重慶市永川萱花中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期半期測試物理試題

萱花中學(xué)教育集團(tuán)20232024學(xué)年度下期半期測試高2026級物理試題（全卷共二個大題滿分：100分考試時間：75分鐘）注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的學(xué)校、班級、座位號、姓名和準(zhǔn)考證號填寫在答題卡相應(yīng)的位置；2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)題目選項(xiàng)的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。作答在試卷上無效。3.非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)位置上。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案。不得使用鉛筆或涂改液，否則答案無效。一、選擇題：本題共11小題，共47分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第9~11題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.生活中的曲線運(yùn)動隨處可見，關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是（）A.做曲線運(yùn)動的物體速度大小一定是變化的B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動C.做曲線運(yùn)動的物體所受合力一定不為零D.一個勻速直線運(yùn)動與一個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動，一定是曲線運(yùn)動【答案】C【解析】【詳解】A．做曲線運(yùn)動的物體速度大小不一定變化，可能只有方向在不斷改變，故A錯誤；B．物體在變力作用下不一定做曲線運(yùn)動，若力與速度方向共線，則物體將做直線運(yùn)動，只有當(dāng)力與速度不在一條直線上時物體才做曲線運(yùn)動，故B錯誤；C．做曲線運(yùn)動的物體速度不斷變化，一定存在加速度，所受合力一定不為零，故C正確；D．當(dāng)兩個分運(yùn)動的方向在同一條直線上時，則一個勻速直線運(yùn)動與一個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動，故D錯誤。故選C。2.如圖所示，甲、乙兩小球都能視為質(zhì)點(diǎn)，小球甲在豎直面內(nèi)擺動的周期為T，懸線長為L；小球乙在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，懸點(diǎn)為O1、軌跡圓圓心為O2。下列說法正確的是（）A.小球甲的向心力由合力來充當(dāng)B.小球甲的向心力由懸線拉力來充當(dāng)C.小球乙的向心力由懸線拉力來充當(dāng)D.小球乙的向心力由合力來充當(dāng)【答案】D【解析】【詳解】AB．小球甲的向心力由拉力和重力沿懸線方向的分力的合力來充當(dāng)，故AB錯誤；CD．小球乙的向心力由合力來充當(dāng)，故C錯誤，D正確。故選D。3.如圖所示，下列有關(guān)生活中圓周運(yùn)動實(shí)例分析，其中說法正確是（）A.甲圖中，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時，速度不能超過B.乙圖中，“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最低處水對桶底的壓力最大C.丙圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，內(nèi)軌對內(nèi)輪緣會有擠壓作用D.丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，則在A、B兩位置小球向心加速度不相等【答案】B【解析】【詳解】A．汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時為超重，速度大小可以超過，A錯誤；B．“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最低處桶底對水的支持力為，則得由牛頓第三定律得，水對桶底的壓力大小為在最高處桶底對水壓力為，則由牛頓第三定律得，在最高處水對桶底的壓力大小為所以在最低處水對桶底的壓力最大，B正確；C．丙圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌受到擠壓，C錯誤；D．丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)筒臂和豎直方向的夾角為，則得所以A、B兩位置小球向心加速度相等，D錯誤。故選B。4.如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三個輪的半徑關(guān)系是。若皮帶不打滑，則關(guān)于A、B、C三輪邊緣a、b、c三點(diǎn)的下列物理量的比，錯誤的是（）A.角速度之比為1∶2∶2 B.線速度大小為1∶1∶2C.向心加速度大小之比為1∶2∶4 D.周期之比為2∶2∶1【答案】D【解析】【詳解】AB．A、B兩輪通過皮帶傳動，兩輪與皮帶接觸點(diǎn)的線速度大小相等，可知由角速度和線速度的關(guān)系式可知，線速度大小相等的情況下，角速度與半徑成反比，可知B、C兩輪同軸傳動，兩輪角速度相同，即角速度相同的情況下，線速度與半徑成正比，可知聯(lián)立對比可得AB正確，不符合題意；D．由可得，周期之比為2∶1∶1，D錯誤，符合題意；C．向心力的表達(dá)式為結(jié)合AB解析可得，向心加速度大小之比為1∶2∶4，C正確，不符合題意。故選C。5.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，變軌使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后變軌將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行的速率小于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的速率B.衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度C.三條軌道中速率最大時刻為經(jīng)過2上的Q點(diǎn)，速率最小時刻為經(jīng)過2上的P點(diǎn)D.周期關(guān)系為T2>T3>T1【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)可得因?yàn)樾l(wèi)星在軌道1上的運(yùn)動半徑小于同步衛(wèi)星的運(yùn)動半徑，可知衛(wèi)星在軌道1上的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度；同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，根據(jù)v=ωr可知，同步衛(wèi)星的線速度大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的速率，可知衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行的速率大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的速率，選項(xiàng)A錯誤；B．根據(jù)可得衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度，選項(xiàng)B錯誤；C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時加速才能進(jìn)入軌道2；在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時加速才能進(jìn)入軌道3，在軌道2上從Q到P，引力做負(fù)功，速率減小，由可知，衛(wèi)星在軌道1上的速率大于在軌道3上的速率，則可知三條軌道中速率最大時刻為經(jīng)過2上的Q點(diǎn)，速率最小時刻為經(jīng)過2上的P點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，在軌道3上半徑最大，在軌道1上的半徑最小，軌道2的半長軸大于軌道1的半徑，可知周期關(guān)系為T3>T2>T1選項(xiàng)D錯誤。故選C。6.以大小相同的初速度、不同的拋射角同時從地面拋出3個小球A、B、C，3球從拋出到落地在空中的運(yùn)動軌跡如圖所示，下列敘述正確的是（）A.A、B、C三球在運(yùn)動過程中，A球的加速度最大B.B球的射程最遠(yuǎn)，所以B最后落地C.A、C兩球的射程相等，所以它們的水平分速度相等D.B球的射程最遠(yuǎn)，B拋出時速度與水平方向的夾角最接近45°【答案】D【解析】【詳解】A．A、B、C三球在運(yùn)動過程中，只受重力作用，加速度均為g，選項(xiàng)A錯誤；B．從最高點(diǎn)到落地可看做平拋運(yùn)動，根據(jù)可知，最大高度越大，則時間越長，故A運(yùn)動的時間最長，所以A最后落地，選項(xiàng)B錯誤；C．A、C兩球的射程相等，但是A球運(yùn)動時間較長，根據(jù)可知，所以C的水平初速度較大，選項(xiàng)C錯誤；D．根據(jù)射程可知當(dāng)時射程最大，因B球的射程最遠(yuǎn)，B拋出時速度與水平方向的夾角最接近45°，選項(xiàng)D正確。故選D。7.如圖所示，傾角為θ的斜面體固定在水平面上，兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球甲和乙分別沿水平方向拋出，兩球的初速度大小相等，已知甲的拋出點(diǎn)為斜面體的頂點(diǎn)，經(jīng)過一段時間兩球落在斜面上的A、B兩點(diǎn)后不再反彈，落在斜面上的瞬間，小球乙的速度與斜面垂直。忽略空氣阻力，重力加速度為g，則下列選項(xiàng)正確的是（）A.甲、乙兩球在空中運(yùn)動的時間之比為tan2θ∶1B.甲、乙兩球下落的高度之比為2tan2θ∶1C.甲、乙兩球的水平位移大小之比為tanθ∶1D.甲、乙兩球落在斜面上瞬間的速度方向與水平方向夾角的正切值之比為2tan2θ∶1【答案】D【解析】【詳解】A．由小球甲的運(yùn)動可知解得t=落到斜面上的速度方向與水平方向夾角的正切值為則tanα甲=2tanθ由小球乙的運(yùn)動可知解得t′=落到斜面上的速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα乙=甲、乙兩球在空中運(yùn)動的時間之比為t∶t′=2tan2θ∶1選項(xiàng)A錯誤；B．由h=gt2可知甲、乙兩球下落的高度之比為4tan4θ∶1，B錯誤；C．由x=v0t可知甲、乙兩球的水平位移大小之比為2tan2θ∶1，C錯誤；D．甲、乙兩球落在斜面上瞬間的速度方向與水平方向夾角的正切值之比為2tan2θ∶1，D正確。故選D。8.如圖所示，內(nèi)壁光滑半徑為r的豎直圓桶，繞中心軸做勻速圓周運(yùn)動，一物塊用細(xì)繩系著，繩的另一端系于圓桶上表面圓心，繩與豎直方向的夾角為，物塊貼著圓桶內(nèi)表面隨圓桶一起轉(zhuǎn)動，重力加速度取g，則（）A.桶對物塊的彈力不可能為零B.轉(zhuǎn)動的角速度的最小值為C.隨著轉(zhuǎn)動的角速度增大，繩的張力保持不變D.隨著轉(zhuǎn)動的角速度增大，繩的張力一定增大【答案】C【解析】【詳解】AB．由于桶的內(nèi)壁光滑，繩的拉力沿豎直向上的分力與重力平衡，若繩的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，則桶對物塊的彈力恰好為零，有轉(zhuǎn)動的角速度的最小值為故AB錯誤；CD．由題圖知，若它們以更大的角速度一起轉(zhuǎn)動，則繩子與豎直方向的夾角不變，因?yàn)槔K的拉力滿足Tcosθ=mg則繩子的拉力保持不變，故C正確，D錯誤。故選C。9.如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d?，F(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時（圖中B處），下列說法正確的是（）A.小環(huán)剛釋放時輕繩中的張力一定大于2mgB.小環(huán)到達(dá)B處時，重物上升的高度也為dC.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于【答案】C【解析】【詳解】A．對小環(huán)的加速度進(jìn)行分析，如圖所示設(shè)重物的加速度為，則有由于釋放時是從水平A處，則有由于v=0，則有，故繩子的拉力T=2mg，A錯誤；B．小環(huán)到達(dá)B處時，重物上升的高度應(yīng)為繩子豎直部分縮短的長度，即B錯誤；；B．小環(huán)到達(dá)B處時，重物上升的高度應(yīng)為繩子豎直部分縮短的長度，即B錯誤；CD．根據(jù)題意，沿繩子方向的速度大小相等，將小環(huán)在B處的速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解有即D錯誤，C正確。故選C。10.如圖所示，置于豎直面內(nèi)的光滑細(xì)圓環(huán)半徑為R，質(zhì)量為m的小球套在環(huán)上，原長為R的輕彈簧一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點(diǎn)，圓環(huán)繞豎直直徑轉(zhuǎn)動，重力加速度為g。若角速度由零開始緩慢增大，下列說法正確的是（）A.當(dāng)時，小球僅受兩個力的作用B.當(dāng)時，彈簧恰好處于原長狀態(tài)C.當(dāng)時，彈簧一定處于壓縮狀態(tài)D.無論大，小球都不能夠到達(dá)與圓心等高的位置【答案】BD【解析】【詳解】AB．當(dāng)彈簧恰好處于原長，小球只受兩個力的作用，如圖所示由幾何關(guān)系可知此時由向心力公式解得故A錯誤，B正確；C．當(dāng)時，小球?qū)⒆鱿蛏弦苿?，彈簧一定處于伸長狀態(tài)，故C錯誤；D．假設(shè)當(dāng)足夠大時，小球能夠到達(dá)與圓心等高的位置做圓周運(yùn)動，此時彈簧處于伸長狀態(tài)，彈力斜向左下，圓環(huán)的彈力在水平方向，小球在豎直方向的合力不為0，小球就不能在水平面做圓周運(yùn)動，與假設(shè)矛盾。故當(dāng)足夠大時，小球都不能夠到達(dá)與圓心等高的位置，故D正確。故選BD。11.天文觀測已經(jīng)證實(shí)，三星系統(tǒng)是常見的，甚至在已知的大質(zhì)量恒星群中占主導(dǎo)地位。如圖所示，P、O、S三顆星位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行，已知等邊三角形邊長為l，三顆星做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，萬有引力常量為G，忽略其他星體對它們的引力作用。則（）A.三顆星的質(zhì)量可能不相等B.三顆星的質(zhì)量均為C.三顆星的線速度大小均為D.任意一顆星所受的向心力大小為【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知其中任意兩顆星對第三顆星的合力指向圓心，則這兩顆星對第三顆星的萬有引力等大，由于這兩顆星到第三顆星的距離相同，故這兩顆星的質(zhì)量相同，同理可得三顆星的質(zhì)量一定相同，故A錯誤；B．軌道半徑等于等邊三角形外接圓的半徑，為設(shè)三顆星的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律解得三顆星的質(zhì)量均為故B正確；C．線速度大小為故C正確；D．任意一顆星所受的向心力大小為故D錯誤。故選BC。二、非選擇題（本部分共5小題，共53分。）12.某同學(xué)利用圖中所示的DIS向心力實(shí)驗(yàn)器來探究圓周運(yùn)動向心力的影響因素。實(shí)驗(yàn)時，砝碼隨旋臂一起做圓周運(yùn)動，其受到的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得，旋臂另一端的擋光桿每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力F和擋光時間t，換算生成ω。保持砝碼的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑不變，改變其轉(zhuǎn)速得到多組F、ω的數(shù)據(jù)后，作出了Fω2圖線如圖乙所示。牽引桿的質(zhì)量和一切摩擦可忽略。（1）該同學(xué)采用的主要實(shí)驗(yàn)方法為___________。A.等效替代法B.控制變量法C.理想化模型法（2）實(shí)驗(yàn)中，某次擋光桿經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，已知擋光桿到轉(zhuǎn)軸的距離為d，擋光桿的擋光寬度為s，則可得擋光桿轉(zhuǎn)動角速度ω的表達(dá)式為___________。（3）根據(jù)圖乙，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是∶___________?！敬鸢浮竣?B②.③.在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度的平方成正比【解析】【分析】【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中保持砝碼的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑不變，改變其轉(zhuǎn)速，所以采用的是控制變量法。故選B。(2)[2]擋光桿處的線速度為角速度為(3)[3]在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度的平方成正比。13.如圖甲所示，在運(yùn)動描述的演示實(shí)驗(yàn)中，老師在一端封閉、長約1.5m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動。從某時刻開始計(jì)時，蠟塊在玻璃管內(nèi)每0.5s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每0.5s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t＝0時蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)。（1）請?jiān)趫D乙中畫出蠟塊2s內(nèi)的軌跡；_____（2）玻璃管向右平移的加速度a＝________m/s2；（保留2位有效數(shù)字）（3）t＝1s時蠟塊的速度v2＝________m/s。（保留2位有效數(shù)字）【答案】①.②.0.20③.0.28【解析】【詳解】（1）[1]通過描點(diǎn)，可以得到圖像如圖所示（2）[2]玻璃管向右勻加速平移，每通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm，根據(jù)公式可以得到（3）[3]蠟塊在豎直方向做勻速直線運(yùn)動，故豎直分速度當(dāng)時，水平分速度為豎直分速度為故合速度為14.2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實(shí)施近火捕獲制動，成功實(shí)現(xiàn)環(huán)繞火星運(yùn)動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動時，周期為T，軌道半徑為r。已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉(zhuǎn)。求：（1）“天問一號”環(huán)繞火星運(yùn)動的線速度的大小v；（2）火星的質(zhì)量M；（3）火星表面的重力加速度的大小g?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）由線速度定義可得（2）設(shè)“天問一號”的質(zhì)量為m，引力提供向心力有得（3）忽略火星自轉(zhuǎn)，火星表面質(zhì)量為的物體，其所受引力等于重力得15.如圖所示，BC為半徑等于豎直放置的光滑細(xì)圓管，O為細(xì)圓管的圓心，在圓管的末端C連接傾斜角為45°、動摩擦因數(shù)μ＝0.6的足夠長粗糙斜面，一質(zhì)量為m＝0.5kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以v0水平拋出，恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管，小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的力F＝5N的作用，當(dāng)小球運(yùn)動到圓管的末端C時作用力F立即消失，小球能平滑地沖上粗糙斜面.(g＝10m/s2)求：(1)小球從O點(diǎn)的正上方某處A點(diǎn)水平拋出的初速度v0為多少？OA的距離為多少？(2)小球在圓管中運(yùn)動時對圓管的壓力是多少？(3)小球在CD斜面上運(yùn)動的最大位移是多少？【答案】（1）2m/s（2）5N（3）m【解析】【詳解】（1）小球從A運(yùn)動到B為平拋運(yùn)動,有:在B點(diǎn),有:聯(lián)立以上兩式解得:v0=2m/st=