心力________。（用题目中给出的已知量表示）
三、计算题（共计40分）
17. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时周期为T，轨道半径为。已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求∶
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度的大小。
18. 如图所示，在摩托车赛道上，水平路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差h＝0.8m，水平间距x＝4m。忽略空气阻力，重力加速度g取10。若摩托车刚好能跨过这个壕沟，求：
（1）摩托车在空中运动时间t；
（2）摩托车水平飞出时的初速度；
（3）摩托车落地时的速度v的大小和方向。
19. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面间的夹角，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，水平抛出前瞬间，石块对长臂顶部向上的压力为抛出后垂直打在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）石块在长臂顶部抛出时的速度；
（2）则石块打在斜面上的点距地面高度；
（3）斜面的右端点A距抛出点的水平距离。
20. 牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律在应用中取得了辉煌的成就。应用万有引力定律能“称量”地球质量，也实现了人类的飞天梦想。已知地球的半径为，地面的重力加速度为，引力常量为。
（1）求：a.地球的质量M；
b.地球的第一宇宙速度v。
（2）2018年11月，我国成功发射第41颗北斗导航卫星，被称为“最强北斗”。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期相同。求该卫星的轨道高度h（卫星轨道与地球表面的距离）。
（3）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。设行星与太阳的距离为r，请根据开普勒第三定律及向心力相关知识，证明太阳对行星的作用力F与r的平方成反比。
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