新疆维吾尔自治区哈密市第十五中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

高一物理试卷 一．选择题（48分）（每小题4分，1-8小题为单项选择。9-12小题为多项选择，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答得0分） 1．运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒从点到点做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列关于烟尘颗粒的说法正确的是（　　） A．烟尘颗粒速度始终不变 B．点处的速度方向从点指向点 C．点处的加速度方向可能斜向右上方 D．点处的合力方向可能竖直向上 2．卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。因操作简单、移置方便，在建筑施工、水利工程、林业、矿山、码头等有着广泛应用。如图乙所示，利用卷扬机将套在光滑竖直杆上的重物提升到高处。当卷扬机缠绕钢丝绳的速度为v0时，连接重物的钢丝绳与竖直杆夹角为θ，则当重物运动到图示位置时重物的速度v与v0关系为（　　） A． B. C. D. 3．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B．乙所示是圆锥摆，减小θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 C．如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不同，但所受筒壁的支持力大小相等 D．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 4．2022年北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲、乙两名运动员（均视为质点）从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，则关于甲、乙两名运动员从飞出至落到着陆坡（可视为斜面）上的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．水平位移之比为 B．落到坡面上的瞬时速度方向相同 C．落到坡面上的瞬时速度大小之比为 D．在空中飞行的时间之比为 5．如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的是（　　） A．地球绕太阳运行过程中，速率不变 B．土星的公转周期小于一年 C．太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上 D．开普勒第三定律，其中的大小与行星的质量有关 6．2024年4月25日，搭载由叶光富、李聪、李广苏3名航天员的神舟十八号载人飞船在酒泉发射场发射升空。载人飞船在远离地球的过程中，所受地球引力大小随它距地面的高度变化的关系图像可能正确的是（   ） A．B．C．D． 7．华为卫星通话是华为推出的一项创新技术，该技术可以通过部署在地球静止卫星轨道上的多颗“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星均位于36000公里的地球同步轨道，单颗卫星可以覆盖地球的面积三分之一，其离地高度约为地球半径的5倍。关于该系列卫星，下列说法正确的是（    ） A．“天通一号”系列卫星速率大于7.9km/s B．“天通一号”系列卫星质量越大速率越小 C．为了实现全球通信，至少需要部署三颗卫星 D．“天通一号”系列卫星的向心加速度约为地表重力加速度 8．中国新闻网宣布：在摩洛哥坠落的陨石被证实来自火星。某同学想根据平时收集的部分火星资料（如图所示）计算出火星的密度，再与这颗陨石的密度进行比较。下列计算火星密度的公式错误的是（引力常量G已知，忽略火星自转的影响）（　　） 火星-Mars 火星的小档案 直径d=6779km 质量M=6.4171×1023kg 表面的重力加速度g0=3.7m/s2 近地卫星的周期T=3.4h A． B． C． D． 9．2024年6月以来，受强降雨的影响，江西部分地区出现暴雨到大暴雨，赣江发生2024年第2号洪水，导致江西多地发生洪涝灾害，多条水流超警戒水位。某应急救援分队要渡过宽且两岸平直的河到对岸实施救援，若冲锋舟在静水中划行的速率为，河水的流速为，下列说法正确的是（    ） A．冲锋舟在河水中的合速度大小可能为 B．冲锋舟渡河的最短位移是90m C．若该冲锋舟以最小位移渡河，船头应斜向上游，船头与河岸的夹角应为 D．若该冲锋舟保持船头与河岸垂直的方向行驶，渡河中若水流速突然增大，则冲锋舟到达河岸的时间变长 10．校运动会铅球比赛中，某同学以初速度v0=4m/s将铅推出，初速度与水平方向成，推出点所在位置离水平地面1.6m高，重力加速度为10m/s2，忽略空气阻力的影响，从推出到落地过程中，下列说法中正确的是（　　） A．铅球在空中运动时间为0.8s B．铅球上升时间与下降时间相等 C．铅球到达最高点时速度为2m/s D．铅球落地瞬间的速度方向与地面成 11．嫦娥四号探测器到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。整个奔月过程简化如下：嫦娥四号探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上经过点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A．嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行时，在点的加速度大于在沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度 B．嫦娥四号在地月转移轨道上点的速度大于在轨道Ⅰ上点的速度 C．嫦娥四号在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度 D．嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 12．如图所示，竖直放置的圆筒内壁光滑，圆筒半径为R，高为h。P、Q为圆筒上、下底面圆上的两点，且连线竖直，一可视为质点的小球由P点沿筒内侧与半径垂直方向水平抛出，小球质量为m，初速度大小为。小球的运动轨迹与的交点依次为上的A、B、C三点，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．小球到达C点时下落高度为 B．小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1∶1∶1 C．A、B间距离为 D．小球在P点时所受合力大小为 二、实验题（16分） 13．（8分）某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落.    (1)甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明 ； (2)现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间 （填“变大”、“不变”或“变小”）； (3)安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽 （填“需要”或“不需要”）光滑； (4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，小球在B点速度的大小为 m/s。 14.（8分）某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：○………………… 学校 班级 姓名 考号 ○…………………○…………………○…………………○…………………○…………………○………………○…………………○………………○………………… ○…○…………………○…………………○…………………○…………………○……………………○…………………○…………………○………………… ①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题： (1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是（　　） A探究小车速度随时间变化规律 B．探究两个互成角度的力的合成规律 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D．探究平抛运动的特点 (2)某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第 层塔轮（填“一”“二”或“三”）。 ②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题： (3)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为ω= (4)实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.45m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m= kg（结果保留2位有效数字）。 三、计算题（36分） 15．（8分）如图所示，某人距离平台右端x0=10m处起跑，以恒定的加速度向平台的右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心。设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8m，与车厢底板中心的水平距离x=1.2m，取g=10m/s2，求： (1)人离开平台时的速度v0； (2)人运动的总时间t。 16．（8分）火星半径是地球半径的一半，火星质量为地球质量的九分之一，忽略火星和地球自转的影响，求： （1）火星表面处的重力加速度与地球表面处的重力加速度之比为多大？ （2）火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比是多大？ 17.（10分）如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离。 18（10分）如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角。已知圆弧轨道半径为，斜面AB的长度为。质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D。，，重力加速度。求： (1)物块通过C点的速度大小。 (2)物块与斜面间的动摩擦因数。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案及解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C C B C B AB AD 题号 11 12 13 14 答案 BC BC 1．C 【难度】0.65 【知识点】物体运动轨迹、速度、受力的相互判断 【详解】A．烟尘颗粒做曲线运动，可知速度方向不断变化，即速度不断变化，选项A错误； B．P点处的速度方向沿轨迹的切线方向，并非从P点指向点，选项B错误； C．颗粒在P点处的合力方向指向轨迹的凹向，即加速度方向可能斜向右上方，选项C正确； D．颗粒在点处的合力方向指向轨迹的凹向，不可能竖直向上，选项D错误。 故选C。 2．B 【难度】0.65 【知识点】杆连接物体运动的分析 【详解】根据运动的分解可知重物沿绳方向的速度分量等于卷扬机缠绕钢丝绳的速度，即 所以 故选B。 3．C 【难度】0.65 【知识点】拱桥和凹桥模型、圆锥摆问题、火车和飞机倾斜转弯模型 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A错误； B．如图乙所示是一圆锥摆，θ减小，但保持圆锥的高不变，设高度为h，根据牛顿第二定律可得 可得 可知，θ减小，但保持圆锥的高h不变，则圆锥摆的角速度ω不变，故B错误； C．如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律可得 由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度不同，但所受筒壁的支持力大小相等，故C正确； D．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。 故选C。 4．C 【难度】0.65 【知识点】斜面上的平抛运动、速度偏转角与位移偏转角、平抛运动位移的计算 【详解】AD．设斜坡倾角为，则有 解得 可知他们飞行时间之比 根据 水平速度之比和时间之比都为3:1，可知，水平位移之比为 故AD正确，不符合题意； BC．根据平抛运动的推论：瞬时速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍，只要是落在斜面上，位移与水平方向夹角相同，所以两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同，故落在斜面上的速度大小之比等于初速度之比为，则有 故B正确，不符合题意，C错误，符合题意； 故选C。 5．C 【难度】0.85 【知识点】开普勒第一定律、开普勒第三定律、开普勒第二定律 【详解】A．地球绕太阳运行过程中，根据开普勒第二定律可知，地球处于近日点时的速度最大，处于远日点时的速度最小，故A错误； B．根据开普勒第三定律，由于土星的公转半径大于地球的公转半径，则土星的公转周期大于地星的公转周期，即土星的公转周期大于一年，故B错误； C．根据开普勒第一定律可知，太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上，故C正确； D．开普勒第三定律，其中的大小与行星的质量无关，与太阳的质量有关，故D错误。 故选C。 6．B 【难度】0.85 【知识点】万有引力的计算 【详解】根据万有引力定律得 则随h增加，F呈非线性减小。 故选B。 7．C 【难度】0.65 【知识点】近地卫星与黄金代换、地球同步卫星与其他卫星的对比、发射速度和环绕速度、卫星的各个物理量计算 【详解】A．根据 解得 7.9km/s是近地卫星的线速度，也是卫星最大的环绕速度，可知“天通一号”系列卫星速率小于7.9km/s。故A错误； B．由A选项分析，可知“天通一号”系列卫星速率与轨道的高度有关，与其质量无关。故B错误； C．依题意，单颗卫星可以覆盖地球的面积三分之一，为了实现全球通信，至少需要部署三颗卫星。故C正确； D．根据 ， 可得 即“天通一号”系列卫星的向心加速度约为地表重力加速度。故D错误。 故选C。 8．B 【难度】0.65 【知识点】已知近地表运行周期求密度、计算中心天体的质量和密度 【详解】设近地卫星的质量为，火星的质量为，对近地卫星，火星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，则有 可得 可得火星的密度为 将 代入上式可得 又火星对近地卫星的万有引力近似等于近地卫星的重力，则有 解得 因此火星的密度为 故ACD正确，B错误。 此题选择错误选项，故选Ｂ。 9．AB 【难度】0.65 【知识点】船速大于水速时最短过河位移问题、过河时间最短问题 【详解】A．当冲锋舟顺流而下，即冲锋舟的速度与水流速度共线同向时，此时冲锋舟的速度最大 最小合速度 可知冲锋舟在河水中的合速度大小可能为，故A正确 B．由于冲锋舟在静水中划行的速率大于河水的流速，则冲锋舟的合速度方向可以垂直河岸，冲锋舟渡河的位移最小值为河岸宽度，则冲锋舟渡河的位移大于等于，冲锋舟渡河的位移可能是，故B正确； C．若该冲锋舟以最小位移渡河，则合速度方向垂直河岸，如图所示 根据几何关系可得 解得 故C错误； D．在河宽不变的情况下，冲锋舟保持船头与河岸垂直的方向行驶，渡河时间为 渡河中若水流速突然增大，则冲锋舟到达河岸的时间不变，故D错误。 故选AB。 10．AD 【难度】0.65 【知识点】斜抛运动 【详解】AB．铅球向上运动的时间为 铅球从抛出点到最高点竖直的高度为 最高点到地面的距离为 从最高点到地面的时间为 则铅球在空中运动时间为0.8s，且上升的时间小于下落的时间，故A正确，B错误； C．铅球到达最高点时速度为 故C错误； D．铅球落地瞬间竖直方向的速度为 速度方向与地面夹角的正切为 则 故D正确。 故选AD。 11．BC 【难度】0.65 【知识点】第一宇宙速度的意义及推导、开普勒第三定律、卫星发射及变轨问题中各物理量的变化、不同轨道上的卫星各物理量的比较 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 为与球心间距离，所以嫦娥四号探测器沿轨道Ⅱ运行时，在点的加速度等于沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度，故A错误； B．嫦娥四号在地月转移轨道上经过点若要由高轨道变轨到低轨道进入轨道Ⅰ，需要在切点位置减速，所以在地月转移轨道上经过点的速度比在轨道Ⅰ上经过点时速度大，故B正确； C．根据 解得 月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，嫦娥四号在轨道Ⅰ上的半径大于月球半径，可知嫦娥四号在轨道Ⅰ上的运行速度比月球的第一宇宙速度小，故C正确； D．嫦娥四号在轨道Ⅱ上运动的半长轴小于在轨道Ⅰ上运动的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，嫦娥四号在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ上运行的周期，故D错误。 故选BC。 12．BC 【详解】A．小球在水平方向上做匀速圆周运动，圆周运动周期为 小球在竖直方向上做自由落体运动，小球到达C点时，经历时间为，则有 解得 故A错误； B．小球在水平方向上做匀速圆周运动，由筒壁对小球的支持力提供向心力，则有 根据牛顿第三定律有 解得 可知，小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1∶1∶1 故B正确； C．小球在竖直方向上做自由落体运动，小球到达A点、B点经历时间分别为T、，则有 结合上述解得 故C正确； D．小球在水平方向上做匀速圆周运动，由筒壁对小球的支持力提供向心力，则有 小球所受外力的合力 故D错误。 故选BC。 13．(1)小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动 (2)不变 (3)不需要 (4) 5.0m/s 【难度】0.65 【知识点】研究物体平抛运动实验的目的、原理、器材、研究物体平抛运动实验的步骤和数据处理、研究物体平抛运动实验的注意事项和误差分析 【详解】（1）甲实验时，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动，则实验现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。 （2）将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，可下落的高度不变， 由自由落体运动下落时间可知，则在空中运动的时间不变。 （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从斜槽上同一位置开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑。 （4）[1]由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论可得 则小球平抛初速度的大小为 [2] 小球在y轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在B点y轴方向速度的大小为 小球在B点速度的大小为 14．(1)C (2)一 (3) (4)0.20 【详解】（1）在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 A．探究小车速度随时间变化规律，利用极限思想计算小车的速度，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故C正确； D．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故D错误； 故选C。 （2）把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 （3）挡光条的线速度为 则滑块P的角速度为 （4）根据向心力大小公式 所以图线的斜率为 解得滑块P质量为 15．（1）；（2） 【难度】0.85 【知识点】平抛运动速度的计算、中间时刻的瞬时速度 【详解】(1)设人在平台上运动的时间为t1，离开平台做平抛运动的初速度为v0，平抛运动的时间为t2，由平抛运动的规律有 ， 解得 t2=0.6s，v0=2m/s (2)人在平台上做匀加速直线运动，有 解得 t1=10s 人运动的总时间为 t=t1+t2 解得 t=10.6s 16．(1) (2) 16．（1）；（2） 【详解】设物体的质量为m，在地球表面附近的重力等于万有引力，有 则 同理在火星表面有 则 卫星环绕星球表面运行时有 所以，火星、地球的第一宇宙速度分别是 则 17. 3R 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意知小物块沿光滑轨道从C到D且恰能通过最高点，由牛顿第二定律有 解得 从C到D由动能定理可得 代入数据解得 （2）在C点时由牛顿第二定律可得 由牛顿第三定律得 联立并代入数据得 （3）对小物块从A经B到C过程，由动能定理有 结合上述解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$