精品解析：云南省昆明市五华区德仁中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2024年昆明市德仁中学高一年级期中考试 物理·试卷 一、选择题（共10个小题，，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一个选项正确，每小题4分，第8-10小题有多个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分） 1. 关于行星绕太阳的运动，下列说法中不正确的是（　　） A. 行星绕太阳运动时，太阳位于椭圆轨道的中心 B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点的速度较大，在远日点的速度较小 C. 绕太阳运动的所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期二次方的比值都相等 D. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受到的引力较大，在远日点所受到的引力较小 2. 甲、乙两物体同时从同一位置沿同一直线运动，甲的位移时间图像和乙的速度时间图像如图所示，则从原点出发后（　　） A. 0~6s甲做往返运动，乙做单向直线运动 B. 乙物体在0~2s和4~6s加速度相同 C. 2~4s甲的位移为零，乙的加速度为-4m/s2 D. 2~4s甲的加速度为-4m/s2，乙的平均速度为零 3. 卫星绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动。如图所示，A、B是绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星，关于两颗卫星线速度v和周期T的比较，下列说法中正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 小球由于受重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了 B. 一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到向上的推力 C. 运动越快的汽车越不容易停下来是因为汽车运动得越快，惯性越大 D. 超载卡车不容易停下来，是因为卡车质量越大，惯性越大 5. 汽车通过拱形桥时的运动可以看作圆周运动，如图所示。质量为m的汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 汽车对桥的压力大小等于汽车的重力 B. 桥对汽车的支持力小于汽车对桥的压力 C. 桥对汽车的支持力大小为 D. 无论汽车的速度有多大，汽车对桥始终有压力 6. 如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一质量相同的点A、B、C，已知三个轮的半径之比，下列选项说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的线速度大小之比为 B. A、B、C三点的角速度之比为 C. A、B、C三点的转速之比为 D. A、B、C三点的向心力大小之比为 7. “天问一号”探测器是我国第一颗人造火星卫星，实现了“绕、着、巡”目标。已知“天问一号”探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为，线速度大小为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 探测器的质量是 B. 火星的质量是 C. 火星的质量是 D. 火星的密度是 8. 有两个不在一条直线上的分运动a、b，它们的合运动为c，则下列说法正确的是（　　） A. 若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线 B. 若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动 C. 若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动 D. 若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动 9. 关于宇宙速度，下列说法正确的有（　　） A. 第一宇宙速度大小约为7.9m/s B. 若想使卫星进入地球同步轨道，发射速度需大于第一宇宙速度 C. 若想使探测器发射到月球表面，发射速度需大于第二宇宙速度 D. 若想使探测器发射到火星表面，发射速度需大于第二宇宙速度 10. 在银河系中，双星的数量非常多，估计不少于单星。研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（　　） A. 恒星B的周期为 B. 恒星B的向心加速度是恒星A的2倍 C. A、B两颗恒星质量之比为 D. A、B两颗恒星质量之和为 二、实验题（本题共2小题。每空2分，共14分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。 （1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在___________（选填“水平”或“竖直”）方向。 （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长________，劲度系数_________，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量_____。 12. 某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”： （1）根据实验过程，以下说法正确的是______________； A．斜槽M轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．图中挡条N每次必须等间距下移 （2）图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。 A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 （3）改用频闪照相来研究平抛运动，将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上，如图所示，已知小球的直径为2cm，方格纸的边分别为水平和竖直方向，则该频闪相机频率为___________Hz。（重力加速度g取10m/s2） 三、计算题：（本题共4小题，共40分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。） 13. 在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面间的最大静摩擦力等于车重的倍 （1）如果忽略汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯时所受的阻力，假设弯道的路面是水平的，该弯道的最小半径是多少？ （2）如果这种高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车在不超速的情况下安全通过圆弧拱桥最高点（不起飞），这个圆弧拱桥的半径至少是多少？ 14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞一段距离后着落，如图所示，现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，测得AB间的距离是，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，取，，，求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员从A处水平飞出的速度大小。 15. 如图所示，质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200 N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2 s撤去拉力F，雪橇与地面间动摩擦因数为0.20．取g＝10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6．求： (1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小； (2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离s． 16. 下图是卡西尼号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道。若卡西尼号探测器在半径为R的土星上空距土星表面高度为h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G。（须含有题目中已给物理量，且要写出推导过程）求： （1）土星质量 （2）土星平均密度ρ的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年昆明市德仁中学高一年级期中考试 物理·试卷 一、选择题（共10个小题，，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一个选项正确，每小题4分，第8-10小题有多个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分） 1. 关于行星绕太阳的运动，下列说法中不正确的是（　　） A. 行星绕太阳运动时，太阳位于椭圆轨道的中心 B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点的速度较大，在远日点的速度较小 C. 绕太阳运动的所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期二次方的比值都相等 D. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受到的引力较大，在远日点所受到的引力较小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动时，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，故A错误，满足题意要求； B．根据开普勒第二定律可知，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点的速度较大，在远日点的速度较小，故B正确，不满足题意要求； C．根据开普勒第三定律可知，绕太阳运动的所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期二次方的比值都相等，故C正确，不满足题意要求； D．根据万有引力表达式可得 可知行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受到的引力较大，在远日点所受到的引力较小，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 2. 甲、乙两物体同时从同一位置沿同一直线运动，甲的位移时间图像和乙的速度时间图像如图所示，则从原点出发后（　　） A. 0~6s甲做往返运动，乙做单向直线运动 B. 乙物体在0~2s和4~6s加速度相同 C. 2~4s甲的位移为零，乙的加速度为-4m/s2 D. 2~4s甲的加速度为-4m/s2，乙的平均速度为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲在0~2s朝正方向运动，2~4s朝负方向运动，4~6s朝正方向运动，乙在0~3s朝正方向运动，3~6s朝负方向运动，故0~6s甲、乙均做往返运动，故A错误； B．乙物体在0~2s加速度和4-6s加速度均为 故B正确； C．2~4s甲朝负方向做匀速直线运动，位移为-8m，2~4s乙的加速度为 故C错误； D．2~4s甲做匀速直线运动，加速度为0，2~4s乙的位移为零，平均速度为零，故D错误。 故选B。 3. 卫星绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动。如图所示，A、B是绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星，关于两颗卫星线速度v和周期T的比较，下列说法中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据 可得 因 可知 ， 故选D。 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 小球由于受重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了 B. 一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到向上的推力 C. 运动越快的汽车越不容易停下来是因为汽车运动得越快，惯性越大 D. 超载卡车不容易停下来，是因为卡车质量越大，惯性越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的惯性与物体的运动状态无关，其大小取决于物体质量，小球自由下落质量不变，惯性不变，变化的是它的速度，是外力的作用效果，故A错误； B．小球抛出后能继续上升，是因为惯性，而不是还受到向上的推力，故B错误； C．汽车惯性大小取决于其质量大小，与运动状态无关，故C错误； D．质量大的物体惯性大，运动状态难以改变，所以超载卡车不容易停下来，故D正确。 故选D。 5. 汽车通过拱形桥时的运动可以看作圆周运动，如图所示。质量为m的汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 汽车对桥的压力大小等于汽车的重力 B. 桥对汽车的支持力小于汽车对桥的压力 C. 桥对汽车的支持力大小为 D. 无论汽车的速度有多大，汽车对桥始终有压力 【答案】C 【解析】 【详解】AC．汽车在拱形桥最高点时，由牛顿第二定律 可得 汽车对桥的压力大小小于汽车的重力，选项A错误，C正确； B．桥对汽车的支持力与汽车对桥的压力是相互作用力，等大反向，选项B错误； D．当 即当速度 时汽车对桥没有压力，选项D错误。 故选C。 6. 如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一质量相同的点A、B、C，已知三个轮的半径之比，下列选项说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的线速度大小之比为 B. A、B、C三点的角速度之比为 C. A、B、C三点的转速之比为 D. A、B、C三点的向心力大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】轮O1、O3固定在同一转轴上，则A、C两点角速度相同，轮O1、O2用皮带连接且不打滑，则A、B两点线速度相同，由于，则根据可得 又有 则可得 根据向心力公式可得 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. “天问一号”探测器是我国第一颗人造火星卫星，实现了“绕、着、巡”目标。已知“天问一号”探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为，线速度大小为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 探测器的质量是 B. 火星的质量是 C. 火星的质量是 D. 火星的密度是 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，由公式可得，探测器的轨道半径为 ABC．根据万有引力提供向心力有 可知，探测器的质量消掉，无法求出，火星的质量是 故AC错误，B正确； D．设火星半径为，则火星的体积为 火星的密度是 火星半径未知，不能求出火星密度，故D错误。 故选B。 8. 有两个不在一条直线上的分运动a、b，它们的合运动为c，则下列说法正确的是（　　） A. 若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线 B. 若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动 C. 若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动 D. 若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹可能为直线也可能为曲线，例如两个初速度不为零的匀变速直线合成，当合加速度的方向与合速度在同一直线上，则合运动c为直线运动，若合加速度方向与合速度方向不在一条直线上，则合运动c为曲线运动，故AB错误； C．若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，总的合力为零，则c必为匀速直线运动，故C正确； D．若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，即合初速度为零，则c必为匀变速直线运动，故D正确。 故选CD。 9. 关于宇宙速度，下列说法正确的有（　　） A. 第一宇宙速度大小约为7.9m/s B. 若想使卫星进入地球同步轨道，发射速度需大于第一宇宙速度 C. 若想使探测器发射到月球表面，发射速度需大于第二宇宙速度 D. 若想使探测器发射到火星表面，发射速度需大于第二宇宙速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度大小约为7.9km/s，选项A错误； B．若想使卫星进入地球同步轨道，发射速度需大于第一宇宙速度，选项B正确； C．若想使探测器发射到月球表面，因探测器没有脱离地球的引力范围，则发射速度小于第二宇宙速度，选项C错误； D．若想使探测器发射到火星表面，因探测器已经脱离了地球的引力范围，发射速度需大于第二宇宙速度，选项D正确。 故选BD。 10. 在银河系中，双星的数量非常多，估计不少于单星。研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（　　） A. 恒星B的周期为 B. 恒星B的向心加速度是恒星A的2倍 C. A、B两颗恒星质量之比为 D. A、B两颗恒星质量之和为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．双星周期相等，恒星B的周期为T，A错误； B．根据 恒星A的运动半径大，则恒星A的向心加速度是恒星B的2倍，B错误； C．由B可知，恒星A的运动半径是恒星B运动半径的2倍，根据 得 C正确； D．由 得 D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题。每空2分，共14分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。 （1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在___________（选填“水平”或“竖直”）方向。 （2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长________，劲度系数_________，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量_____。 【答案】 ①. 竖直 ②. 4 ③. 50 ④. 6 【解析】 【详解】（1）[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。 （2）[2]根据图线可知，当时，可得弹簧的原长为 [3]根据胡克定律可得 可知图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则有 [4]由图丙可知，此时弹力大小为 根据胡克定律可得此时该弹簧的伸长量为 12. 某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”： （1）根据实验过程，以下说法正确的是______________； A．斜槽M轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．图中挡条N每次必须等间距下移 （2）图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。 A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 （3）改用频闪照相来研究平抛运动，将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上，如图所示，已知小球的直径为2cm，方格纸的边分别为水平和竖直方向，则该频闪相机频率为___________Hz。（重力加速度g取10m/s2） 【答案】 ①. B ②. C ③. 10 【解析】 【详解】（1）[1]A．要保证小球的初速度相同，小球每次从斜槽上开始运动的位置必须相同，斜槽轨道不一定要光滑，故A错误； B．记录的点适当多一些可以减小误差，故B正确； C．为比较准确地描出小球运动的轨迹，根据记录点的分布规律，用平滑曲线拟合成运动轨迹，个别偏差较大的点，应当舍去，故C错误； D．描绘轨迹不需要等间距描点，所以图中挡条N每次不必等间距下移，故D错误。 故选B。 （2）[2]AB．由图可知，该小球的初速度方向偏上，与小球的初速度的大小无关，与释放小球的位置也无关，故AB错误； C．由图可知，该小球的初速度方向偏上，即小球的初速度的方向不是沿水平方向，则可知是斜槽末端切线不水平，故C正确。 故选C。 （3）[3]设该相机的频闪周期为T，相邻两小球位置之间的竖直间距分别为 竖直方向小球做自由落体运动，由 得 代入数据解得 则该频闪相机频率为 三、计算题：（本题共4小题，共40分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。） 13. 在用高级沥青铺设的高速公路上，对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面间的最大静摩擦力等于车重的倍 （1）如果忽略汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯时所受的阻力，假设弯道的路面是水平的，该弯道的最小半径是多少？ （2）如果这种高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车在不超速的情况下安全通过圆弧拱桥最高点（不起飞），这个圆弧拱桥的半径至少是多少？ 【答案】（1）150m （2）90m 【解析】 【小问1详解】 由最大静摩擦力提供汽车转弯时所需的向心力 解得弯道的最小半径为 【小问2详解】 在最高点，不起飞的临界条件为弹力刚好为零，重力提供向心力 解得圆弧拱桥的半径至少为 14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞一段距离后着落，如图所示，现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，测得AB间的距离是，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，取，，，求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员从A处水平飞出的速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设AB长度为s，根据平抛运动规律，运动员在竖直方向上的位移大小 在竖直方向上的分运动为自由落体运动 运动员在空中的飞行时间为 （2）运动员在水平方向上的位移大小 在水平方向上的分运动为匀速直线运动 运动员在A处水平飞出的速度大小为 15. 如图所示，质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200 N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2 s撤去拉力F，雪橇与地面间动摩擦因数为0.20．取g＝10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6．求： (1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小； (2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离s． 【答案】（1）5.2 m/s（2）6.76m 【解析】 【详解】试题分析：（1）由牛顿第二定律求出雪橇的加速度，由速度公式求出雪橇的速度； （2）由牛顿第二定律求出加速度，由速度位移公式求出雪橇的位移． 解：（1）雪橇受力如图所示： 在竖直方向上，由平衡条件得：Fsin37°+FN=mg， 在水平方向上，由牛顿第二定律得：Fcos37°﹣μFN=ma， 解得：a=2.6m/s2， 刚撤去拉力时雪橇的速度大小：v=at=2.6×2=5.2m/s； （2）撤去拉力后，由牛顿第二定律得：μmg=ma′， 解得：a′=μg=2m/s2， 撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离： x===6.76m； 答：（1）刚撤去拉力时雪橇的速度υ的大小为5.2m/s； （2）撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离为6.76m． 【点评】对雪橇正确受力分析，由牛顿第二定律求出加速度，应用匀变速运动的运动公式即可正确解题． 16. 下图是卡西尼号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道。若卡西尼号探测器在半径为R的土星上空距土星表面高度为h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G。（须含有题目中已给物理量，且要写出推导过程）求： （1）土星质量 （2）土星平均密度ρ的表达式。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）探测器绕土星运动的周期为 根据 解得 （2）土星平均密度ρ的表达式 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $