資源簡介

天津二十一中2024-2025學年高一（下）期中物理試卷
一、單選題：本大題共4小題，共16分。
1.下列關于運動的說法正確的是( )
A. 曲線運動一定是變速運動，但不可能是勻變速運動
B. 兩個互成角度的勻變速直線運動的合運動一定是勻變速直線運動
C. 做平拋運動的物體，在相同時間內速度的變化量相同
D. 勻速圓周運動的向心力指向圓心，但非勻速圓周運動的向心力不一定指向圓心
2.對以下物理問題探究過程的認識，下列說法正確的是( )
A. 圖一般曲線運動的研究方法利用了放大法
B. 圖裝置利用等效法探究影響向心力大小的因素
C. 圖中卡文迪什扭秤實驗裝置利用了控制變量法
D. 圖中研究物體沿曲面運動時重力做功用到了微元法的思想
3.如圖所示是小剛玩“蹦極”游戲時的真實照片。小剛將一根長為的彈性繩子的一端系在身上，另一端固定在高處，然后從高處跳下。其中為彈性繩子的原長，點是繩子彈力等于小剛重力的位置，點是小剛所能到達的最低點，下列說法正確的是( )
A. 從到，小剛先做加速運動后做減速運動
B. 從到，合外力對小剛所做的總功為零
C. 從到，小剛在點獲得的動能最大
D. 從到，彈性繩子的彈性勢能一直增加
4.如圖甲所示，某人正在進行套圈游戲：將鐵絲圈水平拋出，套中物體就算贏。某次套圈時，鐵絲圈的軌跡如圖乙所示，落地點在物體的正前方。為了使鐵絲圈水平拋出后能套中物體，可采取的措施是假設鐵絲圈平面始終保持水平，不計空氣阻力( )
A. 僅適當增大拋出時的水平初速度 B. 僅將拋出點的位置適當上移
C. 保持其他條件不變，套圈者適當后移 D. 保持其他條件不變，套圈者適當前移
二、多選題：本大題共6小題，共24分。
5.力對物體所做的功可由公式求得，但用這個公式求功是有條件的，即力必須是恒力。而實際問題中，有很多情況是變力在對物體做。那么，用這個公式不能直接求變力的功，我們就需要通過其他的一些方法來求解力所做的功。如圖，對于甲、乙、丙、丁四種情況下求解某個力所做的功，下列說法正確的是( )
A. 甲圖中若大小不變，物塊從到過程中力做的功為
B. 乙圖中，全過程中做的總功為
C. 丙圖中，繩長為，若空氣阻力大小不變，小球從運動到過程中空氣阻力做的功
D. 圖丁中，始終保持水平，無論是緩慢將小球從拉到，還是為恒力將小球從拉到，做的功都是
6.年月日，上觀新聞消息，我國年將發射神舟二十號、神舟二十一號載人飛船和一艘貨運飛船，執行二次載人飛行任務的航天員乘組已經選定，正在開展相關訓練。如果“神舟二十號”飛船升空后先進入停泊軌道即近地圓形軌道，之后進入轉移軌道，最后在中國空間站軌道與天和核心艙對接，如圖所示。已知中國空間站軌道為圓形軌道，距地面高度為，飛船在停泊軌道運行的周期為，地球半徑為，地球表面重力加速度為，引力常量為，則下列說法正確的是( )
A. 從停泊軌道進入轉移軌道在點需要減速
B. 天和核心艙的向心加速度大小為
C. 可估得地球密度為
D. 飛船從點運行到點需要的時間為
7.年月日至日，“神舟十號”飛船圓滿完成了太空之行，期間還成功進行了人類歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重狀態下的精美物理實驗。如圖所示為處于完全失重狀態下的水珠，下列說法正確的是( )
A. 水珠仍受重力的作用 B. 水珠受力平衡
C. 水珠所受重力等于所需的向心力 D. 水珠不受重力的作用
8.攝制組在某大樓旁邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂。如圖所示，導演在某房頂離地處架設了滑輪人和車均視為質點，且滑輪直徑遠小于，若軌道車從處以的速度勻速運動到處，繩與水平方向的夾角為。由于繞在滑輪上細鋼絲的拉動，使質量為的特技演員從地面由靜止開始向上運動。在車從運動到的過程中取，，( )
A. 演員上升高度為 B. 演員最大速度為
C. 演員受到鋼絲對他的拉力等于他的重力 D. 演員受到鋼絲對他的拉力小于他的重力
9.我國將在年上半年發射嫦娥六號探測器，實現月背采樣返回。嫦娥六號探測器近月運行時可視為勻速圓周運動，測得探測器在時間內環繞月球轉圈。已知引力常量為，月球的半徑為。根據以上信息可求出( )
A. 探測器環繞月球運行的周期為 B. 月球的質量
C. 月球的平均密度 D. 嫦娥六號的運行速度
10.如圖所示，一木塊放在光滑的水平面上，一顆子彈水平射入木塊的過程中，子彈受到的平均阻力為，射入木塊的深度為，此過程木塊移動了，則該過程有( )
A. 子彈損失的動能為
B. 子彈對木塊做功為
C. 子彈動能的減少量等于木塊動能的增加量
D. 子彈、木塊組成的系統損失的機械能為
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.用圖甲的實驗裝置驗證機械能守恒定律。
下列做法中正確的有______
A.必須要稱出重物的質量
B.數據處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
C.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上
D.可以用或者計算某點速度
選出一條清晰的紙帶如圖乙所示，其中點為打點計時器打下的第一個點，、、為三個相鄰的計時點，打點計時器通過頻率為的交變電流，用刻度尺測得，，，重錘的質量為，取。甲同學根據以上數據算出：當打點計時器打到點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了______；此時重錘的速度為______結果均保留三位有效數字。
12.研究平拋運動，下面做法可以減小實驗誤差的是______填選項前的字母。
A.盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦
B.使用密度大、體積小的鋼球
C.實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下
D.使斜槽末端切線保持水平
某同學在做“研究平拋運動”的實驗時，忘記記下小球做平拋運動的起點位置，為小球運動一段時間后的位置，以為坐標原點建立的坐標系如圖所示，由圖可求出小球做平拋運動的初速度為______，小球在經過位置時的速度 ______。計算時取
四、計算題：本大題共3小題，共42分。
13.在某次賽前訓練課上，一排球運動員在網前距地面高度處用力扣球，使排球以的初速度水平飛出，如圖所示。已知排球質量，排球可視為質點，忽略排球運動中受到的空氣阻力，取，問：
排球剛被扣出時的動能為多少？
排球從被扣出到著地經歷的時間為多少？
請用機械能守恒定律求出排球落地時的速度是多少？
14.滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖所示是滑板運動的軌道，和是兩段光滑圓弧形軌道，段的圓心為點，圓心角為，半徑與水平軌道垂直，水平軌道段粗糙且長，一運動員從軌道上的點以的速度水平滑出，在點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道，經軌道后沖上軌道，到達點時速度減為零，然后返回。已知運動員和滑板的總質量為，、兩點與水平面的豎直高度分別為和，且，，。求：
運動員從運動到達點時的速度大小和在空中飛行的時間；
軌道段的動摩擦因數、離開圓弧軌道末端時，滑板對軌道的壓力；
運動員最后停在距離點多遠處？
15.如圖所示，水平面右端放一質量小物塊，使小物塊以的初速度向左運動，運動后將彈簧壓至最緊，反彈回出發點物塊速度大小。若水平面與一長的水平傳送帶平滑連接，傳送帶以的速度順時針勻速轉動。傳送帶右端又與一豎直平面內的光滑圓軌道的底端平滑連接，圓軌道半徑。當小物塊進入圓軌道時會觸發閉合裝置將圓軌道封閉。求：
小物塊與水平面間的動摩擦因數；
彈簧具有的最大彈性勢能；
要使小物塊進入豎直圓軌道后不脫高圓軌道，傳送帶與物體間的動摩擦因數應滿足的條件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】對于曲線運動，其速度方向不斷變化，因此一定是變速運動，若加速度恒定如平拋運動中加速度恒為重力加速度，則屬于勻變速運動，因此曲線運動可能是勻變速運動，故A錯誤；
B.兩個勻變速直線運動的合加速度恒定，但合運動的軌跡取決于合速度與合加速度的方向關系，若兩者方向不共線如平拋運動的合成，合運動為勻變速曲線運動，故B錯誤；
C.平拋運動中加速度恒為重力加速度，則做平拋運動的物體，在相同時間內速度的變化量相同，故C正確；
D.無論勻速還是非勻速圓周運動，向心力始終指向圓心，故D錯誤；
故選：。
2.【答案】
【解析】圖一般曲線運動的研究方法，此實驗中運用了等效替代的方法，故A錯誤；
B.圖“探究向心力大小與質量、角速度、軌道半徑的關系”實驗中，運用了控制變量法，故B錯誤；
C.圖所示為卡文迪什扭秤實驗，此實驗中運用了微小量放大法，故C錯誤；
D.圖中研究物體沿曲面運動時重力做功，采用極限思想將曲線變成小的直線運動進行分析，采用了微元法的思想，故D正確。
故選：。
3.【答案】
【解析】從到，小剛做自由落體運動；從到因重力大于彈力，則小剛仍做加速運動，即從到小剛一直做加速運動，故A錯誤；
B.從到，始末位置速度都為，根據動能定理可知，故合外力對小剛所做的總功為零，故B正確；
C.從到因重力大于彈力，則小剛加速運動向下；從到，重力小于彈力，加速度向上，即從到，小剛在點獲得的動能最大，故C錯誤；
D.人下降，重力做正功，重力勢能減小，但從到彈性勢能不變，從到，彈性繩被拉長，則彈性勢能增加，則從到，彈性繩子的彈性勢能先不變，再增加，故D錯誤。
故選：。
4.【答案】
【解析】鐵絲圈做平拋運動，豎直方向，水平方向，解得
A、適當增大拋出時的水平速度，水平位移增大，不能套中物體，故A錯誤；
B、僅將拋出點的位置適當上移，增大，增大，不能套中物體，故B錯誤；
C、保持其他條件不變，水平位移不變，套圈者適當后移，可能套中物體，故C正確；
D、保持其他條件不變，水平位移不變，套圈者適當前移，不可能套中物體，故D錯誤。
故選：。
5.【答案】
【解析】、甲圖中若大小，物塊從到過程中力做的功為，故A正確；
B、乙圖中，根據圖像與軸所圍的面積表示功，可知全過程中做的總功為，故B正確；
C、利用微元法知：小球從運動到過程中空氣阻力做的功，故C正確；
D、只有當為恒力時，，當是變力時，需要根據動能定理求解做功，故D錯誤。
故選：。
6.【答案】
【解析】、飛船需要通過加速從停泊軌道進入轉移軌道，故A錯誤；
B、設天和核心艙的向心加速度大小為。在地球表面上，物體受到的重力等于地球對物體的萬有引力，即有
對天和核心艙，根據萬有引力提供向心力有
聯立解得天和核心艙的向心加速度大小為，B正確；
C、飛船在停泊軌道運行的周期為，根據萬有引力提供向心力有，解得地球的質量為
，則地球的密度為，解得，故C正確；
D、設飛船在轉移軌道運行的周期為，由開普勒第三定律有，整理可得，則飛船在轉移軌道上從點飛到點所需的時間為，故D錯誤。
故選：。
7.【答案】
【解析】做勻速圓周運動的空間站中的物體，所受重力全部提供其做圓周運動的向心力，處于完全失重狀態，并非不受重力的作用，故AC正確，BD錯誤；
故選：。
8.【答案】
【解析】、軌道車從運動到的過程中，演員上升高度為，故A正確；
、軌道車在行駛過程中，將軌道車速度沿著繩子方向和垂直于繩子的方向分解如圖所示，可得演員的速度為：
不變，隨著軌道車向前走，繩子與水平方向的夾角逐漸減小，最大，則演員的速度增大，
當時，最大，人的速度最大，且最大速度為：。
所以演員加速上升，加速度向上，處于超重狀態，則演員受到鋼絲對他的拉力大于他的重力，故B正確，CD錯誤。
故選：。
9.【答案】
【解析】根據題意可得，探測器繞月球做圓周運動的周期為，故A正確；
B.對應近月軌道的探測器，根據萬有引力提供向心力有，聯立解得月球質量，故B錯誤；
C.由，而，解得，故C正確；
D.嫦娥六號的運行速度，得，故D錯誤。
故選：。
10.【答案】
【解析】根據動能定理，對子彈，有，可知子彈損失的動能為，故A正確；
B.對木塊，有可知木塊增加的動能為，則子彈對木塊做功為，故B正確；
C.根據能量守恒，子彈動能的減少量等于木塊動能的增加量和系統產生熱量之和，故C錯誤；
D.系統機械能損失為，故D正確。
故選：。
11.【答案】； 、。
【解析】、由于驗證機械能守恒定律的表達式中質量可以約去，所以不需要稱出重物的質量，故A錯誤；
B、為了減小誤差，數據處理時，應選擇紙帶上距離較遠的兩點作為初、末位置，故B錯誤；
C、為了減小摩擦阻力的影響，圖中兩限位孔必須在同一豎直線上，故C正確；
D、求解速度時需利用紙帶上的點跡，用平均速度等于中間時刻的瞬時速度的思想方法去求解，不可以用或者計算某點速度，因為這樣默認重物機械能守恒，失去了驗證的意義，故D錯誤。
故選：。
當打點計時器打到點時重錘的重力勢能比開始下落時減少了：
根據勻變速直線運動時間中點的瞬時速度，等于這段時間的平均速度，可以求出此時重錘的速度為：
故答案為：；、。
12.【答案】； ；
【解析】該實驗要求小球每次拋出的初速度要相同而且水平，因此要求小球從同一位置靜止釋放，至于鋼球與斜槽間的摩擦沒有影響，故A錯誤，D正確；
B.使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運動時的空氣阻力，故B正確；
C.實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下，確保初速度大小相等，故C正確；
故選：。
小球做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，連續相等時間內下落高度差相等
小球做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，由可得
平拋運動的初速度
點豎直方向上的分速度
解得
故答案為：；；
13.【解析】排球剛被扣出時的動能為
排球剛被扣出做平拋運動，豎直方向上有
代入數據，解得
排球運動過程中，機械能守恒，根據機械能守恒定律
解得
答：排球剛被扣出時的動能為；
排球從被扣出到著地經歷的時間為；
排球落地時的速度是。
14.【解析】從到運動員做平拋運動，在點，由題意可得
，
解得
在點豎直方向的速度為
由得空中飛行的時間為
由點到點，由動能定理可得
代入數據解得
由點到點，由動能定理可得
在點，對運動員和滑板，由牛頓第二定律可得
由幾何知識
聯立解得
根據牛頓第三定律，滑板對軌道的壓力為，方向豎直向下；
設運動員在段運動的總路程為，對整體過程，由動能定理可得
代入數據解得
因為
所以運動員最后停在距離點左側處。
答：運動員從運動到達點時的速度大小為，在空中飛行的時間為；
軌道段的動摩擦因數為，離開圓弧軌道末端時，滑板對軌道的壓力為，方向豎直向下；
最后停在距離點左側處。
15.【解析】小物塊在水平面向左運動再返回的過程，根據能量守恒定律得
代入數據解得
小物塊從出發到運動到彈簧壓縮至最短的過程，由能量守恒定律得彈簧具有的最大彈性勢能為：
代入數據解得
本題分兩種情況討論：設物塊在圓軌道最低點時速度為時，恰好到達圓心右側等高點。
根據機械能守恒得，得，說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運動。
小物塊在傳送帶上運動的過程，由動能定理得：
代入數據解得
設物塊在圓軌道最低點時速度為時，恰好到達圓軌道最高點。
在圓軌道最高點有：
從圓軌道最低點到最高點的過程，由機械能守恒定律得
解得，說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運動。
小物塊在傳送帶上運動的過程，由動能定理得：
解得
所以，要使物塊進入豎直圓軌道后不脫離圓軌道，傳送帶與物體間的動摩擦因數應滿足的條件是或．
答：小物塊與水平面間的動摩擦因數為
彈簧具有的最大彈性勢能為
要使小物塊進入豎直圓軌道后不脫高圓軌道，傳送帶與物體間的動摩擦因數應滿足的條件為或。
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