北京市丰台区2023-2024学年高一下学期期中练习物理试卷（B）（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1丰台区2023-2024学年度第二学期期中练习高一物理（B卷）考试时间：90分钟第I卷（选择题：共60分）一、本部分共20题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。1.以下不是描述圆周运动快慢的物理量的是（）A.线速度 B.角速度C.向心加速度 D.转速〖答案〗C〖解析〗A．周期表示运动一周所需要的时间，周期越大，运动越慢，可以描述圆周运动快慢，故A不符合题意；BD．角速度和线速度都可以描述做圆周运动的快慢，故BD不符合题意；C．向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，不能描述运动的快慢，故C符合题意。故选C。学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答下列小题。2.如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道．使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙，拆去一段轨道，球仍从C端滚入，则球离开B端后留下的痕迹可能为（）A.痕迹① B.痕迹② C.痕迹③ D.痕迹④3.同学们对以上现象进行了分析，说法不正确的是（）A.速度方向沿切线方向B.速度可能不变C.做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧D.合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上〖答案〗2.B3.B〖解析〗【2题详析】小球沿着弯道做曲线运动，在B端的速度方向沿着该点的切线方向，所以球离开B端后留下的痕迹可能为痕迹②。故选B。【3题详析】A．物体做曲线运动的速度方向沿切线方向，故A正确，不满足题意要求；B．物体做曲线运动速度方向时刻发生变化，故B错误，满足题意要求；C．做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧，故C正确，不满足题意要求；D．做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上，故D正确，不满足题意要求。故选B。某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水，水中有一个蜡块。请利用所学知识回答下列小题。4.若玻璃管以速度v0向右匀速移动，与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮，用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹，可能是下面四幅图中的哪一个（）A. B.C. D.5.这位同学称量了蜡块R的质量为200g，蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0=1cm/s匀速上浮，如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，测出某时刻蜡块R的x、y坐标值分别为2cm和2cm，则下列说法正确的是（）A.蜡块做直线运动B.玻璃管的加速度大小为1cm/s2C.蜡块受到的合力为0.2ND.可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s〖答案〗4.A5.B〖解析〗【4题详析】玻璃管以速度v0向右匀速移动，与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮，两个匀速直线运动的合运动为匀速直线运动，蜡块相对地面移动的轨迹为一条斜向右上方的倾斜的直线，令轨迹与水平方向的夹角为，则有即有可知，只有第一个选择项符合要求。故选A。【5题详析】A．蜡块的初速度向上，加速度向右。两者方向不在同一直线上，可知，蜡块做曲线运动，故A错误；B．蜡块向上做匀速直线运动，则有根据位移公式有解得故B正确；C．根据牛顿第二定律，蜡块受到的合力为故C错误；D．该时刻蜡块R速度大小故D错误。故选B。运动会上，某同学将铅球水平抛出，不计空气阻力，以地面为参考系，铅球的运动可视为平抛运动。请根据平抛运动的相关知识回答下列小题。6.关于平抛运动，下列说法中正确的是（）A.平抛运动是变加速曲线运动B.水平方向的分运动与竖直方向的分运动遵循相同的运动规律C.相同时间内的速度变化量相等D.水平方向的分运动有可能会受到竖直方向分运动的影响7.该同学分别以v0、2v0、3v0的水平速度从同一高度抛出三个铅球。观察三个铅球的运动轨迹，下列说法正确的是（）A.水平初速度越大，物体落地所需时间越长B.水平初速度越大，物体落地所需时间越短C.水平初速度越大，物体落地时的速度越大D.三个铅球的落点在同一水平线上，并且相邻两球的间距比为1：2：3〖答案〗6.C7.C〖解析〗【6题详析】A.平抛运动只受重力，加速度不变，是匀加速曲线运动，故A错误；B.平抛运动水平方向的分运动做匀速直线运动，竖直方向的分运动做自由落体运动，不遵循相同的运动规律，故B错误；C.根据可见相同时间内的速度变化量相等，故C正确；D.根据运动独立性可知，水平方向的分运动不会受到竖直方向分运动的影响，故D错误。故选C。【7题详析】AB.根据可知平抛运动下落时间只与下落高度有关，与初速度无关，三球下落高度一样，所以下落时间相等，故AB错误；C.物体落地时的速度可见水平初速度越大，物体落地时的速度越大，故C正确；D.三球下落时间相等，根据可知三球的水平位移分别为，，，所以相邻两球的间距比为1：1：1。故D错误。故选C。8.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，如图所示，以下分析正确的是（）A.汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于90°，因此汽车线速度减小B.汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于90°，因此汽车线速度增加C.汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于90°，因此汽车线速度增加D.汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于90°，因此汽车线速度减少〖答案〗B〖解析〗由题意，汽车现在的速度方向如图由图可知，汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于，因此汽车线速度增加。故选B。9.如图所示，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。在分析游客的受力情况时，同学们对于摩擦力的判断产生了争执，你认为以下哪种观点正确（）A.游客除了受到滑动摩擦力，还受到重力和支持力B.游客受到的摩擦力方向与转动方向相反C.游客受到的摩擦力方向与转动方向相同D.游客受到的摩擦力方向指向圆心〖答案〗D〖解析〗游客受重力、支持力和静摩擦力，其中重力和支持力的合力为零，静摩擦力提供向心力，指向圆心。故选D。开普勒得出的行星运行规律为万有引力定律的发现奠定了基础，为航天事业的发展做出了巨大贡献。从开普勒的行星运行规律中，我们知道天体运行轨道为椭圆轨道，环绕天体的线速度大小在变化。请根据相关知识回答下列小题：10.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）A.对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变B.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直C.开普勒第三定律=k，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k值相同D.11.在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（）A.在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大B.在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大C.春夏两季比秋冬两季时间短D.春夏两季和秋冬两季时间长度相同〖答案〗10.C11.A〖解析〗【10题详析】A．对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中在近日点速率最大，在远日点速率最小，故A错误；B．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向与它和太阳连线不垂直，故B错误；C．开普勒第三定律，只与中心天体有关，所以月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k值相同，故C正确；D．行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，所以行星运动的方向总是沿椭圆轨道的切线方向，故D错误。故选C。【11题详析】AB．冬至日前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球位于远日点附近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大，故A正确，B错误；CD．春夏两季平均速率比秋冬两季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，春夏两季一般在186天左右，而秋冬季只有179天左右，故CD错误。12.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动、a是地球同步卫星，则（）

A.卫星a的角速度大于c的角速度 B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D.卫星b的周期等于24h〖答案〗D〖解析〗A．根据牛顿第二定律可得解得由于卫星a的轨道半径大于卫星c的轨道半径，则卫星a的角速度小于c的角速度，故A错误；B．根据牛顿第二定律可得解得由于卫星a的轨道半径等于卫星b的轨道半径，则卫星a的加速度等于b的加速度，故B错误；C．第一宇宙速度是近地轨道卫星运行速度，也是卫星中的最大运行速度，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据牛顿第二定律可得解得由于卫星b与a轨道半径相同，周期相同，a为同步卫星，周期为24h，则卫星b的周期等于24h，故D正确。故选D。13.我国计划在2024年上半年发射“嫦娥六号”，实施月球背面采样。若未来我国在月球发射一颗月球的同步卫星，已知月球的质量为，半径为，月球自转的角速度为，引力常量为，则月球同步卫星到月球表面的高度为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗设月球同步卫星到月球表面的高度为h，由解得故选D。14.在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，圆环的半径为r，宇航员可视为质点。设旋转舱需要的向心力为F、角速度为ω、向心加速度为a，周期为T。某同学运用所学知识计算出旋转舱绕其轴线匀速转动的物理量的数值，以下不正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗ABC．宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，则有根据可得故AC正确，不满足题意要求；B错误，满足题意要求；D．根据可得故D正确，不满足题意要求。故选B15.2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。“天行一号”02星的定位过程可简化为如图所示的情境，椭圆轨道1为变轨的轨道，圆形轨道2为正常运行的轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列说法不正确的是（）A.卫星在轨道1上P点的加速度大于卫星在轨道2上P点的加速度B.卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2C.卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过轨道2上P点时的速度D.卫星在轨道1上运行的周期小于在轨道2上运行的周期〖答案〗A〖解析〗A．根据牛顿第二定律可得可得可知卫星在轨道1上P点的加速度等于卫星在轨道2上P点的加速度，故A错误，满足题意要求；B．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，则卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2，故B正确，不满足题意要求；C．根据开普勒第二定律可知，椭圆轨道上近地点的速度大于远地点的速度，则卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过轨道2上P点时的速度，故C正确，不满足题意要求；D．根据开普勒第三定律由于轨道1的半长轴小于轨道2的半径，则卫星在轨道1上运行的周期小于在轨道2上运行的周期，故D正确，不满足题意要求。故选A。16.铁路在弯道处的内外轨高低是不同的。如图所示，已知轨道平面的倾角为，弯道处的轨道圆弧半径为R，火车以轨道的设计速度行驶时，车轮轮缘与内外轨恰好没有挤压。质量为m的火车转弯时，下列说法正确的是（）A.轨道的设计速度为B.轨道的设计速度为C.火车实际速度大于设计速度时，内轨与轮缘之间有挤压D.火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力等于〖答案〗A〖解析〗AB．火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力由图可以得出（为轨道平面与水平面的夹角），合力等于向心力，故解得：故A正确，B错误；C．当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨外轨相互挤压，故C错误；D．根据几何关系可知当火车为设计速度时，铁轨对火车的作用力等于，火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力不等于，故D错误。故选A。17.胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，在保证安全行驶的情况下，下列说法正确的是（）A.若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A、B处均应增大行驶速度B.若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A、B处均应减小行驶速度C.若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A处应增大行驶速度D.若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在B处应增大行驶速度〖答案〗D〖解析〗在A点和B点，小车的向心加速度分别是向上和向下，所以在A点和B点小车分别处于超重状态和失重状态，对A点有得对B点有得可见若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A处应减少行驶速度，汽车在B处应增大行驶速度。故ABC错误，D正确。故选D。18.某同学参加跳高比赛，起跳速度方向为竖直向上，不计空气阻力，成绩为1.50m。如果该同学以相同的初速度在月球上起跳，已知月球的半径大约是地球半径的，质量是地球质量的，忽略月球的自转影响，则小明能达到的最大高度大约为（）A.1m B.4m C.8m D.16m〖答案〗C〖解析〗根据可知月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为设该同学起跳的初速度为，则有可得小明在月球上起跳，能达到的最大高度为故选C。19.在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（）A.甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，说明质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向B.乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法D.丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量〖答案〗B〖解析〗A．甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向，A正确，不符合题意；B．乙图中，研究红蜡块的运动时，对于合运动和分运动之间，主要运用了等效替代，B错误，符合题意；C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时控制一些物理量不变，研究其他物理量之间的关系，运用了控制变量，C正确，不符合题意；D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大，运用了放大法测微小量，D正确，不符合题意。故选B。20.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T-v2图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（）A.轻质绳长为B.当地的重力加速度为C.当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为D.若小球在最低点时的速度，小球运动到最低点时绳的拉力为6a〖答案〗D〖解析〗AB．当小球经过最高点时，根据牛顿第二定律可得整理得结合图像可得，解得，故AB正确；C．当时，根据牛顿第二定律，轻质绳最高点拉力大小为故C正确；D．若小球在最低点时的速度，根据牛顿第二定律，小球运动到最低点时解得绳的拉力为故D错误。本题选错误的，故选D。第二部分：非选择题（共40分）二、填空题（本题共2小题。共10分）21.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”（1）在图1中多次用小锤敲击铁片，由A、B两球的运动情况可得出结论：__________。（2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，Q在水平面上做匀速直线运动。观察到P、Q两球运动情况可得出结论：_______。（3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。实验时需让小球多次沿同一轨道水平抛出，利用现有器材，如何确定轨道末端是否水平___________？此外，在释放小球时还需要注意什么？___________。（4）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=0.9cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c所示，取g=10m/s2，则由图可求得拍摄时每_________s曝光一次，小球平抛的初速度大小v0=________m/s。〖答案〗（1）平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动（2）平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动（3）将小球轻放于轨道末端，若小球可保持静止状态，则说明轨道末端已水平将小球从相同位置静止释放（4）0.031.8〖解析〗【小问1详析】在图1中多次用小锤敲击铁片，总是能听到A、B两球同时落地，说明A、B两球在竖直方向具有相同的运动情况，则平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。【小问2详析】在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，Q在水平面上做匀速直线运动，可以观察到P球打到Q球，说明P、Q两球在水平方向有相同的运动情况，则平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。【小问3详析】将小球轻放于轨道末端，若小球可保持静止状态，则说明轨道末端已水平；为了保证每次小球抛出的速度相同，需要将小球从相同位置静止释放。小问4详析】竖直方向根据可得拍摄时曝光一次的时间为水平方向根据可得小球平抛的初速度大小为22.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；（2）为了更精确探究向心力大小F与角速度ω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-ω2图像，如图丙所示。由此可得的实验结论是________。〖答案〗（1）一B和C（2）在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比〖解析〗【小问1详析】变速塔轮边缘处的线速度相等，根据在探究向心力大小与半径的关系时，需控制小球质量、角速度相同，运动半径不同，故需要将传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球分别放在B和C位置。【小问2详析】F-ω2图像是一条过原点的图线，可得的实验结论是：在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比。三、计算论证题（本题共5小题，共30分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。23.如图所示，玩具气手枪的枪管对准竖直墙面上的点，、间距且处于同一水平线上。弹丸以的速度从枪管射出打在墙上的点，不计空气阻力，，求：（1）、两点间的距离；（2）弹丸打到点时的速度。〖答案〗（1）；（2），〖解析〗（1）弹丸从到做平抛运动，根据平抛运动的规律得

代入数据解得

（2）弹丸打到点时，竖直分速度根据平行四边形定则知设速度与水平方向夹角为，有解得24.中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：（1）地球的质量M；（2）飞船在圆轨道Ⅲ绕地球运动的线速度v大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）当飞船在近地圆形轨道Ⅰ上时，