試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁黑龍江省哈爾濱市哈爾濱德強高級中學2024-2025學年高一下學期5月期中物理一、單選題（每題4分，共28分）1．下列說法正確的是（）A．第谷經(jīng)過多年的天文觀測，發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運動的軌道是橢圓B．牛頓利用扭秤實驗測出了引力常量，成為第一個計算出地球質(zhì)量的人C．開普勒第三定律中，月亮繞地球運動的k值與地球繞太陽運動的k值不同D．所有行星圍繞太陽運動的軌道都是圓，行星運動的方向總是與它和太陽連線垂直2．如圖甲所示是夢溪廣場環(huán)島的俯視圖A、B兩車（同種型號可認為質(zhì)量相等）正在繞環(huán)島做線速度大小相等的勻速圓周運動，如圖乙所示。已知A、B兩車做勻速圓周運動的半徑之比滿足，下列說法正確的是（）A．A、B兩車的角速度之比B．A、B兩車的向心加速度之比C．A、B兩車所受的合力大小之比D．A、B兩車所需的向心力大小之比3．從空中以10m/s的初速度沿著水平方向拋出一個質(zhì)量為1kg的物體，已知t=3s時物體未落地，不計空氣阻力，取，取拋出點所在水平面為零勢能面。下列說法正確的是（）A．拋出后3s末，小球的速度大小為30m/sB．拋出后3s末，重力的功率為300WC．拋出后3s內(nèi)，重力的平均功率為300WD．拋出后3s末，小球的重力勢能為450J4．太空碎片會對航天器帶來危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時針方向做勻速圓周運動，如圖中實線所示。為了避開碎片，空間站在P點向圖中箭頭所指徑向方向極短時間內(nèi)噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長軸大于原軌道半徑。則下列錯誤的是（）A．空間站變軌前、后在P點的加速度相同B．空間站變軌后的運動周期比變軌前的小C．空間站變軌后在P點的速度比變軌前的大D．空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的小5．甲是地球赤道上的一個物體，乙是某個宇宙飛船（周期約90分鐘），丙是地球的同步衛(wèi)星，它們運行的軌道示意圖如圖所示，它們都繞地心做勻速圓周運動。下列有關(guān)說法中正確的是（

）A．它們運動的向心加速度大小關(guān)系是B．它們運動的線速度大小關(guān)系是C．已知乙運動的周期及軌道半徑，可計算出地球質(zhì)量D．已知甲運動的周期，可計算出地球的密度6．如圖所示，半球面的半徑為，球面上點與球心等高，小球先后兩次從點以不同的速度沿方向拋出，下落相同高度，分別撞擊到球面上點。設(shè)上述兩過程中小球運動時間分別為，速度的變化量分別為。則（）A． B．C．，式中為重力加速度 D．撞擊點時的速度方向與球面垂直7．如圖甲所示，小木塊和（可視為質(zhì)點）用輕繩連接置于水平圓盤上，的質(zhì)量為，的質(zhì)量為m。它們分居圓心兩側(cè)，與圓心的距離分別為，，、與盤間的動摩擦因數(shù)相同且均為。圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸極緩慢地加速轉(zhuǎn)動，木塊和圓盤保持相對靜止。表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，在角速度增大到一定值的過程中，、與圓盤保持相對靜止，所受摩擦力與滿足如圖乙所示關(guān)系，圖中。下列判斷正確的是（）A．圖線（1）對應物體a B．C． D．時繩上張力大小為二、多選題（每題6分，共18分）8．有一輛質(zhì)量為的電動玩具車，從時刻在水平面上由靜止開始做加速度大小為的勻加速直線運動，當前進的距離時，馬達輸出的功率達到額定功率，此后保持額定功率直到玩具車最后勻速直線運動。玩具車所受阻力恒為在勻加速直線運動時牽引力的，則玩具車（）A．勻加速運動的時間為B．最大速度等于C．勻加速時的牽引力等于D．玩具車額定功率為9．為了測定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個薄圓盤A、B，A、B平行相距2m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600r/min（從左往右看是逆時針轉(zhuǎn)動），子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測得兩彈孔所在半徑的夾角是30°，如圖所示。則該子彈的速度大小可能是（）A．360m/s B．57.6m/sC．1440m/s D．108m/s10．建造一條能通向太空的電梯（如圖甲所示），是人們長期的夢想。材料的力學強度是材料眾多性能中被人們極為看重的一種性能，目前已發(fā)現(xiàn)的高強度材料碳納米管的抗拉強度是鋼的100倍，密度是其，這使得人們有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空電梯”。圖乙中r為航天員到地心的距離，R為地球半徑，圖像中的圖線A表示地球引力對航天員產(chǎn)生的加速度大小與r的關(guān)系，圖線B表示航天員由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系，關(guān)于相對地面靜止在不同高度的航天員，地面附近重力加速度g取，地球自轉(zhuǎn)角速度，地球半徑。下列說法正確的有（）A．隨著r增大，航天員受到電梯艙的彈力減小B．航天員在處的線速度等于第一宇宙速度C．圖中為地球靜止衛(wèi)星的軌道半徑D．電梯艙停在距地面高度為的站點時，艙內(nèi)質(zhì)量的航天員對水平地板的壓力為零三、實驗題（每空2分，共14分）11．用圖甲所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小與小球質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，已知擋板A、C到左右塔輪中心軸的距離相等，B到左塔輪中心軸距離是A的2倍，皮帶按圖乙三種方式連接左右變速塔輪，每層半徑之比由上至下依次為、和。(1)若要利用該裝置探究向心力與轉(zhuǎn)動半徑之間的關(guān)系，則此時應將兩完全相同的小球分別放置在擋板處（填“A和B”、“A和C”或“B和C”），傳動皮帶應調(diào)至第（填“一”、“二”或“三”）層塔輪。(2)利用此裝置探究向心力與角速度之間的關(guān)系，某同學測出數(shù)據(jù)后作圖，為了能簡單明了地觀察出向心力與角速度的關(guān)系，最適合做的圖像是______。A． B． C． D．(3)探究向心力與角速度之間的關(guān)系時，此時將完全相同的兩小球分別放在擋板A、C兩處，傳動皮帶則調(diào)至第二層塔輪，轉(zhuǎn)動手柄過程中左右標尺上紅白相間的等分格數(shù)之比為。12．2023年《三體》電視劇異?；鸨?，這正展示了人類想了解未知世界的渴望，為延續(xù)人類文明防患于未然，人類也需要尋找適宜人類居住的新家園。假設(shè)多年后宇航員找到了一類地星球，為了探究星球的相關(guān)情況，宇航員降落在星球表面，并做了以下實驗（假設(shè)該星球為勻質(zhì)球體，星球半徑為R）：(1)實驗Ⅰ：在赤道的水平地面上，為了測定赤道處的重力加速度，宇航員以一定的水平速度v0拋出物體，并記錄下拋出點的高度h及相應的從拋出到落地過程中的水平位移x，保持v0不變，改變高度，重復實驗多次。并用描點法做出了圖像，你認為宇航員作了圖像。（選填選項前的相應字母）A．B．C．若求出圖線的斜率為k1，則赤道處的重力加速度g=。(2)實驗Ⅱ：到達該星球極地后，在拋出速度與實驗Ⅰ中v0一樣的情況下，重復實驗Ⅰ，若得到圖像的斜率為。據(jù)此宇航員推出了該類地星球的自轉(zhuǎn)周期T=。（用k1、k2、R、v0表示）四、解答題13．（12分）如圖所示，平臺距豎直光滑圓弧軌道的點的豎直高度，豎直光滑圓弧軌道半徑為，與豎直方向的夾角為。質(zhì)量為的小球以初速度從平臺邊緣A點水平飛出，恰好沿圓弧軌道點的切線方向進入圓弧，小球在點的速度和在點的速度之間的關(guān)系滿足。已知，，重力加速度取，不計空氣阻力，小球可視為質(zhì)點。求：(1)小球到達點時的速度大??；(2)平臺邊緣A點與點的水平距離；(3)小球?qū)A弧軌道點的壓力大小（結(jié)果用分數(shù)表示）。14．（12分）如圖所示，兩顆衛(wèi)星繞某行星在同一平面內(nèi)做勻速圓周運動，兩衛(wèi)星繞行方向相同（圖中為逆時針方向）。已知衛(wèi)星1運行的周期為T1=T0，行星的半徑為R，衛(wèi)星1和衛(wèi)星2到行星中心的距離分別為r1=2R，r2=8R，引力常量為G。某時刻兩衛(wèi)星與行星中心連線之間的夾角為。求：（題干中T0、R、G已知）(1)行星的質(zhì)量M；(2)行星的第一宇宙速度；(3)從圖示時刻開始，經(jīng)過多長時間兩衛(wèi)星第一次相距最近？15．（16分）如圖所示，裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的小球A與兩細線連接后分別系于B、C兩點，裝置靜止時細線AB水平，細線AC與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球的質(zhì)量m=0.8kg，細線AC長L=1m，B點距C點的水平和豎直距離相等（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），兩細線AB、AC對小球的拉力分別為F1、F2.(1)若裝置靜止不轉(zhuǎn)動，求F1、F2的大?。?2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動，角速度，求F1、F2的大??；(3)若裝置勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=5rad/s，求F1、F2的大小。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案1．C【詳解】A．開普勒通過研究第谷多年的天文觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星繞太陽運動的軌道是橢圓，A錯誤；B．卡文迪什利用扭秤實驗測出了引力常量，成為第一個計算出地球質(zhì)量的人，B錯誤；C．根據(jù)可知即值與中心天體的質(zhì)量有關(guān)，月亮繞地球運動的值與地球繞太陽運動的值不同，C正確；D．由開普勒第一定律，所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，行星運動的方向總是沿軌道的切線方向，只有在近日點和遠日點其運動方向與它和太陽連線垂直，D錯誤。故選C。2．A【詳解】A．A、B兩車（同種型號可認為質(zhì)量相等）正在繞環(huán)島做線速度大小相等的勻速圓周運動，根據(jù)可得A、B兩車的角速度之比故A正確；B．根據(jù)可得A、B兩車的向心加速度之比故B錯誤；CD．由合力提供向心力，則有；A、B兩車所受的合力大小之比A、B兩車所需的向心力大小之比；故CD錯誤。故選A。3．B【詳解】A．拋出后3s末，小球的豎直方向的速度為小球的速度大小為故A錯誤；B．拋出后3s末，重力的功率為故B正確；C．拋出后3s內(nèi)，小球下落的高度為拋出后3s內(nèi)，重力的平均功率為故C錯誤；D．拋出后3s末，小球的重力勢能為故D錯誤。故選B。4．B【詳解】A．在P點變軌前后空間站所受到的萬有引力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知空間站變軌前、后在P點的加速度相同，故A正確；B．因為變軌后其半長軸大于原軌道半徑，根據(jù)開普勒第三定律可知空間站變軌后的運動周期比變軌前的大，故B錯誤；C．變軌后在P點因反沖運動相當于瞬間獲得豎直向下的速度，原水平向左的圓周運動速度不變，因此合速度變大，故C正確；D．由于空間站變軌后在P點的速度比變軌前大，而比在近地點的速度小，則空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的小，故D正確。本題選錯誤項，故選B。5．C【詳解】AB．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)可得，，同步衛(wèi)星丙的周期為24h，大于乙的周期，則丙的軌道半徑大于乙的軌道半徑，根據(jù)線速度、加速度與軌道半徑的關(guān)系，可知，又因為甲，丙的角速度相等，根據(jù)、可知，，綜上分析可得，故AB錯誤；C．根據(jù)可得故C正確；D．因為甲的周期與貼近星球表面做勻速圓周運動的周期不同，根據(jù)甲的周期無法求出地球的密度，故D錯誤。故選C。6．C【詳解】A．小球做平拋運動，根據(jù)可知，運動時間相同，A錯誤；B．根據(jù)由于運動時間相同，所以速度變化量也相同，B錯誤；C．設(shè)兩小球的水平位移分別為和，由幾何關(guān)系可知；根據(jù)平拋運動規(guī)律，可知；；聯(lián)立可得C正確；D．若撞擊點時的速度方向與球面垂直，則點速度方向的反向延長線過圓心O，根據(jù)平拋運動的推論，速度的反向延長線一定過水平位移的中點，而O點不是水平位移的中點，與假設(shè)相矛盾，所以撞擊點時的速度方向與球面不垂直，D錯誤。故選C。7．D【詳解】A．角速度較小時，兩物體受靜摩擦力提供向心力，對a有對b有則角速度較小時，b的靜摩擦力較小，則圖（1）對應物體b，故A錯誤；B．當角速度達到時，設(shè)繩子拉力為，對a、b有；當角速度達到時，設(shè)繩子拉力為，對a、b有；解得故B錯誤；C．當角速度達到時，b受最大靜摩擦力提供向心力，有當角速度達到時，設(shè)繩子拉力為，對a、b有；解得故C錯誤；D．由上述分析可知；；；聯(lián)立解得故D正確；故選D。8．AD【詳解】A．根據(jù)，解得勻加速運動的時間為A正確；B．勻加速運動的末速度勻加速階段結(jié)束后，玩具車開始做加速度減小的加速運動，則最大速度B錯誤；C．設(shè)勻加速運動的牽引力為F，根據(jù)解得C錯誤；D．玩具車的額定功率D正確。故選AD。9．BC【詳解】題意可知轉(zhuǎn)速則角速度設(shè)子彈速度大小為，則從A到B子彈飛行時間根據(jù)題意有（）整理得（）n分別取0、1、2時，速度大小分別為故選BC。10．CD【詳解】ABC．電梯艙內(nèi)的航天員始終與地球一起同軸轉(zhuǎn)動，當r=R時電梯中的航天員受到萬有引力和電梯的彈力第一宇宙速度只有萬有引力提供向心力，即上式中FN=0時勻速圓周運動的線速度，即因此航天員在r=R處的線速度小于第一宇宙速度；當r增大時，航天員受到電梯艙的彈力FN減小，當r繼續(xù)增大，直到引力產(chǎn)生的加速度和向心加速度相等時，即引力完全提供向心力做勻速圓周運動時，圖中即為r0所示半徑，有當r繼續(xù)增大，航天員受到電梯艙的彈力FN將反向增大，此時滿足所以隨著r從小于r0到大于r0逐漸增大的過程中，航天員受到電梯艙的彈力先減小為零后反向增大，故AB錯誤，C正確。D．此時引力完全提供向心力做勻速圓周運動，F(xiàn)N為零，則又根據(jù)地表加速度解得即距離地面高度故D正確。故選CD。11．(1)B和C一(2)D(3)1∶4【詳解】（1）[1][2]探究向心力與轉(zhuǎn)動半徑之間的關(guān)系，需要保持小球質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動角速度相等，轉(zhuǎn)動半徑不同，則應將兩完全相同的小球分別放置在擋板B和C處，傳動皮帶應調(diào)至第一層塔輪。（2）根據(jù)牛頓第二定律有可知，探究向心力與角速度之間的關(guān)系時，和保持不變，則某同學測出數(shù)據(jù)后作圖，為了能簡單明了地觀察出向心力與角速度的關(guān)系，最適合做的圖像是。故選D。（3）將完全相同的兩小球分別放在擋板A、C兩處，則小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等，傳動皮帶則調(diào)至第二層塔輪，左右小球轉(zhuǎn)動的角速度之比為，則由可知，轉(zhuǎn)動手柄過程中左右標尺上紅白相間的等分格數(shù)之比為。12．(1)C(2)【詳解】（1）[1]根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知；解得故選C。[2]由[1]可知圖線的斜率所以，其重力加速度（2）