忻城县高级中学2024年春季学期高一年级中段考试卷
物理
本试卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 在物理学规律的发现过程中许多科学家做出了重要的贡献，下列说法中符合史实的是（ ）
A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B. 牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量
C. 亚当斯和勒维耶通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”
D. 亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误；
B．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，故B错误；
C．亚当斯和勒维耶通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”，故C正确；
D．哥白尼提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，用跨过定滑轮的绳把湖中小船向右拉到靠近岸的过程中，如果水平拉绳子的速度保持不变，则小船的速度（ ）
A. 不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解，如图
拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度，由几何关系，得到
在小船靠岸的过程中，由于拉绳的速度v保持不变， 也不断变大，故不断变大。
故选B。
3. 如图所示，光滑斜面固定在水平面上，顶端O有一小球，小球从静止释放沿斜面运动到底端B的时间是t1.若给小球不同的水平初速度，使小球分别落到斜面上的A点，经过的时间是t2；落到斜面底端B点，经过的时间是t3；落到水平面上的C点，经过的时间是t4，不计空气阻力，则( )
A. t1＜t2 B. t4＜t1
C. t3＜t4 D. t3＜t2
【答案】B
【解析】
【详解】AB．小球沿斜面下滑时：，由于ah，所以沿斜面下滑时间是最长的，则t4CD．小球做平抛运动时：，因此下落高度大的时间长，所以有t4＝t3>t2，故CD错误；
4. 一名网球运动员在发球时将球水平击出，如图所示。若该运动员发球速度为，已知球网高度为0.9m，发球点距球网的水平距离为12m，不计球在空中飞行时的空气阻力，取，为使网球顺利发过网，该运动员击球点距地面的高度至少为（ ）
A 1.8m B. 1.7m C. 0.9m D. 0.8m
【答案】B
【解析】
【详解】运动员发球速度
水平方向
解得
竖直方向根据
其中
解得
故B正确，ACD错误
故选B。
5. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则（ ）
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大
B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球飞到最高点时速度为零
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．由图可知三个球最高点相同，运动时间相同；由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大，故BD错误，A正确；
C．做斜抛运动的物体最高点还有水平速度，速度不为零，故C错误。
故选A。
6. 如图甲所示，和谐号动车的雨刷器由刮水片和悬臂构成，M、N为刮水片的端点，P为刮水片和悬臂的链接点。悬臂OP绕O点往复转动的过程中，刮水片不绕P点转动，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点的线速度不同 B. M、N两点的周期相同
C. M、N两点的加速度均指向O点 D. P点的线速度大小始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB．刮水片不绕P点转动，则刮水片上的各点运动的情况完全相同，所以M、N的线速度始终相同，周期也是相等的，选项A错误，B正确；
C．刮水片上的各点运动的情况完全相同，即M、N、P点的线速度、角速度始终相同，根据可知三点的半径不同，则M、N两点的圆心不可能是O点，加速度不可能均指向O点，选项C错误；
D．悬臂OP绕O点往复转动的过程是非匀速圆周运动，故P点线速度的大小变化的，选项D错误。
故选B。
7. 关于下列各图，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，传动装置转动过程中a，b两点的角速度相等
B. 图乙中，无论用多大的力打击，A、B两钢球总是同时落地
C. 图丙中，汽车通过拱桥顶端的速度越大，汽车对桥面的压力就越大
D. 图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，内外轨对火车都有侧压力
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中，传动装置转动过程中a，b两点在两齿轮的边缘，线速度大小相等，角速度不相等，A错误；
B．图乙中，由平抛运动的规律可知，无论用多大的力打击，A、B两钢球总是同时落地，B正确；
C．图丙中，由牛顿第二定律可得
汽车通过拱桥顶端的速度越大，桥面对汽车的支持力就越小，由牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力就越小，C错误；
D．图丁中，当火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，火车的重力与斜轨道的支持力的合力恰好等于向心力，内外轨对火车均无侧压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，火车有做离心运动的趋势，则有外轨对火车有侧压力，D错误。
故选B。
二、多选题（每题6分，答对但不全得3分，错选0分，共18分）
8. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）
A. 地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力
B. 周期关系为Ta = Tc > Tb
C. 线速度的大小关系为va < vc < vb
D. 向心加速度的大小关系为aa > ab > ac
【答案】BC
【解析】
【分析】AC转动的周期相等，BC同为卫星，万有引力这块公式较多，涉及的物理量较多，在使用的时候一定要注意各个物理量表示的含义，然后选择正确的公式分析解题，
【详解】A.bc受到的万有引力完全充当向心力，a受到的万有引力一部分提供向心力，三者都受到重力作用，A错误；
B.因为ac角速度相同，所以周期相同，故，根据公式可得，半径越大，周期越大，故，所以 ，B正确；
C.对bc来说，万有引力完全充当向心力，所以根据公式可得，半径越大，线速度越小，故有，对于ac来说，运动周期相同，故根据公式可得，故，C正确；
D根据公式可得，半径越大，加速度越小，故，根据公式，角速度相同，半径越大，加速度越大，故，所以，故D错误；
【考点】万有引力定律
9. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。“天行一号”02星的定位过程可简化为如图所示的情境，椭圆轨道1为变轨的轨道，圆形轨道2为正常运行的轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上P点的加速度小于卫星在轨道2上P点的加速度
B. 卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过P点时的速度
D. 卫星在轨道1上运行的周期大于在轨道2上运行的周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A．无论是在轨道1还是轨道2上运行，02星都是只受地球万有引力作用，由牛顿第二定律有
可得加速度大小
可知在同一位置，卫星的加速度大小相等，A错误；
B．卫星在轨道1上的P点如果不加速，会继续沿椭圆轨道运动，在P点需要加速可以使
在轨道2做匀速圆周运动，B正确；
C．卫星在椭圆轨道1上经过Q点时的速度是近地点速率大于远地点速率即经过P点时的速度，C正确；
D．根据开普勒第三定律，轨道1的半长轴小于轨道2的轨道半径，可知卫星在轨道1上运行的周期小于在轨道2上运行的周期，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，长为0.1m的轻杆一端固定一小球质量为0.1kg的小球，小球绕圆心O在竖直面内做圆周运动。P是圆周上的最高点，重力加速度，下面说法正确的时（ ）
A. 当小球运动到与O相平的水平位置时，杆对小球作用力为零
B. 若小球经过P点时速度为1m/s，杆对小球作用力为零
C. 若小球经过P点时杆对小球作用力等于0.36N，小球的速度一定等于0.8m/s
D. 若小球经过Q点时杆对小球作用力等于5N，小球速度一定等于2m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小球做圆周运动过程中要有向心力，因此，当小球运动到与相平的水平位置时杆对小球提供一个指向圆心的拉力，故A错误；
B．在最高点，当只有重力提供向心力时有
代入数据解得
故B正确；
C．在最高点，杆对小球的作用力可能向上，也可能向下，因此有
或
解得
故C错误；
D．当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为，有
代入数据解得
故D正确。
故选BD。
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 在“探究平抛运动特点”的实验中，用如图所示装置和频闪相机来探究平抛运动的特点。
（1）进行实验时，已备有器材：斜槽、小球、木板、白纸(（坐标纸)、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的______。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．复写纸
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必需光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）某同学利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，如图乙所示，已知频闪周期为T，每个小方格边长为L，则小球在水平方向做______运动，小球在竖直方向做______运动。
（4）根据图乙可以判断A点______（选填“是”或“不是”)抛出点。
（5）根据图乙可以计算小球运动到B点的竖直分速度为______，所在处重力加速度g为______(用题目所给出的符号表示)。
【答案】 ①. CD##DC ②. AD##DA ③. 匀速直线 ④. 自由落体运动 ⑤. 是 ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验原理可知，还需要的实验器材为中垂线和复写纸，秒表和天平均不需要。
故选CD。
（2）[2]．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故A正确；
BD．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的相同位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故B错误，D正确；
C．将坐标纸上的点要用平滑的曲线连接，故C错误。
故选AD
（3）[3][4]根据图2可知相邻的两个点水平方向间距相等为
竖直方向
由此可知水平方向匀速运动，竖直方向做自由落体运动；
（4）[5]根据图2可知相邻两点竖直方向的位移之比为，由此可以判断A点为抛出点；
（5）[6]竖直方向根据中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
[7]根据
可知
四、解答题（共3题，共40分）
12. 如图所示，一根长为 0.2 m，能够承受的最大拉力为 16N 的细线，一端系着一个 质量是 0.2 kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的线速度增大到时，细线断裂，小球恰好从桌子边沿的 A 点（图中未画出）沿着垂直于 桌子边沿的方向飞出．求：
(1) 这时小球运动的线速度
(2) 若桌面高出地面 0.8 m，求小球飞出后的落点到 A 点距离．
【答案】（1）（2）
【解析】
【分析】线未断开前，由线的拉力提供向心力．由向心力公式出小球的速度大小；小球离开桌面后做平抛运动，由高度求出时间，并求出平抛运动的水平位移，根据所求的距离与水平位移的数学关系求解．
【详解】（1）小球在桌面内做匀速圆周运动的向心力由绳子提供：
代入数据解得：
（2）小球从A点飞出过程为平抛运动，设运动时间为t，桌子高度为h，小球运动的水平位移为x，则有： ，x=v0t
解得：x=1.6m
再由勾股定理得：
可得：
【点睛】对于匀速圆周运动，基本方程是“指向圆心的合力”等于向心力，即F合=Fn，关键分析向心力的来源．
13. “天问一号”于2021年2月到达火星附近，实施火星捕获。5月15日择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。若分离前“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，距火星表面高度为h，运动2圈的时间为t，火星半径为R，引力常量为G。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度g。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意知“天问一号”的运动周期为
对“天问一号”受万有引力提供向心力，有
得
（2）假设火星表面有一物体，有
得
14. 如图所示，水平传送带沿顺时针方向传动，质量为的小物块由静止轻轻放上传送带，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动。C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点。小物块离开D点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点。已知半圆轨道的半径，D点距水平面的高度，倾斜挡板与水平面间的夹角物块与传送带间动摩擦因数为，取，试求：
（1）传送带A、B间的最小距离L；
（2）小物块经过D点时对轨道压力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小物块过C点恰能做圆周运动，则在C点，根据牛顿第二定律
解得
在传送带上根据牛顿第二定律推得
根据运动学规律，加速位移
（2）物块离开D点后平抛到恰好垂直到板上E点，则
解得
由
联立解得
在D点，根据牛顿第二定律
代入解得
根据牛顿第三定律知，物块对轨道压力忻城县高级中学2024年春季学期高一年级中段考试卷
物理
本试卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 在物理学规律的发现过程中许多科学家做出了重要的贡献，下列说法中符合史实的是（ ）
A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B. 牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量
C. 亚当斯和勒维耶通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”
D. 亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步
2. 如图所示，用跨过定滑轮的绳把湖中小船向右拉到靠近岸的过程中，如果水平拉绳子的速度保持不变，则小船的速度（ ）
A. 不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
3. 如图所示，光滑斜面固定在水平面上，顶端O有一小球，小球从静止释放沿斜面运动到底端B时间是t1.若给小球不同的水平初速度，使小球分别落到斜面上的A点，经过的时间是t2；落到斜面底端B点，经过的时间是t3；落到水平面上的C点，经过的时间是t4，不计空气阻力，则( )
A t1＜t2 B. t4＜t1
C. t3＜t4 D. t3＜t2
4. 一名网球运动员在发球时将球水平击出，如图所示。若该运动员发球速度为，已知球网高度为0.9m，发球点距球网的水平距离为12m，不计球在空中飞行时的空气阻力，取，为使网球顺利发过网，该运动员击球点距地面的高度至少为（ ）
A. 1.8m B. 1.7m C. 0.9m D. 0.8m
5. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则（ ）
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大
B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球飞到最高点时速度零
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
6. 如图甲所示，和谐号动车的雨刷器由刮水片和悬臂构成，M、N为刮水片的端点，P为刮水片和悬臂的链接点。悬臂OP绕O点往复转动的过程中，刮水片不绕P点转动，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点的线速度不同 B. M、N两点的周期相同
C. M、N两点的加速度均指向O点 D. P点的线速度大小始终不变
7. 关于下列各图，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，传动装置转动过程中a，b两点的角速度相等
B. 图乙中，无论用多大的力打击，A、B两钢球总是同时落地
C. 图丙中，汽车通过拱桥顶端的速度越大，汽车对桥面的压力就越大
D. 图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，内外轨对火车都有侧压力
二、多选题（每题6分，答对但不全得3分，错选0分，共18分）
8. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）
A. 地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力
B. 周期关系为Ta = Tc > Tb
C. 线速度的大小关系为va < vc < vb
D. 向心加速度的大小关系为aa > ab > ac
9. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。“天行一号”02星的定位过程可简化为如图所示的情境，椭圆轨道1为变轨的轨道，圆形轨道2为正常运行的轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上P点的加速度小于卫星在轨道2上P点的加速度
B. 卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过P点时的速度
D. 卫星在轨道1上运行的周期大于在轨道2上运行的周期
10. 如图所示，长为0.1m的轻杆一端固定一小球质量为0.1kg的小球，小球绕圆心O在竖直面内做圆周运动。P是圆周上的最高点，重力加速度，下面说法正确的时（ ）
A. 当小球运动到与O相平的水平位置时，杆对小球作用力为零
B. 若小球经过P点时速度为1m/s，杆对小球作用力为零
C. 若小球经过P点时杆对小球作用力等于0.36N，小球的速度一定等于0.8m/s
D. 若小球经过Q点时杆对小球作用力等于5N，小球速度一定等于2m/s
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 在“探究平抛运动特点”的实验中，用如图所示装置和频闪相机来探究平抛运动的特点。
（1）进行实验时，已备有器材：斜槽、小球、木板、白纸(（坐标纸)、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的______。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．复写纸
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必需光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）某同学利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，如图乙所示，已知频闪周期为T，每个小方格边长为L，则小球在水平方向做______运动，小球在竖直方向做______运动。
（4）根据图乙可以判断A点______（选填“是”或“不是”)抛出点。
（5）根据图乙可以计算小球运动到B点的竖直分速度为______，所在处重力加速度g为______(用题目所给出的符号表示)。
四、解答题（共3题，共40分）
12. 如图所示，一根长为 0.2 m，能够承受的最大拉力为 16N 的细线，一端系着一个 质量是 0.2 kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的线速度增大到时，细线断裂，小球恰好从桌子边沿的 A 点（图中未画出）沿着垂直于 桌子边沿的方向飞出．求：
(1) 这时小球运动线速度
(2) 若桌面高出地面 0.8 m，求小球飞出后落点到 A 点距离．
13. “天问一号”于2021年2月到达火星附近，实施火星捕获。5月15日择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作。若分离前“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，距火星表面高度为h，运动2圈的时间为t，火星半径为R，引力常量为G。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面的重力加速度g。
14. 如图所示，水平传送带沿顺时针方向传动，质量为的小物块由静止轻轻放上传送带，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动。C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点。小物块离开D点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点。已知半圆轨道的半径，D点距水平面的高度，倾斜挡板与水平面间的夹角物块与传送带间动摩擦因数为，取，试求：
（1）传送带A、B间的最小距离L；
（2）小物块经过D点时对轨道压力的大小。
