福建省三明市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题选考（Word版附答案）

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（考试时间：90分钟，满分：100分）
一、单选选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（ ）
A．笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点
B．除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样
C．笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比
D．笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大
2．如图所示为某赛车经过圆弧形弯道减速时的情景，则有关该赛车的受力与运动性质分析，下列说法正确的是（ ）
A．赛车做非匀变速曲线运动 B．赛车受到的合力方向与速度方向相反
C．赛车受到重力、支持力、摩擦力和向心力 D．赛车运动所需的向心力就是合力
3．如图所示，是生活中常见的圆周运动实例。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用
B．图乙中，汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态
C．图丙中，杂技演员骑着摩托车沿着光滑的内壁进行“飞车走壁”表演时，经过C处受到的侧壁弹力小于D处受到的弹力
D．图丁中，细绳拉住装水的小桶制成“水流星”，它可以在竖直平面内以任意大小的速度做完整的圆周运动
4．火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为，则火星与地球绕太阳运动的（ ）
A．轨道周长之比为 B．线速度大小之比为
C．角速度大小之比为 D．向心加速度大小之比为
5．太空行走又称为出舱活动。2021年11月8日1时16分，神舟十三号航天员乘组圆满完成出舱活动全部既定任务，王亚平成为中国首位进行出舱活动的女航天员，迈出了中国女性舱外太空行走第一步。假设质量为m的航天员出舱离开空间站后，某时刻其相对地心的速度为v，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，则（ ）
A．该航天员离开空间站在太空行走时所受合外力为零
B．该航天员离开空间站在太空行走时所受的合外力大小等于mg
C．此时该航天员距离地球表面的高度为
D．此时该航天员指向地心的加速度大小为
6．如图甲所示，某同学为了比较不同物体与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置。已知固定于转轴上的角速度传感器和力传感器可直接测出角速度和绳的拉力F，通过一不可伸长的细绳连接物块，细绳刚好拉直，测得物块以不同的角速度随圆盘做匀速圆周运动时拉力F与角速度的大小。在电脑上绘出图乙所示图像。换用形状和大小相同但材料不同的物块重复实验，得到物块a、b、c分别对应的三条直线，发现a与c的纵截距相同，b与c的横截距相同，且符合一定的数量关系。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）以下说法正确的是（ ）
A．物块a、b、c的质量之比为
B．物块a、b、c的质量之比为
C．物块a、b、c与转盘之间的动摩擦因数之比为
D．物块a、b、c与转盘之间的动摩擦因数之比为
7．如图所示，正面上手发球是排球发球技术中的一种。若在某次发球训练中，左手竖直向上托球约0.4m后，排球脱离左手竖直向上运动，脱手后再上升约1.8m达到最高点，然后下落约0.8m后，被右手击打后把球水平发射出去。已知排球的质量约为250g，空气阻力忽略不计，下列描述最符合实际的是（ ）
A．右手击球前瞬间，重力的功率约为10W
B．排球向上运动过程中，重力做的功约为-2.5J
C．排球向上运动过程中，人对排球做的功约为4.5J
D．手托排球向上运动过程中，人对排球做功的平均功率约为9W
8．智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（大小忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示，可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．若使用者觉得锻炼不够充分，决定增大转速，腰带受到的合力变大
B．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在37°，此时配重的角速度为
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变，则变大
D．当用力转动使从37°增加到53°时，配重运动的周期变大
二、双项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬于O点，小球在水平力F作用下从平衡位置P点移动到Q点，如图所示。则力F所做的功为（ ）
A．若F为恒力，则F力做功为
B．若F为恒力，则F力做功为
C．若小球被缓慢移动，则F力做功为
D．若小球被缓慢移动，则F力做功为
10．“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上．如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h，水平速度为v；若质量为m的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为g，则（ ）
A．棋子从最高点落到平台上所需时间
B．若棋子在最高点的速度v变大，则其落到平台上的时间变长
C．棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能减少mgh
D．棋子落到平台上的速度大小为
11．如图所示，两个圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，a轨道由金属凹槽制成，b轨道由金属圆管制成（圆管内径远小于半径R），均可视为光滑轨道，在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B（直径略小于圆管内径）由静止释放，小球距离地面的高度分别用和表示，下列说法中正确的是（ ）
A．若，两小球都能沿轨道运动到最高点
B．若，两小球在轨道上上升的最大高度均为
C．适当调整和，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处
D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，的最小值为，B小球在的任何高度释放均可
12．如图所示，两个质量均为m用轻弹簧相连接的物块A、B放在倾角为的光滑斜面上，系统静止。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A，使之沿斜面向上运动，当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时，物块A运动的距离为d、瞬时速度为v，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则（ ）
A．物块A运动的距离d可表示为
B．物块A此时的动能可表示为
C．此过程中，弹簧对物体A先做负功后做正功
D．弹簧弹性势能的改变量为
三、填空、实验题（本题共4小题，共22分。每空2分）
13．如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则此过程中子弹动能的变化量为________，子弹与木块间因摩擦产生的热量为________。
14．如图所示，在“水流星”的杂技表演中，表演者的手到碗的距离为l，且手与碗在同一竖直平面内，碗可视为质点，重力加速度为g。要使水不洒出、则碗通过最高点的最小速度为_______；若绳子能够承受的最大拉力是碗和碗内水的总重力的8倍，要使绳子不断，则碗通过最低点的最大速度为_______。
15．用向心力演示器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，长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，从而露出标尺，该读数即显示了向心力的大小。
（1）该实验主要用到的物理方法是________（填正确答案标号）。
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想实验法 D．放大法
（2）当传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，转动手柄，两塔轮的角速度________（填“相等”或“不相等”）。
（3）下列操作正确的是________（填正确答案标号）。
A．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板B处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
B．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
C．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
D．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
16、某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接，打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门的遮光时间为t，取遮光时间t内滑块的平均速度作为经过B处的速度，A、B之间的距离为x，钩码离地面足够高，重力加速度为g．
（1）关于实验操作和注意事项，下列说法正确的是________．
A．必须满足m远小于M
B．调整定滑轮高度，使细线水平
C．用手向上托住钩码，由静止开始释放钩码
D．不开气源，平衡滑块与导轨之间的摩擦力后，也能验证系统机械能守恒
（2）滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量为________，系统动能的增加量为________（以上结果均用题中所给字母表示）．
（3）改变x重复实验得到多组数据，用图像法处理数据，为了形象直观，应该画________．
A．图像 B．图像 C．图像
四、计算题（本题共3小题，共38分。）解题要求：（1）写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式；（2）代入数据；（3）凡有数字运算的题目，运算结果要写明单位。
17．（10分）我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的体积为，忽略地球自转的影响。求：
（1）地球的平均密度；
（2）该人造卫星绕地球运动的周期T。
18.（14分）太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率；
（3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。
19．（14分）如下图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平，已知长木板的质量，A、B两点距C点的高度分别为、，圆弧轨道半径，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与水平面间的动摩擦因数，长木板与水平面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取．已知，．求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；
（2）物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小；
（3）长木板至少为多长，才能保证物块不滑出长木板。
三明一中2023—2024学年下学期半期考高一物理答案（202405）
一、单选题：（本题共8小题，每题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，每题只有一项符合题目要求。）
二、多选题：（本题共4小题，每题4分，共16分。）
三、填空题（每空2分，共22分）
13．①． ②．fd
14．①． ②．
四、实验题（共2题，共14分，每空2分）
15．（1）B （2）不相等 （3）BC
16．（1）B；（2）mgx、；（3）C
五、计算题（共38分）
17．【答案】（1）；（2）
（1）在地球表面附近，有
解得
又，
得
（2）根据万有引力提供向心力，有
解得
又知
所以
18．（1）在C点时，由牛顿第二定律
解得：
（2）小球从C运动到A的过程中，所用时间为t
则
由动能定理
解得：
（3）小球运动到B点时，设球拍对球的作用力为F，合力提供向心力，由力的合成规则
其中
解得：
19．（1）小物块从A点到B点做平抛运动，有
到达B点的竖直分速度，
到达B点的速度
联立解得
设到达B点时物块的速度方向与水平面的夹角为，则，即与水平方向成37°角斜向下
（2）设物块到达C点的速度为，从A点到C点由机械能守恒定律得
设物块在C点受到的支持力为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得，物块对圆弧轨道C点的压力大小为，方向竖直向下
（3）物块对长木板的摩擦力
长木板与水平面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，为
由于小于，可判定物块在长木板上滑动时，长木板静止不动
物块在长木板上做匀减速运动，设木板至少长为l时，物块不滑出长木板，且物块到达木板最右端时速度恰好为零，则有，，
联立解得题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
A
B
C
C
D
A
B
题号
9
10
11
12
答案
BC
AC
AD
AB