河北省保定市名校联盟2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）

这是一份河北省保定市名校联盟2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 1798年英国物理学家卡文迪什精确地测出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. 如图甲，某河宽为200m，小船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s.假设小船从P点出发，在匀速行驶过程中船头方向不变。下列说法中正确的是（ ）
A. 若想以最短时间过河，小船过河位移大小为150m
B. 若想以最小位移过河，小船过河时间为40s
C. 若大暴雨导致水流速度增大到5m/s，小船过河的最小位移为150m
D. 如图乙，若出发点m以下均为危险区，小船过河的最短时间为s
3. 如图，直杆OA的O端抵在墙角，A端始终靠在物块右侧的光滑竖直侧壁上，可以沿着侧壁滑动。用外力使物块向左运动时，直杆上的A点会在竖直面内运动，其轨迹为圆，圆心在O点。若当直杆与水平方向夹角为时A点的速度大小为v，则该时刻物块的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
4. a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为，b处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为，c是地球静止卫星，离地心距离为r，运行速度为，向心加速度为，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R，则有（ ）
A. a的向心加速度等于重力加速度gB. d的运动周期有可能是
C. D.
5. 一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘的水平距离为L。将飞镖对准A点以初速度水平抛出，在飞镖抛出的同时，圆盘以角速度绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动.要使飞镖恰好击中A点，则飞镖的初速度和圆盘的角速度应满足（ ）
A. ， （1，2，3，……）
B ， （0，1，2，……）
C. ， （1，2，3，……）
D. 只要，就一定能击中圆盘上的A点
6. 若火星探测器绕火星做匀速圆周运动时，其轨道距离火星表面的高度为2R，速度大小为v。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星自转的影响。下列选项正确的是（ ）
A. 火星的第一宇宙速度是
B. 火星的质量为
C. 火星表面重力加速度大小为
D. 火星的密度为
7. 如图所示，一固定斜面倾角为，斜面足够长。将小球从斜面顶端以速率垂直于斜面向右抛出，小球最终落在斜面上，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在运动过程中的最小速度为
B. 从抛出开始到离斜面最远时，所经历的时间为
C. 当小球离斜面最远时，小球位移大小为
D. 小球落到斜面时的位移大小为
8. 如图甲所示，河外星系中有两个黑洞，质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA > OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度
B. 两个黑洞质量之间的关系一定是M1>M2
C. 人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
D. 若双星质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
9. 如图所示，内壁光滑、半径为圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球速度的最小值为
B. 当小球的速度增大时，其向心力一定增大
C. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为
D. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为
10. 我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个由白矮星A、脉冲星B组成的双星系统。如图所示， A、B绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，忽略其他天体对 A、B的影响。A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A. A星所受万有引力大于B星所受万有引力
B. A的线速度大于B的线速度
C. L一定，M越大，T越大
D M一定，L越大，T越大
二、实验题（14分）
11. 如图所示为某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。
实验步骤如下：
①按照图示安装仪器，半径为R的圆弧形轨道固定在压力传感器上，轨道上放置一小钢球，小钢球静止时刚好位于光电门中央；
②将小钢球放置在轨道最低处A处，读出此时压力传感器的示数
③将小钢球从轨道适当高度处由静止释放，记录光电计时器小钢球遮光时间t，力的传感器示数最大值
④改变小钢球的释放位置，重复步骤③。
（1）实验测得小钢球直径为d，且，小钢球经过光电门时线速度表达式为__________；
（2）实验中使用的小钢球的质量为m，小钢球运动到最低点时外界提供的向心力为__________用F，表示，所需要的向心力为__________用m，d，R，t表示。
12. 苹果落地激发了牛顿对重力的思考，他意识到，使苹果落地的力与使月球绕地球运行的力可能是同一种力，从而有了著名的月-地检验。
（1）假设地球和月球之间的作用力也满足万有引力定律，即，式中、分别是地球和月球的质量，r是地球中心与月球中心的距离，G是引力常量，根据牛顿第二定律可知，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小__________。
（2）若地球的半径为R，在忽略地球自转的情况下，苹果做自由落体运动时的加速度大小__________。
（3）若月球绕地球转动的轨道半径r为地球半径R的60倍，则__________结果用数值表示。
（4）当时人们能比较精确地测定月球与地球间的距离r，月球的公转周期T，从而能够算出月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度__________。当时人们也能比较精确地测定自由落体加速度g，g与a的比值结果与预期符合得很好，这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵循相同的规律！
四、解答题
13. 2020年11月，嫦娥五号探测器成功发射升空，历时23天，圆满完成了“绕、落、回”无人探测计划后返回地球，中国探月工程即将迈入载人登月阶段，一步一步将“上九天揽月”的神话变成现实！未来中国宇航员将会登月成功，假设宇航员在登月前后做了两次实验。
实验一：当宇宙飞船贴着月球表面做匀速圆周运动时，飞船中的宇航员用秒表测量飞船完成 n圈的运动时间为t，引力常量为 G。
实验二：假设宇航员登上月球后，在月面让小球做自由落体运动，从静止开始下落的距离为h时，测得所用时间为。请根据以上条件求解：
（1）月球的密度
（2）月球的半径R。
14. 我国空间站第三批空间科学实验样品2022年12月4日晚随神舟十四号飞船返回舱返回地面，5日凌晨运送抵达北京中科院空间应用中心，已顺利交接相关实验科学家.空间站绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示，太阳光可看作平行光，航天员在A点测出地球的张角为α=60°，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球公转的影响.最后结果用g、R表示，求：
（1）空间站的线速度多大？
（2）空间站绕地球一周经历“日全食”的时间多大？
15. 如图，半径为5r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为m的小物体A、B。A、B到转盘中心的距离分别为、，A、B间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知与圆盘间的动摩擦因数为，与圆盘间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，A、B均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：
（1）求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度；
（2）圆盘角速度时，求与水平圆盘之间的摩擦力大小；
（3）圆盘角速度时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为，求A、B落地时两者间的距离d。