高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1張家口市2024-2025學(xué)年度高一年級(jí)第二學(xué)期期中考試物理試卷考生注意：1、本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。2、考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。3、本卷命題范圍：人教版必修第二冊第六章~第八章第3節(jié)。一、選擇題（本題共12小題，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題3分；第9~12題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是（）A.質(zhì)量大的物體其重力勢能大B.位置高的物體其重力勢能大C.水平地面上的物體重力勢能都為零D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢能一定變小【答案】D【解析】AB．物體的重力勢能為由此可知，重力勢能取決于重力和物體所處的高度，質(zhì)量大的物體所處的高度可能較小，位置高的物體的重力可能較小，因此它們的重力勢能可能較小，故AB錯(cuò)誤；C．參考平面不選水平地面時(shí)，地面上的物體重力勢能不等于0，故C錯(cuò)誤；D．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做正功，重力勢能一定變小，故D正確。故選D。2.開普勒定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)本質(zhì)，并為萬有引力定律提供了“實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”，下列有關(guān)開普勒定律的說法正確的是（）A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心B.同一個(gè)行星離太陽較近時(shí)速度較小，較遠(yuǎn)時(shí)速度較大C.所有行星軌道半長軸的二次方跟它公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等D.距太陽最近的行星角速度最大【答案】D【解析】A．根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)開普勒第二定律，可知同一個(gè)行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離太陽較近時(shí)速度較大，較遠(yuǎn)時(shí)速度較小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)開普勒第三定律，可知所有行星軌道半長軸的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)開普勒第三定律，可知距太陽最近的行星，其公轉(zhuǎn)半徑最小，所以其公轉(zhuǎn)周期最小，根據(jù)可知其角速度最大，故D正確。故選D。3.我國的CR450動(dòng)車組運(yùn)營時(shí)速可達(dá)400km/h，是全球最快的高鐵列車組。當(dāng)列車以360km/h的速度在平直軌道上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為7200kW，此時(shí)列車受到的阻力為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】列車的速度牽引力列車勻速行駛時(shí)，阻力等于牽引力，則故選D。4.齒輪在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛，我國在公元前400~200年就已開始使用齒輪。如圖為齒輪傳動(dòng)的示意圖，A、B兩點(diǎn)到各自齒輪中心的距離相等。齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反B.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等C.A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等D.A、B兩點(diǎn)的加速度大小相等【答案】A【解析】A．兩齒輪接觸點(diǎn)的線速度方向相同，兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，故A正確；B．兩齒輪邊緣的線速度大小相等；根據(jù)可得左邊齒輪的半徑較大，角速度較小，故A點(diǎn)的角速度小于B點(diǎn)的，故B錯(cuò)誤；CD．A、B兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相等，但A點(diǎn)角速度較小，則根據(jù)以及可得A點(diǎn)的線速度、加速度均小于B點(diǎn)的，故CD錯(cuò)誤。故選A。5.火星軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍，從地球向火星發(fā)射探測器，比較簡單而節(jié)省能量的做法是在地球表面對(duì)探測器加速，使其進(jìn)入地球軌道，在適當(dāng)時(shí)刻對(duì)探測器再次加速，使其沿橢圓軌道進(jìn)入火星軌道，如圖所示。若地球、火星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的速度分別為、，探測器在橢圓軌道上近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度分別為、，這四個(gè)速度中最大的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有解得，繞行速度，火星軌道半徑較大，所以探測器從地球軌道進(jìn)入橢圓軌道需要加速，所以由開普勒第二定律可知，探測器在近日點(diǎn)的速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度，即綜上，速度最大。故選C。6.工程技術(shù)上常用轉(zhuǎn)速描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，其單位r/min表示每分鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。如圖所示，ABCD為某發(fā)電機(jī)內(nèi)部的一根線圈，繞中心軸以3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知導(dǎo)線AB的質(zhì)量為0.1kg，到轉(zhuǎn)軸的距離為0.5m，則導(dǎo)線AB的（）A.角速度為 B.線速度為1500m/sC.加速度為 D.向心力為125N【答案】A【解析】導(dǎo)線AB的角速度線速度向心加速度向心力故選A。7.如圖甲所示，質(zhì)量分布均勻的球殼，對(duì)其內(nèi)部任意一點(diǎn)的萬有引力為零。將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體，從地表往地心挖一條很窄的礦井，從井口靜止釋放一物塊。忽略一切摩擦和地球的自轉(zhuǎn)，從地表到地心，物塊的速度-時(shí)間圖像，加速度-時(shí)間圖像大致正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】AB．設(shè)地球的密度為，當(dāng)物塊距地心的距離為時(shí)，受到的萬有引力為其中解得根據(jù)牛頓第二定律，可得加速度為因越來越小，所以加速度越來越??；圖像斜率因物塊向地心下落，速率越來越大，故圖像斜率增大，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．速度一時(shí)間圖像的斜率是加速度，由上分析可知，加速度越來越小，故CD錯(cuò)誤。故選B。8.如圖甲所示，某種心電圖儀工作時(shí)，卷成柱形的記錄紙勻速抽出，記錄筆前后移動(dòng)，描繪出心電圖。圖乙為心電圖檢查報(bào)告的部分截圖。已知記錄紙紙卷的直徑為10cm，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，紙中每小格的長和寬均為1mm，則測試者的心率約為（）A.60次／分鐘 B.75次／分鐘 C.80次／分鐘 D.90次／分鐘【答案】B【解析】記錄紙的走紙速度為相鄰兩次心跳的時(shí)間內(nèi)，記錄紙移動(dòng)的距離為心臟跳動(dòng)的頻率為次／秒次／分鐘故選B。9.如圖所示，汽車以恒定的速率沿一段圓弧轉(zhuǎn)彎，下列關(guān)于該汽車運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（）A.該汽車做勻變速運(yùn)動(dòng)B.牽引力提供該汽車轉(zhuǎn)彎的向心力C.地面的摩擦力提供該汽車轉(zhuǎn)彎的向心力D.汽車速度過大時(shí)，將做離心運(yùn)動(dòng)【答案】CD【解析】A．汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度時(shí)刻變化，故A錯(cuò)誤；BC．地面的摩擦力提供該汽車轉(zhuǎn)彎的向心力，故B錯(cuò)誤C正確；

D．汽車速度過大時(shí)，需要的向心力大于地面對(duì)汽車的最大靜摩擦力，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選CD。10.如圖所示，半徑為R的半圓形粗糙軌道ABC豎直固定，A、C均與圓心O點(diǎn)等高，B為軌道的最低點(diǎn)，質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，向右最遠(yuǎn)可運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。已知OD與水平方向的夾角為30°，重力加速度為g。在滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.重力對(duì)滑塊先做正功后做負(fù)功B.軌道對(duì)滑塊先做負(fù)功后做正功C.摩擦力對(duì)滑塊做功為D.運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，重力對(duì)滑塊的功率最大【答案】AC【解析】A．滑塊先向下運(yùn)動(dòng)，后向上運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)滑塊先做正功，后做負(fù)功，A正確；B．軌道支持力與滑塊運(yùn)動(dòng)方向垂直，對(duì)滑塊不做功，摩擦力對(duì)滑塊做負(fù)功，所以軌道對(duì)滑塊一直做負(fù)功，B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能定理得摩擦力對(duì)滑塊做功為C正確；D．滑塊在B點(diǎn)的速度沿水平方向，重力的功率為0，D錯(cuò)誤。故選AC。11.有a、b、c三顆地球衛(wèi)星，衛(wèi)星a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)，衛(wèi)星b在近地軌道上正常運(yùn)行，c是地球靜止衛(wèi)星，如圖所示。已知衛(wèi)星a、b、c的角速度分別為、、，線速度分別為、、，則（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】對(duì)于衛(wèi)星b、c，由萬有引力提供向心力得可得，因?yàn)?，則有，地球靜止衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，即根據(jù)可得所以，故選BD。12.如圖所示，光滑支架AOB固定，OA桿豎直，OB桿水平。小球a、b分別穿在兩桿上并用輕繩連接，對(duì)b施加一水平向右的外力F，使a向上做勻速運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)過程中（）A.OB桿對(duì)小球b的支持力不變 B.小球b的速度大小始終保持不變C.輕繩對(duì)小球a做的功等于小球a動(dòng)能的改變量 D.F對(duì)小球b做的功大于小球b動(dòng)能的改變量【答案】AD【解析】A．對(duì)整體受力分析，由豎直方向平衡，支持力等于總重力，則OB桿對(duì)小球b的支持力不變，故A正確。B．設(shè)輕繩與豎直方向的夾角為α，a球、b球速度關(guān)聯(lián)有a向上做勻速運(yùn)動(dòng)，而α逐漸增大，則cosα逐漸減小，sinα逐漸增大，因此b球速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤。CD．對(duì)a球由動(dòng)能定理有輕繩對(duì)小球a做的功大于小球a動(dòng)能的改變量；對(duì)b球由動(dòng)能定理有聯(lián)立可得則F做的功等于小球a和b的系統(tǒng)機(jī)械能的改變量，大于小球b動(dòng)能的改變量，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。二、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.用如圖所示的“向心力演示器”來探究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。擋板A、B、C到左右塔輪中心軸的距離之比為，標(biāo)尺露出的格數(shù)與小球的向心力成正比。（1）該實(shí)驗(yàn)主要用到的物理研究方法是______。A.控制變量法 B.等效替代法 C.演繹推理法（2）探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將質(zhì)量不同的兩個(gè)小球放在______（選填“A和B”“B和C”或“A和C”）擋板處。（3）將質(zhì)量相等的兩個(gè)小球分別放在擋板A、C處，所選左右塔輪的半徑之比為，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，左右標(biāo)尺露出的格數(shù)之比為______。【答案】（1）A（2）A和C（3）【解析】【小問1解析】該實(shí)驗(yàn)主要用到的研究方法是控制變量法。故選A【小問2解析】探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，需要控制小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，應(yīng)將小球放在擋板A和擋板C處。【小問3解析】左右塔輪的半徑之比為，線速度相等，根據(jù)可知左右塔輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為；兩球的質(zhì)量相等，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相等，根據(jù)可得兩球的向心力之比為，故左右標(biāo)尺露出的格數(shù)之比為。14.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置探究“動(dòng)能定理”。請(qǐng)回答下列問題：（1）紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)整長木板的傾斜度，使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長木板做勻速運(yùn)動(dòng)。這樣做的目的是________。（2）紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，小車置于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，通過繞過定滑輪的細(xì)線與鉤碼相連。啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，小車在牽引力的作用下運(yùn)動(dòng)，得到的一條較為理想的紙帶，如圖乙所示。O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一點(diǎn)，A、B、C為連續(xù)的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔。①以小車為研究對(duì)象，若用鉤碼的重力表示細(xì)線對(duì)小車的拉力，鉤碼的質(zhì)量m和小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的條件是________。②此次實(shí)驗(yàn)中，鉤碼的質(zhì)量，小車的質(zhì)量，根據(jù)紙帶上提供的數(shù)據(jù)可知，從O到B的過程中，合力對(duì)小車做的功為________J，小車在B點(diǎn)的動(dòng)能為________J。（g取，結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）平衡摩擦力（2）①.②.0.1300.128【解析】【小問1解析】紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)整長木板的傾斜度，使小車在不受牽引力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長木板做勻速運(yùn)動(dòng)。這樣做的目的是平衡摩擦力?！拘?解析】在平衡了摩擦力的情況下，由牛頓第二定律可得，對(duì)小車對(duì)鉤碼聯(lián)立解得當(dāng)時(shí)，，才能用鉤碼的重力表示細(xì)線對(duì)小車的拉力。從到的過程中，合力對(duì)小車做的功為。小車在點(diǎn)的速度為，動(dòng)能為。15.將一小球從水池上方由靜止釋放，1s后小球到達(dá)水面，又經(jīng)過1s小球以4m/s的速度到達(dá)池底。已知小球的質(zhì)量為0.2kg，池中水深2m，g取，不計(jì)空氣阻力，求：（1）小球釋放時(shí)到水面的距離；（2）小球從水面運(yùn)動(dòng)到池底的過程中，水對(duì)小球做功的平均功率大小?！敬鸢浮浚?）5m（2）12.4W【解析】小問1解析】小球落水前做自由落體運(yùn)動(dòng)，釋放時(shí)到水面的距離為其中聯(lián)立解得【小問2解析】由動(dòng)能定理可得其中解得水對(duì)小球做功的平均功率大小為16.如圖所示，原長為、勁度系數(shù)為輕質(zhì)彈簧一端固定在水平轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸上，另一端連接質(zhì)量為的小物塊。初始時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)，現(xiàn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速。已知物塊與轉(zhuǎn)盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為，轉(zhuǎn)盤的半徑為，重力加速度為，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，求：（1）物塊剛要相對(duì)轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤的角速度；（2）物塊滑到轉(zhuǎn)盤邊緣時(shí)的線速度大小。【答案】（1）（2）【解析】（1）開始時(shí)，靜摩擦力提供物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力物塊剛要相對(duì)轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)時(shí)，向心力等于最大靜摩擦力，即代入數(shù)據(jù)解得轉(zhuǎn)盤的角速度（2）物塊滑到轉(zhuǎn)盤邊緣時(shí)，彈簧的拉力F與摩擦力一起提供物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由牛頓第二定律得由胡克定律得彈簧的拉力聯(lián)立解得物塊的線速度17.我國北斗三號(hào)全球星座由地球靜止軌道、傾斜地球同步軌道、中圓地球軌道三種軌道衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星各司其職，為全球用戶提供高質(zhì)量的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。已知地球靜止軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為、軌道半徑為，地球半徑為。求：（1）地球的第一宇宙速度；（2）地球北極與赤道處的重力加速度之差。【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】地球靜止軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得衛(wèi)星在地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有可得地球的第一宇宙速度為【小問2解析】地球自轉(zhuǎn)的角速度等于地球靜止軌道衛(wèi)星的角速度，為在地球北極有在地球赤道處有可得地球北極與赤道處的重力加速度之差為18.如圖所示，粗糙的水平軌道BC的右端與半徑R=0.45m的光滑豎直圓軌道在C點(diǎn)相切，左端與光滑的傾斜軌道AB相連，AB與水平方向的