高一第二学期物理期中测试试题及答案

高一年级第二学期期中测试试题

物理学科

考试时间：75分钟；试卷总分：100分

一、选择题（共48分。其中1—6为单选题，每小题4分，7—10为多选题，每小题6分）

1．摆壶铃是现在热门的健身运动。如图所示，某人屈身保持姿势不变，两手握住壶铃摆动，将该运动视为以两肩连线为轴、在竖直平面内的圆周运动，则摆至最低点时（ ）

A．手对壶铃的作用力与壶铃所受重力的合力提供壶铃的向心力

B．壶铃的向心力大小与线速度成正比

C．手对壶铃的作用力与壶铃的重力是一对平衡力

D．手对壶铃的作用力大小大于壶铃对手的作用力大小

2．冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下，通过跳台起跳，完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时，不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。若空气阻力不可忽略，运动员在空中滑行时所受合力的示意图可能正确的是（ ）

A．B．C． D．

3．船从河岸A点沿直线AB到达对岸B点，AB和河岸的夹角为37，假设河水速度保持不变且sm/5，已知A点和B点的距离为123ms，船在静水中的速度大小为23m/sv，则船从河岸A点沿直线AB到达对岸B点所用时间为（ ）

A．3s B．33s C．23s D．4s

4．2023 年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的 Mate60 手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为 R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ）

A．卫星在地球同步轨道上处于平衡状态

B．卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度

C．卫星的向心加速度约为静止在赤道上物体向心加速度的7 倍 D．若地球自转变慢，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低

5．2023年11月16日，长征二号丙运载火箭在酒泉成功发射了新一代海洋水色观察卫星海洋三号01星，海洋三号01星具有高度的科研价值和应用价值，代表着我国海洋水色系统卫星正式升级到第二代观测体系。若已知卫星运动轨道可看成圆轨道，运动周期为T，卫星到地心的距离为r，地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）

A．海洋三号01星的发射速度在11.2km/s到16.7km/s之间

B．可以算出海洋三号01星的质量

C．由于地球自转的影响，无法求出地球的质量

D．可以算出地球的半径

6．为吸引更多消费者，商场会在中庭悬挂很多节日装饰物，如图所示，轻绳AB一端系有重为G的装饰物，另一端A可在竖直面内旋转，轻绳BC一端系在B点，另一端通过固定在天花板上的定滑轮上的C点，由工人拉住静止不动。若不计绳与滑轮间的摩擦，调整A端使绳AB从竖直方向沿顺时针缓慢变到水平方向的过程中（B点位置不动），关于力的变化情况，下列说法正确的是（ ）

A．AB绳拉力一直不变，BC绳拉力一直增大

B．AB绳拉力先减小后增大，BC绳拉力一直增大

C．地面对工人支持力一直变大

D．地面对工人摩擦力先变大后变小

7．陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴OO重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）

A．P的角速度大小比Q的大 B．P的线速度大小比Q的大

C．P的向心加速度大小比Q的大 D．同一时刻P所受合力的方向与Q的相同

8．“刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度02m/sv水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度大小210m/sg，下列说法正确的是（ ）

A．面片在空中运动的水平位移为0.2m

B．面片运动到锅边缘时的速度大小为sm/22

C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则面片处于超重状态

D．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则所受摩擦力大小保持不变

9．今年是中国人民解放军航天员大队正式成立26周年，从神舟五号到神舟十七号，从载人飞船到中国空间站，已有20名中国航天员飞上太空。空间站绕地球飞行的轨道可简化为离地面高为的圆轨道，其运行周期为T。已知地球半径为R，则（ ）

A．空间站的运行速度大于第一宇宙速度

B．后续补充物资后，由于质量增大，空间站运行周期将变小

C．空间站的运行速度为

D．空间站运行的加速度为

10．图所示为火星探测器着陆火星表面前的变轨轨道示意图，图中MN、两点分别为椭圆轨道3与圆轨道1、2的切点，且圆轨道1、2的公转半径分别为12rr、，轨道1、2、3的轨道平面与火星赤道平面重合。已知火星的自转周期为0T，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经03T的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，且火星探测器环绕方向与火星自转方向相同。假设火星探测器在圆轨道1的环绕周期为T（T未知），探测器在椭圆轨道3上由M到N的时间为t（t未知）。则（ ）

二、实验题（共14分）

11（6分）某实验小组用图甲、乙所示的装置研究平抛运动的特点。

（1）如图甲所示，让完全相同、可视为质点的小球a和b从两个相同弧面轨道项端由静止释放，两弧面末端水平，忽略所有阻力，多次实验两小球均在E点相撞。该实验现象表明，平抛运动在

方向的分运动是 运动；

（2）如图乙所示，当小球c、d处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使d水平飞出，同时c松开下落，忽略所有阻力，重复实验，每次均只听到一下小球落地的声音。该实验现象表明，平抛运动在 方向的分运动是 运动；

（3）图丙记录了某小球平抛运动轨迹的四个位置，其中正方形小方格边长为25mm，重力加速度g=10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。

12（8分）用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1.

(1)在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第 （填“一”“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在 （填“A和B”“A和C”或“B和C”）位置，匀速转动手柄，左侧标尺露出4格，右侧标尺露出2格，则左右两球所受向心力大小之比为 ；

(2)在探究向心力大小与角速度的关系时，若将传动皮带调至图乙中的第三层，转动手柄，则左右两小球的角速度之比为 。为了更精确探究向心力大小F与角速度的关系，采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验，测得多组数据经拟合后得到F图像如图丙所示，由此可得的实验结论是 。

三、解答题（共38分）

13（12分）如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形轨道BC在B点相切。质量1kgm的小物块（可视为质点）以一定的初速度从水平轨道的A点向左运动，进入圆轨道后，沿圆轨道内侧做圆周运动，恰好到达最高C，之后离开圆轨道，做平抛运动，落在圆轨道上的D点。已知小物块在B点进入圆轨道瞬间，速度3Bvm/s，圆轨道半径0.1Rm，重力加速度10gm/s2，忽略空气阻力。求：

（1）小物块从B点进入圆轨道瞬间对轨道压力的大小；

（2）小物块到达C点的瞬时速度Cv的大小；

（3）小物块的落点D与B点的距离。

14（12分）2023年7月10日，一颗国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”，以表彰樊锦诗为中国石窟考古与保护作出了重大贡献。该小行星由中国科院紫金山天文台发现的，国际天文学联合会（IAU）批准命名，其绕日运行一周需5.7年。现把“樊锦诗星”及地球绕太阳的运动视为逆时针匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离为R0，若樊锦诗星与地球绕行轨道共面且绕行方向相同，图示时刻地球及樊锦诗星与太阳连线的夹角为120°，求：

（1）樊锦诗星到太阳的距离约为多少。（结果可保留根式）

（2）从图示位置起，地球与樊锦诗星下次相距最近需要的时间约为多少年

15（14分）如图所示，为某工厂卸货装置原理图，货物从货物架上无初速度沿斜面滑下，进入传送带，之后滑上无动力静止在水平面的平板车，平板车将货物运输到卸货员位置处，最后完成卸货工作。已知货物质量为140kgm，平板车质量为20kgM，货物到传送带的竖直高度2.5mh，斜面倾角30，货物与斜面的动摩擦因数136，传送带顺时针匀速转动的速度为8m/sv，货物与传送带间的动摩擦因数20.3，传送带长度为10.5ml，货物与平板车间的动摩擦因数为30.4，平板车与地面间的动摩擦因数为40.2，假设平板车与地面间为滑动摩擦。（忽略货物经过B、C两处的能量损失，g取210m/s）求：

（1）货物从斜面滑至B点时的速度大小？

（2）货物在传送带上滑行的时间？

（3）为使货物不从平板车上滑落，平板车至少需要多长？

参 考 答 案

1 A 2 C 3 B 4 C 5 D 6 B 7 BC 8 BC 9 CD 10 BC

11、（1） 水平 匀速直线 （2） 竖直 自由落体 （3） 1

12、（1） 一 B和C 2:1

（2） 1:3 小球的质量、运动半径相同时，小球受到的向心力与角速度的平方成正比

13、（1）100N；（2）1m/s；（3）0.2m

【详解】（1）在B点，设轨道对小物块的支持力为N，根据牛顿第二定律

2BvNmgmR

根据牛顿第三定律可得小物块从B点进入圆轨道瞬间对轨道压力

NN

联立解得

100NN

（2）小物块恰好到达最高C，在C点根据牛顿第二定律

2CvmgmR

解得

1m/sCv

（3）小物块从C点飞出后做平抛运动，竖直方向

2122Rgt

水平方向

DBCxvt

联立解得0.2mDBx

14、（1）由开普勒第三定律33022RrTT地，解得樊锦诗星到太阳的距离约为

2330025.732.51rRR

（2）设从图示位置起，地球与樊锦诗星下次相距最近时间为t，则

223601202360ttTT地

解得11.414.1t年