山东省济南市重点高中2023-2024学年高一下学期5月期中考试 物理（PDF版含答案）

2023-2024 学年度第二学期高一期中测试
物理试卷
考试时间：90 分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单项选择题:本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分，每个小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律
B．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到牛顿力学理论也适用于微观粒子的运动
C．开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆轨道中心
D．牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体
之间
2．下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B．铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C．图中所示是圆锥摆，减小 ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
D．洗衣机的脱水是利用了失重现象
3．如图，运动员将质量为 m的篮球从 h高处投出，篮球进入离地面 H高处的篮筐时速度为 v，若以篮球投
出时位置所在水平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对于篮球，下列说法正确的是（ ）
A．进入篮筐时势能为 mgH
1
B 2．在刚被投出时动能为mgH mv
2
C．进入篮筐时机械能为mgH
1
mv2
2
1
D 2．经过途中 P点时的机械能为mgH mgh mv
2
试卷第 1页，共 7页
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4．如图所示，中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发
射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为 A、远地点为 B的椭圆轨道上，
在 B点通过变轨进入预定圆轨道。则（ ）
A．在椭圆轨道上运行时，飞船在 A点的速度比 B点的小
B．在椭圆轨道上运行时，飞船在 A点的加速度比 B点的大
C．在 B点变轨前后，飞船的机械能不变
D．在 B点飞船通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道
5．如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运
动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（ ）
A．电性与场源电荷的电性相同
B．在 a、b两点所受电场力大小 Fa＞Fb
C．在 a、b两点时速度大小 va＜vb
D．在 a、b两点的加速度 aa＜ab
6．两节动车的额定功率分别为 P1和 P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为 v1和v2。现将它们编成动
车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（ ）
Pv P v Pv P v
A 1 1 2 2 B 1 2 2 1
P P
C 1 2
v1v2 P1 P2 v1v2
． P P ． ． D．1 2 P1 P2 P1v1 P2v2 P1v2 P2v1
7．质量为 m，长为 L的匀质木板以速度 v0向右运动，水平地面 O点左侧是光滑的，右侧是粗糙的，与木板
的摩擦系数为 ，当木板全部进入时刚好静止，则木板的初速度 v0是（ ）
A． gL B．2 gL C． 3 gL D．3 gL
8．北京时间 2020年 12月 17日 1时 59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，
标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号于 11月 24日在中国文昌航天发射场发射升空
并进入地月转移轨道，然后实施 2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器
在环月圆轨道上的运行周期为 T，轨道半径为 r，月球半径为 R，引力常量为 G，则（ ）
2
A 4 R
3 4 2r3
．月球的质量为 2 B．月球表面的重力加速度大小为GT R2T 2
2 3 2 R
C 4 R．月球的第一宇宙速度为 2 D．“嫦娥五号”探测器运行的速率为rT T
试卷第 2页，共 7页
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二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，每个小题有多个选项符合题目要求。全部选对得
4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
9．如图所示，重为 G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位
移为 x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（ ）
A．支持力对物体做功为 0
B．静摩擦力对物体做功为 Gxsinαcosα
C．重力对物体做功为 Gx
D．合力对物体做功为 0
10．2022年 12月 8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星
冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为
3: 2，如图所示。根据以上信息可以得出（ ）
A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为 27 :8
B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为 9 : 4
D．下一次“火星冲日”将出现在 2023年 12月 8日之后
11. 动机带动足够长的水平传送带以速度 v匀速传动，一质量为 m的小木块由静止轻放在传送带上，如图所
示。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为 g，当小木块与传送带相对静止时( )
2A．传送带转过的路程为

B
2
．小木块的位移为

C．摩擦产生的热量为 2
D．因放上小木块后，电动机带动传送带匀速转动多输出的总能量为 2
12．如图所示，半径为 R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬
间得到一个水平初速度 v0，若 v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法
正确的是（ ）
A．如果v0 gR
R
，则小球能够上升的最大高度为
2
B．如果 v0 2gR ，则小球能够上升的最大高度为 R
3R
C．如果v0 3gR，则小球能够上升的最大高度为 2
D．如果 v0 5gR，则小球能够上升的最大高度为 2R
试卷第 3页，共 7页
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三、非选择题:本题共 6 小题，共 60 分。
13．(6分) 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：
①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板 A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1: 2 :1，变速
塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2 :1和3:1。回答以下问
题：
(1)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的______________；
A．探究小车速度随时间变化规律
B．探究两个互成角度的力的合成规律
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
D．探究平抛运动的特点
(2)某次实验中，把两个质量相等的钢球放在 B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动
皮带调至第 层塔轮（填“一”“二”或“三”）。
②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖
直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块 P，用细线将滑块 P与固定在竖直转轴上的力
传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传
感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为 d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为 D，光电门可以
测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块 P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：
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(3)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为 t，则滑块 P的角速度表达式为 ；
(4)实验小组保持滑块 P质量和运动半径 r不变，探究向心力 F与角速度 的关系，作出 F 2图线如图丁
所示，若滑块 P运动半径 r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F 2图线可得滑块 P质量m
kg（结果保留 2位有效数字）。
14．(8分) 如图 1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以
50Hz的交流电。
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图 2所示，其中 O点为打点计时器打下的第一个点，
A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得 OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点 A和 B、B和
C之间还各有一个点。已知重物的质量为 1.00kg，取 g=9.80m/s2、在 OB段运动过程中，重物重力势能的减
少量△EP= J；重物的动能增加量△Ek= J（结果均保留三位有效数字）。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的 误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学
数据处理的结果比较合理的应当是△Ep △Ek（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(3)甲同学多次实验，以重物的速度平方 v2为纵轴， 以重物下落的高度 h为
横轴，作出如图所示的 v2—h图像， 则当地的重力加速度 g= m/s2。
（结果保留 3位有效数字）
15．（7分）如图所示，直角三角形 ABC的∠B为直角，∠A=30°，直角边 BC=a。分别在 A、B两点固定两
个点电荷，已知固定在 A点的点电荷的电荷量为+Q（Q>0），静电力常量为 k，若在 C点放置一带正电的试
探电荷，它受到的电场力平行于 AB指向右方。
（1）判断固定在 B点的点电荷的电性；
（2）求固定在 A点的点电荷在 C点产生的电场强度 E1；
（3）求 C点的电场强度大小 E。
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16．（9分）如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球 a和 b，用手托住球 b，当绳刚好被拉
紧时，球 b离地面的高度为 h，球 a静止于地面。已知球 a的质量为 m，球 b的质量为 3m，重力加速度为
g，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球 b，在球 b下落过程中，
求：
（1）绳子拉力的大小？
（2）球 a、球 b的机械能的变化量？
（3）球 a能上升的最大高度为多少？
17．(14分) 一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴OO 上的 O点，并可随
轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于 O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定
工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度 L 0.2m，
杆与竖直转轴的夹角 a始终为60 ，弹簧原长 x0 0.1m，弹簧劲度系数 k 100N/m，圆环质量m 1kg；弹
簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到 O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端 P时，细杆匀速转动的角速度大小。
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18．(16分) 弹珠游戏是非常受小学生喜爱的趣味活动，这种游戏有多种玩法，其中一种玩法是比较落点距
离。如图，为该玩法的模型示意图，用内壁光滑的薄壁细圆管制成的半圆形管道 APB和直管道 BC平滑连
接，并置于水平面上，APB部分半径 R 1.0m．小朋友将一质量m 10g小玻璃球以某一初速度 v0从 A点弹
入管道，小球从 C点离开管道后，进入长 L 2m的粗糙水平地面CD，然后冲上光滑坡道DE，沿坡道从 E
点水平飞出落回地面，E点距离地面的高度 h 1m，管道相对水平面始终保持静止．小球直径略小于管道內
径，半圆形管道半径远大于管的内径，小球与CD段间的动摩擦因数 0.1，重力加速度 g 10m s 2 ，坡道
DE与地面平滑连接，不计空气阻力。
（1）要使小球能到达 E点，求小球从 A点进入管道时的最小速度 vm ；
（2）若 v0 8m/s，求小球在半圆管道内运动时水平面对管道的摩擦力 Ff 的大小；从 A点到达 E点损失的机
械能；
（3）若 v0 8m/s，E点高度 h可以调节，求 h多大时，小球地面落点与 E点间水平距离最大，最大距离为
多少。
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2023-2024 学年度第二学期高一期中测试
物理试卷答题卡
姓名： 班级：
考场/座位号：
贴条形码区
注意事项
1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场填写清楚，并认真核对
条形码上的姓名和准考证号。
2．选择题部分请按题号用2B铅笔填涂方框，修改时用橡皮擦干净，不 （正面朝上，切勿贴出虚线方框）
留痕迹。
3．非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，否则作答
无效。要求字体工整、笔迹清晰。作图时，必须用2B铅笔，并描浓。 正确填涂 缺考标记
4．在草稿纸、试题卷上答题无效。
5．请勿折叠答题卡,保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁。
选择题：(1~8为单选题，每小题3分，共24分;9~12为多选题，每小题4分，共16分)
1 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D]
16. (9分)
非 选择题：（本题共6小题，共60分）
13.(6分)
(1) (2)
(3) ( 4)
14.(8分)
(1)
( 2)
(3)
15.(7分)
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17. (14分)
18. (16分)
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2023-2024 学年度第二学期高一期中测试
物理参考答案：
1．A 2．A 3．D 4．B 5．B 6．D 7．A 8．B 9．BD 10．BD 11AD 12ABD
d
13．(6分) (1)C(1分) (2)一(1分) (3) (2分) (4)0.30 (2分)
D t
14．(8分) (1) 1.82 (2分) 1.71 (2分) (2) 系统(1分) 大于(1分) (3)9.67(2分)
kQ
15.(7分)（1 3kQ）负电；（2） 2 ；（3）4a 8a2
（1）由 C点正试探电荷受到的电场力平行于 AB指向右方，根据电荷间相互作用规律和力的合成可知，固定在 B
点的点电荷带负电。 (1分)
（2）根据几何关系可知 AC 2a
根据库仑定律结合电场强度定义式可知，固定在 A点的点电荷在 C点产生的电场强度的大小
E kQ kQ1 AC2
解得 E1 4a2
(2分)
方向沿 AC (1分)
（3）根据题意可知，C点的电场强度方向平行于 AB向右，矢量合成图如图所示，根据几何关系可知
cos30 E
E (2分)1
E 3kQ (1分)
8a2
3
16．(9分)（1） mg
3
；（2） mgh
3
； mgh
3
；（3） h
2 2 2 2
【详解】（1）根据题意，设绳子拉力的大小为 F ，由牛顿第二定律，对b球有 3mg F 3ma (1分)
对 a球有 F mg ma (1分)
1 3
联立解得 a = g ， F mg2 (1分)2
3
（2）由功能关系可得，球 a的机械能的变化量 E Fh mgh (2分)
2
3
由功能关系可得，球 b的机械能的变化量 E Fh mgh (1分)
2
（3）设b球落地时， a球的速度为v，则有 v2 2ah (1分)
b球落地后，设 a球继续上升的高度为h'，则有 v2 2gh' (1分)
联立解得 h'
1
h
2
1 3
则球 a能上升的最大高度为 hm h h h (1分)2 2
答案第 1页，共 3页
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17 (14 ) 1 0.05m 2 10 6． 分 （ ） ；（ ） rad/s；（3）10rad/s
3
【详解】（1）当细杆和圆环处于平衡状态，对圆环受力分析得T0 mgcos 5N (1分)
T
根据胡克定律 F k x得 x 00 0.05m 弹簧弹力沿杆向上，故弹簧处于压缩状态 (1分)k
弹簧此时的长度即为圆环到 O点的距离 x1 x0 x0 0.05m (1分)
（2）若弹簧处于原长，则圆环仅受重力和支持力，其合力使得圆环沿水平方向做匀速圆周运动。根据牛顿第二定
mg 2
律得 m r (2分)
tan 0
由几何关系得圆环此时转动的半径为 r x0 sin (1分)
10 6
联立解得 0 rad/s (1分)3
（3）圆环处于细杆末端 P时，圆环受力分析重力，弹簧伸长，弹力沿杆向下。根据胡克定律得
T k L x0 10N (1分)
对圆环受力分析并正交分解，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，则有
mg T cos FN sin ， (2分)
T sin F cos m 2N r ' (2分)
由几何关系得 r ' Lsin (1分)
联立解得 10rad/s (1分)
18．（16分）（1） 2 6m / s；（2）0.64N；0.02J（3） h 1.5m， xm 3m
【详解】（1）设小球刚好能到达 E点，则小球在 E点速度为 0，从 A点到 E点过程，根据动能定理可得
mgL mgh 1 0 mv2m (2分)2
答案第 2页，共 3页
{#{QQABaYQEggigQJBAABgCQQHACAIQkAGAACoORAAEIAAASAFABCA=}#}
解得小球从 A点进入管道时的最小速度为 vm 2 6m / s (1分)
（2）若 v0 8m/s，小球在半圆管道内运动时，半圆管道对小球的水平弹力提供向心力，则有
2 2
N v0x m 0.01
8
N 0.64N (2分)
R 1.0
根据受力平衡可知水平面对管道的摩擦力的大小为 Ff N x 0.64N (1分)
小球从 A点到 E点过程，根据功能关系可得
E = FfL (2分)
解得 E = 0.02J 机械能损失了 0.02J (1分)
(3)若 v0 8m/s，E点高度 h可以调节，设小球在 E点的速度大小为 v，小球从 A点到 E点过程，
根据动能定理可得 mgL mgh
1
mv 2 1 mv 20 (2分)2 2
解得 v 20(3 h)
1 2 2h h
小球从 E点抛出后做平抛运动，竖直方向有 h gt 解得 t (1分)
2 g 5
则小球地面落点与 E点间水平距离为 x vt 4(3 h)h (2分)
根据数学知识可知，当3 h h 即 h 1.5m (1分)
小球地面落点与 E点间水平距离最大，最大距离为 xm 4 (3 1.5) 1.5m 3m (1分)
答案第 3页，共 3页
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