精品解析：河南省三门峡市渑池县第二高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

渑池二高2024-2025学年下学期期中考试。 高一物理试题 注意事项： 1.考试时间为75分钟，满分100分。 2.把答案做在答题卷上。 一、单项选择题：（本题共7小题；每小题4分，共28分。） 1. 关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是 A. 物体所受合外力为零时，机械能守恒 B. 物体沿斜面加速下滑过程中，机械能一定不守恒 C. 系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒 D. 在空中飞行的炮弹爆炸前后机械能守恒 2. 静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，假设阻力恒定，在开始的一段时间内（　　） A. 列车做匀加速直线运动 B. 列车的速度和加速度均不断增加 C. 列车做匀速运动 D. 列车的速度增加，加速度减小 3. 地球同步卫星到地心距离为r，加速度为a1，运行速率为v1，地球半径为R，赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，则（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，水平圆盘A和B通过摩擦传动正在匀速转动，它们不发生相对滑动，物块1和2分别相对静止在圆盘A和B上，圆盘B的半径是圆盘A的1.5倍，物块2做圆周运动半径是物块1的2倍，则物块1和物块2的向心加速度之比为（　　） A 2：1 B. 3：2 C. 9：8 D. 4：9 5. 某乐园有一种“旋转飞船”项目，模型飞船固定在旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ（60°<θ<120°），当模型飞船以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确是（　　） A. 对模型飞船受力分析：受旋臂的作用力、重力、向心力作用 B. 模型飞船做匀速圆周运动的向心力沿旋臂指向O点 C. 若仅增大角速度ω，旋臂对模型飞船的作用力一定增大 D. 若仅增大夹角θ，旋臂对模型飞船的作用力一定增大 6. 关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 图甲：轻质细绳一端系一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力不可能为零 B. 图乙：汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越大 C. 图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变 D. 图丁：洗衣机脱水过程中，吸附在衣服上的水所受合力大于所需向心力 7. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 质量之比 B. 角速度之比 C. 线速度大小之比 D. 双星间距离一定，双星的质量之和越大，其转动周期越大 二、多项选择题：（本题共3小题；每小题6分，共18分。选对但选不全的得3分） 8. 2022年12月27日，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分十一号04星（以下简称04星）发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示是简化后的04星的变轨过程，04星先在椭圆轨道1上运行，经过远地点P时变轨到圆轨道2上运动。Q点是轨道1上的近地点。不计大气阻力的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 04星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点速度大小相等 B. 04星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点加速度大小相等 C. 04星从轨道1进入轨道2时要在P点制动减速 D. 04星在轨道1上从Q点向P点运动过程中，动能逐渐减小 9. 如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m的物体（可视为质点）放在小车的最左端，受到水平恒力F的作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为，车长为L，物体从小车最左端运动到最右端的过程中，小车发生的对地位移为x，则下列说法正确的是（　　） A. 物体运动到小车最右端时，物体具有的动能为 B. 物体运动到小车最右端时，小车具有的动能为 C. 此过程中物体克服摩擦力做的功为 D. 此过程中物体克服摩擦力做的功为 10. 如图所示，有一竖直放置、内壁光滑的圆环，可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知圆环的半径为R，重力加速度为g，小球在最低点Q的速度为v0，不计空气阻力，则（ ） A. 小球运动到最低点Q时，处于超重状态 B. 小球的速度越大，则在P、Q两点小球对圆环内壁的压力差越大 C. 当时，小球在P点受内壁压力为 D. 当时，小球一定能通过最高点P 三、实验题：（本题共2小题，共16分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 ①采用的实验方法是__________ A．控制变量法　　B．等效法　　C．模拟法 ②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可见其中肯定有一位同学在操作上有错误，错误操作是__________．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，测得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图1所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)．那么： （1）纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连； （2）打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝________； （3）从起始点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp＝________，此过程中重物动能的增加量ΔEk＝________； （4）通过计算，数值上ΔEp________ΔEk(选填“>”“＝”或“<”)，这是因为_____； （5）实验的结论是___________. 四、计算题：（本题共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位本题） 13. 某铁路转弯处的圆弧半径是500m，若规定火车通过这个弯道的速度为一质量为的机车俗称火车头通过该弯道，机车转弯时可以简化为质点做圆周运动，g取。 若弯道处的铁轨铺设在水平路基上，如图1所示，求铁轨对车轮的侧向弹力大小； 若弯道处铁轨铺设在倾斜路基上，如图2所示，为了使铁轨对车轮没有侧向弹力，则路基的倾角多大？求出的任一三角函数值即可 14. 人类登月成功后，一宇航员在月球表面附近自高 h 处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L．已知月球半径为 R，万有引力常量为G．根据以上几个物理量得出 （1）月球表面的重力加速度g月； （2）月球的质量m月； （3）月球的第一宇宙速度v． 15. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为。一个质量为的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为。重力加速度为。 （1）求弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 渑池二高2024-2025学年下学期期中考试。 高一物理试题 注意事项： 1.考试时间为75分钟，满分100分。 2.把答案做在答题卷上。 一、单项选择题：（本题共7小题；每小题4分，共28分。） 1. 关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是 A. 物体所受的合外力为零时，机械能守恒 B. 物体沿斜面加速下滑过程中，机械能一定不守恒 C. 系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒 D. 在空中飞行的炮弹爆炸前后机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：物体所受的合外力为零时，机械能不一定守恒，例如在竖直方向做匀速运动的物体，选项A 错误；物体沿斜面加速下滑过程中，如果加速度为gsinα则说明物体不受阻力作用，则机械能守恒，选项B错误；系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒，选项C 正确；在空中飞行的炮弹爆炸后，由于火药释放出能量，故机械能要增加，选项D 错误． 考点：机械能守恒定律的条件判断． 2. 静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，假设阻力恒定，在开始的一段时间内（　　） A. 列车做匀加速直线运动 B. 列车的速度和加速度均不断增加 C. 列车做匀速运动 D. 列车的速度增加，加速度减小 【答案】D 【解析】 【详解】汽车以恒定功率启动，由可知，因速度较小，故牵引力很大，汽车做加速运动；则速度增大；随着速度的增大汽车受到的牵引力减小，则由牛顿第二定律可知加速度要减小，当牵引力等于阻力时，汽车做匀速直线运动，故汽车做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动。 故选D。 3. 地球同步卫星到地心的距离为r，加速度为a1，运行速率为v1，地球半径为R，赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．同步卫星和赤道上的物体就有相同的角速度，则根据 可得 选项B正确，A错误； CD．对同步卫星和绕地球表面做圆周运动的卫星，根据 解得 可得 选项CD错误。 故选B。 4. 如图所示，水平圆盘A和B通过摩擦传动正在匀速转动，它们不发生相对滑动，物块1和2分别相对静止在圆盘A和B上，圆盘B的半径是圆盘A的1.5倍，物块2做圆周运动半径是物块1的2倍，则物块1和物块2的向心加速度之比为（　　） A. 2：1 B. 3：2 C. 9：8 D. 4：9 【答案】C 【解析】 【详解】设A的角速度为ω，则物块1的向心加速度 AB同缘转动，根据v=ωR可知 则物块2的向心加速度 可得 故选C。 5. 某乐园有一种“旋转飞船”项目，模型飞船固定在旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ（60°<θ<120°），当模型飞船以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 对模型飞船受力分析：受旋臂的作用力、重力、向心力作用 B. 模型飞船做匀速圆周运动的向心力沿旋臂指向O点 C. 若仅增大角速度ω，旋臂对模型飞船作用力一定增大 D. 若仅增大夹角θ，旋臂对模型飞船的作用力一定增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．旋臂对模型飞船的作用力的竖直分量与飞船的重力平衡，水平分量提供向心力，则旋臂对模型飞船的作用力方向不是竖直向上，故A错误； B．模型飞船做匀速圆周运动的向心力沿水平方向指向转轴，故B错误； C．旋臂对模型飞船的作用力 若仅增大角速度ω，旋臂对模型飞船的作用力一定增大，故C正确； D．若仅增大夹角θ，结合 可知，当θ由60°增加到90°时，飞船做圆周运动的半径变大，则旋臂对模型飞船的作用力F变大；当θ由90°增加到120°时，飞船做圆周运动的半径变小，则旋臂对模型飞船的作用力F变小，选项D错误。 故选C。 6. 关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 图甲：轻质细绳一端系一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力不可能为零 B. 图乙：汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越大 C. 图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变 D. 图丁：洗衣机脱水过程中，吸附在衣服上的水所受合力大于所需向心力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．因为轻质细绳一端系一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力必须不为零，否则小球不能够做圆周运动，A正确； B．汽车过拱桥，在最高点，根据牛顿第二定律得 解得 汽车过凸形桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小，B错误； C．火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，设倾角为 ，则 解得 当火车的质量改变时，规定的行驶速度不变 ，C错误； D．吸附在衣服上的水所受合力大于所需的向心力时，水仍能随衣物一起做匀速圆周运动；要使水做离心运动，应让吸附在衣服上的水所受合力小于所需要的向心力，D错误。 故选A。 7. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 质量之比 B. 角速度之比 C. 线速度大小之比 D. 双星间距离一定，双星的质量之和越大，其转动周期越大 【答案】A 【解析】 【详解】B．双星运动的角速度大小相等，即 故B错误； A．由万有引力提供向心力有 解得 故A正确； C．由公式可得，线速度大小之比 故C错误； D．由万有引力提供向心力有 解得 ， 则 可知，双星间距离一定，双星的质量之和越大，其转动周期越小，故D错误。 故选A。 二、多项选择题：（本题共3小题；每小题6分，共18分。选对但选不全的得3分） 8. 2022年12月27日，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分十一号04星（以下简称04星）发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示是简化后的04星的变轨过程，04星先在椭圆轨道1上运行，经过远地点P时变轨到圆轨道2上运动。Q点是轨道1上的近地点。不计大气阻力的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 04星在轨道1上P点和在轨道2上的P点速度大小相等 B. 04星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点加速度大小相等 C. 04星从轨道1进入轨道2时要在P点制动减速 D. 04星在轨道1上从Q点向P点运动过程中，动能逐渐减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．04星要从轨道1上变轨到轨道2上，需在P点进行加速，所以04星在轨道1上P点的速度小于在轨道2上P点的速度，故AC错误； B．无论是在轨道1还是轨道2上运行，04星都是只受地球的万有引力作用，由牛顿第二定律有 可得加速度大小 可知在同一位置，卫星的加速度大小相等，故B正确； D．04星在轨道1上从Q点向P点运动过程中，需要克服万有引力做功，动能逐渐减小，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m的物体（可视为质点）放在小车的最左端，受到水平恒力F的作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为，车长为L，物体从小车最左端运动到最右端的过程中，小车发生的对地位移为x，则下列说法正确的是（　　） A. 物体运动到小车最右端时，物体具有的动能为 B. 物体运动到小车最右端时，小车具有的动能为 C. 此过程中物体克服摩擦力做的功为 D. 此过程中物体克服摩擦力做的功为 【答案】BC 【解析】 详解】A．物体从静止开始运动到达小车最右端过程中，由动能定理有 可知物体到达小车最右端时具有的动能为 故A错误； B．物体到达小车最右端过程，对小车根据动能定理可得 解得小车具有的动能为 故B正确； CD．此过程中物体克服摩擦力做的功为 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，有一竖直放置、内壁光滑的圆环，可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知圆环的半径为R，重力加速度为g，小球在最低点Q的速度为v0，不计空气阻力，则（ ） A. 小球运动到最低点Q时，处于超重状态 B. 小球的速度越大，则在P、Q两点小球对圆环内壁的压力差越大 C. 当时，小球在P点受内壁压力 D. 当时，小球一定能通过最高点P 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球运动到最低点Q时，加速度向上，处于超重状态，故A正确； B．经过最高点P时满足 经过最低点Q时满足 从最低点到最高点过程，据动能定理可得 联立解得 故在、两点小球对圆环内壁的压力差与无关，故B错误； D．小球恰好过最高点时满足 解得在最高点的速度为 当时，代入B解析中的动能定理，可得小球经过最高点的速度为 故小球一定能通过最高点，故D正确； C．当时，代入B解析中的动能定理，可得小球经过最高点的速度为 小球在P点受内壁压力为零，选项C错误。 故选AD。 三、实验题：（本题共2小题，共16分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 ①采用的实验方法是__________ A．控制变量法　　B．等效法　　C．模拟法 ②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 【答案】 ①. A ②. 角速度平方 ③. 不变 【解析】 【详解】①[1]本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法； 故选A。 ②[2]标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据 在小球质量和转动半径相同的情况下，可知左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。 [3]设皮带两塔轮的半径为R1、R2，塔轮的线速度为v；则有 ， 小球质量和转动半径相同的情况下，可知 由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。 12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可见其中肯定有一位同学在操作上有错误，错误操作是__________．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，测得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图1所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)．那么： （1）纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连； （2）打点计时器打下计数点B时，重物速度vB＝________； （3）从起始点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp＝________，此过程中重物动能的增加量ΔEk＝________； （4）通过计算，数值上ΔEp________ΔEk(选填“>”“＝”或“<”)，这是因为_____； （5）实验的结论是___________. 【答案】 ①. 丙同学先放开纸带后接通电源 ②. 左 ③. 0.98 m/s ④. 0.49J ⑤. 0.48J ⑥. > ⑦. 重物下落过程中存在摩擦阻力 ⑧. 在实验误差允许范围内，机械能守恒 【解析】 【详解】打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高，所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18 cm,0.19cm和0.25cm，可以看出丙同学在操作上误差较大，具体原因就是先释放纸带后接电源，打点一个点时已经有了速度，导致开始两点之间的距离大于2mm；所以丙同学先放开纸带后接通电源 （1）根据题图可知，纸带从左向右，相等时间内的位移越来越大，知纸带的左端与重物相连； （2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：； （3）根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重力势能的减少量为：，动能的增加量： （4）通过计算，数值上，这是因为重物下落过程中存在摩擦阻力． （5）减小的重力势能和增加的动能近似相等，故实验的结论是在误差允许范围内物体下落机械能守恒． 【点睛】做自由下落物体在0.02s内下落的高度大约2mm，从而确定丙在操作上错误．1、2两个点的距离偏大，可知初速度不为零，操作的错误在于先释放重物后接通电源． 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而求出B点的动能，根据下落的高度求出重力势能的减小量．通过比较得出实验的结论．利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．要注意单位的换算和有效数字的保留． 四、计算题：（本题共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位本题） 13. 某铁路转弯处的圆弧半径是500m，若规定火车通过这个弯道的速度为一质量为的机车俗称火车头通过该弯道，机车转弯时可以简化为质点做圆周运动，g取。 若弯道处的铁轨铺设在水平路基上，如图1所示，求铁轨对车轮的侧向弹力大小； 若弯道处的铁轨铺设在倾斜路基上，如图2所示，为了使铁轨对车轮没有侧向弹力，则路基的倾角多大？求出的任一三角函数值即可 【答案】(1) ；(2)0.08 【解析】 【详解】(1)若在水平路基上，侧向弹力提供向心力，即 代入数据解得 (2)由受力分析如图所示 可得 根据牛顿第二定律 解得 14. 人类登月成功后，一宇航员在月球表面附近自高 h 处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L．已知月球半径为 R，万有引力常量为G．根据以上几个物理量得出 （1）月球表面的重力加速度g月； （2）月球的质量m月； （3）月球的第一宇宙速度v． 【答案】(1) g月＝ (2) m月＝ (3) v＝ 【解析】 【详解】（1）小球做平抛运动，水平方向：L=v0t； 竖直方向：h=g月t2， 月球表面的重力加速度：g月＝． （2）根据 得月球的质量：． （3）根据 月球的第一宇宙速度：． 15. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为。一个质量为的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为。重力加速度为。 （1）求弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。 【答案】（1）64J；（2） 【解析】 【详解】（1）根据功能关系，可得弹簧压缩至A点时的弹性势能 代入数据可得 （2）从B到C过程中，根据动能定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$