2023-2024學(xué)年北京師大附中高一（下）期中物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年北京師大附中高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列物理量中，保持不變的是(

)A.線速度 B.向心加速度 C.角速度 D.向心力2.下列關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(

)A.平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)

C.平拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)D.平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度一定是豎直向下的3.關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，下述說法正確的是(

)A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)

B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)

C.合力的方向與物體速度的方向不在一條直線上時(shí)，物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)

D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受到的力的方向一定是變化的4.在排球比賽中如果運(yùn)動(dòng)員在近網(wǎng)處沿水平方向扣球．若把扣后排球的運(yùn)動(dòng)近似看作質(zhì)點(diǎn)的平拋運(yùn)動(dòng)，則下列四種情況中，排球最有可能出界的是(

)A.扣球點(diǎn)較低，扣出時(shí)排球的速度較大 B.扣球點(diǎn)較低，扣出時(shí)排球的速度較小

C.扣球點(diǎn)較高，扣出時(shí)排球的速度較大 D.扣球點(diǎn)較高，扣出時(shí)排球的速度較小5.如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，左輪的半徑為2r。a點(diǎn)和b點(diǎn)分別位于右輪和左輪的邊緣上。c點(diǎn)在左輪上，到左輪中心的距離為r。若在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑。則(

)A.a點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小之比為1：2

B.b點(diǎn)與c點(diǎn)的角速度大小之比為2：1

C.a點(diǎn)與b點(diǎn)的向心加速度大小之比為2：1

D.b點(diǎn)與c點(diǎn)的向心加速度大小之比為1：26.如圖所示，用長為L的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，則下列說法中正確的是(

)A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力

B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零

C.小球在最高點(diǎn)的速率為gL

D.小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力

7.2023年5月17這是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星，是我國北斗三號(hào)工程的首顆備份衛(wèi)星。關(guān)于這顆衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)說法正確的是(

)A.它的線速度一定比地球的第一宇宙速度小

B.它可能經(jīng)過北京的上空

C.它的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.它的周期與月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相同8.在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動(dòng)可看作是做半徑為R的在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)內(nèi)外路面高度差為?，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L.已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)等于(

)

A.gR?L B.gR?d C.9.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑n倍的情況下，需要驗(yàn)證(

)A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的n2倍

B.蘋果落向地面加速度約為月球公轉(zhuǎn)的加速度n2倍

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的n倍

D.蘋果在地球表面受到的引力約為在月球表面的10.物體A做平拋運(yùn)動(dòng)，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初速度v0的方向?yàn)閤軸的正方向、豎直向下的方向?yàn)閥軸的正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。如圖所示，兩束光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射物體A，在坐標(biāo)軸上留下兩個(gè)“影子”，則兩個(gè)“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物體在x、y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。若從物體自O(shè)點(diǎn)拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列圖象中正確的是(

)A.B.C.D.二、多選題：本大題共4小題，共16分。11.在太空實(shí)驗(yàn)室中可以利用勻速圓周運(yùn)動(dòng)測量小球質(zhì)量。如圖所示，不可伸長的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一待測小球，使其繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用力傳感器測得繩上的拉力為F，用停表測得小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時(shí)間為t，用刻度尺測得O點(diǎn)到球心的距離為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。下列說法正確的是(

)A.圓周運(yùn)動(dòng)軌道可處于任意平面內(nèi)

B.小球的質(zhì)量為FRt24π2n2

C.若誤將n?1圈記作12.有一種叫“旋轉(zhuǎn)飛椅”的游樂項(xiàng)目(如圖所示)。鋼繩的一端系著座椅，另一端固定在水平轉(zhuǎn)盤上。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)。將游客和座椅看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)鋼繩的重力，以下分析正確的是(

)A.根據(jù)a=ω2r可知，坐在外側(cè)的游客旋轉(zhuǎn)的向心加速度更大

B.根據(jù)Fn=mω213.太陽系中的第二大行星是土星，它的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星達(dá)數(shù)十顆。根據(jù)下表所列土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的相關(guān)參數(shù)，可以比較(

)土星的衛(wèi)星距離土星距離/km半徑/km發(fā)現(xiàn)者發(fā)現(xiàn)年份土衛(wèi)五527000765卡西尼1672土衛(wèi)六1

222

0002575惠更斯1655A.這兩顆衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的周期大小 B.這兩顆衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的速度大小

C.這兩顆衛(wèi)星表面的重力加速度大小 D.這兩顆衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的向心加速度大小14.無償獻(xiàn)血、救死扶傷的崇高行為，是文明社會(huì)的標(biāo)志之一。現(xiàn)代獻(xiàn)血常采用機(jī)采成分血的方式，就是指把健康人捐獻(xiàn)的血液，通過血液分離機(jī)分離出其中某一種成分(如血小板、粒細(xì)胞或外周血干細(xì)胞)儲(chǔ)存起來，再將分離后的血液回輸?shù)骄璜I(xiàn)者體內(nèi)。分離血液成分需要用到一種叫離心分離器的裝置，其工作原理的示意圖如圖所示，將血液裝入離心分離器的封閉試管內(nèi)，離心分離器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給血液提供一種“模擬重力”的環(huán)境，“模擬重力”的方向沿試管遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的方向，其大小與血液中細(xì)胞的質(zhì)量以及其到轉(zhuǎn)軸距離成正比。初始時(shí)試管靜止，血液內(nèi)離轉(zhuǎn)軸同樣距離處有兩種細(xì)胞a、b，其密度分別為ρa(bǔ)和ρb，它們的大小與周圍血漿密度ρ0的關(guān)系為ρa(bǔ)<ρA.細(xì)胞a相對試管向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞b相對試管向外側(cè)運(yùn)動(dòng)

B.細(xì)胞a相對試管向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞b相對試管向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)

C.這種離心分離器“模擬重力”對應(yīng)的“重力加速度”沿轉(zhuǎn)動(dòng)半徑方向向外側(cè)逐漸變大

D.這種離心分離器“模擬重力”對應(yīng)的“重力加速度”沿轉(zhuǎn)動(dòng)半徑方向各處大小相同三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。15.向心力演示儀可以利用控制變量法探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系。它通過皮帶傳動(dòng)改變兩輪的轉(zhuǎn)速，讓兩輪上的小球(體積相同)同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，然后通過連動(dòng)裝置使安放在圓盤中心套筒中的彈簧產(chǎn)生形變，利用形變大小來反映向心力的大小，形變越大，露出的標(biāo)格數(shù)越多，如圖所示。

(1)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶套在兩半徑不同的輪盤上時(shí)，輪邊緣的______相等。(選填“線速度”或“角速度”)

(2)當(dāng)探究向心力和角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將傳送帶套在兩輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板______和擋板______處。(選填“A”或“B”或“C”)

(3)若小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，與皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪的半徑之比為3：1，且標(biāo)尺上紅白相間的等分標(biāo)記顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，則兩個(gè)小球質(zhì)量之比為______。

A.1：12

B.9：4

C.4：9

D.12：116.關(guān)于“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)：

(1)圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述運(yùn)動(dòng)過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片。在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可判斷A球豎直方向做______運(yùn)動(dòng)。

(2)在(1)的基礎(chǔ)上，用圖3所示裝置繼續(xù)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列儀器還需要的有______。

A.秒表

B.坐標(biāo)紙

C.天平

D.重垂線

(3)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有______。

A.斜槽軌道必須光滑

B.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平

C.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇

D.y軸的方向根據(jù)重垂線確定

E.為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要用平滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來

F.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

(4)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖4所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，可求得鋼球平拋的初速度大小為______(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示)。

(5)某小組同學(xué)借助頻閃儀拍攝小球運(yùn)動(dòng)照片的方式研究此實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)忘了標(biāo)記重垂線方向。為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿任意兩個(gè)相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系xOy，并測量出另外兩個(gè)位置的坐標(biāo)值(x1,y1)、(四、簡答題：本大題共2小題，共18分。17.如圖所示，長度為L=1.0m的繩，系一小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的質(zhì)量為M=0.5kg，小球半徑不計(jì)，小球在通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v=8.0m/s，若g取10m/s2，試求：

(1)小球在最低點(diǎn)的向心加速度的大小；

(2)小球在最低點(diǎn)所受繩拉力的大小。18.流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過管道橫截面的流體體積，在生活中經(jīng)常涉及流量問題。

(1)如圖1所示，環(huán)保人員在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)一根排污管正在向外滿口排出大量污水。他測出水平管口距落點(diǎn)的豎直高度為?，管口的直徑為d，污水落點(diǎn)距管口的水平距離為l。重力加速度為g。請根據(jù)這些測量量估算：

a.污水離開管口時(shí)的速度大小v；

b.排出污水的流量Q。

(2)如圖2所示，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以O(shè)為圓心、R1和R2為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均可調(diào)節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。花盆大小相同，半徑遠(yuǎn)小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力。

a.依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，若噴水嘴滿口出水的流量相同，請你設(shè)計(jì)噴水嘴的高度應(yīng)滿足的條件；

b.依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，若噴水嘴高度相同，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周且落入每個(gè)花盆的水量相同，請你設(shè)計(jì)噴水嘴轉(zhuǎn)動(dòng)角速度應(yīng)滿足的條件。五、計(jì)算題：本大題共2小題，共18分。19.我國發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”登月探測器靠近月球后，經(jīng)過一系列過程，在離月球表面高為?處懸停，即相對于月球靜止。關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，探測器自由下落，落到月球表面時(shí)的速度大小為v，已知萬有引力常量為G，月球半徑為R，?<<R，忽略月球自轉(zhuǎn)。求：

(1)月球表面的重力加速度g0；

(2)月球的質(zhì)量M；

(3)假如你站在月球表面，將某小球水平拋出，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，拋出時(shí)的速度越大，小球落回到月球表面的落點(diǎn)就越遠(yuǎn)。所以，可以設(shè)想，如果速度足夠大，小球就不再落回月球表面，它將繞月球做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，成為月球的衛(wèi)星。則這個(gè)拋出速度v1至少為多大？20.如圖所示，AB為一豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道，半徑R=0.5m，與水平滑道BC相切于B點(diǎn)．BC長為2m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.C點(diǎn)下方?=1.25m處放置一水平圓盤，圓心O與C點(diǎn)在同一豎直線上，其半徑OE上某點(diǎn)固定一小桶(可視為質(zhì)點(diǎn))，OE//BC.一質(zhì)量m=0.2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓軌道上某點(diǎn)滑下，當(dāng)物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，圓盤開始從圖示位置繞通過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．物塊通過圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為5.6N，物塊由C點(diǎn)水平拋出后恰好落入小桶內(nèi)．取g=10m/s2，求：

(1)物塊通過B點(diǎn)的速度；

(2)小桶到圓心O的距離；

(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件．

參考答案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.線速度

A

C

B

16.自由落體

BD

BDF

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

(2)在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有T?Mg=Mv2L18.解：(1)a.排出的污水做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可得：

在水平方向上有：l=vt

在豎直方向上有：?=12gt2

解得：v=lg2?

b.根據(jù)流量的定義，可得排出污水的流量為：

Q=vS=lg2??πd24=πd2l82g?

(2)a.若噴水嘴滿口出水的流量相同，則出水速度相同(設(shè)為v)，設(shè)給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，對應(yīng)的噴水嘴的高度分別為?1、?2。

噴出的水做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可得：

在水平方向上有：R=vt

在豎直方向上有：?=12gt2

解得：?=12g(Rv)2

可得：?1?2=R12R22

b.若噴水嘴高度相同，即?1=?2，則噴出的水在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，根據(jù)：R=vt，可得對應(yīng)的出水速度滿足：

v1v2=R1R2

設(shè)噴水嘴出水的流量分別為19.解：(1)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：

v2=2g0?

解得重力加速度為：g0=v22?

(2)在月球表面，設(shè)探測器的質(zhì)量為m。

由萬有引力等于重力得：GMmR2=mg0

解得