北京市顺义区杨镇第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题（原卷版+解析版）

这是一份北京市顺义区杨镇第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题（原卷版+解析版），文件包含北京市顺义区杨镇第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题原卷版docx、北京市顺义区杨镇第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。

第一部分
本部分共20题，每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 请阅读下述文字，完成下题。
使一个钢球从斜槽自由滑下，然后在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力，例如在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，如图所示，观察到钢球做曲线运动。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 钢球所受合力为零时也可以做曲线运动
B. 钢球加速度方向与速度方向在同一条直线上，就会做曲线运动
C. 钢球所受合力方向与速度方向在同一条直线上，就会做曲线运动
D. 钢球所受合力方向与速度方向不在同一条直线上，就会做曲线运动
（2）关于钢球做曲线运动的速度，下列说法正确的是（ ）
A. 一直增大B. 一直减小
C. 先增大后减小D. 先减小后增大
（3）若已知物体运动的初速度的方向及它受到的恒定的合力的方向，结合实验现象，物体运动的轨迹可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1）D （2）C （3）B
【解析】
【小问1详解】
A．在未放置磁铁时，小钢球的合力认为是零，做直线运动，故A错误；
BCD．曲线运动的速度方向是切线方向，合力方向即加速度的方向是指向磁体的方向，两者不共线，球在做曲线运动，说明曲线运动的条件是合力或加速度与速度不在同一条直线上，就会做曲线运动，故D正确，BC错误。
故选D。
【小问2详解】
受力方向与曲线运动速度方向的夹角从小于90°逐渐增大为大于90°，钢球的速度先增大后减小。
故选C。
【小问3详解】
根据曲线运动的受力特点可知曲线运动中合力指向曲线的凹侧。
故选B。
2. 牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但不知道引力常量G的值，第一个在实验室比较准确测定引力常量G值的科学家是
A. 哥白尼B. 第谷C. 开普勒D. 卡文迪许
【答案】D
【解析】
【详解】根据物理学史可知，第一个在实验室比较准确测定引力常量G值的科学家是卡文迪许．
A. 哥白尼，与结论不相符，选项A错误；
B. 第谷，与结论不相符，选项B错误；
C. 开普勒，与结论不相符，选项C错误；
D. 卡文迪许，与结论相符，选项D正确；
3. 两个质点之间万有引力的大小为F，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. 4FC. D. 2F
【答案】A
【解析】
详解】万有引力
将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，它们之间万有引力的大小变为
故选A。
4. 人造地球卫星发射的成功是人类伟大的创举，标志着人类已经具备探索外太空的能力，你认为下列四图中不可能是人造地球卫星轨道的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】人造地球卫星是由万有引力提供向心力，让其做圆周运动，则它圆周轨道的圆心是地球的地心，所以ACD正确，不符合题意；B错误，符合题意；
故选B。
5. 如图所示，修正带的核心部件是两个半径不同的齿轮，两个齿轮通过相互咬合进行工作，A和B分别为两个齿轮边缘处的点。若两齿轮匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的转速相等
B. A、B两点的线速度大小相等
C. A、B两点的角速度大小相等
D. A、B两点向心加速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据传动规律可知A、B两点线速度大小相等，故B正确；
C．根据可知A点的角速度小于B点的角速度，故C错误；
A．根据可知A点的转速小于B点的转速，故A错误；
D．根据可知A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，物块在与水平方向成角的拉力的作用下，沿水平面向右运动一段距离，在此过程中，拉力对物块所做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】力所做的功等于力与力方向上的位移的乘积，所以拉力对物块所做的功为
故C正确，ABD错误。
故选C。
7. 如图所示，关于两颗人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星a运行的周期等于卫星b运行的周期
B. 卫星a运行的线速度大于卫星b运行的线速度
C. 卫星a运行的加速度小于卫星b运行的加速度
D. 卫星a运行的角速度小于卫星b运行的角速度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据
解得
因为
卫星a运行的周期小于卫星b运行的周期，A错误；
B．根据
解得
因为
卫星a运行的线速度大于卫星b运行的线速度，B正确；
C．根据
解得
因为
卫星a运行的加速度大于卫星b运行的加速度，C错误；
D．根据
解得
因为
卫星a运行的角速度大于卫星b运行的角速度，D错误。
故选B。
8. 如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）

A. F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C. F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
D. F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，当F突然变大，拉力大于所需的向心力，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心，A错误；
BC．当F突然变小，拉力小于所需的向心力，小球将沿轨迹Pb做离心运动，BC错误；
D．F突然消失，小球将沿轨迹切线方向抛出，所以小球将沿轨迹Pa做离心运动，D正确。
故选D。
9. 请阅读下述文字，完成小题。
（1）南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取。释放炸弹后，下列说法正确的是（ ）
A. 炸弹落地时速度方向为竖直向下
B. 炸弹在空中运动的轨迹为一条直线
C. 释放炸弹时，轰炸机在目标P的正上方
D. 炸弹击中目标时，轰炸机在目标P的正上方
（2）南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取，轰炸机在距海面的高空以的速度水平匀速飞行。释放炸弹后（ ）
A. 炸弹飞行的水平距离为4000m
B. 炸弹落地时的速度为200m/s
C. 炸弹的飞行时间为
D. 炸弹炸到P时的速度方向与海面的夹角为30°
（3）南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取。炸弹在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A. 先做负功后做正功B. 一直不做功
C. 一直做正功D. 一直做负功
【答案】（1）D （2）A （3）C
【解析】
【小问1详解】
A．炸弹释放后水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据运动的合成可知炸弹落地时速度方向为斜向下，故A错误；
B．由于炸弹做平抛运动，所以炸弹在空中运动的轨迹为抛物线，故B错误；
C．炸弹释放后水平方向做匀速运动，故释放位置必在P点左侧，故C错误；
D．炸弹释放后跟轰炸机具有相同的水平速度，故炸弹始终在轰炸机正下方，即炸弹击中目标P时，轰炸机在目标P的正上方，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
AC．炸弹飞出后竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得
可得炸弹的飞行时间为
炸弹释放后水平方向做匀速直线运动，根据运动学公式，可知炸弹飞行的水平距离为
故A正确，C错误；
B、根据竖直方向上的速度-时间公式，得炸弹落到海面上竖直方向上的分速度为
根据勾股定理，可知炸弹落到海面上时的速度为
故B错误；
D．根据几何关系，可知炸弹炸到P时的速度方向与海面的夹角正切值为
所以
故D错误。
故选A。
【小问3详解】
炸弹在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于重力竖直向下，竖直方向的位移也向下，故重力一直做正功。
故选C。
10 请阅读下述文字，完成下题
双人花样滑冰是极具观赏性的冬奥运动项目之一。比赛中，有时女运动员被男运动员拉着，以男运动员为轴旋转离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动动精彩场面，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为37°，女运动员的质量约为50kg，男运动员的质量约为70kg，重力加速度g取，，，忽略空气阻力。
（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. 周期C. 合外力D. 向心加速度
（2）女运动员受力分析，正确的是（ ）
A. 重力、拉力B. 重力、支持力、拉力
C. 重力、支持力、拉力、摩擦力D. 重力、支持力、拉力、摩擦力、向心力
（3）女运动员做圆周运动的加速度约为（ ）
A. B. C. D.
（4）仅根据以上信息，可估算（ ）
A. 女运动员旋转的周期约为10sB. 男运动员对冰面的压力约为1200N
C. 女运动员旋转的角速度约为6.28rad/sD. 男运动员对女运动员的拉力约为450N
【答案】（1）B （2）A （3）D （4）B
【解析】
【小问1详解】
做匀速圆周运动的物体，角速度、周期、转速不变，向心力、向心加速度、线速度变化。
故选B；
【小问2详解】
女运动员离开冰面在空中做匀速圆周运动，受到重力、男运动员对她的拉力作用。
故选A。
【小问3详解】
由重力和拉力的合力提供向心力
联立可得向心加速度
故选D。
【小问4详解】
AC．根据题意可知，女运动员做圆周运动的半径约为1.5m，则由公式
可得
周期约为
故AC错误；
B．根据题意，对整体分析，竖直方向上，由平衡条件可得地面对男运动员的支持力为
所用男运动员对地面的压力大小也等于1200N，故B正确；
D．由上述分析可知，男运动员对女运动员的拉力为
故D错误。
故选B。
11. 请阅读下述文字，完成下题
2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，这颗卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为，“高分十三号”卫星轨道半径为。
（1）地球自转的周期为，“高分十三号”卫星运动的周期为，则（ ）
A. B. C. D.
（2）赤道上某点随地球自转的线速度大小为，“高分十三号”卫星运动的线速度大小为，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】（1）C （2）A
【解析】
【小问1详解】
从地面上看，卫星在一定高度处静止不动，所以“高分十三号”卫星是地球的同步卫星，周期与地球自转周期相同，所以。
故选C；
【小问2详解】
赤道上某点随地球自转的线速度大小为
“高分十三号”卫星运动的线速度大小为
所以
故选A。
12. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打乒乓球。某次练习中乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平反弹，垂直落在球拍上的Q点，此时球拍与水平方向的夹角为60°，Q点到墙壁的距离为m。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，乒乓球可视为质点，则（ ）
A. P、Q两点的高度差为m
B. P、Q两点的高度差为1m
C. 球刚要接触球拍时的速度大小为m/s
D. 球刚要接触球拍时的速度大小为m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A B．设从P点水平飞出的速度为，球刚要接触球拍时的速度为，球刚要接触球拍时的竖直方向分速度
由平抛运动规律可知
又
解得
P、Q两点的高度差
A错误；B正确；
C D．球刚要接触球拍时的速度大小
C、D错误。
故选B。
第二部分
本部分共6题，共40分。
13. 控制变量法是物理实验探究的基本方法之一。如图是用控制变法探究向心力大小与质量 m、角速度和半径之间关系的实验情境图，其中左、右两塔轮均为上、中、下层，左、右三层塔轮的半径之比分别为、、，甲图中皮带连接下层塔，乙丙两图皮带均连接上层塔轮，两钢球质量相同。
（1）探究向心力大小F与质量 m 之间关系的是图______；
（2）探究向心力大小F与角速度之间关系的是图______。
【答案】 ①. 丙 ②. 甲
【解析】
【详解】（1）[1]根据可知，探究向心力大小F与质量 m 之间关系，要保证两球转动的半径相等、转动的角速度相等，改变两球的质量，应选图丙。
（2）[2]根据可知，探究向心力大小F与角速度之间关系，要保证两球转动的半径相等、两球的质量m相等，改变两球转动的角速度，由图可知，甲图的角速度不同，则应选图甲。
14. 在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可给出小球做平抛运动时球心的轨迹。
（1）为了得到较准确的运动轨迹，在下列操作中你认为正确的是________。
A. 实验时应保持斜槽的末端水平
B. 为减小实验误差，应使小球每次从斜槽上不同位置滚下，最后取平均值
C. 为消除斜槽摩擦力的影响，应使斜槽末端倾斜，直到小球能在斜槽末端做匀速运动
D. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
（2）如图所示，在轨迹上取一点A，读取其坐标。由此可计算出小球做平抛运动的初速度大小为________。
A. B. C. D.
（3）如图所示，得到平抛运动轨迹后，在轨迹上取A、B、C三个点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和。已知当地重力加速度为g。由此可求得钢球做平抛运动的初速度大小为________。
【答案】（1）AD （2）D
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．为了使小球做平抛运动，实验时应保持斜槽末端水平，故A正确；BD．为了保证小球到达斜槽末端的初速度相同，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，故B错误，D正确；
C．为减小实验误差，应使斜槽末端水平，使小球在斜槽末端保持静止状态，故C错误。
故选AD。
【小问2详解】
由平抛运动得，水平方向
竖直方向
联立解得，小球做平抛运动的初速度大小为
故选D；
【小问3详解】
由推论可得
水平方向做匀速运动，有
联立可得
15. 在距地面高80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体（g=10m/s2），不计空气阻力。
求：（1）物体落地时间是？
（2）它在下落过程中发生的水平位移；
（3）落地前瞬间的速度大小。
【答案】（1）4s；（2）120m；（3）50m/s
【解析】
【详解】（1）物体离开飞机后，做平抛运动，竖直方向
解得
（2）水平方向
（3）竖直方向的分速度为
由四边形定则
16. 某快乐星球的一颗非静止轨道卫星a在轨道上绕行n圈所用时间为t。如图所示。已知该快乐星球的半径为R，快乐星球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）快乐星球的质量M；
（2）快乐星球的第一宇宙速度；
（3）卫星a离快乐星球表面的高度h。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由
可得
（2）由
可得
（3）卫星a的周期为
由
可得
17. 有一辆质量为 1000 kg 的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥。（g 取10m/s2）
（1）汽车到达桥顶时速度为5 m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？
（3）汽车对地面的压力过小是不安全的。从这个角度讲，拱桥圆弧的半径不能太小。对于相同的拱桥半径，汽车的速度大些比较安全，还是小些比较安全？为什么？
【答案】（1）9.5×103N，方向竖直向下；（2）（3）小些比较安全。
【解析】
【详解】（1）汽车经过桥顶时，由重力和支持力的合力提供向心力，则由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律，汽车对桥的压力为N′=N=9.5×103N，方向竖直向下。
（2）汽车对桥没有压力时，汽车只受重力，重力提供向心力，则有
代入数据解得
（3）根据可知，半径一定时，速度越大，则N越小，则越不安全，则汽车速度小些较安全。
18. 如图所示，质量的物体，在斜向下与水平方向夹角、大小为10N的力F的作用下，从静止开始运动，通过的位移，已知物体与水平面间的动摩擦因数，，，重力加速度g取，求：
（1）力F对物体做多少功；
（2）物体受到的支持力的大小；
（3）摩擦力对物体做多少功。
【答案】（1）16J；（2）26N；（3）
【解析】
【详解】（1）由功的定义可得力F对物体做的功为
（2）由平衡条件可得
解得
（3）摩擦力为
摩擦力对物体做的功为
联立解得
19. “天宫课堂”中有利用旋转的方法将油水分离，化工中也常使用离心分离器，将微小颗粒快速从液体中沉淀析出。如图，试管中装有密度为的液体，内有密度为、体积为V的微小颗粒，。当忽略重力，离心分离器带着试管以角速度ω高速旋转时，求：
（1）体积为V的微小液滴在距离转轴r处随周围液体旋转所需要的向心力大小；
（2）周围液体种类及运动情况未变，体积为V的微小颗粒在距离转轴r处，周围液体对它的合力大小；
（3）a.体积为V的微小颗粒在距离转轴r处，所需要的向心力大小；
b.请分析：微小颗粒什么会在液体中“沉”到试管底部。
【答案】（1）；（2）；（3）a．；b．因为，所以小颗粒所受的合力小于所需要的向心力，小颗粒做离心运动，“沉”到试管底部
【解析】
【详解】（1）忽略重力，积为V的微小液滴在距离转轴r处随周围液体旋转所需要的向心力由周围液体对它的合力提供，则大小
（2）忽略重力，周围液体种类及运动情况未变，体积为V的微小颗粒在距离转轴r处，周围液体对它的合力仍为（1）中小液滴的合力，则合力大小为
（3）a．体积为V的微小颗粒在距离转轴r处，所需要的向心力大小
b．因为，所以小颗粒所受的合力小于所需要的向心力，小颗粒做离心运动，“沉”到试管底部。