广州广雅中学2024年高一下期中考物理试卷含答案.pdf

学科网（北京）股份有限公司20232023 学年第二学期高一年级期中考试试卷学年第二学期高一年级期中考试试卷 物理物理 审核人:高一物理备课组 命题人:本试卷共 4 页，满分 100 分，考试用时 75 分钟.第第 I I 卷（选择题）卷（选择题）注意事项:1开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡指定区域内2选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔犯者题下上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案;不能答在试卷上 3非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上，不得使用涂改液，不得使用计算器，不按以上要求作答的答案无效4考生必须保持答题卡的整洁一、一、单项选择题，本题共单项选择题，本题共 7 7 小题，每小题小题，每小题 4 4 分，共分，共 2828 分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确确 1开普勒分别于 1609 年和 1619 年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）A在牛顿发现万有引力定律后，开普勒才发现了行星的运行规律 B所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，运行的周期都相同 C对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大 D开普勒发现行星运动规律后，根据计算和观测发现了海王星，从而证明了规律的正确性 2同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（）A相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B相对于地面，小球运动的轨迹是曲线 C小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D小球能落回小孔纯属巧合 3如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒匀速转动经过 a、b、c、d 四个位置，这四个位置中，小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置是（）学科网（北京）股份有限公司 Aa 位置 Bb 位置 Cc 位置 Dd 位置 4宇宙中的“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，且般远离其他天体。如图所示，两颗恒星球组成的双星系统，在相互的万有引力作用下，绕连线上的 O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗恒星之间的距离为 L，质量之比为 m1：m2=3：2。则 m1、m2做圆周运动（）A线速度之比为 3：2 B角速度之比为 3：2 C向心力之比为 2：3 D半径之比为 2：3 5如图所示，将完全相同的小球 1、2、3 分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A小球 3 落地瞬间的重力的功率最小 B3 个小球落地瞬间的速度大小相等 C该过程中，小球 3 的重力做功最多 D该过程中，3 个小球的重力做功的平均功率相等 6如图所示，汽车通过拱形桥的最高点时，下列说法正确的是（）A桥所受的压力等于汽车的重力 B桥所受的压力大于汽车的重力 学科网（北京）股份有限公司 C桥所受的压力小于汽车的重力 D汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大 72021 年 10 月 16 日，“神舟十三号”载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富 3 名航天员送入太空，飞船入轨后，与天和核心舱和“天舟二号”、“天舟三号”组合体进行自主快速交会对接。“神舟十三号”载人飞船和同步卫星均绕地球做圆周运动，同步卫星的轨道半径约为“神舟十三号”载人飞船轨道半径的 6.6 倍，则下列说法正确的是（）A“神舟十三号”载人飞船的周期大于同步卫星的周期 B“神舟十三号”载人飞船的发射速度应小于第一宇宙速度 C“神舟十三号”载人飞船的线速度小于同步卫星的线速度 D“神舟十三号”载人飞船的向心加速度大于同步卫星的向心加速度 二、多二、多项选择题，本题共项选择题，本题共 3 3 小题，每小题小题，每小题 6 6 分，共分，共 1818 分分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求，全部选对的得求，全部选对的得 6 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 3 分，有选错或不答的得分，有选错或不答的得 0 0 分分 8如图所示，从水平地面上不同位置斜向上抛出的三个小球沿三条不同的路径运动，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A沿路径 1 抛出的小球落地的速率最大 B沿路径 3 抛出的小球在空中运动时间最长 C三个小球抛出的初速度的竖直分量相等 D三个小球抛出的初速度的水平分量相等 学科网（北京）股份有限公司 9中国的火星探测器“天问 1 号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由椭圆轨道 1、椭圆轨道 2、圆轨道 3、最终经过轨道 4 落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是（）A探测器从轨道 2 到轨道 3 需要向前喷气减速 B探测器在轨道 2 和轨道 1 的 P 点加速度大小不相等 C火星的球心与椭圆的中心重合 D探测器在轨道 2 上经过 Q 点的速度小于经过 P 点的速度 10一质量为 m的汽车原来在平直路面上以速度 v匀速行驶，发动机的输出功率为P。从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达 2v之后又开始匀速行驶。若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A汽车加速过程的最大加速度为Pmv B汽车加速过程的平均速度为32v C汽车速度从 v增大到 2v 过程做变加速运动 D汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大 第第 IIII 卷（非选择题）卷（非选择题）三、实验题三、实验题，本题共，本题共 2 2 小题，共小题，共 1515 分分.11（9 分）某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，传感器连接到计算机以显示细线的拉力大小，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的遮光时间。已知滑块上遮光条的挡光宽度为 d，旋转半径为 R。（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为t，则角速度=（用题中所给物理量的 学科网（北京）股份有限公司 字母表示）；（2）控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为1F和1t；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数2F、3F和光电门的示数2t、3t。以力传感器的示数F为纵轴，对应的挡光时间平方倒数()21t为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，图中a、b的值已知，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的滑动摩擦因数=。（3）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出()21Ft的新图像，将两图像绘制于同一坐标系中，可能是下图中的 。A B C D 12（6 分）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为 1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：学科网（北京）股份有限公司（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 ，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 ；（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为 2m/s（结果均保留 2 位有效数字）。四、计算题，本题共四、计算题，本题共 3 3 小题，共小题，共 3939 分分.13（12 分）如图（甲）所示，是饭店常见的一种可旋转餐桌，其在圆形桌面上安装有可转动的圆盘，转盘的半径 r为 0.8m，转盘与桌面的高度差忽略不计，圆形桌面的半径 R为 1m，转盘中心与桌面中心重合，桌面与水平地面的高度差为 0.8m，在转盘边缘有一个陶瓷杯，示意图如图（乙）所示，陶瓷杯与转盘、桌面之间的动摩擦因数分别为10.5=、20.32=，取210m/s=g，杯子可视为质点，求：（1）为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，转盘转动的最大角速度为多少?（2）当转盘以（1）中的最大角速度旋转时，服务员突然抓住转盘使其停止转动，陶瓷杯滑上桌面并最终从桌面飞出，陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为多少?14（12 分）据报道，首次在太阳系外发现“类地”行星 Kepler186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学实验。宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近 h处自由释放一个小球，落地时间为 t，已知该行星半径为 R，万有引力常量为 G，求：（1）该行星“北极”表面的重力加速度 g；（2）该行星的平均密度；（3）经测量该行星自转周期为 T，如果该行星存在一颗同步卫星，求其距行星表面的高度 H。15（15 分）如图半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知60POC=，求：（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力；（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数；（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 参考答案：参考答案：1C【解析】A发现了行星的运行规律之后，牛顿才发现万有引力定律，故 A 错误；B根据开普勒第一定律可知，所有行星的运行轨道均为椭圆，半径越大，周期越大，故 B 错误；C根据开普勒第二定律可知：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大，故 C 正确；D开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，但海王星却是在万有引力定律发现之后才通过观测发现的，故 D 错误。故选 C。2B【解析】AB相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，故 A 错误，B 正确；CD能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故 CD 错误。故选 B。3A【解析】在 a位置时根据 2NaFmgmr+=可得 2Na-Fmr mg=在 c位置时根据 2NcFmgmr=可得 2Nc+Fmr mg=所以水滴在 a位置时受筒壁的作用力最小，水滴最不容易被甩出；在 c 位置受筒壁的作用力最大，水滴最容易被甩出。故选 A。4D【解析】ABD双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则 m12r1=m22r2 所以 r1：r2=m2：m1=2：3 学科网（北京）股份有限公司 根据 v=r 可知 v1：v2=2：3 故 D 正确，AB 错误；C向心力为 F=m2r 所以向心力之比为 1：1，故 C 错误。故选 D。5A【解析】A落地瞬间重力的功率为 yPmgv=则对甲有 112yPmgvmggh=对乙有 222yPmgvmggh=对丙有 332sin45yPmgvmgghmggh=所以落地瞬间重力的功率123PPP=，所以 A 正确；B根据动能定理对甲有 2112mghmv=，1=2vgh 对乙有 22201122mghmvmv=，220=2vghv+对丙有 2312mghmv=，3=2vgh 则落地瞬间速度132vvv=，所以 B 错误；C重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功123=WWW=，则 C 错误；学科网（北京）股份有限公司 D全程重力做功的平均功率为 WmghPtt=由于三个小球下落的时间有 123ttt=，所以 D 错误；故选 A。6C【解析】汽车在拱形桥上运动时做的是曲线运动，可认为汽车在做圆周运动，而当汽车通过拱形桥的最高点时，做圆周运动所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有 2NvGFmR=可得 2NvFGmR=而根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力大小等于桥对汽车的支持力，则桥所受的压力小于汽车的重力，由上式可知，汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小。故选 C。7D【解析】A由开普勒第三定律 32rkT=飞船的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则其周期小于同步卫星的周期，故 A 错误；B近地卫星的的线速度即为第一宇宙速度，是卫星发射的最小速度，飞船轨道半径大于近地卫星半径，发射速度大于第一宇宙速度，故 B 错误；C根据万有引力提供向心力，有 22MmvGmrr=解得 GMvr=飞船轨道半径小于同步卫星，所以其线速度大于同步卫星，故 C 错误；D空间站的向心加速度由 2MmGmar=得 学科网（北京）股份有限公司 2MaGr=飞船轨道半径小于同步卫星，所以其向心加速度大于同步卫星，故 D 正确。故选 D。8AC【解析】BC将初速度分解为水平方向和竖直方向的分速度，在竖直方向上三个小球的分运动相同，根据竖直上抛运动特点可知 212hgt=22vgh=三个小球在空中的运动时间相同，三小球初速度的竖直分量相同，故 B 错误，C 正确；AD在相等时间内球 1 的水平位移最大，则球 1 的初速度水平分量最大，而三小球初速度的竖直分量相同，则落地时球 1 的速率最大，故 A 正确，D 错误。故选 AC。9AD【解析】A探测器由高轨道进入低轨道，需要向前喷气减速，故 A 正确；B根据牛顿第二定律 2MmGmar=可知在同一点，探测器的加速度大小相等，故 B 错误；C火星的球心在椭圆的焦点上，故 C 错误；D探测器在轨道 2 的 Q 点相当于是“远地点”，轨道 2 的 Q 点相当于是“近地点”，“近地点”的速度更大，故 D 正确。故选 AD。10AC【解析】A设汽车所受的阻力为 f，则开始时 Pfv=加大油门后 12Pf v=则 12PP=汽车在开始加大油门时的加速度最大，最大加速度为 学科网（北京）股份有限公司 2PfFfPvammmv=A 正确；BCD汽车若做匀加速运动，则平均速度为 2322vvvv+=而汽车随速度的增加，由 PFv=可知牵引力减小，则加速度减小，即汽车做加速度减小的加速运动，则平均速度不等于32v，BD 错误 C正确。故选 AC。11 dR t 2adgR B【解析】（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，即 dvt=又因 vR=联立可得 dR t=（2）对在转台上做匀速圆周运动滑块，由牛顿第二定律有 2vmgFmR+=联立以上可得 221mdFmgRt=根据图乙知-b=-mg 2bmdkaR=联立解得 2adgR=（3）换用质量更大的滑块，根据以上可得-b=-mg 即 学科网（北京）股份有限公司 b=mg 又因 2bmdkaR=可得 2gRad=可知 m增大，b增大而 a不变，故选 B。12 水平 初速度 9.7【解析】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，确保小球抛出时速度水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的初速度相同；（2）小球竖直方向做自由落体运动，由逐差法有()()()243212yyyygT+=解得()()()222211.0 13.46.1 8.610 m/s9.7m/s2 0.05g+=13（1）2.5rad/s；（2）0.16m【解析】（1）为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，则向心力不能大于最大静摩擦力，即 21mrmg 解得 2.5rad/s 转盘转动的最大角速度为2.5rad/s。（2）陶瓷杯从转盘上滑出时速度为 1vr=滑出后物块在桌面上做匀变速直线运动，则 2mgma=桌面半径为1mR=，如图所示 学科网（北京）股份有限公司 由几何关系可得物块在桌面上滑行的距离为 22xRr=根据匀变速直线运动规律可得 22212vvax=解得 20.4m/sv=划出桌面后做平抛运动，在竖直方向上 212hgt=则陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为 2xv t=解得 20.16mxv t=陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为 0.16m。14（1）22ht；（2）232hG Rt；（3）2232 22hT RRt【解析】（1）根据 212hgt=解得行星“北极”表面的重力加速度为 22hgt=（2）根据 2MmmgGR=可得行星的质量为 学科网（北京）股份有限公司 GgRM2=则行星的平均密度为 233423MhG RtR=（3）万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 222()()()MmGmRhRhT=+联立解得同步卫星距离行星表面高度为 2232 22hT RhRt=15（1）N2Fmg=，方向竖直向上；（2）0.25=；（3）p3EmgR=【解析】（1）设滑块第一次滑至C点时的速度为cv，圆轨道C点对滑块的支持力为NF，在PC过程中有()211 cos602cmgRmv=在C点有 2cNvFmgmR=解得 N2Fmg=方向竖直向上。（2）在PCQ过程中有()1 cos6020mgRmgR=解得 0.25=（3）在 A 点有 2AvmgmR=在QCA过程中有 21222pAEmvmgRmgR=+解得弹性势能 p3EmgR=