
考生須知:
1.本試卷共8頁(yè),共四道大題,20道小題。滿分100分??荚嚂r(shí)間90分鐘。
2.在試卷和答題紙上準(zhǔn)確填寫學(xué)校名稱、班級(jí)名稱、姓名。
3.答案一律填涂或書寫在答題紙上,在試卷上作答無效。
4.在答題紙上,選擇題用2B鉛筆作答,其余題用黑色字跡簽字筆作答。
5.考試結(jié)束、請(qǐng)將本試卷和答題紙一并交回。
一、單項(xiàng)選擇題。本題共10道小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。(每小題3分,共30分)
請(qǐng)閱讀文字。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員將球沿水平方向擊出,球離開球拍后在重力的作用下劃出一條曲線,向?qū)Ψ綀?chǎng)地飛去,如圖所示。網(wǎng)球可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。
1. 以地面為參考系,網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)是( )
A. 勻速運(yùn)動(dòng)B. 平拋運(yùn)動(dòng)C. 圓周運(yùn)動(dòng)D. 勻減速運(yùn)動(dòng)
2. 網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是( )
A. 速度方向保持不變
B. 位移方向保持不變
C. 加速度方向保持不變
D. 速度方向與加速度方向始終垂直
請(qǐng)閱讀文字。如圖所示,用長(zhǎng)度為l的輕繩拴一小球,將小球拉至與豎直方向成θ角的A點(diǎn)靜止釋放,小球從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O。已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。
3. 關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)過程中受力情況,下列判斷正確的是( )
A. 只受重力
B. 只受拉力
C. 只受重力和拉力
D. 受重力、拉力和向心力
4. 小球在從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O的過程中,下列說法正確的是( )
A. 動(dòng)能逐漸增大
B. 動(dòng)能逐漸減小
C. 機(jī)械能逐漸增大
D. 機(jī)械能逐漸減小
5. 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí),小球的線速度大小為( )
A. B. C. D.
請(qǐng)閱讀文字。牛頓根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出“天體間引力遵循平方反比規(guī)律”后,進(jìn)一步設(shè)想“使蘋果落向地面的力”與天體間的引力是同一性質(zhì)的力。為此,他進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”加以證實(shí)。設(shè)地球質(zhì)量為、月球質(zhì)量為、蘋果質(zhì)量為,地球中心與月球中心的距離為r,地球中心與蘋果的距離為R,引力常量為G、地表重力加速度為g。
6. 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,下列物理量保持不變的是( )
A. 周期B. 線速度C. 向心力D. 向心加速度
7. 假設(shè)地球與月球間的作用力和太陽(yáng)與行星間的作用力是同一性質(zhì)的力,則地球與月球間的作用力F的表達(dá)式為( )
A. B. C. D.
8. 假設(shè)地球與樹上蘋果的作用力和地球與月球間的作用力也是同一性質(zhì)的力,則月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度和蘋果的自由落體加速度之間的大小關(guān)系應(yīng)該滿足( )
A. B. C. D.
9. 某同學(xué)嘗試用無人機(jī)空投包裹。他先讓無人機(jī)帶著質(zhì)量為m的包裹(含降落傘)升空并懸停在距離地面H處的空中,某時(shí)刻無人機(jī)釋放了包裹,下落的加速度大小恒為;在包裹下落h時(shí)打開降落傘做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小恒為,當(dāng)落到地面時(shí),速度大小為v。已知重力加速度為g。下列判斷不正確的是( )
A. 包裹從開始下落h時(shí)的動(dòng)能為
B. 包裹從打開降落傘到落到地面這個(gè)過程中,合力所做的功為
C. 根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過程包裹重力的平均功率
D. 根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過程包裹機(jī)械能的減少量
10. 如圖所示,牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中說到:把物體從高山上水平拋出,速度一次比一次大,落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn);拋出速度足夠大時(shí),物體就不會(huì)落回地面,而是成為人造地球衛(wèi)星??烧J(rèn)為山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( )
A. 對(duì)于那些拋出后可以落回地面的物體,無論拋出速度是多大,落地時(shí)間都一樣
B. 圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似等于第一宇宙速度
C. 若拋出的速度大于第一宇宙速度,則物體在之后的運(yùn)動(dòng)過程中將無法返回山頂
D. 若拋出的速度大于第二宇宙速度,則物體被拋出后可能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)
二、多項(xiàng)選擇題。本題共4道小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。(每小題3分,共12分。每小題全選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,不選或有選錯(cuò)的該小題不得分)
11. 如圖所示為某自行車的主要傳動(dòng)部件。大齒輪和小齒輪通過鏈條相連,A和B分別為大齒輪和小齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A. A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等
B. A、B兩點(diǎn)的角速度大小不等
C. A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等
D. A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小不等
12. 我國(guó)有很多不同軌道高度的人造衛(wèi)星。如圖所示,人造衛(wèi)星A、B都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比為,軌道半徑之比為,則A、B兩顆人造衛(wèi)星( )
A. 周期之比為
B. 線速度大小之比為
C. 向心加速度大小之比為
D. 動(dòng)能之比為
13. 如圖所示,在地面上做感受向心力實(shí)驗(yàn)時(shí),不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn),另一端系一沙袋,使其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對(duì)沙袋的拉力。若將此實(shí)驗(yàn)放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,則下列說法正確的是( )
A. 沙袋圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡可以處于任意平面
B. 手提供拉力大小時(shí)刻發(fā)生變化
C. 若保持半徑不變,減小旋轉(zhuǎn)周期,手提供的拉力增大
D. 若保持半徑不變,減小沙袋速度,手提供的拉力增大
14. 修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)如圖所示。在起重機(jī)將重物豎直吊起的過程中,重物從地面由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值。圖中可能正確反映起重機(jī)的輸出功率P隨時(shí)間t、重物的速度v、重物上升高度h的變化關(guān)系,以及重物的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的是( )
A. B.
C. D.
三、實(shí)驗(yàn)題。本題共2道小題。(共18分。15題6分,16題12分)
15. 為了探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)該同學(xué)先用圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他用小錘擊打彈性金屬片,A球沿水平方向飛出,同時(shí)B球被釋放,做自由落體運(yùn)動(dòng)。改變小球距地面的高度和擊打小球的力度,多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),均可以觀察到A、B兩球同時(shí)落地。關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是______(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. 可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)
C. 可以同時(shí)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(2)為了在圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),該同學(xué)用圖乙所示裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出,落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低,鋼球落在擋板上時(shí),鋼球會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)印跡。移動(dòng)擋板,重復(fù)上述操作,白紙上將留下一系列印跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下列說法正確的是______(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. 每次釋放鋼球的位置應(yīng)相同
B. 斜槽軌道必須光滑
C. 記錄鋼球位置用的擋板MN每次必須等距離下降
(3)在正確操作的情況下,如圖丙所示,該同學(xué)以小球拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系,描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡OP。該同學(xué)在曲線OP上取三個(gè)點(diǎn)A、B、C,讓它們?cè)趛方向上到O點(diǎn)的距離之比為,再測(cè)量三個(gè)點(diǎn)在x方向上到O點(diǎn)的距離、、,若小球在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng),則______。
16. 某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)除圖中所示器材外,還必須使用的器材有______(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. 交流電源B. 天平(含砝碼)C. 刻度尺D. 秒表
(2)為了得到重物由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h,某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種方案,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,其中合理的是______(選填選項(xiàng)前的字母)。
A. 測(cè)出物體下落高度h,由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時(shí)間t,通過計(jì)算出瞬時(shí)速度v
B. 測(cè)出物體下落高度h,并通過計(jì)算出瞬時(shí)速度v
C. 根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v。并通過計(jì)算得出高度h
D. 測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v
(3)實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O(速度為0)的距離分別為、、。已知重物質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢(shì)能變化量______,動(dòng)能變化量______。
(4)如圖所示為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。將氣墊導(dǎo)軌水平放置,滑塊放在最右側(cè),并通過輕繩連接托盤和砝碼。通過測(cè)量可知擋光條的寬度為d,托盤和砝碼總質(zhì)量為m,滑塊與擋光條的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)開始時(shí),將滑塊移至圖示位置,測(cè)出擋光條到光電門距離為,由靜止釋放滑塊,讀出擋光條通過光電門的擋光時(shí)間為t。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。請(qǐng)選擇合適的研究對(duì)象,寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所需要滿足的表達(dá)式____________。
四、論述、計(jì)算題。本題共4道小題。(17、18題各9分,19題10分,20題12分。共40分)要求:寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計(jì)算的小題,答案必須明確寫出數(shù)值和單位。
17. 如圖所示,一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度。盤面上距圓盤中心的位置有一個(gè)質(zhì)量的小物體隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)??烧J(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,取重力加速度。
(1)畫出小物體在圖示位置的受力示意圖;
(2)求小物體受到的摩擦力大小f;
(3)若小物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù),為使小物體不滑動(dòng),圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω不能超過多少?
18. 如圖所示,AB段是長(zhǎng)為的粗糙水平軌道,BC段是半徑為R的光滑豎直半圓形軌道,其直徑BC沿豎直方向,兩段軌道在B點(diǎn)處平滑連接。一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的滑塊,靜止于A點(diǎn)?,F(xiàn)用水平向右的瞬時(shí)作用力F擊打滑塊,使其獲得的初速度。已知滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度為g。求:
(1)力F對(duì)滑塊所做的功W;
(2)滑塊在經(jīng)過半圓形軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大??;
(3)通過計(jì)算說明滑塊能否到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C。
19. 2020年中國(guó)開啟了火星探測(cè)任務(wù),成功發(fā)射探測(cè)器“天問一號(hào)”。2021年5月15日天問一號(hào)著陸器成功著陸,“祝融號(hào)”火星探測(cè)車開始在火星上巡視探測(cè),而天問一號(hào)環(huán)繞器則進(jìn)入中繼通訊軌道環(huán)繞火星運(yùn)行。若已知火星質(zhì)量為,火星半徑為,地球質(zhì)量為,地球半徑為,引力常量為G。在以下問題討論中,火星和地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體,且忽略火星和地球自轉(zhuǎn)的影響。
(1)天問一號(hào)將于2030年前后從火星取樣返回地球,若某樣品在火星表面附近所受重力大小為,在地球表面附近所受重力大小為,寫出的表達(dá)式;
(2)天問一號(hào)環(huán)繞器繞火星順時(shí)針運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓,如圖所示,其周期為;火星的衛(wèi)星“火衛(wèi)二”繞火星的運(yùn)動(dòng)可近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖中未畫出),其周期為:
a.求“火衛(wèi)二”的軌道半徑r和天問一號(hào)環(huán)繞器軌道半長(zhǎng)軸a;
b.比較天問一號(hào)從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間和從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間的大小,并說明理由。
20. 一款射擊玩具由小球和發(fā)射器組成,其發(fā)射裝置可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。小球的質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn)。發(fā)射器的核心部件為一個(gè)輕彈簧,其原長(zhǎng)為2L、勁度系數(shù),某次發(fā)射時(shí),發(fā)射器與水平方向的夾角為30°,初始時(shí)小球位于彈簧原長(zhǎng)O點(diǎn)處,以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿發(fā)射器向下為x軸正方向,用變力F沿x軸方向極其緩慢地移動(dòng)小球,將彈簧壓縮L(沒有超過彈簧的彈性限度)。已知重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。
(1)在小球沿x軸向下緩慢移動(dòng)到的過程中:
a.求當(dāng)彈簧的壓縮量為時(shí),變力F的大?。?br>b.請(qǐng)?jiān)趫D中畫出變力F隨小球位置x變化的圖像,并求此過程中變力F做的功;
(2)當(dāng)小球沿x軸向下緩慢移動(dòng)到時(shí),突然撤去力F,結(jié)合彈簧彈力與形變量關(guān)系的圖像:
a.求小球向上運(yùn)動(dòng)至發(fā)射器出口前的過程中獲得的最大速度;
b.若小球射出后在下落過程中擊中與出口O點(diǎn)水平距離為豎直墻面,如圖所示。為使小球垂直擊中豎直墻面,在不改變其他條件且不超過彈簧彈性限度的情況下,發(fā)射過程中應(yīng)將彈簧最大壓縮量增大還是減???仿照平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法,推導(dǎo)論證你的猜想。
參考答案
1. B 2. C 3. C 4. A 5. D
6. A 7. D 8. C 9. A 10. B
11. BD
12. BCD
13. AC
14. ABD
15. (1)B (2)A
(3)
16. (1)AC (2)D
(3) ①. ②.
(4)
17. (1)小物體在圖示位置的受力如圖所示
(2)小物體受到的摩擦力提供所需的向心力,則有
(3)若小物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù),則有
可得
則為使小物體不滑動(dòng),圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不能超過。
18. (1);(2);(3)不能
19. (1);(2)a.,;b.
20. (1)a.F=0,b.見解析,;
(2)a.,
b.增大
應(yīng)將彈簧最大壓縮量增大。仿照平拋運(yùn)動(dòng),采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法,可以將該運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng):水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)從發(fā)射器出口射出時(shí)小球的速度大小為,小球從射出到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為t,根據(jù)題中最右側(cè)圖所示,小球下落過程擊中墻面,因此小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),在水平方向的位移一定小于s,水平方向
豎直方向
聯(lián)立可得
①
若小球垂直擊中豎直墻面,則小球在空中的運(yùn)動(dòng)在豎直墻面處剛好為運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn),設(shè)從發(fā)射器出口射出時(shí)小球的速度大小為,小球在水平方向的位移為s,聯(lián)系①式可知
②
比較①②兩式,可得
小球從發(fā)射到發(fā)射器出口射出的過程中,設(shè)初始時(shí)彈簧的壓縮量為,根據(jù)機(jī)械能守恒定律
解得
分析可知,當(dāng)時(shí),小球不能從發(fā)射器出口射出;當(dāng)時(shí),小球從發(fā)射器出口射出時(shí)的速度小于;當(dāng)時(shí),小球從發(fā)射器出口射出時(shí)的速度會(huì)大于。所以要使出口速度增大,應(yīng)該增大彈簧的壓縮量。
這是一份北京市懷柔區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理試題(Word版附解析),共35頁(yè)。試卷主要包含了考生要認(rèn)真填寫姓名和考號(hào)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份北京市海淀區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期7月期末考試物理試卷(Word版附解析),共29頁(yè)。
這是一份北京市海淀區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期7月期末物理試題,共8頁(yè)。
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