山东省淄博第六中学2024-2025学年高一下学期期中学分认定考试物理试卷（含解析）

山东省淄博市第六中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动。盘面上放置的物块，随着圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．物块受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B．仅增大物块与圆盘间的动摩擦因数，物块的向心力随之增大
C．仅增大物块的质量，物块可能会相对于圆盘滑动
D．仅增大物块到圆盘中心的距离，物块可能会相对于圆盘滑动
2．关于电场线的叙述，下列说法正确的是（　　）
A．电场线是直线的地方一定是匀强电场
B．点电荷只受电场力作用时，加速度的方向总是与所在处的电场线的切线重合
C．电场线的方向就是带正电的试探电荷的运动方向
D．画有电场线的地方有电场，没画电场线的地方就不存在电场
3．真空中有两个完全相同的、可视为点电荷的甲、乙带电小球，甲的电荷量为q，乙的电荷量为-2 q，当它们相距为r时，它们间的库仑力大小为F．现将甲、乙充分接触后再分开，且将甲、乙间距离变为2r，则它们间的库仑力大小变为（ ）
A．F/32 B．F/16 C．F/8 D．F/4
4．过山车是游乐场中常见的设施，一种过山车可以简化为图2模型：过山车质量m，沿倾斜轨道由静止开始向下运动，在最低点附近做圆周运动，然后再沿轨道上升。设过山车在半径为r的圆周轨道的最高点C处的速度大小为v，过山车在从C到B的运动过程中，阻力不可忽略，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小等于mg
B．过山车在最低点时，轨道对车的支持力大小等于
C．过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功等于动能的变化量
D．过山车从最高点到最低点的过程中，重力做功大于动能的变化量
5．如图甲，汽车以恒定速率通过一拱形桥面。如图乙，a、b、c是汽车过桥面时的三个不同位置，其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点。假设整个过程中汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（ ）
A．在ab段汽车对桥面的压力大小不变
B．在bc段汽车的牵引力逐渐增大
C．在ab段汽车所受合力的大小、方向均不变
D．在ab段汽车发动机做功比bc段多
6．木星的卫星中有四颗是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为1：2：4；其中木卫二的相关数据：质量为，绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为，木星的相关数据：质量为，半径为，忽略木星的自转，木星表面的重力加速度为。G取下列说法正确的是（　　）
A．三个卫星的线速度之比为4：2：1
B．木卫二绕木星做匀速圆周运动的向心加速度是
C．根据题目中所给的已知数据可以验证木星表面物体所受木星的引力与木卫二所受木星的引力为同种性质的力
D．根据题目中所给的已知数据不能求出木卫二的周期
7．我国的“嫦娥奔月”月球探测工程启动至今，以“绕、落、回”为发展过程。中国国家航天局目前计划于2020年发射嫦娥工程第二阶段的月球车嫦娥四号。中国探月计划总工程师吴伟仁近期透露，此台月球车很可能在离地球较远的月球背面着陆，假设运载火箭先将“嫦娥四号”月球探测器成功送入太空，由地月转移轨道进入半径为r1=100公里环月圆轨道Ⅰ后成功变轨到近月点为15公里的椭圆轨道Ⅱ，在从15公里高度降至近月表面圆轨道Ⅲ，最后成功实现登月。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量为M的引力中心为r时，其万有引力势能表达式为 （式中G为引力常数） 。已知月球质量M0，月球半径为R，发射的“嫦娥四号”探测器质量为m0，引力常量G。 则关于“嫦娥四号”登月过程的说法正确的是（　　）
A．“嫦娥四号”探测器在轨道Ⅰ上运行的动能大于在轨道Ⅲ运行的动能
B．“嫦娥四号”探测器从轨道Ⅰ上变轨到轨道Ⅲ上时，势能减小了
C．“嫦娥四号”探测器在轨道Ⅲ上运行时机械能等于在轨道Ⅰ运行时的机械能
D．落月的“嫦娥四号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道Ⅰ，所要提供的最小能量是
二、多选题
8．如图，轻质弹簧下端固定在光滑斜面底端，弹簧处于原长时上端在O点．小球将弹簧压缩到M点（弹簧和小球不拴接）．由静止释放后，将该时刻记为，小球第一次运动到O点的时刻为，小球运动的最高点为N．在小球第一次从M点运动到N点的过程中，速度、加速度a、动能以及小球机械能E随时间t，变化的图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，车轮和接触面间没有侧向滑动趋势，下列说法中正确的是（　　）
A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C．h越高，摩托车做圆周运动的角速度将越大
D．摩托车做圆周运动的向心力大小不随h的变化而改变
10．如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的是（　　）
A．物块经过P点的速度，前一过程较小
B．物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少
C．物块滑到底端的速度，前一过程较大
D．物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长
11．我国首次发射的火星探测器“天问一号”自2020年7月23日成功发射入轨后，2021年2月10日成功被火星捕获，顺利进入环火轨道；5月15日，“天问一号”着陆巡视器顺利软着陆于火星表面。关于“天问一号”的运行，可以简化为如图所示的模型：“天问一号”先绕火星做半径为、周期为的匀速圆周运动，在某一位置A点改变速度，使其轨道变为椭圆，椭圆轨道在点与火星表面相切，设法使着陆巡视器落在火星上。若火星的半径为，则下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”从圆轨道变为椭圆轨道，机械能增加
B．“天问一号”在椭圆轨道点的速度大于火星的第一宇宙速度
C．“天问一号”从椭圆轨道的A点运动到点所需的时间为
D．“天问一号”在圆轨道A点的加速度等于椭圆轨道上A点的加速度
12．已知：①单个点电荷周围空间的电势，为到点电荷的距离；②系统的电势能等于每个电荷电势能总和的一半。现在光滑绝缘水平面上，有三个带电量均为、质量均为的相同金属小球，用三根长为的轻质绝缘细绳连接，处于静止状态。A、B、C分别为其中点，为三角形中心，下列说法正确的是（　　）
A．点的电场强度和电势均为零
B．A、B、C三点电场强度大小相等，方向不同
C．
D．系统的总电势能为
三、实验题
13．某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。

(1)本实验主要采用的物理学研究方法是_________。
A．理想实验法 B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代
(2)用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为 （小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。
(3)某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。

保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与 （选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于 （用和表示）。
14．用如图甲所示的实验装置，验证组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个打点（图中未标出），相邻计数点间的距离如图乙所示。已知，打点计时器接50Hz电源，则（结果均保留两位有效数字）
(1)在纸带上打下计数点4时的速度 。
(2)在过程中系统动能的增量 J，系统势能的减少量 J。
四、解答题
15．如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为θ=37°。一长为L=0.5m的轻绳一端固定在圆锥体的顶点处，另一端拴着一个质量为m=lkg的小物体。物体绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动时，（计算中取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
(1)物体角速度至少多大时，才能飞离圆锥体？
(2)若物体以角速度=rad/s转动时，物体受到斜面和绳子的力分别为多大？
16．发射地球静止卫星时，先将卫星发射到距地面高度为的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知地球静止卫星的轨道半径为r，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：
（1）卫星在近地圆轨道运动时的向心加速度大小；
（2）地球静止卫星的运动周期T。
17．一辆汽车的质量为m，其发动机的额定功率为P0。从某时刻起汽车以速度在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为，接着汽车开始沿直线匀加速行驶，当速度增加到时，发动机的输出功率恰好为P0。如果汽车水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求：
（1）汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率；
（2）汽车匀加速行驶所经历的时间。
18．一闯关游戏装置处于竖直截面内，如图所示，该装置由倾角的直轨道AB，螺旋圆形轨道BCDEF，水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，两个相同的四分之一圆管道拼接成的管道IJ，水平直轨道JK组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG相切于B（E）和C（F）。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑连接，管道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道JK右端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原速率返回。已知螺旋圆形轨道半径，FG长，传送带GH长，HI长，四分之一圆轨道IJ的半径。滑块与FG、HI、JK间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，其余轨道光滑。现将一质量为的滑块从倾斜轨道AB上某高度h处静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，）
（1）若滑块恰好经过圆形轨道最高点D，求滑块过C点对轨道的压力及滑块静止释放时的高度；
（2）若滑块从AB上高处静止释放，且传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；
（3）若滑块从AB上高处静止释放，且传送带以恒定的线速度顺时针转动，要使滑块停在JK上（滑块不会再次通过轨道IJ回到HI上），求传送带的线速度v需满足的条件。
山东省淄博市第六中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A D D C D AC BD AD
题号 11 12
答案 BCD BD
13．(1)C
(2)
(3) 角速度的平方
14．(1)1.9
(2) 0.36 0.38
15．(1)
(2)，
【详解】（1）当物体做圆周运动时所受的圆锥体的支持力恰好为0时，对应着飞离圆锥体的临界状态，此时重力和轻绳的拉力提供向心力，即
，
解得
（2）由于，所以物体与斜面间存在弹力，对物体受力分析，则有
水平方向：
竖直方向：
代入数据解得
，
16．（1）；（2）
【详解】（1）设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常数为G，卫星在A点的加速度为a，由牛顿第二定律得
物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则
联立解得
（2）静止卫星受到的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得
17．（1）2v0；（2）
【详解】（1）汽车以速度v0在水平公路上沿直线匀速行驶时发动机的输出功率为，可知
=kv0·v0
汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率
P0=kvm·vm
解得
vm=2v0
（2）当汽车速度增加到时，设索引力为F，汽车的加速度为a
P0=F·
由牛顿第二定律
F－k·=ma
汽车匀加速行驶所经历的时间
t=
解得
t=
18．（1），方向竖直向下；；（2）H点右侧；（3）
【详解】（1）滑块恰好经过圆形轨道最高点D，根据牛顿第二定律可得
解得
滑块从C到D点过程中，由动能定理得
解得
滑块过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力大小为
方向竖直向下。滑块从A到D点过程中，由动能定理得
解得
（2）滑块滑下斜面AF重力做功
若传送带静止，滑块运动到I点，需克服摩擦力做功
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达I点时的动能
设滑块滑上半圆轨道IJ的高度，则
解得
则滑块会从圆轨道IJ返回滑下运动，由动能定理得
解得滑块滑过四分之一圆轨道IJ继续滑行的位移大小
所以滑块最终静止在H点右侧，距H点的水平距离
（3）若向上滑块恰好能到达J，则滑块在H点的动能
解得
由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达G点的过程，有
解得
若传送带静止，由动能定理可知滑块从斜面上滑下到达H点时，有
解得
则滑块在传送带上先减速再匀速运动，传送带的速度为
若滑块在JK上与弹性挡板碰撞后，恰好停在J点，则从H到停下由动能定理得
解得
则滑块在传送带上做匀速直线运动，传送带的速度需满足的条件
因此要使滑块停在KL上（滑块不会再次返回半圆轨道IJ回到HI上），传送带的速度需满足的条件