高2024级高一下期期中考试 物理试题
单项选择题（本大题共7小题，每题4分，共28分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B．平抛运动是一种匀变速曲线运动
C．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
D．做圆周运动的物体，所受合力总是指向圆心的
2. 4月18日，万州二中举行了校园足球文化节，在一次头球过程中，颜泽波老师经历了加速跑、起跳、头球三个过程，且足球击出后的速度比击出前大。下列说法正确的是（ ）
A. 加速跑阶段，地面静摩擦力对颜老师做正功
B. 起跳阶段，地面支持力对颜老师做正功
C. 头球全过程，因为不知道足球击出前、后的速度方向，故无法判断颜老师对足球做功的正负
D. 头球全过程，颜老师一定对足球做正功
3.如图所示，小明学习了“小船渡河问题”后，将玩具电动车放在跑步机上做实验。将跑步机模式选择“慢跑”，履带以v0=3m/s匀速运行。跑步机履带外侧机身上有正对的A、B两点，履带宽度为50cm，小车每次都从A点出发，已知电动车在静止的履带上能以v=5m/s的速度匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A．无论玩具车车头指向何方，小车运动的合速度始终大于5m/s
B．玩具小车到达对面的最短时间为0.125s
C．玩具小车从A点出发到达正对面的B点，车头需与A点左侧履带边缘成53°夹角
D．玩具小车从A点出发到达正对面的B点用时为0.1s
4. 年月日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。神舟十九号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于圆轨道，神舟十九号飞船处于圆轨道，通过变轨操作后，沿椭圆轨道由处运动到处与天和核心舱对接，则神舟十九号飞船( )
A. 在轨道上处的速度大于处的速度
B. 在轨道上与地心的连线和在轨道上与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等
C. 由轨道变轨到轨道，需在处减速
D. 在轨道和轨道上经过处时加速度相等
5.一质量为m的物块静止在水平地面上A点，现对物块施加一水平向右的变力F，且F与速度v满足关系F=k （其中k为定值），作用时间t后撤去外力F，最后物块停在C点。已知物块与地面间动摩擦因数为u，重力加速度为g，则AC间距离为（ ）
A. B. C. - D. -t2
6. 直角侧移门如图1所示可以解决小户型浴室开关门不方便的问题，其结构可简化成图2和图3俯视图所示，玻璃门的两端滑轮、通过一根可自由转动的轻杆连接，滑轮可沿直角导轨自由滑动，已知滑轮可视为质点，玻璃门的宽度，在某次关门的过程中，使用者拉住把手使滑轮从初始位置静止开始做加速度为的匀加速运动，当玻璃门与滑轮达到图3所示位置时，滑轮的速度大小为( )
B. C. D.
7.如图，在水平地面上有一圆弧形凹槽ABC，AC连线与地面相平，凹槽ABC是位于竖直平面内以O为圆心、半径为R的一段圆弧，B为圆弧最低点，而且AB段光滑，BC段粗糙。现有一质量为m的小球（可视为质点），从水平地面上P处以初速度v0斜向右上方飞出，v0与水平地面夹角为θ，不计空气阻力，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，沿圆弧ABC继续运动后从C点以速率飞出。重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 小球由P到A的过程中，离地面的最大高度为
B. 小球进入A点时重力的瞬时功率为
C. 小球在圆弧形轨道内克服摩擦做功为
D. 小球经过圆弧形轨道最低点B处受到轨道的支持力大小为
二、多项选择题（本大题共3小题，每题5分，共15分）
8.下列说法正确的是（ ）
图1 图2 图3 图4
A.图1中两个在同一水平面圆锥摆，虽然θ角不同，但角速度大小相同
B.图2中火车转弯时为避免轮缘与内外轨发生侧向挤压，轨道的倾角θ应根据火车的质量设计
C.图3中若、均相对圆盘静止，圆周运动半径=3：2，质量=2：1，则、所受摩擦力
D.图4左图为气嘴灯的结构，感应装置中弹簧连接的重物上有触点，端有固定触点，触点、接触后，就会发光。将此气嘴灯安装在自行车的气嘴上，为了使其在骑行时发光，端应在车轮转轴外侧，端应在内侧
卡戎过去被认为是冥王星的卫星，新的观测表明，冥王星与卡戎实际上构成双星系统，冥王星与卡戎的质量比约为m1：m2，它们的距离设为。二者同时绕它们连线上某点做匀速圆周运动。以下说法正确的是（ ）
A.做圆周运动的角速度之比为：
B.做圆周运动的线速度之比为：
C.
D.设想将卡戎的一部分质量转移到冥王星上去，稳定后二者距离仍为，且仍构成双星系统，则与质量转移前相比，
双星系统的线速度大小之和不变
10. 一个质量为的羽毛球卡在球筒底部，球筒的质量为，筒长为，羽毛球的高度为可将羽毛球看成质量集中在球头的质点，已知羽毛球和球筒间的滑动摩擦力等于最大静摩擦，且。某同学使用以下两种方式将球从筒内取出：方式一：“甩”，如图甲所示。手握球筒底部，使羽毛球在竖直平面内绕点做半径为的圆周运动。当球筒角速度，运动至竖直朝下时，羽毛球恰要相对球筒滑动；方式二：“敲”，如图乙所示。手握球筒，从距离桌面 高度由静止开始向下运动，使球筒以一定速度撞击桌面，球筒撞到桌面后不再运动，此后羽毛球相对球筒滑动且恰好能滑至球头碰到桌面。已知重力加速度为，不计一切空气阻力，以下说法正确的是：
A. 方式一羽毛球恰要相对球筒滑动时球筒的角速度
B. 方式一羽毛球恰要相对球筒滑动时球筒的角速度
C. 方式二手对球筒所做的功
D. 方式二手对球筒所做的功
三、实验题(每空2分，共16分）
11. （6分）探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。
（1）本实验主要采用的实验探究方法是 ；（单选）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎推理法
（2）某同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。力传感器测量绳子拉力大小F，角速度传感器测量角速度大小。
该组同学让圆柱体做半径为r匀速圆周运动，改变的值，测量多组数据，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像2的横坐标x代表的是_____（填或），如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为______（用k和r表示）。
12.（10分）某小组用如图所示的装置研究平抛运动。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上，小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端点飞出，落在水平挡板上，在坐标纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，依次重复上述操作，坐标纸上将留下一系列痕迹点。
在该实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是 ，乙图中有两个点位于抛物线下方的原因是 ；下列器材问题和操作方式不会对实验探究产生影响的是 以上各空均选择正确答案的标号，单选。
A.斜槽轨道有摩擦 B.斜槽末端不水平 C.小球在释放时有初速度
D.小球自由释放的位置变高了 E.小球自由释放的位置变低了
（2）丙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹上的某一点做为坐标原点，建立坐标系轴沿水平方向轴沿竖直方向，如图所示。在轨迹上选取、两点，坐标纸中每个小方格的边长为，重力加速度为，根据题中所给信息，小球平抛运动的初速度 计算结果用表示
（3）丁同学通过电脑软件将平抛运动的速度方向与水平方向夹角θ的正切值tanθ随时间t变化的图像绘制了出来，如图4所示，则初速度v0=_______（计算结果用表示）
四、计算题（共41分）
13.（10分）
“抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。已知所用抛石机臂长，质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面间的夹角，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块水平抛出。已知抛出前瞬间，长臂顶部对石块向下的压力为，抛出后垂直打在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度取，求：
石块在长臂顶部抛出时的速度大小；
则石块打在斜面上的点距地面高度；
14.（13分）
如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（逆时针方向）。已知卫星1运行的周期为T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为2R、8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。（题中T0、R、G为已知量）求：
(1)行星的质量M；
(2)行星的第一宇宙速度的大小；
(3)从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。
15.（18分）
如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于，是最低点，圆心角，与圆心等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为可视为质点的小物体，从点的正上方点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端处。已知距离，物体与斜面之间的动摩擦因数。取，，。求：
物体第一次到达点时受到轨道的支持力大小；
斜面的长度；
若的值可变，求取不同值时，物块在斜面上滑行的路程（结果用表示）。物理参考答案
1.B 2.D 3.C 4.D 5.B 6. A 7.C 8.AD 9.BD 10.BC
2 k11.（1）C （2） 、
r
12.（1）B ，E，A （2） 0 = 2 2 （3）g/10
13.（1）5 / ；（2）1.75
2
解：（1） + = 0 （2分）
解得 0 = 5 / （2分）
（2）tan45 = ， = 0 = 5 / （2分）0
=
2
= 0.5
，平抛的竖直高度 = 2 = 1.25 （2 分）
由几何关系得 = + sin = 1.75 （2分）
2
M 32 R
3 4 2 R 20
14.（1） 2 （2） v （3） t TGT 00 T0 21
Mm 4 2
（1）对卫星 1，G 2 m r （2 分）r1 T
2 1
0
M 32
2R3
2 （2分）GT0
Mm v 2
（2）G 2 m （2分）R R
v 4 2 R （2 分）
T0
r3 r3
（3）由开普勒第三定律： 1 2
T 2
T 2
，可得：T2 8T0 （2 分）
1 2
2
经 t时间第一次相距最近， t
2
t 2
T T 3 （2 分）1 2
20
可得： t T0 （1分）21
15. （1）22 （2）4.8 （3）见解析
1
（1）从 到 （ + ） = 22 0 ， = 10 / （2分）
2
在 点 = ， （2分）
解的 = 22 （1分）
（2） 到 ( cos37 + sin37 ) 0 cos37 = 0
1
2
2 （3 分）
代入数据得 = 4.8 （2 分）
（1）设摩擦因数为 1时物块刚好能静止在斜面上，则有
sin37 = 1 cos37 ，解得 1 = 0.75 （2分）
①若 0 ≤ < 0 = 0.5 ，物块将滑出斜面，则物块的路程为 = = 4.8 （2分）
②若 0.5 ≤ < 1 = 0.75 ，物块在斜面上多次往返，最后在 点速度为零，则有
( + cos37 ) cos37 = 0 6，解得 = （2分）
③ ≥ 1 = 0.75 ，则物块将停在斜面上，则有
( + cos37 sin37 ) cos37 = 0 24，解得 = 3+4 （2 分）
