广西玉林市五校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷

2024-2025学年广西玉林市五校联考高一（下）期中考试物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.质量为m的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体不可能做(    ) A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动 C. 匀变速曲线运动 D. 变加速曲线运动 2.一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示。已知：船在静水中行驶的速度为，水流速度为，河宽为d。则下列判断正确的是(    ) A. 船渡河时间为 B. 船渡河时间为 C. 船渡河过程被冲到下游的距离为 D. 船渡河过程被冲到下游的距离为 3.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(    ) A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B. 图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨 4.2023年3月26日记者从中国石油大庆油田获悉，大庆油田累计生产原油突破25亿吨.已知地球的质量为M，半径为地球视为质量分布均匀的球体，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，引力常量为G，假如大庆油田的某油井向地心挖掘的深度为为常数，则井底一个质量为m的挖井工人与地球之间的万有引力大小为(    ) A. B. C. D. 5.关于天体的运动，下列说法正确的是(    ) A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心 B. 火星的公转周期比地球的公转周期大 C. 行星轨道的半长轴的三次方与自转周期的二次方的比值是一个常数 D. 行星在椭圆轨道上运动的速率是不变的 6.将轻质弹簧一端固定在地球某处的水平地面上，在某高度处由静止释放一个小球，小球落在竖直弹簧上，小球速度最大时弹簧的压缩量为。假设把该弹簧固定在火星某处的水平地面上，将同一小球由同一高度处释放，小球速度最大时弹簧压缩量为。已知火星质量约为地球质量的，直径约为地球直径的，不考虑星球自转带来的影响，则约为(    ) A. B. C. D. 7.如图所示，A、B为同一平面内均沿顺时针方向绕行的两颗卫星。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切，已知A、B卫星的运行周期分别为、，A、B卫星的运行半径分别为r、2r，则(    ) A. B. 经时间两卫星距离最近 C. 卫星A的角速度小于卫星B的角速度 D. 卫星A的向心力大于卫星B的向心力 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8.质量为4kg的物体置于水平面上，受水平拉力作用沿水平面做匀变速直线运动，拉力作用2s后撤去，物体运动的图像如图所示，重力加速度g取，则下列说法中错误的是(    ) A. 内物体的位移为15m B. 拉力F做功380J C. 摩擦力对物体做功 D. 合力对物体做功50J 9.质量为m的汽车由静止启动后沿平直路面行驶，汽车牵引力随速度变化的图像如图所示，设汽车受到的阻力 f保持不变，则(    ) A. 的过程中，汽车加速度不变 B. 的过程中，汽车做匀加速运动 C. 汽车在运动过程中输出功率保持不变 D. 该过程中汽车的最大输出功率等于 10.质量为m的物体，在水平面上以初速度开始滑动，经距离d时，速度减为。物体与水平面各处的动摩擦因数相同，则(    ) A. 物体与水平面间的动摩擦因数为 B. 克服摩擦力做的功为 C. 物体再前进便停止 D. 要使物体前进总距离为2d，其初速度应为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验： 如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面：如图乙所示的实验： 将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明           A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动 C.不能说明上述规律中的任何一条 D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质 如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，。则：①小球平抛运动的初速度为          。②小球运动到b点的速度为          。 12.“天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台转速可调整中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为d的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间和相邻两次经过光电计时器的时间间隔，力传感器可以记录下细线上的拉力F。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。 金属块做圆周运动的线速度大小          ，半径          。均用给定的物理量符号表示 仅改变转台转速，多次实验后，测得多组F、、的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与          填“v”“”或“”成正比。若已知该图线的斜率为k，则金属块的质量          用k、d表示。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13.假设未来的人类登上某一地外行星。一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过 t时间后回到星球表面，已知该行星的半径为 R，万有引力常量为 G，求： 该行星表面的重力加速度大小; 该行星的平均密度; 如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 14.如图所示，质量为M的支架包括底座静置于水平地面上，长为l且不可伸长的轻绳一端固定在支架上端O点，另一端连接质量为m的小球，小球恰好能在竖直面内完成圆周运动。已知在小球转动过程中支架包括底座始终保持静止，重力加速度为g，求 轻绳水平时小球的速度大小v； 小球转动过程中支架包括底座对地面压力的最大值N； 请说明小球从最低点运动到最高点过程中，支架包括底座对地面压力大小的变化情况仅说明变化情况，不需要论证。 15.竖直平面内有一半径为1m、圆心角为的光滑圆弧形轨道ABC，O为圆心，半径OA水平，B为轨道的最低点。倾角为的长直轨道CD与圆弧轨道在C点平滑对接。质量为的小滑块从A点由静止释放，沿圆轨道滑至 C点，再经运动到直轨道上E点。已知小滑块与CD间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。求： 滑块到达B点时对轨道的压力大小; 与C之间的距离; 滑块在整个运动过程中通过CD段的总路程。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】解：A、若撤去的恒力与初速度方向相反，则合力的方向与初速度方向相同，物体做匀加速直线运动．故A正确． B、若撤去的恒力与初速度方向相同，则合力的方向与初速度方向相反，物体做匀减速直线运动．故B正确． C、若撤去的恒力与初速度方向不在同一条直线上，则合力的方向与速度方向不在同一条直线上，物体做匀变速曲线运动．故C正确． D、物体撤去恒力后，合力恒定，加速度不变，所以不可能做变加速曲线运动．故D错误． 本题选不可能的，故选： 当物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，当物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上，做曲线运动．合力不变，加速度不变． 解决本题的关键知道物体做直线运动还是曲线运动的条件，关键看合力的方向与速度方向是否在同一条直线上． 2.【答案】C  【解析】【分析】 因为船垂直于河岸方向的速度不变，而水流方向是垂直于这个方向的，在这个方向上没有分速度，所以不论水速多大时间不变；水速越大，水流方向的位移就越大。 关键是将运动分解为垂直于河岸和平行于河岸两个分运动，且两运动具有等时性，然后分别作答即可解决此类问题。 【解答】 AB、设河宽为d，船垂直于河岸的速度为，，时间与水速无关，故AB错误； CD、如果水流速度为，船渡河过程被冲到下游的距离为，故C正确，D错误。 3.【答案】B  【解析】A、图a中汽车通过凹形路面的最低点时，向心加速度向上，处于超重状态，故A错误； B、图b中，设细线与竖直方向的夹角为，悬点到圆心的高度为h，根据牛顿第二定律有，解得，故甲乙两圆锥摆的角速度大小相等，故B正确； C、图c中脱水桶的脱水原理是衣服对水滴的附着力不足以提供水滴做圆周运动所需要的向心力，故C错误； D、图d中火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力不足以提供向心力，外轨会提供侧向力，故火车车轮会挤压外轨，故D错误。 4.【答案】A  【解析】设地球密度为，将地球分别看作半径为的球质量设为和厚度为的球壳。由于质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，即球壳对井底工人的引力为零，则井底工人和地球之间的万有引力为，根据球体质量与体积的关系可知，，联立可得，故A正确，BCD错误。 5.【答案】B  【解析】【分析】 明确开普勒三定律，知道所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星与恒星连线在相等时间内扫过的面积相等；所有行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。 本题主要考查了开普勒三定律，解题关键是掌握开普勒三定律的内容，并能灵活掌握应用。 【解答】 A.根据开普勒第一定律可知，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A错误； B.根据开普勒第三定律得出火星的轨道半径大于地球的轨道半径，故火星的公转周期比地球的公转周期大，故B正确； C.根据开普勒第三定律得出，中心天体相同的行星，行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常数，故C错误； D.根据开普勒第二定律可知，行星与恒星连线在相等时间内扫过的面积相等；行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故D错误。 故选B。 6.【答案】D  【解析】根据万有引力定律可得，则。  已知火星质量约为地球质量的，即，火星直径约为地球直径的，则半径关系为。 那么火星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为：   设弹簧的劲度系数为k，在地球上，小球速度最大时，有：，则 在火星上，有，则。 可得： ，故D正确，ABC错误。 7.【答案】B  【解析】A.根据开普勒第三定律，其中，联立解得，故A错误； B.两卫星顺时针转动，A卫星离地球更近，故A卫星的角速度更大，设两卫星从图示时刻到两卫星间距离最小所需要时间为t，根据几何关系，可得两卫星的圆心角之差为，又，则有，解得 ，故B正确； 卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力：，解得，所以离地面越近角速度越大，，故C错误； D.向心力，因不知卫星质量，所以无法比较卫星A的向心力与卫星B的向心力的大小，故D错误。 8.【答案】BD  【解析】根据  图像的斜率表示加速度，可知物体加速和减速阶段的加速度大小分别为 ， ，根据牛顿第二定律可得 ， ，联立解得 ， ，根据  图像与横轴围成的面积表示位移，可知物体加速和减速阶段的位移大小分别为 ， ； A.内物体的位移为，故A正确，不符合题意； B.拉力F对物体做功为，故B错误，符合题意； C.摩擦力对物体做功，故C正确，不符合题意； D.合力对物体做功为，故D错误，符合题意。 9.【答案】AD  【解析】A. 的过程中，汽车的牵引力不变，阻力不变，由牛顿第二定律有，可知加速度不变，故A正确； B. 的过程中，汽车的牵引力逐渐减小，阻力不变，加速度逐渐减小，故B错误； C.的过程中，汽车的牵引力不变，速度逐渐增大，由，可知，汽车的输出功率增大，故C错误； D.由图可知，汽车在速度为时达到最大功率，之后以恒定的功率运动，所以，故D正确。 10.【答案】CD  【解析】【分析】 该题考查动能定理的应用。分析好物理情景，灵活应用动能定理分析解题即可。 【解答】 设动摩擦因数为，根据动能定理得 即克服摩擦力做功为， 根据解得错误; C.根据动能定理，解得正确; D.若要使物体滑行2d，则物体初速度为 v，由动能定理有，解得，故D正确。 11.【答案】；  ；。  【解析】甲实验中AB球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动；乙实验中球1落到水平木板上击中球2说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动，故AB正确，CD错误； ①在竖直方向上，解得：， 小球平抛运动的初速度； ②b点在竖直方向上的分速度， 小球运动到b点的速度为。 12.【答案】   【解析】解：金属块做圆周运动的线速度大小， 由，， 解得； 由前面的分析可知、，结合题中图像可得出结论，做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与成正比， 结合向心力表达式可知， 可得， 解得。 13.【答案】解：一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面， 则小球做平抛运动，竖直方向有， 解得该行星表面的重力加速度大小为； 在这个星球表面上的物体受到的重力可以视为万有引力， 设这个星球的质量为M，有，解得， 星球体积为， 由密度公式得； 根据，得星球的第一宇宙速度为。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解：小球恰好能在竖直面内完成圆周运动，则小球在最高点时由牛顿第二定律得：， 小球从最高点运动到轻绳水平的过程中，由动能定理得：， 解得：。 小球运动到最低点时，绳子的拉力最大。小球从最高点运动到最低点的过程中，由动能定理得： ， 小球在最低点时由牛顿第二定律得：， 此时对支架包括底座受力分析得：， 由牛顿第三定律得：， 解得：。 先减小后增大。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：对滑块从A到B的过程，由机械能守恒定律可得 在B点，根据牛顿第二定律及向心力公式可得 联立求得 根据牛顿第三定律，滑块到达 B点时对轨道的压力大小为3N 对滑块从A到C的过程，根据机械能守恒定律可得 滑块从C开始上滑过程，根据牛顿第二定律可得 故滑块从C开始上滑至最商点过程的时间 上滑最大距离 因 故滑块在内，先沿直轨道从 C开始上滑至最高点后又继续下滑， 下滑过程加速度 位移 故E点距离C点 因圆弧轨道光滑，故滑块最终在过 C点的水平线下方圆轨道上往返。则对滑块运动的全过程，根据动能定理可得 则   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$