2024年北京某中學高二（上）期中物理試題及答案

高三年級上學期期中綜合練習-物理

說明：本試卷18道題，共7頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘。請考生將客觀題答案填寫在

機讀卡上，主觀題答案答在答題紙上，考試結束后，需將機讀卡和答題紙一并交回。

一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一

個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的，全部選對的得3分，選不全的得2分，有

選錯或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題卡上。

1.下列關于物理學史或物理認識說法正確的是（）

A.牛頓的理想實驗將實驗事實和邏輯推理相結合得出了力不是維持物體運動的原因

B.通過第谷觀測，開普勒發(fā)現(xiàn)所有行星圍繞太陽運動軌跡是橢圓，太陽位于橢圓的一個

隹占上

C.牛頓對引力常量G進行了準確測定，并于1687年發(fā)表在《自然哲學的數(shù)學原理》中

Ax羽一MAx

D.根據平均速度的定義式u=F=六？，當加-0,丁就可以表示物體在。時刻的瞬

時速度，則平均速度定義采用了比值定義法，瞬時速度在此基礎上運用了極限法

2.如圖甲為某簡諧機械橫波在Q0時刻波的圖像，乙圖為波的傳播方向上某質點的振動圖

像。下列說法正確的是（）

4

610.2

A.該波一定沿x軸正方向傳播

B.該波的波速是10m/s

C.若乙是質點。的振動圖像，則0?0.15s時間內，質點。運動的路程為1.5m

D.若乙是質點尸的振動圖像，則Z=0.15s時亥ij,質點。的坐標為（-0.4m,0cm）

3.如圖甲所示，一只蝸牛黏在豎直的葡萄桿上不動?，F(xiàn)保持葡萄桿的下端不動，將其上端

沿順時針方向緩慢轉動，其簡化模型如圖乙所示，桿與豎直______

方向夾角在。?90。的轉動過程中，下列分析正確的是（）■■3［一、

A.初態(tài)葡萄桿豎直時蝸牛對葡萄桿的作用效果沿桿方向PRB

B.葡萄桿對蝸牛的作用力保持不變|浦必:歹"

C.葡萄桿對蝸牛的作用力小于蝸牛對葡萄桿的作用力甲

D.蝸牛所受重力的沖量等于零

4.某實驗小組在實驗室中探究相互作用力的關系。如圖所示，把A、B兩個彈簧測力計連

接在一起，B的左端固定，用手水平向右拉測力計A的右端；然后將B的左端釋放，用手

豎直向上拉A,使A、B處于靜止狀態(tài)。則關于兩個彈簧測力計的示數(shù)大小分析正確的是

（）

__________-.....，一、/BA

A.手水平向右拉時兩測力計的水數(shù)總是等大左^了遙兀辭＜,

B.手豎直向上拉時兩測力計的示數(shù)總是等大認---------------

C.手豎直向上拉時A測力計的示數(shù)大于B測力計的示數(shù)

D.因為彈簧自重的影響造成豎直拉時兩測力計的示數(shù)不等

5.某興趣小組利用輕彈簧與刻度尺設計了一款車載加速度測量儀，如圖甲所示。輕彈簧的

右端固定在車廂壁上，左端與一質量為0Jkg小滑車固定，小滑車與測量儀底板之間的摩

擦阻力可忽略不計。在小滑車上固定一指針，裝置靜止時，小車的指針恰好指在刻度尺正

中間，圖中刻度尺是按一定比例的縮小圖，其中每一小格代表的長度為01cm。某次測量

小車所在位置如圖乙所示，此時彈簧的彈力大小為0.5N。下列分析計算正確的是（）

,000W00W00'-?

A.此時車可能正在向右加速

B.此彈簧的勁度系數(shù)A=100N/m

C.該加速度測量儀的測量大小范圍為0~15m/s2

D.該加速度測量儀可直接用于測量加速下落物體的加速度

6.如圖所示，甲、乙兩人質量分別為mi、m2（mi＞m2）,在水平冰面上滑冰，阻力忽略不計。

初時兩者靜止挨著，乙用力推甲至兩者分離，各自獲得反向速

度。則下列分析正確的是（）fa*

A.甲、乙之間的相互作用力等大、反向

B.甲對乙做正功，乙對甲也做正功，且等大1J.五

C.甲、乙系統(tǒng)的動量守恒甲乙

D.從兩者靜止到分離過程中甲運動位移比乙運動的位移小

7.“嫦娥五號”月球探測器返回艙為了安全帶回樣品，采用了類似“打水漂”多段多次減速技

術。如圖所示，用虛線球面表示地球大氣層邊界，邊界外側沒有大氣。關閉發(fā)動機的返回

艙從。點滑入大氣層，然后經6點從c點“跳出”，經d點后再從e點“躍入”。d點為軌跡最

高點，距離地面高度為〃，已知地球表面重力加速度為g,地球半徑為R。則下列分析正確

的是（）

a、c、e三點的速率滿足：%＞匕=乜

B,返回艙在6點有豎直向下的加速度分量

返回艙在d點時的角速度小”工

返回艙在cTd點與dTe點的時間相等

8.如圖所示，A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙固定斜面上的同一高度同時開始運動，A

由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為%,C的初速度方向沿斜面水平，大小

也為%，下列說法中正確的是（）

A.A、B、C三者的加速度相同

B.C比A先滑到斜面底端

C.滑到斜面底端時，B的動能最大

D.滑到斜面底端時，A、C所受重力的功率大小關系為：Pc>PA

9.如圖是古代奧林匹克立定跳遠的陶瓷畫，圖中的運動員手持一種負重物起跳，這可以使

運動員跳得更遠，現(xiàn)在我們來解釋其中的原因。若某位運動員的質量為60kg,兩手各持一

個質量為3kg的負重物，在某次立定跳遠練習過程中，起跳離地時速度大小為5m/s,方

向與水平方向成37。夾角，在最高點將兩個負重物相對于地面速度為零扔出，忽略空氣阻

力。下列說法正確的是（）

A.從起跳后到落地前的過程中，運動A員和負重物組成系統(tǒng)的總動量和總機械能均守恒

B.與在最高點不扔出負重物相比，拋負重物時運動員在空中可以運動更長時間

C.與在最高點不扔出負重物相比，運動員可以多跳一段距離

D.與在最高點不扔出負重物相比，運動員落地時速率將增大0.4m/s

10.現(xiàn)在市面上出現(xiàn)了一種新型的游樂設施一“反向蹦極”，示意圖如圖甲，游戲者與固

定在地面上的扣環(huán)連接，P為彈性繩上端懸點，打開扣環(huán)，游戲者從/點由靜止釋放，像

火箭一樣豎直發(fā)射。游戲者上升到2位置時繩子恰好處于松弛狀態(tài)，C為游戲者上升的最

高點，。點為速度最大位置（未畫出），彈性繩的彈力遵從胡克定律，游戲者視為質點，彈

性繩的形變在彈性限度內，不計空氣阻力，若以/點為坐標原點，選向上為正方向，作出

游戲者上升過程中加速度與位移的關系如圖乙，圖像中：石、龍2、W和-8為已知量，ao為

未知量，則人上升過程中（）

A.N3段的長度為xi

B.游戲者最大速度為-%-%）g

C.ao值可能會小于g

D.人從4點到。點和。點到C點重力的

沖量大小相等

二、實驗題，本部分共2小題，15分。

11.（6分）

“探究向心力大小的表達式”的實驗裝置如圖（a）所示。已知小球在擋板A、B、C處做圓

周運動的軌跡半徑之比為1:2:1,變速塔輪自上而下按如圖（b）所示三種組合方式。回答

以下問題：

（1）下列實驗中與本實驗所采用的實驗方法相同的是;

A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

B.探究加速度與物體受力、物體質量的關系

C.探究影響單擺周期的因素

D.探究平拋運動的特點

（2）實驗時將質量相同的球1、球2分別放在擋板N、C位置，將皮帶置于變速塔輪第二層，

轉動手柄觀察左右兩個標尺，此過程是探究向心力的大小與的關系；

（3）實驗中，在記錄兩個標尺露出的格數(shù)時，由于轉速不穩(wěn)定，不便于讀數(shù)，同時記錄兩邊

的格數(shù)會有較大的誤差。于是有同學提出用手機拍照后再通過照片讀出兩邊標尺露出的格

數(shù)。下列對該同學建議的評價，你認為正確的是

A.該方法可行，但仍需要勻速轉動手柄

B.該方法可行，且不需要勻速轉動手柄

C.該方法不可行，因不能確定拍照時轉速是否穩(wěn)定

12.（9分）智能手機內置很多傳感器，磁傳感器是其中一種?，F(xiàn)用智能手機內的磁傳感器

結合某應用軟件，利用長直木條的自由落體運動測量重力加速度。主要步驟如下：

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

00.10.2030.40.5t/s

圖（b）

（1）在長直木條內嵌入7片小磁鐵，最下端小磁鐵與其他小磁鐵間的距離如圖（a）所

zj\O

（2）開啟磁傳感器，讓木條最下端的小磁鐵靠近該磁傳感器，然后讓木條從靜止開始沿豎

直方向自由下落。

（3）以木條釋放瞬間為計時起點，記錄下各小磁鐵經過傳感器的時刻，數(shù)據如下表所示：

0.000.050.150.300.500.751.05

，(s)0.0000.1010.1750.2470.3190.3910.462

（4）根據表中數(shù)據，在答題卡上補全圖（b）中的數(shù)據點，并用平滑曲線繪制下落高度打

隨時間f變化的/?1圖線o

（5）由繪制的”一圖線可知，下落高度隨時間的變化是（填“線性”或“非線性”）關

系。

（6）將表中數(shù)據利用計算機擬合出下落高度h與時間的平方戶的函數(shù)關系式為/I=

4.916/（SI國際單位制）。據此函數(shù)式可得重力加速度大小為—m/s2o（結果保留3位有

效數(shù)字）

（7）若因操作不慎，導致長木條略有傾斜地自由下落，則測量值______真實值。（結果填

等于、大于或小于）

三、計算題、證明題。本題包括6小題，共55分。解答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.（9分）如圖所示，一個質量加=10kg的物體放在水平地面上。對物體施加一個尸=

50N的拉力，使物體做初速為零的勻加速直線運動。已知拉力與水平方向的夾角6=37。，

物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)〃=0.50,sin37o=0.6,cos37o=0.8,取重力加速度g=10

2

m/soF

（1）求物體運動的加速度大?。?/p>

（2）求物體在2.0s末的速度大??；以〃〃〃〃/J/〃〃/w〃〃/7〃

（3）求前2.0s地面對物體的作用力的沖量多大。

14.（9分）質量相=lkg的小球在長為L=0.5m的細繩作用下，在豎直平面內做圓周運

動，細繩能承受的最大拉力心=42N,轉軸離地高度/z=5.5m,不計阻力，重力加速度取

g=10m/s2,求：

（1）若小球在某次運動到最低點時細繩恰好被拉斷，求此時小球

的速度大??；

（2）繩斷后小球對應的水平射程x；

（3）小球落地前重力的瞬間功率。

15.（9分）2024年5月3日，我國自行研制的嫦娥六號探測器順利發(fā)射。如圖所示，該探

測器于5月8日實施近月制動，順利進入半徑為,的環(huán)月軌道。可將探測器的環(huán)月軌道飛

行視為角速度為。的勻速圓周運動。6月2日，著陸器脫離探測器，并成功著陸月球背

面，其著陸過程簡化為如下過程：讓著陸器先在距離預選著陸點約百米高度處懸停，接著

發(fā)動機提供恒定向上的推力廠，使著陸器開始以恒定的加速度豎直下降，經時間t后在月

球表面實現(xiàn)“軟著陸已知著陸器質量為如月球半徑為上萬有引力常量為G。則：

（1）求月球的平均密度；

（2）著陸器從環(huán)月軌道降至懸停處過程，機械能是否守恒，為什么？

（3）求著陸器“軟著陸”時的速度v大小?！?、環(huán)月軌道

...、、、

探測器

月球

16.（9分）汽車的安全帶是有效保護乘客的裝置。安全帶能通過感應車的加速度自動鎖

定，其原理的簡化模型如圖所示。在水平路面上剎車的過程中，敏感球由于慣性沿底座斜

面上滑直到與車達到共同的加速度。，同時頂起敏感臂，使之處于水平狀態(tài)，并卡住卷軸

外齒輪，鎖定安全帶，此時敏感臂對敏感球的壓力大小為已知敏感球的質量為機，重

力加速度為g。忽略敏感球受到的摩擦力。

（1）根據示意圖判斷此時汽車前進的方向是向右還是向左，并用

文字簡單說明判斷的理由；敏感臂

敏感球

（2）求底座斜面傾角的正切值tan0；

（3）為提高剎車過程中安全帶的靈敏度（即以更小的加速度剎車時安全帶能起作用則靈敏

度越高），可采取什么措施?

17.（9分）地球衛(wèi)星中，有的在近地軌道I繞地球做勻速圓周運動，有的在軌道II上繞地球做

橢圓運動，如圖甲所示。衛(wèi)星沿橢圓軌道運動的情況較為復雜，研究時我們可以把橢圓分割

為許多很短的小段，衛(wèi)星在每小段的運動都可以看作是圓周運動的一部分，如圖乙所示。這

樣，在分析衛(wèi)星經過橢圓上某位置的運動時，就可以按圓周運動來分析和處理。

如圖丙衛(wèi)星在橢圓軌道n的近地

點尸的速率為VI，P到地心的距離為

H；在遠地點Q的速率為V2,Q到地心

的距離為r2：地球在其一個焦點C上。

試用三種不同物理方法證明如下結

論：Vin=V2r2；

（1）由行星運動規(guī)律，根據開普勒第二定律（對

任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內

掃過的面積相等，該定律也適用于地球和衛(wèi)星

組成的系統(tǒng)）證明：Vin=V2F2；

（2）如圖丁，可將近地點和遠地點附近小段

視為圓軌道的一部分，由動力學觀，根據萬有引力定律

和牛頓運動定律證明：2r2；圖丙

（3）由能量觀，根據機械能守恒定律證明：

2r2；（已知地球質量為M,引力常量為G。

當質量為m的物體相距地心為r時，其引力勢能

為E『-GMmlr；同時以地心為橢圓一焦點，半長

軸為a的橢圓軌道運行時的機械能為^=

GMm、

-----------)

2a

圖丁

18.（10分）如圖甲所示，按壓式圓珠筆可以簡化為外殼、內芯和輕質彈簧三部分，輕質彈

簧穿過內芯，上端與外殼接觸，下端與內芯接觸。某按壓式圓珠筆內芯的質量為〃?，外殼的

質量為3拉，外殼與內芯之間的彈簧的勁度系數(shù)為k。如圖乙所示，先把筆豎直倒立于水平

硬桌面上，用力下壓外殼使其下端接觸桌面（如位置a）,此時彈簧的壓縮量x=2詈，然后

將圓珠筆由靜止釋放，彈簧推動圓珠筆外殼豎直上升，當外殼的速度達到最大，此時外殼恰

好與內芯發(fā)生碰撞（碰撞時間極短），碰后內芯與外殼以共同的速度一起上升到最大高度處

（如位置C）。已知彈簧彈性勢能的計算公式為Ep=卷入2,X為彈簧的形變量，不計空氣阻

力與一切摩擦。

（1）當彈簧的壓縮量為多少時，外殼的速度達到最大？

（2）外殼向上的最大高度為多大？

（3）請在丙圖中定性畫出圓珠筆外殼從靜止釋放到最高點過程中的速度隨時間圖像。（以

豎直向上為速度正方向）

甲

2025屆高三年級上學期期中綜合練習-物理參考答案

題號12345678910

答案BDBABACDBCACDACDBCDCB

11.(1)BC

(2)角速度

⑶B

h/m

1.2

1.0

0.8

0.6非線性，9.83,大于

0.4

0.2

00.10.20.30.40.5t/s

13、（9分）

【詳解】（1）對物體進行受力分析，如圖所示

以向右為正方向，根據牛頓第二定律以及平衡條件可以得到，水平方向

Fcos37°-f=ma

豎直方向

Q+Fsin37°=mg

根據摩擦力公式

聯(lián)立代入數(shù)據可以得到

a=0.5m/s2

（2）根據速度與時間的關系可以得到

v=at=0.5x2m/s=lm/s

（3）前2.0s地面作用力：

F=N2+f2=Ji+.2,N=Jl+林2.（7ng-Fs出37°）=35遮N

I=F't=70V5/V■s

14、（9分）【詳解】（1）設細繩恰好被拉斷時，小球的速度大小為匕，此時對小球由牛頓

第二定律有

41ax_〃咯=7〃十

解得匕=4m/s

（2）此后小球做平拋運動，設運動時間為3則對小球由平拋運動的規(guī)律有

12

h-L=—gt,x=vxt

聯(lián)立解得

x=4m

（3）P=mgVy=mg2t=100W

3r3a)2

15、（9分）（1）

4TTGR3

（2）不守恒，因為燃氣對著陸器的推力做負功。

【詳解】（1）對探測器有

GMm

———=mco^r

故月球密度

_M_3r3a)2

（3）對著陸器有

解得

16.（9分）（1）向右運動，根據敏感球受力可知汽車加速度向左，汽車做減速運動，故運動

方向與加速度方向相反，即向右運動

八ma

⑵tan0=---------

【詳解】（1）向右運動。如圖

▲

敏感球敏感球受向下的重力加g和敏感臂向下的壓力區(qū)以及斜面的支持力N,根據受力可

知敏感球合外力方向水平向左，即加速度方向向左，汽車和敏感球加速度相同，此時汽車

處于剎車(勻減速)狀態(tài)，故運動方向與加速度方向相反，即向右運動。

(2)由牛頓第二定律可得

-^V-sin6*=wi(-o)

N-cos0-mg-=0

ma

解得：tanO=

mg+FN

(3)由(2)結論，可減小底座的傾角6。

17.(9分)----、

⑴pbe——

如圖所示，分別在P、0點經過一小段時間可認為衛(wèi)星速度不變，和地球的連線在。

內掃過的形狀可看成一直角三角形，面積為電=；W4/巧，同理§2=；吃八/,弓。由開普勒

第三定律知sJAt=S2/A3由此可得：卬馬。(3分)

(2)衛(wèi)星在橢圓軌道n上運行時，近地點和遠地點的等效圓周運動半徑分別為處和尺2,根

GMmGMm

2

據牛頓第二定律可得4r2鳥根據橢圓的對稱性可知?=處，聯(lián)立解得

(3分)

(3)由P到Q過程中E守恒得：=|mv2GMm_GMm

r22a

=

可推得：說斤=2GMrr—=GM（2q~~~）GM篝色

,GMr