四川省成都市蓉城名校联盟2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

这是一份四川省成都市蓉城名校联盟2024-2025学年高一下学期期中物理试卷，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上，发现了万有引力定律，因此万有引力定律仅适用于天体之间
B. 同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小
C. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心
D. 万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用
2.某断线的风筝从空中飘落的轨迹为曲线，则该风筝( )
A. 速度在不断变化B. 一定在做匀变速运动
C. 所受的合力一定保持不变D. 速度大小一定发生变化
3.在课桌上有一个倒扣的玻璃杯，杯中有一个乒乓球(可视为质点)，如果快速摇晃玻璃杯，使乒乓球在杯壁内侧转动，则可以将乒乓球从一张课桌上移到另一张课桌上。如图，若乒乓球近似在水平面内做匀速圆周运动，杯子侧壁与竖直方向的夹角约为10∘，忽略摩擦力和空气阻力，则乒乓球( )
A. 做匀速圆周运动的加速度不变
B. 做匀速圆周运动的速度不变
C. 做匀速圆周运动的向心力大小不变
D. 做匀速圆周运动的向心力大于弹力
4.雨滴由静止开始下落，同时遇到水平方向吹来的方向恒定的风，风速越大，雨滴受到的水平方向空气的作用力越大，不考虑竖直方向空气的作用力。下列说法正确的是( )
A. 风速越大，雨滴下落的时间越长B. 风速越大，雨滴落地前瞬间的速度越大
C. 风速越小，雨滴下落的时间越长D. 雨滴落地前瞬间的速度与风速无关
5.如图，在同一竖直线上的不同高度先后水平抛出A、B两个小圆环，且小圆环都恰好套中水平面上的同一个物体。若两个小圆环的运动可视为质点做平抛运动，则( )
A. 圆环B的初速度小于圆环A的初速度
B. A、B两圆环的初速度大小相等
C. 圆环B在空中运动的时间小于圆环A在空中运动的时间
D. A、B两圆环在空中运动的时间相等
6.如图甲，2025年2月28日前后，太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星上演“七星连珠”天象，所谓的“七星连珠”是指从地球上观察，太阳系中的七颗行星近似排列在同一条直线上。如图乙，“七星”中的土星和天王星在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，已知天王星到太阳中心的距离约为土星到太阳中心的距离的2倍。下列说法正确的是( )
A. 土星绕太阳公转的周期大于天王星绕太阳公转的周期
B. 土星与天王星绕太阳公转的线速度大小之比约为3：2
C. 土星与天王星绕太阳公转的向心加速度大小之比约为2：1
D. 土星绕太阳公转的角速度大于天王星绕太阳公转的角速度
7.
如图甲，拨浪鼓是一种古老且传统的民间乐器和玩具，出现于战国时期，主体是一面小鼓，两侧缀有两枚弹丸，鼓下有柄，转动鼓柄，弹丸击鼓发出声音。其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为LA、LB的两根不可伸长的轻绳，两根轻绳另一端分别系着质量相同的小球A、B(均可视为质点)，其中LAβB. αFBD. FA=FB
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.各地一些公路，因为起起伏伏，像波浪一样，被称为“波浪公路”。为确保安全，这种路面一般有限速要求。如图，一辆汽车先通过一段凹形路面，再通过一段拱形路面，M、N分别为路面的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为零。汽车在通过两种路面的过程中，下列说法正确的是( )
A. 汽车通过M点时处于超重状态
B. 汽车通过M点时的加速度可能为零
C. 汽车通过N点时，无论速度多大，对路面始终有压力
D. 汽车通过N点时对路面的压力一定比通过M点时对路面的压力小
9.某次发射人造地球卫星的变轨过程可简化为如图所示，椭圆轨道Ⅱ与近地圆轨道Ⅰ相切于A点，与半径为r的圆轨道Ⅲ(非地球同步轨道)相切于B点。先将卫星发射至轨道Ⅰ，卫星到达轨道Ⅰ的A点时实施变轨进入轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次实施变轨进入轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球的自转周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 卫星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需要在A点减速
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度
C. 由已知可求得地球的质量为M=4π2r3GT2
D. 卫星在轨道Ⅲ上绕地球做匀速圆周运动的线速度小于第一宇宙速度
10.如图，竖直平面内有一圆心在O点的圆弧轨道BC，B点与圆心O的连线与竖直方向的夹角为60∘。一小球(可视为质点)以初速度v0= 3 m/s从A点水平飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，不计空气阻力，重力加速度大小取g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 小球从A点运动到圆弧轨道B点的时间为0.3s
B. 小球运动到圆弧轨道B点时的速度大小为3m/s
C. 若小球进入圆弧轨道后沿轨道表面下滑，速度大小不变，则小球沿圆弧轨道下滑过程中处于超重状态
D. 若小球进入圆弧轨道后沿轨道表面下滑，速度大小不变，则小球沿圆弧轨道下滑过程中所受摩擦力大小逐渐增大
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图为探究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系的实验装置图。
(1)要想完整地探究4个物理量之间的关系，至少需要的小球个数为 个。
(2)探究向心力F的大小与角速度ω之间的关系时，需要调整 (填“皮带”或“小球位置”)使得小球的角速度不同。
(3)在某次探究向心力F的大小与角速度ω之间的关系时，皮带连接的左侧塔轮半径是右侧塔轮半径的3倍，匀速转动手柄后左右两侧标尺显示的格子数之比为 。
12.某兴趣小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。
(1)下列说法正确的是 (填标号)。
A.斜槽轨道抛射端必须水平
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.实验前应调节木板，使其处于竖直状态
D.图甲中的O点为抛出点，就是斜槽轨道抛射端的边缘
(2)下列三个图是如图甲所示装置的侧视图，正确的是 (填标号)。
(3)某次实验时，经过规范的实验操作，测得小球在坐标纸上留下的一个印迹距抛出点的水平距离和竖直距离均为20cm，重力加速度大小取g=10m/s2，则小球平抛的初速度大小为v0= m/s，小球运动到此位置时的速度大小为v= m/s。
(4)两位同学获得小球在坐标纸上留下的印迹分别如图乙、丙所示，两幅图中的O点均为准确的抛出点，其中一位同学获取A、B两点印迹时存在错误，则图 (填“乙”或“丙”)是正确的。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.水上旋转秋千是一种很受欢迎的游戏(如图甲)，人抓住轻绳在地面助跑后跳离地面，可在水面上继续做圆周运动并返回地面。将人视为质点，这个游戏可简化为如图乙所示模型，轻绳长L=2m，质量为m=60kg的人在空中做匀速圆周运动，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37∘(忽略一切阻力，且绳长不变)。重力加速度大小取g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)人在空中做匀速圆周运动时，轻绳的拉力大小；
(2)人在空中做匀速圆周运动的速度大小。
14.在太空中有一半径为R的行星，距该行星表面H处有一卫星绕其做匀速圆周运动，测得该卫星在时间t内恰好绕行星旋转了n圈，引力常量为G。
(1)求该行星的质量；
(2)忽略行星自转，求该行星表面的重力加速度大小。
15.如图，水平天花板下固定一半径为R=3.6m的半圆形光滑竖直轨道AB，AB为竖直直径。一可视为质点的小球从最低点A以一定的初速度沿轨道上滑，恰好能经过最高点B。在B点右侧水平距离x=3m处有一个直径为d的竖直圆柱筒，圆柱筒左侧有两个在同一竖直线上的小孔C和D，小孔C和D的高度差为Δh=154m，圆柱筒正在以一定角速度ω绕其轴线逆时针(俯视)匀速旋转，小球通过B点后恰好能与圆柱筒无接触地穿过C、D两个小孔。小球与圆柱筒上下底面的圆心在同一竖直平面内，重力加速度大小取g=10m/s2。求：
(1)小球到达半圆形轨道最高点B时的速度大小v；
(2)圆柱筒的直径d；
(3)圆柱筒旋转的角速度ω可能的值。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【解答】A.牛顿确实在开普勒行星运动三定律的基础上提出万有引力定律，但该定律适用于自然界任何两个物体之间(如苹果与地球、天体之间)，并非仅限天体，故A错误。
B.根据开普勒第二定律(面积定律)，行星在近日点速度更快，远日点速度更慢，以保持单位时间扫过的面积相等，故B正确；
C.开普勒第一定律明确行星轨道是椭圆，但太阳位于椭圆的一个焦点上，而非中心，故C错误；
D.万有引力定律对所有质量的物体均适用(如苹果与地球间的引力)，与物体质量大小无关，故D错误。
故选：B。
【分析】根据万有引力定律和开普勒三大定律分析。
熟记万有引力定律适用范围以及熟练应用开普勒三大定律是解题关键。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.风筝从空中飘落的轨迹为曲线，则速度方向一定变化，故速度在不断变化，故A正确；
B.受力情况不清楚，不能确定做匀变速运动，故B错误；
C.所受的合力不能确定，故C错误；
D.速度大小不一定发生变化，故D错误。
故选：A。
【分析】根据曲线运动的速度和合外力的特点进行分析解答。
考查曲线运动的速度和合外力的特点，会根据题意进行准确分析解答。
3.【答案】C
【解析】【解答】AB、做匀速圆周运动的加速度以及速度大小不变，方向时刻改变，故AB错误；
CD、对小球进行受力分析，如图所示
则小球的向心力为Fn=Gtan10∘，可知向心力的大小不变，方向时刻指向圆心，小球受到的弹力为N=Gsin10∘，因tan10∘>sin10∘，所以所需的向心力Fn小于弹力N，故C正确，D错误。
故选：C。
【分析】对乒乓球进行受力分析，乒乓球近似在水平面上做匀速圆周运动，合力提供向心力，结合几何关系分析向心力、弹力的大小关系。
本题考查了匀速圆周运动，关键要明确合力提供向心力，常规题型。
4.【答案】B
【解析】【解答】AC、分运动和合运动具有等时性，在竖直方向上，仅受重力，做自由落体运动，高度不变，所以运动时间不变，与风速无关。故AC错误。
BD、雨滴落地时竖直方向的速度不变，风力越大，水平方向上的加速度越大，时间不变，则落地时水平方向上速度越大，根据平行四边形定则，落地的速度越大。故B正确，D错误。
故选：B。
【分析】将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向仅受重力，做自由落体运动．水平方向上受到分力，做加速运动．
解决本题的关键将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，知道两方向上的运动情况以及知道分运动和合运动具有等时性．
5.【答案】C
【解析】【解答】根据平抛运动位移公式h=12gt2，x=v0t，得：t= 2hg，v0=x g2h，所以，x不变时，h越小，t越小，v0越大。AB：圆环B高度较小，抛出时的速度较大，故AB错误；
CD：圆环B高度较小，在空中运动的时间较短，故C正确，故D错误。
故选：C。
【分析】A、B两个小圆环水平方向速度不变，竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向高度分析时间大小，根据时间分析水平速度。
考查对平抛运动规律的理解，将其运动分解成水平、竖直两个方向分析，熟悉运动学公式的运用。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，公转周期越长，因为天王星轨道半径是土星的2倍，则其周期更长，因此土星绕太阳公转的周期小于天王星绕太阳公转的周期，故A错误；
BCD.根据万有引力提供向心力可得GMmr2=mv2r=ma=mω2r，
解得v= GMr，a=GMr2，ω= GMr3，
由此可知，
因为土星与天王星轨道半径比为1：2，则线速度比为：k= 2:1≈1.414:1；
因为土星与天王星轨道半径比为1：2，则加速度比为：k'=22：1=4：1；
因为土星轨道半径更小，则其角速度更大，
故BC错误，D正确。
故选：D。
【分析】A.结合题意，根据开普勒第三定律，即可分析判断；
BCD.根据万有引力提供向心力列式，结合题意，即可分析判断。
7.【答案】B
【解析】【解答】AB、设拨浪鼓半径为R，细绳长为l，小球在水平面内做匀速圆周运动，设细绳与竖直方向夹角为θ，根据牛顿第二定律有：mgtanθ=m(R+lsinθ)ω2
代入数据解得：l=gω2-Rtanθcsθ
由题意可知两小球角速度相同，由于：LA