河北省衡水市第十三中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

河北省衡水市第十三中学2024-2025学年高一下学期物理期中考试试卷一、选择题(本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分1．北京时间2019年4月20日22时41分，北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星顺利升空，该卫星轨道高度36000km，轨道倾角55°，周期24ℎ．地球同步（GEO）卫星轨道如图中a所示，下列关于倾斜地球同步轨道（lGSO）卫星的说法正确的是（）A．该卫星的运行轨道如图中b所示B．该卫星绕地球飞行的速度大于7.9km/sC．该卫星与地球同步（GEO）卫星的轨道半径一定相同D．该卫星与地球同步（GEO）卫星受地球引力大小一定相等2．关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A．做曲线运动的物体所受合力一定变化B．做曲线运动的物体的加速度可能不变C．做匀变速曲线运动的物体的速度大小可能不变D．做曲线运动的物体受到变化的合力作用时速度大小一定改变3．用一根橡皮筋吊着小球做圆锥摆运动，已知在弹性限度内，橡皮筋的弹力与形变量成正比，橡皮筋始终在弹性限度内的情况下，小球做圆锥摆运动的角速度ω跟橡皮筋与竖直方向的夹角θ的关系图像正确的是（）A． B．C． D．4．若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（）A．3πGρ B．4πGρ C．13πGρ5．如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（）A．两次小球运动时间之比t1：tB．两次小球运动时间之比t1：tC．两次小球抛出时初速度之比v01：v02D．两次小球抛出时初速度之比v01：v6．如图所示为苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内（）A．线速度不变B．加速度不变C．相同时间内速度变化量相同D．相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同7．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为r，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，若不考虑A、B之间的万有引力，则卫星A、B绕地球运行的周期分别为（）A．7T0,56T0 B．98．随着强降雨季节的临近，各地开展“防溺水、强救援”应急演练活动。如图所示，在某段平直河流的中心有遇险人员A（随水流向下游漂移）等待救援，救援人员在岸边驾驶冲锋舟以最短时间救上遇险人员A后，冲锋舟实时调整航向以最短距离回到岸边。已知冲锋舟在静水中的速度v1=4mA．前往河中央的过程中，冲锋舟的运动轨迹为直线B．从岸边到达救援地点最少需要50sC．从救援地点返回的过程中，冲锋舟行驶的路程为200mD．返回岸边时，冲锋舟的速度大小为5m/s9．2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500km的轨道。已知地球同步卫星轨道高度约36000km，地球半径约6400km。则（）A．卫星运行的周期约1.6hB．火箭的推力是空气施加的C．“朱雀二号”的发射速度小于7.9km/sD．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于超重状态10．图甲是建筑行业常用的一种小型打夯机，其原理可简化为质量为M的支架（含电动机）上一根长为L的轻杆带动质量为m的铁球（可视为质点）以恒定角速度ω转动，如图乙所示，已知重力加速度为g，则在某次打夯过程中（）A．铁球转动过程中，线速度始终不变B．铁球转动到最低点时，处于超重状态C．铁球转动到最高点时所受轻杆弹力一定不为零D．若使支架离开地面，则铁球的的角速度ω≥二、实验题(本题共2小题，共14分11．用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有__________；A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末端水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系；a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的（选填“最上端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1y212．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。（1）在这个实验中，利用了（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；（3）由此实验，得到的结论是。三、计算题(本题共3小题，共计40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13．如图，在平面直角坐标系中有一个半径为R的虚线圆，圆上A点恰好位于坐标原点，水平直径AB恰好在x轴上，O为圆心，C点和D点分别位于AB的两侧，且C点到x轴的距离为R2，现将小球从C点以某一速度水平抛出，恰好经过虚线圆最低点E，已知重力加速度为g（1）求小球到达E点时的速度大小；（2）若将小球以某一水平速度从y轴上的D点水平抛出，小球垂直击中虚线圆面上的F点，此时速度方向与x轴所成的夹角为60°，求抛出点的纵坐标；（3）在第（2）问的结论下，若将小球从D点以大小为v1的速度斜向上抛出，抛出方向与x轴正向所成的夹角θ=60°，小球恰好经过F点，请用v1表示经过14．天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星，双星系统在银河系中很普遍，利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量，已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r。（1）试推算这个双星系统的总质量。（2）为研究此双星系统，发射微型飞行器Aʹ和Bʹ分别绕恒星A和B运动，成为恒星的卫星，已知Aʹ贴近A的表面做匀速圆周运动的周期为T1，A的半径为R1；Bʹ距B表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，B的半径为R2．分别写出A和B的密度表达式。（万有引力常量为G）15．抛石机是古代远程攻击的一种重型武器，某同学制作了一个简易模型，如图所示。支架固定在地面上，O为转轴，长为L的轻质硬杆A端的凹槽内放置一质量为m的石块，B端固定质量为20m的重物，AO=0.9L，OB=0.1L。为增大射程，在重物B上施加一向下的瞬时作用力后，硬杆绕O点在竖直平面内转动。硬杆转动到竖直位置时，石块立即被水平抛出，此时重物的速度为gL，石块直接击中前方倾角为（1）石块抛出时的速度大小；（2）石块击中斜坡时的速度大小及石块抛出后在空中运动的水平距离；（3）石块抛出前的瞬间，重物和石块分别受到硬杆（包括凹槽）的作用力的大小和方向。

答案解析部分1．【答案】C2．【答案】B3．【答案】D4．【答案】A5．【答案】C6．【答案】D7．【答案】A8．【答案】B,C9．【答案】A,D10．【答案】B,D11．【答案】（1）B；D（2）球心；需要；>；x12．【答案】（1）控制变量法（2）相同；挡板B；相同（3）当质量、角速度一定时，所需向心力大小F与匀速圆周运动半径r成正比关系。13．【答案】（1）设小球从C点抛出的速度为v0，小球从C点运动到E点所用时间为t3R竖直方向的速度v小球到达E点的速度v解得v（2）将小球击中F点的速度反向延长，过圆心O交于水平连线的中点G，过F点经过x轴上的K点做水平位移的垂线FM，过O点做OH垂直GM，则有OHRGM=R−GH解得D点纵坐标y=OH=（3）小球从D点以大小为v1的速度斜向上抛出，设小球从D点运动到F点所用时间为t2，沿v沿y轴方向v解得v14．【答案】（1）解：设恒星A质量为M1，恒星B的质量为M2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，根据题意有ωr根据万有引力定律和牛顿定律，有GG联立解得M（2）解：设微型飞行器Aʹ的质量为m1，恒星A质量为M1，Aʹ贴近天体表面运动时有GM解得M据数学知识可知天体的体积为V故该恒星A的密度ρ设微型飞行器Bʹ的质量为m2，恒星B的质量为M2，Bʹ距天体表面距离为h时，有G解得M据数学知识可知天体的体积为V解得ρ15．【答案】（1）已知重物转至最低点的速度为v设石块转至最高点的速度大小为v2，根据同轴转动角速度相同，由公式v=ωrv又r联立解得