四川省成都市第七名校2023-2024學年高一下學期期中物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、選擇題（1-7小題，每題只有一個選項符合題意，每題3分；8-12小題，每題有兩個或兩個以上的選項符合題意，選對得4分，選對不全得2分，選錯或不選得0分，共41分）1．在一場排球比賽中，某運動員沿水平方向擊球，在不計空氣阻力的情況下，要使排球既能過網，又不出界，不需要考慮的因素有（）A．擊球后排球的初速度 B．人的高度C．網的高度 D．擊球點的高度2．下列四位科學家為天體物理學的發展作出了杰出貢獻，根據他們做出的主要成果按時間排序依次是（??）①卡文迪許②牛頓③第谷④開普勒A．③④②① B．③④①② C．④③①② D．④③②①3．2024年3月，航天科技集團相關研究團隊表示，中國計劃2030年前后完成火星采樣返回?；鹦枪D軌道半徑是地球公轉軌道半徑的32，火星的半徑為地球半徑的12，火星的質量為地球質量的19，火星探測器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動（探測器可視為火星的近地衛星），探測器繞火星運行周期為TA．火星的公轉周期和地球的公轉周期之比為8B．火星的自轉周期和地球的自轉周期之比為27C．探測器環繞火星表面運行速度與環繞地球表面運行速度之比為2D．火星的平均密度為3π4．一位同學做平拋實驗時，只在紙上記下重垂線y方向，未在紙上記下斜槽末端位置，并只描出如圖所示的一段平拋軌跡曲線?，F在曲線上取A，B兩點，用刻度尺分別量出到y軸的距離，AA'＝x1，BB'＝x2，以及AB的豎直距離h，從而可求出小球拋出的初速度v0為（）A．(x2?C．x2+x5．如圖所示，小球A、B分別用線懸線在等高的O1、OA．A球的速度等于B球的速度 B．A球的動能大于B球的動能C．A球的機械能大于B球的機械能 D．A球的機械能等于B球的機械能6．如圖所示，某一斜面AB的頂端A到正下方水平面O點的高度為h，斜面與水平面平滑連接，一小木塊從斜面的頂端A由靜止開始滑下，滑到水平面上的C點停止，如果將斜面AB改成AB'，仍然將小木塊從斜面的頂端A由靜止釋放，已知物塊與斜面及水平面的動摩擦因數相同，D點為斜面ABA．AD上某一點（不含A點） B．D點C．DB'上某一點7．如圖所示，AB為傾角為θ斜面，小球從A點以初速度v0(方向與斜面成角)拋出，恰好落到斜面底端B點，不計空氣阻力，則AB兩點間的距離為（）A．v02sinC．2v028．下列說法正確的是（）A．一個物體重力勢能從-3J變化到+2J，重力勢能變大B．一個彈簧的形變量從壓縮3cm變化到伸長2cm，彈性勢能變大C．若物體的加速度大于或小于g，則物體的機械能不守恒D．若物體受到的合外力做功為零，則物體機械能可能守恒9．某校同學在一次勞動實踐教育活動中，乘坐景區的觀光車以恒定的速率經過了外高內低的盤山公路，最終到達目的地開展活動。關于觀光車在盤山公路上的運動過程，下列說法正確的是（）A．觀光車以適當速度轉彎時，可能由重力和支持力的合力提供所需要的向心力B．盤山公路修建得外高內低是為了避免觀光車向外側滑C．觀光車轉彎時受到了重力、支持力、摩擦力和向心力的作用D．觀光車以較大速度轉彎時，僅由摩擦力提供所需要的向心力10．“嫦娥三號”的發射示意圖如圖所示，在繞地的橢圓軌道運動中，每次變軌后半長軸增大，然后進入地月轉移軌道，最后進入月球軌道進行制動，在繞月的橢圓軌道運動中，每次變軌后半長軸變小。衛星的機械能是動能和引力勢能之和，下列說法正確的是（）A．若繞地與繞月的橢圓軌道半長軸相等，則“嫦娥三號”在這兩個軌道上運動的周期相等B．在繞地的橢圓軌道運動中，每一次變軌“嫦娥三號”的機械能就增大一些C．“嫦娥三號”在地月轉移軌道的運動中，引力產生的加速度可能先減小后增大D．在繞月的某個固定橢圓軌道運動中，“嫦娥三號”的機械能可能先減小后增大11．一根長為2m的光滑勻質細桿OA可繞固定點O在豎直平面內連續轉動，在桿上距O點長度為3m處放有一質量為1kg的小物塊（可視為質點），重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力，當桿從水平位置突然以角速度ω繞O點順時針勻速轉動時，下列說法正確的是（）A．只要桿轉動的角速度ω足夠大，物塊就不會與桿相碰B．只要桿轉動的角速度ω足夠大，物塊仍可能與桿相碰C．若物塊恰好與桿端A相碰，桿轉動的角速度ω=πD．為使物塊與桿不相碰，桿轉動的角速度最小值ω=512．某同學的寒假物理選做作業——原創題目榮獲一等獎。題目如下：一個四分之三圓形軌道豎直固定于水平面上，一個小球（可視為質點）由四分之三圓形軌道左側入口A正上方靜止釋放自由下落，已知小球與A點距離為h，圓形軌道半徑為R，不計空氣阻力，若小球在BC段上脫離軌道，下列說法正確的是（）A．h的取值范圍為0B．脫離點與O點所在水平面之間的距離為1C．當小球到達最高點時，小球與水平面之間的距離為h?D．若小球能經過O點，則h=二、實驗題（13題共6分，每空2分；14題共9分，每空3分；共15分）13．用如圖所示的實驗裝置探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系。轉動手柄1使長槽4和短槽5分別隨變速輪塔2、3勻速轉動，槽內的球就做勻速圓周運動。橫臂6的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒7下降，從而露出標尺8，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。（1）如圖所示，變速輪塔2、3用皮帶連接的轉盤半徑比為3∶1，則變速輪塔2、3的角速度之比為。（2）把兩個質量相同的小球分別放在長槽和短槽內，使它們的轉動半徑相同，將塔輪上的皮帶分別置于第一層、第二層和第三層，可以探究（）A．向心力的大小與質量的關系B．向心力的大小與半徑的關系C．向心力的大小與角速度的關系（3）用該實驗裝置探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系，在利用控制變量法進行實驗探究時，轉動手柄1的角速度（填“需要”或者“不需要”）保持相同。14．1798年，卡文迪許在《倫敦皇家學會哲學學報》論文中發表了“扭秤”的思想，如圖1所示。（1）卡文迪許扭秤實驗采用的主要研究方法是（）A．控制變量法 B．累積法C．轉換研究對象法 D．放大法（2）關于卡文迪許扭秤實驗下列說法正確的是（）A．大球和小球之間的距離和其尺寸數量級相當，不可當作質點，萬有引力定律不適用B．扭秤裝在封閉的箱子里是為了防止空氣不均勻受熱引起的氣流對微小力測量的干擾C．卡文迪許利用扭秤測定了萬有引力常數的數值，被稱為第一個測量地球質量的人D．大球和小球除了相互之間的引力之外還會受到重力，重力對該實驗的測量有影響（3）卡文迪許扭秤的某種現代簡化模型如圖2所示，兩個質量為m1的小球固定在一根總長度為L的輕桿兩端，用一根石英懸絲將輕桿水平的懸掛起來，距離小球r處放置兩個質量為m2的大球。根據萬有引力定律，固定小球的輕桿會受到一個力矩而轉動，從而使石英懸絲扭轉。引力力矩與懸絲的彈性恢復力矩大小相等，已知引力力矩大小可以表示為引力的大小乘以作用點到支點的距離，彈性恢復力矩可以表示為常數k乘以懸絲旋轉角。激光水平入射到固定于懸絲上的平面鏡上，弧形標尺到平面鏡的距離為d。從靜止釋放輕桿到最終平衡的過程中，弧形標尺上反射光點移動的距離為s，則萬有引力常數的表達式為G=三、解答題（共44分，解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分）15．某老師的電動自行車部分技術數據如下表所示，該老師體重為65kg，請參考表中數據，回答下列問題：（g取10m/s2，sin1最高車速36km/h額定功率360W百公里耗電1.2度整車質量55kg電池48V/24Ah爬坡能力（°）>8°最小離地間隙（mm）135標準載重65kg（1）該老師騎車在水平路面行駛過程中，電動自行車受到的阻力是車和人總重力的k倍，計算k的大小；（2）該老師騎車在水平路面以最高車速勻速行駛，保持功率不變沖上坡度為1.72°的斜坡，爬坡時的阻力仍約為車和人總重力的k倍，求騎行20s通過的路程（已知此時電動自行車已達到勻速）。16．曉明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內做圓周運動，當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉。球飛離水平距離d后落地，如圖所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為34d，重力加速度為（1）求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2（2）問繩能承受的最大拉力多大？（3）改變繩長，使球重復上述運動。若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應為多少？最大水平距離為多少？17．2024年4月8日，世界各地人們都在關注罕見的“日全食”現象，對太陽產生了濃厚的興趣。若已知地球表面的重力加速度為g，地球赤道上1°圓心角所對應的弧長為l，地球上觀測者看到太陽的視角為θ（把地球視為質點，如圖所示），地球到太陽的距離為r，地球繞太陽運動的公轉周期為T，已知萬有引力常數為G，求：（1）地球的平均密度；（2）太陽的平均密度；（3）已知g=10m/s2，l=110km，θ=0.5°，r=1.18．如圖所示，光滑的部分圓弧軌道BCD豎直固定放置，半徑R=2m，圓弧軌道BCD與水平軌道AB相切于B點，C點是軌道上與圓心O等高的點，D點與圓心O的連線與豎直方向夾角為37°。一可視為質點的質量為m=0.8kg的小物塊從水平軌道的A點由靜止釋放，在整個運動過程中受到一水平向右的恒定外力F=6N，已知小物塊與水平軌道AB之間的動摩擦因數μ=0.2，A點和B點之間的距離x0=2611m，重力加速度（1）圓弧軌道上的C點受到的壓力；（2）小球沿圓弧軌道BCD運動的最大速度為多少；（3）要使小球完成沿圓弧軌道BCD的圓周運動，釋放點應距離B多遠；（4）在（3）問的條件下，小球最終落點的位置距離B多遠。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】設人擊球的高度為H，網的高度為h，人距離網的水平距離為x，則要使排球能過網x=H?h≥即H?h≥則要使排球既能過網，需要考慮擊球后排球的初速度v0，網的高度h以及擊球的高度H，人擊球的位置等，但不需考慮人的高度；同理要使排球不出界，需要考慮擊球后排球的初速度v0，擊球的高度H，人擊球的位置等，但不需考慮人的高度，故選項ACD不符合題意，B符合題意。故答案為：B。

【分析】根據各個物理量對用應的物理公式進行分析。球被擊出后做平拋運動，結合平拋運動相關物理量進行分析。2．【答案】A【解析】【解答】首先第谷觀測了行星的運行數據，之后開普勒研究第谷的行星觀測記錄，發現了開普勒行星運動定律，之后牛頓在前人的基礎上發現了萬有引力定律，后來，卡文迪許準確測出了引力常量的數值。

故答案為：A。

【分析】熟記物理學史上各個事件是解題關鍵。3．【答案】C【解析】【解答】A．設太陽質量為M，火星、地球質量分別為m1、m2，軌道半徑分別為r1、r2，公轉周期分別為T1、T2，則由萬有引力提供向心力GG解得T故A錯誤；B．由題意可知，無法比較火星的自轉周期和地球的自轉周期，故B錯誤；C．設火星、地球的半徑分別為R1、R2，探測器質量為m，運行速度分別為v1、v2，則GG解得v故C正確；D．探測器繞火星表面附近運行時，有G解得火星的質量為m火星的體積為V=即火星的平均密度為ρ=故D錯誤。故答案為：C。

【分析】探測器環繞火星表面運行速度與環繞地球表面運行速度即為各自近地衛星的線速度即第一宇宙速度。4．【答案】B【解析】【解答】水平方向小球做勻速直線運動，則由初始點O到A過程有x1=由初始點O到B過程x2=豎直方向做自由落體運動，則有h=12聯立①②③得v故B正確，ACD錯誤。故答案為：B

【分析】水平方向小球做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動。5．【答案】D【解析】【解答】A．從水平位置到最低點由機械能守恒定律mgl=解得v=因lA>lB，則A球的速度大于B球的速度，選項A錯誤；B．兩球在最低點的動能E因兩球的ml乘積不能確定，可知兩球的動能關系不能確定，選項B錯誤；CD．兩球在水平位置時的機械能相等（動能和重力勢能均為零），兩球的機械能守恒，則到達最低點時A球的機械能等于B球的機械能，選項C錯誤，D正確。故答案為：D。

【分析】從水平位置到最低點由機械能守恒，初始機械能兩個小球相同，則任意時刻兩球機械能都相同。6．【答案】D【解析】【解答】滑塊從開始沿AB下滑到最后停在C點，設斜面投影長度為x1，斜面底端B到C距離x2，則x由能量關系可知mgh=μmgcosθ?解得μ=若物體沿斜面AB＇下滑，設該斜面傾角為α，假設能下滑x＇停在斜面上，則mg則μ=則物塊不可能停在AB＇斜面上的任何一點，即選項ABC錯誤，D正確。故答案為：D。

【分析】下滑過程中從開始運動到最后停下了，重力勢能全部用于克服摩擦力做功，根據對應動摩擦因數關系進行分析。7．【答案】C【解析】【解答】將小球的運動分解為沿斜面向下的方向和垂直于斜面方向，沿斜面向下方向的分加速度大小斜為gsinθ，初速度為v0cosα，垂直于斜面方向的分加速度大小為gcosθ，初速度大小為v0sinα，則有垂直于斜面方向，有

t=2v【分析】拋運動分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻減速直線運動來處理，AB之間的距離為水平位移與豎直位移的合位移的大小，滿足平行四邊形定則，同時也可以利用三角形的邊角關系求解。8．【答案】A,D【解析】【解答】A．重力勢能的正負表示大小，故A正確；

B．彈性勢能的大小與物體的彈性強度及形變量的大小有關，同一根彈簧，形變量越大，其彈性勢能就越大，B錯誤；

C．機械能是否守恒與物體的加速度大于或小于g無關，只看是否是只有重力或彈力做功即可，C錯誤；

D．合外力為零，只能說明物體的動能不變，勢能可能變化，也可能不發生變化，故機械能可能守恒，也可能不守恒，D正確。

故答案為：AD。

【分析】只有重力做功或者彈力做功，其它力不做功或者做功為零，則機械能守恒。9．【答案】A,B【解析】【解答】A．若觀光車的速度滿足mg時，即v=時由重力和支持力的合力提供所需要的向心力，選項A正確；B．盤山公路修建得外高內低是為了避免觀光車向外側滑，選項B正確；C．觀光車轉彎時受到了重力、支持力，當速度滿足v=時不受摩擦力作用，當速度v≠時受摩擦力作用，其中這三個力的合力充當做圓周運動的向心力，選項C錯誤；D．觀光車以較大速度轉彎時，由重力、支持力和摩擦力的合力提供所需要的向心力，選項D錯誤。故答案為：AB?！痉治觥肯蛐牧κ切Ч牧?，不能說受到向心力，只能說由哪些力或者哪些力的合力提供向心力。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．因繞地和繞月運動的中心天體不同，根據開普勒第三定律r中心天體不同，則k值不同，即即使繞地與繞月的橢圓軌道半長軸相等，但是“嫦娥三號”在這兩個軌道上運動的周期也不相等，選項A錯誤；B．在繞地的橢圓軌道運動中，每一次變軌“嫦娥三號”必須在近地點進行加速，則其機械能就增大一些，選項B正確；C．“嫦娥三號”在地月轉移軌道的運動中，地球和月球引力的合力先減小后增加，則引力產生的加速度先減小后增大，選項C正確；D．在繞月的某個固定橢圓軌道運動中，只有月球的引力對“嫦娥三號”做功，則“嫦娥三號”機械能守恒，選項D錯誤。故答案為：BC?！痉治觥坷@月的某個固定橢圓軌道運動中，只有月球的引力做功，“嫦娥三號”機械能守恒，加速度由合力提供。11．【答案】B,D【解析】【解答】當桿突然轉動時，小物塊做自由落體運動，假設物塊恰好與桿端A相碰，則有幾何關系可知，物塊下落的高度h=由

h=12t=而在此時間段內桿轉過的角度的正弦值sin又結合題意可得，桿轉過的角度θ=π即物塊恰好與桿端A相碰，角速度應滿足ω=θ由上式可知，因為桿轉動的周期性，如果桿的角速度足夠大，物塊仍有可能與桿相碰。當n=0時ω=若角速度小于此值，物塊一定與桿相碰，即為使物塊與桿不相碰，桿轉動的角速度最小值ω=故答案為：BD?！痉治觥壳蟪鑫飰K恰好與桿端A相碰，角速度的表達式，根據表達式進行分析。注意桿轉動的周期性。12．【答案】A,C,D【解析】【解答】A．若小球剛好通過C點，則有mg=m可得v小球從釋放到C點，根據動能定理可得mgh?mgR=解得h=由于小球在BC段上脫離軌道，則h的取值范圍為0~B．設脫離點與O點連線與水平方向的夾角為θ，根據動能定理可得mgh?mgR在脫離點處根據牛頓第二定律可得mg聯立解得sinθ=2h脫離點與O點所在水平面之間的距離為H=R+R故B錯誤；C．小球在脫離軌道后，在斜拋運動，脫離時的豎直分速度為v從脫離點到最高點的高度為h則當小球到達最高點時，小球與水平面之間的距離為H故C正確；D．若小球能經過O點，從脫離軌道到O點，豎直方向有?R水平方向有R聯立解得h=故D正確。故答案為：ACD。

【分析】求出恰好通過最高點對應的釋放高度，小球在脫離軌道后，做斜拋運動，將斜拋運動分解為水平運動和豎直方向運動進行分析。13．【答案】（1）1：3（2）C（3）不需要【解析】【解答】（1）變速輪塔2、3用皮帶連接的轉盤半徑比為3∶1，兩塔輪邊緣的線速度相等，根據v=ωr可知，變速輪塔2、3的角速度之比為1∶3；

（2）把兩個質量相同的小球分別放在長槽和短槽內，使它們的轉動半徑相同，將塔輪上的皮帶分別置于第一層、第二層和第三層，即改變兩球做圓周運動的角速度，則可以探究向心力的大小與角速度的關系；

故答案為：C。

（3）用該實驗裝置探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系，在利用控制變量法進行實驗探究時，轉動手柄1的角速度不需要保持相同。

【分析】（1）兩塔輪邊緣屬于皮帶傳動，線速度大小相等，角速度之比等于半徑的反比。

（2）根據控制變量法中的變量進行分析；

（3）根據控制變量法單一變量原則進行分析。14．【答案】（1）D（2）B；C（3）s【解析】【解答】（1）卡文迪許扭秤實驗采用的主要研究方法是放大法，

故答案為：D。（2）A．大球和小球之間的距離和其尺寸數量級相當，不可當作質點，但是可認為球的質量都集中在球心位置，萬有引力定律仍適用，選項A錯誤；B．扭秤裝在封閉的箱子里是為了防止空氣不均勻受熱引起的氣流對微小力測量的干擾，選項B正確；C．卡文迪許利用扭秤測定了萬有引力常數的數值，被稱為第一個測量地球質量的人，選項C正確；D．大球和小球除了相互之間的引力之外還會受到重力，但是重力在豎直方向，對水平方向的引力無影響，即對該實驗的測量無影響，選項D錯誤。故答案為：BC。（3）平面鏡轉過的角度為θ=平衡時滿足kθ=2F由萬有引力定律F=G聯立解得G=【分析】（1）在物理現象或待測物理量十分微小的情況下，把物理現象或待測物理量按一定規律放大后再進行觀察和測量，這種方法稱為放大法。

（2）重力在豎直方向，對水平方向的引力無影響；

（3）求出平面鏡轉過的角度，彈性恢復力矩可以表示為常數k乘以懸絲旋轉角，引力力矩大小可以表示為引力的大小乘以作用點到支點的距離，二者相等列出等式求解。15．【答案】（1）解：勻速行駛時P=Fv得阻力f=F=所以k=（2）解：在上坡時，車受到的阻力f所以v上坡過程中由動能定理得Pt?代入題中數據，解得s=162【解析】【分析】（1）勻速行駛時，牽引力與阻力相等；（2）求出在斜坡上勻速運動的速度，根據動能定理求解騎行20s通過的路程。16．【答案】（1）解：設繩斷后球飛行時間為t，由平拋運動規律，豎直方向有1水平方向有d=聯立解得v從小球飛出到落地，根據機械能守恒定律有1解得v（2）解：設繩