2024北京匯文中學高一（下）期中物理本試卷共10頁，共100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。一、單項選擇題（每題所給的選項中只有一個是符合題意的，將符合題意選項的序號選出，填入答題卡中。本題共14小題，每題3分，共42分。）．下列單位中，沖量的單位的是AJBN·mkg·m/sDN·s．下列物理量中，是狀態量的是A．做功B.瞬時功率D.速度變化量3．籃球運動深受同學們喜愛。打籃球時，某同學伸出雙手接傳來的籃球，雙手隨籃球迅速收縮至胸前，如圖1所示。他這樣做的目的是圖1A．減小籃球對手的沖擊力．減小籃球的動量變化量．減小籃球的動能變化量D．減小籃球對手的沖量4．如圖2所示，在湖面上有甲、乙兩只靜止的小船，其中甲船內有位小同學，這位同學猛推了乙船一下，兩船分別向相反方向運動。下列判斷正確的是乙甲A.同學推乙船的力有可能大于乙船對他的反作用力B.同學推乙船的力的作用時間有可能大于乙船給同學的反作用力的作用時間圖2在猛推過程中，同學對乙的作用力和乙對同學反作用力的沖量大小一定相同D.在猛推過程中，乙船和同學的位移大小一定相同，因此同學對乙的作用力和乙對同學反作用力的做功一定相同．如圖3所示為小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受壓力時的平衡位置，B位置是他從最高點直立下落的過程中將床面所壓到的最低位置。若床面始終在彈性限度內，空氣阻力及床面的質量均可忽略不計，對于小明從最高點下落到最低點的過程，下列說法中正確的是ABA．床面從A位置下降到B位置的過程中，小明的動能不斷變小．床面在B位置時，小明所受合外力為零圖3．小明接觸床面前處于失重狀態，接觸床面后處于超重狀態D．小明從最高點運動到將床面壓至B位置的過程中，重力對他的沖量與床面對他的沖量大小相等．如圖4所示，在光滑的水平面上，有一質量為m的木板，通過不可伸長的輕繩與質量2m的足夠長的木板B連接。質量為m可看成質點的物塊C靜止在木板B右端。開始時，B、C均靜止，繩未拉緊。現在使木板A以v0的速度向右運動，經圖4過一段時間后系統達到穩定狀態。繩拉直且B開始運動的瞬間，下列說法中正確的是A.A的速度大小為v01B的速度大小為v04C的速度大小為0D.ABC．如圖5所示，表演“飛車走壁”的雜技演員騎著摩托車飛駛在圓臺形筒壁內，圓臺筒固定不動，其軸線沿豎直方向。演員駕駛摩托車先后在M和N兩處緊貼著內壁分別在圖中虛線所示的水平面內做勻速圓周運動，如果此時不計車輪與筒壁的摩擦力，則AM處的線速度一定大于N處的線速度．M處的角速度一定大于N處的角速度．M處的運動周期一定等于N處的運動周期圖5DM處對筒壁的壓力一定大于N處對筒壁的壓力8．如圖6所示，某同學站在罰球線上，手持籃球保持靜止，在裁判員示意后將球斜向上拋出，籃球剛好落入籃筐。籃球從靜止到剛好落入籃筐的過程中，已知空氣阻力做功為W，重力做功為W，投籃時該同fG學對籃球做功為W。籃球可視為質點。則在此過程中A．籃球重力勢能的變化量為????+??．籃球機械能的變化量為????．籃球動能的變化量為?+?????D．籃球在離開手的瞬間機械能最大圖69．如圖7所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點。在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是A.逐漸增大逐漸減小D.先減小，后增大圖7先增大，后減小．北斗衛星導航系統由地球同步靜止軌道衛星、與同步靜止軌道衛星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛星組成。它們均為圓軌道衛星，軌道分布情況如圖8所示，則A．地球同步傾斜軌道衛星可相對靜止在北京上空．地球同步傾斜軌道衛星的軌道高度大于同步靜止軌道衛星的軌道高度．所有同步衛星繞地球運動的速率都一定小于中軌道衛星繞地球運動的速率圖8D．質量相等的中軌道衛星與同步軌道衛星相比，中軌道衛星所具有的機械能較大．宇宙中兩顆靠得比較近的星體，只受到彼此之間的萬有引力而互相繞轉，稱之為雙星系統．設某雙星系統中的A、B兩星球繞其連線上的O點做勻速圓周運動，如圖9所示。若AOOB圖9A.A的角速度一定大于星球B的角速度A的質量一定小于星球B的質量若雙星間距離一定，雙星的總質量越大，其轉動周期越大D.若雙星的質量一定，雙星之間的距離越大，其轉動周期越小．如圖10甲所示，質量為m＝4.0kg的物體靜止在水平地面上，在水平推力F作用下開始運動，水平推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示（x＝4.0m后無推力存在）。已知物體與地面之間的動摩擦因數μ＝0.50，取重力加速度g＝10m/s2。下列選項正確的是圖10A．物體在水平地面上運動的最大位移是4.0m．在物體運動過程中推力做的功為200J．物體的最大加速度為25m/s2D．在距出發點3.0m位置時物體的速度達到最大．如圖11所示，圓盤在水平面內以角速度ω繞中心軸勻速轉動，圓盤上距軸r處的P點有一質量為m的小物體隨圓盤一起轉動。某時刻圓盤突然停止轉動，小物體由P點滑至圓盤上的某點停止。下列說法正確A．圓盤停止轉動前，小物體所受摩擦力的方向沿運動軌跡切線方向．圓盤停止轉動前，小物體運動一圈所受摩擦力的沖量大小為2mr．圓盤停止轉動后，小物體沿圓盤半徑方向運動圖D．圓盤停止轉動后，小物體整個滑動過程所受摩擦力的沖量大小為mr．“嫦娥四號”月球探測器登陸月球背面的過程可以簡化為如圖12所示的情景：“嫦娥四號”首先在半徑為、周期為T的圓形軌道Ⅰ上繞月球運行，某時刻“嫦娥四號”在A點變軌進入橢圓軌道Ⅱ，然后在B點變軌進入近月圓軌道Ⅲ。軌道Ⅱ與軌道Ⅰ、軌道Ⅲ的切點分別為ABAB與月球的球心為O在一條直線上。4已知引力常量為G，月球的半徑為R，體積VR33A.月球的平均密度為2GTR32()探測器在軌道Ⅱ上AB兩點的線速度之比為探測器在軌道Ⅱ上AB兩點的加速度之比為rr()2R圖12D.探測器從A點運動到B點的時間為T(Rr)23r二、填空題（共18分）15．（8分）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器，打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。已知當地重力加速度為g。1）除圖13中所示的裝置之外，還必須使用的器材是A．直流電源、天平（含砝碼）；．直流電源、刻度尺打點計時器．交流電源、天平（含砝碼）D．交流電源、刻度尺2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖所示安裝好實驗器材并連接好電源．先打開夾子釋放紙帶，再接通電源開關打出一條紙帶．測量紙帶上某些點間的距離圖13D．根據測量的結果比較重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟是（選填步驟前的字母）；3）如圖14所示，根據打出的紙帶，選取紙帶上的連續的五個點ABCD、E，通過測量并計算出點A距起始點O的距離為s，點間的距離為s，點間的距離為s，若相鄰兩點的打點時間間隔為T，012重錘質量為m，根據這些條件計算重錘從釋放到下落OC距離時的重力勢能變化量ΔE=，動能變化量Δ=_______；在多次實驗中發現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因主要是；v2OABCDEs0s2s1hO圖14圖（4）某同學利用圖14中紙帶，先分別測量出從A點到B、C、D、E、F、G點的距離h（其中F、G點為E點后連續打出的點，圖中未畫出），再計算打出B、C、D、E、F各點時重錘下落的速度v和v2，繪制2vh圖像，如圖所示，并求得圖線的縱軸截距b和斜率。①請說明如何根據圖像驗證重錘下落過程機械能是否守恒？；②假設上述實驗操作中不受一切阻力影響，此時繪制的vAkkB．kk．kD．以上情況均有可能2h與k的關系最可能的是．．．。16.10分）探究向心力大小F與物體的質量m、角速度和軌道半徑r的關系實驗。1）本實驗所采用的主要探究方法與下列哪些實驗是相同的__________；A．探究小車速度與時間變化規律的實驗．卡文迪什扭秤實驗．探究兩個互成角度的力的合成規律D．探究加速度與物體受力、物體質量的關系2）某同學用向心力演示器進行實驗，實驗情景如圖16甲、乙、丙三圖所示。圖．三個情境中，圖________是探究向心力大小F與質量m關系（選填“”“”“丙b．在甲情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為1:4，則實驗中相應選取兩個變速塔輪的半徑之比為_________。（3）某物理興趣小組利用傳感器進行探究，實驗裝置原理如圖17所示。裝置中水平光滑直槽能隨豎直轉軸一起轉動，將滑塊套在水平直槽上，用細線將滑塊與固定的力傳感器連接。當滑塊隨水平光滑直槽一起勻速轉動時，細線的拉力提供滑塊做圓周運動需要的向心力。拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉動的角速度可以通過角速度傳感器測得。圖17小組同學先讓一個滑塊做半徑r為0.14m的圓周運動，得到圖18甲中①圖線。然后保持滑塊質量不變，再將運動的半徑r分別調整為0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐標系中又分別得到圖甲中②、③、④、⑤四條圖線。圖18b.對①圖線的數據進行處理，獲得了Fx圖像，如圖乙所示，該圖像是一條過原點的直線，則圖像橫坐標x代表的是________。c.對5條F圖線進行比較分析，得出一定時，的結論。請你簡要說明得到結論的方法Fr__________________________________________________________________。三、計算題（共40分）.（9分）如圖19所示，豎直平面內的四分之一圓弧軌道半徑為，下端與水平桌面相切，小球A從圓弧軌道頂端無初速滑下，與靜止在圓弧軌道底端的小球B相碰，A與B碰撞后結合為一個整體。已知圓弧軌道光滑，A和B的質量均為m，重力加速度為gAB均可視為質點。求：1）碰撞前瞬間A的速度大小v；2）碰撞后瞬間A和B整體的速度大小v；3）碰撞過程中，B對A的沖量。．（9分）汽車發動機的最大功率為?=60kW，汽車的質量為?=2.0×103kg。汽車在足夠長的水平路面從靜止以?=1.0m/s2的加速度先做勻加速直線運動，當牽引力的功率達到最大時，保持最大功率不變，變加速運動了?=20s后小車的速度達到最大m，已知汽車在行駛中所受路面阻力恒定為重力的0.1倍，重力加速度?=10m/s2，求：(1)汽車在水平路面能達到的最大速度大小；(2)汽車在水平路面做勻加速運動能維持的時間1；(3)小車在加速運動過程中的總位移的大小。．（10分）萬有引力定律揭示了天體運動規律與地上物體運動規律具有內在一致性。（1）用一彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會有不同的結果。已知地球質量為M，自轉周期為T，萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R，質量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設在地球北極地面稱量時，彈簧秤的讀數是F。．若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數為F，求比值FF的表達式，并就=1.0%R的情形算出110具體數值（計算結果保留兩位有效數字）；．若在赤道地面稱量，彈簧秤的讀數為F，求比值FF的表達式。220（2）設想地球繞太陽公轉的圓周軌道半徑為r，太陽的半徑為RS和地球的半徑R三者均減小為現在的1.0%，而太陽和地球的密度均勻且不變。僅考慮太陽和地球間的相互作用，以現實地球的1年為標準，計算“設想地球”的一年將變為多長？20．（12分）如圖20所示，半徑Rm的光滑半圓弧軌道固定在豎直平面內，是軌道的豎直直徑，軌道在B點與傾角的傳送帶（輪子半徑很小）上端點相切；電動機帶動傳送帶以v=8m/s的速度逆時針勻速運動，傳送帶下端點C與水平面平滑連接，B、C間距=10m；一輕質彈簧的右端固定在O的擋板上，質量m=10kg的物體靠在彈簧的左端D處，此時彈簧處于原長，彈簧勁度系數k=150N/mC、D間距0=4.4m，OD段光滑，DC段粗糙。現將物塊壓縮彈簧x=2m后由靜止釋放，物塊經C點滑上和經B點離開傳送帶時，速度大小不變，方向分別變為沿傳送帶向上和水平向左。已知物塊與傳送帶間的動摩3擦因數為1段間的動摩擦因數為μ=0.5，且物塊可視為質點，重力加速度大小g=10m/s。求：21C；2a.物塊在傳送帶上運動的過程中，系統由于摩擦產生的熱量Q；b.由于運送物塊，帶動傳送帶的電動機多做的功??。3）物塊滑上半圓弧軌道后，能否達到A若能，請說明理由；若不能，請在圖中畫出物塊脫離圓弧軌道的位置，并說明理由。圖20參考答案一、單項選擇題12B93A10C456C7AD8CD11B12B13D14DDA二、填空題（共18分）．（1D（12B1s22113-mg(ss)（1分）；m1分）；重錘下落過程中受到阻力作用（1012T4）①在實驗誤差允許范圍內，若k近似等于2，則可認為這一過程機械能守恒（2分）②A（116.1）D（）a.丙b.2:13b.222即可）c.探究F與r的關系時，要先控制m和不變，因此可在F圖像中找到同一個對應的向心力，根據5組向心力F與半徑r的數據，在坐標系中描點作圖，若得到一條過原點的直線，則說明F與r成正比。三、計算題（共40分）.91（1）設兩小球質量均為m，對小球A從圓弧軌道頂端滑到底端的過程，由機械能守恒定律mv221得v2gR（12B碰撞的過程應用動量守恒定律vv，22得’（123B動量定理：I0（1Im21根據牛頓第三定律，（1B對A的沖量I'm2，方向水平向左（1．（9解：由題意知：?=0.1??=2000?(1)當牽引力等于阻力時，速度達到最大，為：?==???60×103最大速度為：?==?/?=30?/?在勻加速階段，根據牛頓第二定律可知，?'??=??，解得?'=+?=2000×+2000?=4000??60×103勻加速達到最大速度時，恰好達到額定功率，根據?=?'