精品解析：河北省文安县第一中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

高一下学期期中考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第七章。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在古代，人们在观察日月的升落、星辰的移动时，对天体模型做了各种想象。最早提出日心说和认为行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的科学家分别是（ ） A. 哥白尼、第谷 B. 哥白尼、开普勒 C. 开普勒、第谷 D. 第谷、牛顿 2. 一架飞机在某一高度水平匀速飞行，在不同时间分别从飞机上释放一个物体，共释放三个物体。不计空气阻力。这三个物体均在空中做曲线运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 飞机上的人和站在地面上的人均看到它们在一条直线上 B. 飞机上的人和站在地面上的人均看到它们不在一条直线上 C. 飞机上的人看到它们不在一条直线上，站在地面上的人看到它们在一条直线上 D. 飞机上的人看到它们在一条直线上，站在地面上的人看到它们不在一条直线上 3. 如图所示，有一种用钢丝操纵的玩具飞机，装有发动机以提供动力，操纵者手拉钢丝下端，使飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 飞机的向心力大小不变 B. 钢丝的弹力不变 C. 飞机所受合力的水平分量为零 D. 飞机所受合力的竖直分量为零 4. 如图甲所示，《天工开物》记载了水转翻车的使用场景：水轮通过水流冲击转动，转轮带动龙骨板将水提升至高处灌溉农田。如图乙所示，若水轮边缘某点的线速度大小为v，水轮的半径为r，则下列说法正确的是（ ） A. 水轮上的质点转动过程中处于平衡状态 B. 水轮转动的角速度大小为vr C. 水轮转动的周期为 D. 该点转动的向心加速度大小为 5. 影视作品中的武林高手通常是通过吊威亚（钢丝）展示轻功的。如图所示，水平向右运动的轨道车通过钢丝跨过滑轮拉着特技演员上升，便可呈现出演员飞檐走壁的效果。当钢丝与水平方向的夹角为时，演员与轨道车的速度大小的比值为（ ） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，铁路在弯道处的内、外轨的高度是不同的。如图乙所示，弯道处两铁轨平面的倾角为θ，弯道处半径为R的轨道圆弧处于水平面内。火车在弯道处以安全速度行驶时，车轮轮缘与内、外轨恰好都没有挤压。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 火车转弯时的安全速度大小为 B. 火车以安全速度转弯时，火车的质量越大，车轮轮缘对内轨的弹力越大 C. 火车以大小为的速度转弯时，车轮轮缘对内轨有挤压 D. 火车以大小为的速度转弯时，车轮轮缘对内轨有挤压 7. 月球是人类开展地外空间探索的理想基地。某宇航员在月球表面将一物体从距水平月面高度为h处以大小为的速度水平抛出，物体在水平月面上的落点到抛出点的水平距离为x。若月球的半径为R，不计月球的自转，则月球的第一宇宙速度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 据报道，未来两年内，我国还将发射多颗风云气象卫星。地球是自西向东自转的，为了充分利用地球的自转速度，关于在地球上发射卫星的发射方向以及发射地点，下列说法正确的是（ ） A. 发射方向应自东向西 B. 发射方向应自西向东 C. 发射地点应靠近赤道 D. 发射地点应靠近两极 9. 某小船（视为质点）要渡过一河流，河流某区域两岸平行，河流宽度为900m，小船在静水中行驶的速度大小为1.5m/s，水流的速度大小为2.5m/s。下列说法正确的是（ ） A. 小船以最短的时间渡河时，渡河的时间为600s B. 小船以最短的时间渡河时，沿河岸方向的位移大小为2400m C. 小船以最短的路程渡河时，渡河的时间为750s D. 小船以最短的路程渡河时，最短路程为1500m 10. 小球（视为质点）由轻绳a和轻绳b分别系于一轻质细杆上，如图所示，当轻杆绕轴AB匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳a水平。下列说法正确的是（ ） A. 轻绳a一定有拉力 B. 若逐渐增大小球的转速，则轻绳b的拉力大小不变 C. 若突然剪断轻绳a，则小球可能下降一些高度继续做匀速圆周运动 D. 若突然剪断轻绳b，则小球一定下降一些高度继续做匀速圆周运动 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学探究平抛运动。 （1）如图甲所示，在调整轨道末端切线水平时，若将小球静置于轨道末端a处，小球会自动滚向b处，则轨道a端应向______（填“P”或“Q”）方向适当调整，直至小球静置于a处后处于静止状态。 （2）小球从轨道上E处由静止开始沿轨道下滑，用描迹法在背景为方格的纸上描下小球球心在纸上的投影点A、B、C，Oy为重垂线方向，如图乙所示。已知纸上最小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球从A点运动到B点所用的时间______，小球经过B点时的速度大小______。（均用g、L表示） 12. 某物理兴趣小组探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，装置如图甲所示。细线的一端连接固定在悬点O处的力传感器，细线的另一端连接小球，将小球拉至细线偏离竖直方向某一角度（细线伸直）后由静止释放，悬点下方的光电门可以测量小球通过光电门的挡光时间，力传感器可以显示细线对力传感器的拉力大小。 （1）本实验采用的实验方法是______. A. 控制变量法 B. 放大法 C. 等效法 （2）为了减小实验误差，当小球静止时，光电门______（填“需要”或“不需要”）通过球心。 （3）仅改变细线偏离竖直方向的角度（细线伸直），得到多组小球通过光电门时的力传感器示数F以及小球通过光电门的挡光时间，以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，描点作出的图像为直线，如图乙所示。若小球的质量为m，直径为d，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为，则力传感器与小球表面间的细线的长度______，当地的重力加速度大小______。（均选用m、d、k、表示） 13. 圆盘式给料机是中、细粒度的物料常用的给料设备，其简化原理图如图甲所示，电机带动圆形料盘水平转动。料盘的半径为r，料盘上的物料与料盘间的动摩擦因数为。料盘下方的电机用相互垂直的齿轮啮合，达到转向变速的目的，料盘齿轮与电机齿轮的半径的比值为k，如图乙所示。重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）当电机齿轮以大小为的角速度转动时，求料盘齿轮转动的周期T； （2）若物料不发生翻滚，分布在料盘外侧（半径）圆环带内，即最内侧的物料到料盘中心O的距离为，使料盘上的物料最后都从边缘出料口离开，求电机转动的角速度大小应满足的条件。 14. 有a、b两颗人造地球卫星，如图所示，a在赤道上空绕地球做匀速圆周运动，对地张角，b为贴地飞行的超低空轨道卫星（图中未画出）。地球（视为质量分布均匀的球体）的半径为R，地球的密度为，地球自转的周期为，引力常量为G，球的体积公式为，其中r为球的半径。 （1）求a运行的周期以及b运行的周期； （2）若a、b的运行方向相同，求二者不能直接通信的连续时间t。 15. 消防队正在进行消防演练。如图所示，消防车出弹口O与高楼着火处P的连线与水平面的夹角θ=30°，O、P间的高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力，将从出弹口O射出的灭火弹（图中未画出）视为质点。 （1）若灭火弹恰好垂直击中P处，求灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v1； （2）若灭火弹击中P处时的速度方向恰好垂直OP向下，求： ①灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v2及其方向与OP的夹角α的正切值； ②灭火弹在空中运动的过程中到OP的最大距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期期中考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第七章。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在古代，人们在观察日月的升落、星辰的移动时，对天体模型做了各种想象。最早提出日心说和认为行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的科学家分别是（ ） A. 哥白尼、第谷 B. 哥白尼、开普勒 C. 开普勒、第谷 D. 第谷、牛顿 【答案】B 【解析】 【详解】日心说的提出者是哥白尼；所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，这就是开普勒第一定律，是开普勒提出。 故选B。 2. 一架飞机在某一高度水平匀速飞行，在不同时间分别从飞机上释放一个物体，共释放三个物体。不计空气阻力。这三个物体均在空中做曲线运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 飞机上的人和站在地面上的人均看到它们在一条直线上 B. 飞机上的人和站在地面上的人均看到它们不在一条直线上 C. 飞机上的人看到它们不在一条直线上，站在地面上的人看到它们在一条直线上 D. 飞机上的人看到它们在一条直线上，站在地面上的人看到它们不在一条直线上 【答案】A 【解析】 【详解】地面上的人看到三个物体均做平抛运动，由于平抛运动在水平方向为匀速直线运动，所以地面上的人看到三个物体均在同一竖直线上，而飞机上的人与飞机具有相同的水平初速度，看到三个物体均做自由落体运动，看到三个物体也在同一竖直线上。 故选A。 3. 如图所示，有一种用钢丝操纵的玩具飞机，装有发动机以提供动力，操纵者手拉钢丝下端，使飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 飞机的向心力大小不变 B. 钢丝的弹力不变 C. 飞机所受合力的水平分量为零 D. 飞机所受合力的竖直分量为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动，可知飞机的向心力大小不变，故A正确； B．飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动，钢丝的弹力方向时刻发生变化，故B错误； CD．飞机在倾斜平面内做匀速圆周运动，飞机所受合力提供向心力，方向指向圆心，处于倾斜方向，根据平行四边形定则可知，飞机所受合力的水平分量和竖直分量均不为零，故CD错误。 故选A。 4. 如图甲所示，《天工开物》记载了水转翻车的使用场景：水轮通过水流冲击转动，转轮带动龙骨板将水提升至高处灌溉农田。如图乙所示，若水轮边缘某点的线速度大小为v，水轮的半径为r，则下列说法正确的是（ ） A. 水轮上的质点转动过程中处于平衡状态 B. 水轮转动的角速度大小为vr C. 水轮转动的周期为 D. 该点转动的向心加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．水轮在转动过程中受到的合力不为零，并非处于平衡状态，选项A错误； B．水轮转动的角速度大小 选项B错误； C．水轮转动的周期 选项C错误； D．该点转动的向心加速度大小 选项D正确。 故选D。 5. 影视作品中的武林高手通常是通过吊威亚（钢丝）展示轻功的。如图所示，水平向右运动的轨道车通过钢丝跨过滑轮拉着特技演员上升，便可呈现出演员飞檐走壁的效果。当钢丝与水平方向的夹角为时，演员与轨道车的速度大小的比值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设此时轨道车与演员的速度大小分别为v、，有 可得 故选B。 6. 如图甲所示，铁路在弯道处的内、外轨的高度是不同的。如图乙所示，弯道处两铁轨平面的倾角为θ，弯道处半径为R的轨道圆弧处于水平面内。火车在弯道处以安全速度行驶时，车轮轮缘与内、外轨恰好都没有挤压。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 火车转弯时的安全速度大小为 B. 火车以安全速度转弯时，火车的质量越大，车轮轮缘对内轨的弹力越大 C. 火车以大小为的速度转弯时，车轮轮缘对内轨有挤压 D. 火车以大小为的速度转弯时，车轮轮缘对内轨有挤压 【答案】C 【解析】 【详解】A．火车转弯时以安全速度行驶，对内、外轨刚好没有压力，此时火车的重力与轨道对火车的支持力的合力提供火车转弯时的向心力，对火车受力分析，根据牛顿第二定律则有 解得火车转弯时的安全速度大小为 A错误； B．火车以安全速度转弯时，车轮轮缘对内外轨均无挤压，对内外轨均为弹力，B错误； C．当火车的速度大小为 火车重力与支持力的合力大于火车转弯时所需要的向心力，内轨会产生弹力来平衡多余的力，即车轮轮缘对内轨有挤压，C错误； D．同理当火车以 火车重力与支持力的合力小于火车转弯时所需要的向心力，外轨会对车轮轮缘产生向里的支持力，因此车轮轮缘对外轨有挤压，D错误。 故选C。 7. 月球是人类开展地外空间探索的理想基地。某宇航员在月球表面将一物体从距水平月面高度为h处以大小为的速度水平抛出，物体在水平月面上的落点到抛出点的水平距离为x。若月球的半径为R，不计月球的自转，则月球的第一宇宙速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设物体在空中运动的时间为t，月球表面的重力加速度大小为，则有， 由第一宇宙速度的物理意义为 则月球的第一宇宙速度 联立解得 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 据报道，未来两年内，我国还将发射多颗风云气象卫星。地球是自西向东自转的，为了充分利用地球的自转速度，关于在地球上发射卫星的发射方向以及发射地点，下列说法正确的是（ ） A. 发射方向应自东向西 B. 发射方向应自西向东 C. 发射地点应靠近赤道 D. 发射地点应靠近两极 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．为了充分利用地球的自转速度，应沿着地球自转的方向发射卫星，选项A错误、B正确； CD．根据可知，地面上越靠近赤道的位置，其随地球自转的线速度越大，为了充分利用地球的自转速度，发射地点应靠近赤道，选项C正确、D错误。 故选BC。 9. 某小船（视为质点）要渡过一河流，河流某区域两岸平行，河流宽度为900m，小船在静水中行驶的速度大小为1.5m/s，水流的速度大小为2.5m/s。下列说法正确的是（ ） A. 小船以最短的时间渡河时，渡河的时间为600s B. 小船以最短的时间渡河时，沿河岸方向的位移大小为2400m C. 小船以最短的路程渡河时，渡河的时间为750s D. 小船以最短的路程渡河时，最短路程为1500m 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．要使小船过河时间最短，船头始终垂直河对岸即可，则有 A正确 B．小船以最短的时间渡河时，沿河岸方向的位移大小为 B错误； CD．由于水流速度大于船速，当船头方向与合速度的方向垂直时，小船过河的位移最短，其大小为 过河的时间 CD正确。 故选ACD。 10. 小球（视为质点）由轻绳a和轻绳b分别系于一轻质细杆上，如图所示，当轻杆绕轴AB匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳a水平。下列说法正确的是（ ） A. 轻绳a一定有拉力 B. 若逐渐增大小球的转速，则轻绳b的拉力大小不变 C. 若突然剪断轻绳a，则小球可能下降一些高度继续做匀速圆周运动 D. 若突然剪断轻绳b，则小球一定下降一些高度继续做匀速圆周运动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设小球的质量为m，轻绳b与水平方向的夹角为，长度为l，细杆的角速度大小为，则有， 当时，轻绳a的拉力大小 轻绳b的拉力大小 增大转速即增大角速度，轻绳b的拉力大小不变，轻绳a的拉力增大，选项A错误、B正确。 C．若在时剪断轻绳a，则小球仍保持原轨迹运动；若在时剪断轻绳a，则小球将上升一些高度继续做匀速圆周运动，选项C错误。 D．剪断轻绳b，因为要平衡小球所受的重力，细绳必然要向下倾斜，所以小球下降一些高度，选项D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学探究平抛运动。 （1）如图甲所示，在调整轨道末端切线水平时，若将小球静置于轨道末端a处，小球会自动滚向b处，则轨道a端应向______（填“P”或“Q”）方向适当调整，直至小球静置于a处后处于静止状态。 （2）小球从轨道上E处由静止开始沿轨道下滑，用描迹法在背景为方格的纸上描下小球球心在纸上的投影点A、B、C，Oy为重垂线方向，如图乙所示。已知纸上最小方格的边长为L，当地重力加速度大小为g，则小球从A点运动到B点所用的时间______，小球经过B点时的速度大小______。（均用g、L表示） 【答案】（1）Q （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球在a处自动滚向b处，说明a端偏高，轨道末端不水平。将轨道a端向Q方向调整，可适当降低a端的高度，使轨道末端水平，小球保持静止。 【小问2详解】 [1][2]经分析可知 解得 小球离开a处时的速度大小 小球通过B点时在竖直方向上的分速度大小 又 解得 12. 某物理兴趣小组探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，装置如图甲所示。细线的一端连接固定在悬点O处的力传感器，细线的另一端连接小球，将小球拉至细线偏离竖直方向某一角度（细线伸直）后由静止释放，悬点下方的光电门可以测量小球通过光电门的挡光时间，力传感器可以显示细线对力传感器的拉力大小。 （1）本实验采用的实验方法是______. A. 控制变量法 B. 放大法 C. 等效法 （2）为了减小实验误差，当小球静止时，光电门______（填“需要”或“不需要”）通过球心。 （3）仅改变细线偏离竖直方向的角度（细线伸直），得到多组小球通过光电门时的力传感器示数F以及小球通过光电门的挡光时间，以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，描点作出的图像为直线，如图乙所示。若小球的质量为m，直径为d，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为，则力传感器与小球表面间的细线的长度______，当地的重力加速度大小______。（均选用m、d、k、表示） 【答案】（1）A （2）需要 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，需控制其他变量不变，仅改变速度，这是控制变量法。 【小问2详解】 当小球静止时，光电门需要对准小球的球心，确保测量的是小球通过光电门时的线速度大小。 【小问3详解】 [1][2]小球通过最低出时的速度大小 又 可得 结合题图乙有， 解得， 13. 圆盘式给料机是中、细粒度的物料常用的给料设备，其简化原理图如图甲所示，电机带动圆形料盘水平转动。料盘的半径为r，料盘上的物料与料盘间的动摩擦因数为。料盘下方的电机用相互垂直的齿轮啮合，达到转向变速的目的，料盘齿轮与电机齿轮的半径的比值为k，如图乙所示。重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）当电机齿轮以大小为的角速度转动时，求料盘齿轮转动的周期T； （2）若物料不发生翻滚，分布在料盘外侧（半径）圆环带内，即最内侧的物料到料盘中心O的距离为，使料盘上的物料最后都从边缘出料口离开，求电机转动的角速度大小应满足的条件。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设电机齿轮转动的周期为，根据两齿轮边缘线速度相等，可知 可得 又 解得 【小问2详解】 设在最内侧质量为m的物料恰好可以从边缘出料口离开的情况下，料盘齿轮转动的角速度大小为，此时电机转动的角速度大小为，有 又 解得 故电机转动的角速度大小应满足的条件为。 14. 有a、b两颗人造地球卫星，如图所示，a在赤道上空绕地球做匀速圆周运动，对地张角，b为贴地飞行的超低空轨道卫星（图中未画出）。地球（视为质量分布均匀的球体）的半径为R，地球的密度为，地球自转的周期为，引力常量为G，球的体积公式为，其中r为球的半径。 （1）求a运行的周期以及b运行的周期； （2）若a、b的运行方向相同，求二者不能直接通信的连续时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设地球的质量为M，a的质量为m1，根据几何关系可知，a的轨道半径为，有 地球的体积 又 解得 设b的质量为m2，对b有 解得 【小问2详解】 在时间t内，a、b转过的角度分别为、 经分析可知 解得 15. 消防队正在进行消防演练。如图所示，消防车出弹口O与高楼着火处P的连线与水平面的夹角θ=30°，O、P间的高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力，将从出弹口O射出的灭火弹（图中未画出）视为质点。 （1）若灭火弹恰好垂直击中P处，求灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v1； （2）若灭火弹击中P处时的速度方向恰好垂直OP向下，求： ①灭火弹从出弹口O射出时的速度大小v2及其方向与OP的夹角α的正切值； ②灭火弹在空中运动的过程中到OP的最大距离d。 【答案】（1） （2）①，；② 【解析】 【小问1详解】 根据逆向思维可知，灭火弹从P到O的运动为平抛运动，设灭火弹在空中运动的时间为t，有 灭火弹从出弹口O射出时的竖直分速度大小 灭火弹从出弹口O射出时的水平分速度大小 又 解得 【小问2详解】 ①将灭火弹从O到P的运动分解为沿OP方向的匀减速直线运动和垂直OP方向的类竖直上抛运动，设灭火弹在空中运动的时间为t'，灭火弹从出弹口O射出时，在垂直OP方向的分速度大小 根据逆向思维可知，沿OP方向有 灭火弹从出弹口O射出时，在OP方向的分速度大小 又 解得 经分析可知 解得 ②由（2）①可得 当灭火弹在垂直OP方向上的分速度为零时，灭火弹到OP的距离最大，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $