河北省衡水市第十三中學2024-2025學年高一下學期期中考試物理試卷（含答案）

河北省衡水市第十三中學2024-2025學年高一下學期物理期中考試試卷一、選擇題(本題共10小題，共46分.在每小題給出的四個選項中，第1~7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分1．北京時間2019年4月20日22時41分，北斗三號系統(tǒng)首顆傾斜地球同步軌道（IGSO）衛(wèi)星順利升空，該衛(wèi)星軌道高度36000km，軌道傾角55°，周期24?．地球同步（GEO）衛(wèi)星軌道如圖中a所示，下列關于傾斜地球同步軌道（lGSO）衛(wèi)星的說法正確的是（）A．該衛(wèi)星的運行軌道如圖中b所示B．該衛(wèi)星繞地球飛行的速度大于7.9km/sC．該衛(wèi)星與地球同步（GEO）衛(wèi)星的軌道半徑一定相同D．該衛(wèi)星與地球同步（GEO）衛(wèi)星受地球引力大小一定相等2．關于曲線運動，下列說法中正確的是（）A．做曲線運動的物體所受合力一定變化B．做曲線運動的物體的加速度可能不變C．做勻變速曲線運動的物體的速度大小可能不變D．做曲線運動的物體受到變化的合力作用時速度大小一定改變3．用一根橡皮筋吊著小球做圓錐擺運動，已知在彈性限度內(nèi)，橡皮筋的彈力與形變量成正比，橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)的情況下，小球做圓錐擺運動的角速度ω跟橡皮筋與豎直方向的夾角θ的關系圖像正確的是（）A． B．C． D．4．若一均勻球形星體的密度為ρ，引力常量為G，則在該星體表面附近沿圓軌道繞其運動的衛(wèi)星的周期是（）A．3πGρ B．4πGρ C．13πGρ5．如圖所示，在斜面頂端先后水平拋出同一小球，第一次小球落到斜面中點，第二次小球落到斜面底端，從拋出到落至斜面上（忽略空氣阻力）（）A．兩次小球運動時間之比t1：tB．兩次小球運動時間之比t1：tC．兩次小球拋出時初速度之比v01：v02D．兩次小球拋出時初速度之比v01：v6．如圖所示為蘇炳添在圓形彎道上勻速率奔跑，則蘇炳添在這段圓弧內(nèi)（）A．線速度不變B．加速度不變C．相同時間內(nèi)速度變化量相同D．相同時間內(nèi)與軌道圓心的連線轉(zhuǎn)過的角度相同7．A、B兩顆衛(wèi)星在同一平面內(nèi)沿同一方向繞地球做勻速圓周運動，它們之間的距離Δr隨時間變化的關系如圖所示。已知地球的半徑為r，衛(wèi)星A的線速度大于衛(wèi)星B的線速度，若不考慮A、B之間的萬有引力，則衛(wèi)星A、B繞地球運行的周期分別為（）A．7T0,56T0 B．98．隨著強降雨季節(jié)的臨近，各地開展“防溺水、強救援”應急演練活動。如圖所示，在某段平直河流的中心有遇險人員A（隨水流向下游漂移）等待救援，救援人員在岸邊駕駛沖鋒舟以最短時間救上遇險人員A后，沖鋒舟實時調(diào)整航向以最短距離回到岸邊。已知沖鋒舟在靜水中的速度v1=4mA．前往河中央的過程中，沖鋒舟的運動軌跡為直線B．從岸邊到達救援地點最少需要50sC．從救援地點返回的過程中，沖鋒舟行駛的路程為200mD．返回岸邊時，沖鋒舟的速度大小為5m/s9．2023年12月9日“朱雀二號”運載火箭順利將“鴻鵠衛(wèi)星”等三顆衛(wèi)星送入距離地面約500km的軌道。已知地球同步衛(wèi)星軌道高度約36000km，地球半徑約6400km。則（）A．衛(wèi)星運行的周期約1.6hB．火箭的推力是空氣施加的C．“朱雀二號”的發(fā)射速度小于7.9km/sD．發(fā)射升空初始階段，裝在火箭上部的衛(wèi)星處于超重狀態(tài)10．圖甲是建筑行業(yè)常用的一種小型打夯機，其原理可簡化為質(zhì)量為M的支架（含電動機）上一根長為L的輕桿帶動質(zhì)量為m的鐵球（可視為質(zhì)點）以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，如圖乙所示，已知重力加速度為g，則在某次打夯過程中（）A．鐵球轉(zhuǎn)動過程中，線速度始終不變B．鐵球轉(zhuǎn)動到最低點時，處于超重狀態(tài)C．鐵球轉(zhuǎn)動到最高點時所受輕桿彈力一定不為零D．若使支架離開地面，則鐵球的的角速度ω≥二、實驗題(本題共2小題，共14分11．用如圖甲所示裝置研究平拋運動。將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復，白紙上將留下一系列痕跡點。（1）下列實驗條件必須滿足的有__________；A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末端水平C．擋板高度等間距變化D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球（2）為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系；a．取平拋運動的起始點為坐標原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的（選填“最上端”“最下端”或者“球心”）對應白紙上的位置即為原點：在確定y軸時（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重錘線平行；b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖乙所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則y1y212．探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。（1）在這個實驗中，利用了（填“理想實驗法”“等效替代法”或“控制變量法”）來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系；（2）探究向心力的大小與圓周運動半徑的關系時，應選擇兩個質(zhì)量（填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板C與（填“擋板A”或“擋板B”）處，同時選擇半徑（填“相同”或“不同”）的兩個塔輪；（3）由此實驗，得到的結(jié)論是。三、計算題(本題共3小題，共計40分.解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13．如圖，在平面直角坐標系中有一個半徑為R的虛線圓，圓上A點恰好位于坐標原點，水平直徑AB恰好在x軸上，O為圓心，C點和D點分別位于AB的兩側(cè)，且C點到x軸的距離為R2，現(xiàn)將小球從C點以某一速度水平拋出，恰好經(jīng)過虛線圓最低點E，已知重力加速度為g（1）求小球到達E點時的速度大?。唬?）若將小球以某一水平速度從y軸上的D點水平拋出，小球垂直擊中虛線圓面上的F點，此時速度方向與x軸所成的夾角為60°，求拋出點的縱坐標；（3）在第（2）問的結(jié)論下，若將小球從D點以大小為v1的速度斜向上拋出，拋出方向與x軸正向所成的夾角θ=60°，小球恰好經(jīng)過F點，請用v1表示經(jīng)過14．天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星，雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍，利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量，已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r。（1）試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（2）為研究此雙星系統(tǒng)，發(fā)射微型飛行器A?和B?分別繞恒星A和B運動，成為恒星的衛(wèi)星，已知A?貼近A的表面做勻速圓周運動的周期為T1，A的半徑為R1；B?距B表面的高度為h，測得在該處做圓周運動的周期為T2，B的半徑為R2．分別寫出A和B的密度表達式。（萬有引力常量為G）15．拋石機是古代遠程攻擊的一種重型武器，某同學制作了一個簡易模型，如圖所示。支架固定在地面上，O為轉(zhuǎn)軸，長為L的輕質(zhì)硬桿A端的凹槽內(nèi)放置一質(zhì)量為m的石塊，B端固定質(zhì)量為20m的重物，AO=0.9L，OB=0.1L。為增大射程，在重物B上施加一向下的瞬時作用力后，硬桿繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。硬桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時，石塊立即被水平拋出，此時重物的速度為gL，石塊直接擊中前方傾角為（1）石塊拋出時的速度大小；（2）石塊擊中斜坡時的速度大小及石塊拋出后在空中運動的水平距離；（3）石塊拋出前的瞬間，重物和石塊分別受到硬桿（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）控制變量法（2）相同；擋板B；相同（3）當質(zhì)量、角速度一定時，所需向心力大小F與勻速圓周運動半徑r成正比關系。13．【答案】（1）設小球從C點拋出的速度為v0，小球從C點運動到E點所用時間為t3R豎直方向的速度v小球到達E點的速度v解得v（2）將小球擊中F點的速度反向延長，過圓心O交于水平連線的中點G，過F點經(jīng)過x軸上的K點做水平位移的垂線FM，過O點做OH垂直GM，則有OHRGM=R?GH解得D點縱坐標y=OH=（3）小球從D點以大小為v1的速度斜向上拋出，設小球從D點運動到F點所用時間為t2，沿v沿y軸方向v解得v14．【答案】（1）解：設恒星A質(zhì)量為M1，恒星B的質(zhì)量為M2，做圓周運動的半徑分別為r1、r2，根據(jù)題意有ωr根據(jù)萬有引力定律和牛頓定律，有GG聯(lián)立解得M（2）解：設微型飛行器A?的質(zhì)量為m1，恒星A質(zhì)量為M1，A?貼近天體表面運動時有GM解得M據(jù)數(shù)學知識可知天體的體積為V故該恒星A的密度ρ設微型飛行器B?的質(zhì)量為m2，恒星B的質(zhì)量為M2，B?距天體表面距離為h時，有G解得M據(jù)數(shù)學知識可知天體的體積為V解得ρ15．【答案】（1）已知重物轉(zhuǎn)至最低點的速度為v設石塊轉(zhuǎn)至最高點的速度大小為v2，根據(jù)同軸轉(zhuǎn)動角速度相同，由公式v=ωrv又r聯(lián)立解得