精品解析：广东省东莞市东莞中学2024-2025学年高一下学期第一次段考物理试题

东莞中学2024~2025学年度第二学期第一次段考试卷 高一物理 时间75分钟，总分100分 第I卷（选择题） 一、单选题（每题所给出的四个选项中只有一个是正确的。 6小题，每题4分，共24分） 1. 飞机以100m/s的速度匀速水平飞行，飞机上甲、乙两物体相隔1s从飞机上相对飞机无初速度先后下落，当物体乙刚开始下落时，物体甲在空中的位置是（不计空气阻力，取g=10m/s2）（　　） A. 在乙物体正前方100m处 B. 在乙物体正前方5m处 C. 在乙物体正下方5m处 D. 在乙物体正后方100m处 2. 某同学回到家里面跟自己读初三的妹妹玩游戏，叫自己的妹妹找来一张白纸、一支铅笔、一把直尺，固定白纸后他跟妹妹说“你用铅笔沿直尺（且直尺平行于ab）向右匀速运动，而我会将直尺沿ca方向向上加速运动”，请你判断下列哪张图是该同学妹妹在白纸上留下的痕迹（　　） A. B. C. D. 3. 甲（质为80kg）、乙（质量为40kg）两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N，下列说法正确的是（　　） A. 甲乙线速度相同 B. 甲的角速度比乙的大 C. 甲乙运动半径相等 D. 甲运动半径为0.3m 4. 如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，正确的是( ) A. 形变量越大，速度一定越大 B. 形变量越大，速度一定越小 C. 形变量为零，速度一定不为零 D. 速度为零，可能无形变 5. 我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 6. 有两颗质量均匀分布行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星a和b的周期相等，由此可知（　　） A. 卫星a和b的线速度大小一定相等 B. 行星A和B的质量一定相等 C. 行星A和B的密度一定相等 D. 行星A和B表面的重力加速度一定相等 二、多选题（每一小题给出的四个选项中至少有两项是正确的，全选对得6分，选对但选不全得3分，选错或不选得0分。4小题，24分） 7. 在同一水平直线上的两位置分别沿同一方向水平抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示。不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须（ ） A. 同时抛出两球 B 先抛出A球 C. A球的初速度等于B球的初速度 D. A球的初速度大于B球的初速度 8. 2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接。假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，已知天宫二号的轨道半径为r，天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T，A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点，地球半径为R，引力常量为G。则 （ ） A. 天宫二号的运行速度小于7.9km/s B. 天舟一号的发射速度大于11.2km/s C. 根据题中信息可以求出地球质量 D. 天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 9. 石墨烯是目前已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的同步卫星A的高度延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于降低成本地发射绕地人造卫星。如图所示，假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，与同高度运行的卫星C相比较（　　） A. B的线速度等于C的线速度 B. B的线速度小于C的线速度 C 若B突然脱离电梯，B将做离心运动 D. 若B突然脱离电梯，B将做近心运动 10. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明，下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为，在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，重力加速度为，以下说法正确的是（　　） A. 水流在空中运动水平射程为 B. 水流在空中运动时间为 C. 水车最大角速度接近 D. 水流冲击轮叶前瞬间的线速度大小 第II卷（非选择题） 三、实验题：（2小题，共14分） 11. 实验小组做“探究平抛运动的特点”实验： （1）如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1=5.0cm、y2=45.0cm，A、B两点水平间距为Δx＝60.0cm，则平抛小球的初速度v0为________m/s。（结果保留两位有效数字，取g=10m/s2） （2）该同学在实验时忘记描下O点，他用一张印有小方格的纸记录小球运动轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动途中的三个位置如图中的A、B、C所示，（当地重力加速度为g，以下问题用已知量对应的字母表示）则： ①小球从A到C的时间为________； ②小球经过B点时速度的水平分速度为________。 12. 某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。 （1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r = 0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m = ___________kg（结果保留两位有效数字）。 四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，共38分） 13. 如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的质量为m的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，重力加速度为g，空气阻力不计，求： （1）若小球以最小位移到达斜面，求小球到达斜面经过的时间为t； （2）若小球垂直击中斜面，求小球到达斜面经过的时间为t。 14. 宇宙飞船以（地球表面重力加速度g=10m/s2）的加速度匀加速上升，某时刻，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为m=10kg的物体重量为75N，由此可求飞船此时刻所处位置距地面高度为多少？（地球半径R=6400km） 15. 如图所示，长的细线OA一端吊着一个质量的小球（视为质点），另一端系于竖直杆顶端O点，使小球在水平面内绕竖直杆做匀速圆周运动，取重力加速度大小。 （1）求当小球转动的角速度时，细线OA与竖直方向的夹角θ； （2）若在竖直杆底端点与小球间系一长的细线，让竖直杆带动小球转动，当被拉直时，恰好与垂直，细线能承受的最大拉力大小，求小球转动的最大角速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 东莞中学2024~2025学年度第二学期第一次段考试卷 高一物理 时间75分钟，总分100分 第I卷（选择题） 一、单选题（每题所给出的四个选项中只有一个是正确的。 6小题，每题4分，共24分） 1. 飞机以100m/s的速度匀速水平飞行，飞机上甲、乙两物体相隔1s从飞机上相对飞机无初速度先后下落，当物体乙刚开始下落时，物体甲在空中的位置是（不计空气阻力，取g=10m/s2）（　　） A. 在乙物体正前方100m处 B. 在乙物体正前方5m处 C. 在乙物体正下方5m处 D. 在乙物体正后方100m处 【答案】C 【解析】 【详解】甲物体下落后做平抛运动，水平方向以的速度做匀速运动，水平方向与飞机相对静止。竖直方向做自由落体，经过，甲竖直方向下落的高度 所以当物体乙刚开始下落时，物体甲在空中的位置是在乙物体的正下方处，故C符合题意。 故选C。 2. 某同学回到家里面跟自己读初三的妹妹玩游戏，叫自己的妹妹找来一张白纸、一支铅笔、一把直尺，固定白纸后他跟妹妹说“你用铅笔沿直尺（且直尺平行于ab）向右匀速运动，而我会将直尺沿ca方向向上加速运动”，请你判断下列哪张图是该同学妹妹在白纸上留下的痕迹（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当笔尖同时参与了水平方向上匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，即加速度方向竖直向上，轨迹凹向加速度的方向一侧，所以轨迹如图D所示的曲线，故D正确，ABC错误。 故选D 3. 甲（质为80kg）、乙（质量为40kg）两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N，下列说法正确的是（　　） A. 甲乙线速度相同 B. 甲的角速度比乙的大 C. 甲乙运动半径相等 D. 甲的运动半径为0.3m 【答案】D 【解析】 【详解】BCD．弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得 由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，所以有 则 两人相距0.9m，所以两人的运动半径不同 ， 故BC错误，D正确； A．根据线速度 两人的角速度相同，但半径不同，故线速度不相同，故A错误。 故选D。 4. 如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，正确的是( ) A. 形变量越大，速度一定越大 B. 形变量越大，速度一定越小 C. 形变量为零，速度一定不为零 D. 速度为零，可能无形变 【答案】C 【解析】 【详解】形变量有可能是压缩，也有可能是拉伸，当在最高点时，如果重力完全充当向心力，则轻杆对小球的作用力为零，此时，解得，若，则对杆拉伸，若，则杆被压缩，当拉伸的形变量和压缩的形变量相同时，速度却不相同，故ABD错误C正确. 故选C。 5. 我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 【答案】C 【解析】 【详解】A．若飞船与空间实验室在同一轨道上运行，加速时，飞船速度增大，所需向心力大于飞船所受万有引力，飞船将做离心运动，不能够实现对接，故A错误； B．若飞船与空间实验室在同一轨道上运行，减速时，飞船速度减小，所需向心力小于飞船所受万有引力，飞船将做近心运动，不能够实现对接，故B错误； C．结合上述可知，飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接，故C正确； D．结合上述可知，飞船先在比空间实验室半径小轨道上减速，则其做近心运动，飞船逐渐远离空间实验室，不可能与空间实验室实现对接，故D错误。 故选C。 【名师点睛】此题是关于人造卫星的变轨问题，明确正常运行的卫星加速做离心运动会达到高轨道，若减速则会做向心运动达到低轨道。 6. 有两颗质量均匀分布的行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星a和b的周期相等，由此可知（　　） A. 卫星a和b的线速度大小一定相等 B. 行星A和B的质量一定相等 C. 行星A和B的密度一定相等 D. 行星A和B表面重力加速度一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】依题意，设行星半径为，质量为，卫星的质量为m，则卫星的轨道半径也为 A．根据公式 可知，两颗卫星a和b的周期相等，但它们的轨道半径关系不能确定，所以它们线速度的大小不一定相等，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，有 由于行星A和B的半径未知，所以它们的质量关系也不能确定，故B错误； C．根据万有引力提供向心力，可得 和 联立可得 两卫星的周期相等，由此公式可知行星A和B的密度一定相同，故C正确； D．根据在行星表面有 又 联立可得 相等，但由于它们的半径不确定，故行星A和B表面的重力加速度不能确定．故D错误。 故选C。 二、多选题（每一小题给出的四个选项中至少有两项是正确的，全选对得6分，选对但选不全得3分，选错或不选得0分。4小题，24分） 7. 在同一水平直线上的两位置分别沿同一方向水平抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示。不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须（ ） A. 同时抛出两球 B. 先抛出A球 C. A球的初速度等于B球的初速度 D. A球的初速度大于B球的初速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由知，两球下落高度相同，所以从抛出点到相遇，运动时间相同，即同时抛出两球，故A正确，B错误； CD．根据可知，A球的水平位移大，所以初速度大，故C错误，D正确。 故选AD。 8. 2017年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空，随后与天宫二号交会对接。假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会，如图所示，已知天宫二号的轨道半径为r，天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T，A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点，地球半径为R，引力常量为G。则 （ ） A. 天宫二号的运行速度小于7.9km/s B. 天舟一号的发射速度大于11.2km/s C. 根据题中信息可以求出地球的质量 D. 天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．7.9km/s是近地卫星的环绕速度，卫星越高，线速度越小，则天宫二号的运行速度小于7.9km/s，选项A正确； B．11.2km/s是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力逃到其它星球上去的最小速度，则天舟一号的发射速度小于11.2km/s，选项B错误； C．根据开普勒第三定律=常数，已知天宫二号轨道半径r，天舟一号的周期T以及半长轴(r+R)，可求得天宫二号的周期T1，再根据 可求解地球的质量，选项C正确； D．天舟一号在A点加速才能进入天宫二号所在的轨道，则天舟一号在A点的速度小于天宫二号的运行速度，选项D错误； 故选AC。 9. 石墨烯是目前已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的同步卫星A的高度延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于降低成本地发射绕地人造卫星。如图所示，假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，与同高度运行的卫星C相比较（　　） A. B的线速度等于C的线速度 B. B的线速度小于C的线速度 C. 若B突然脱离电梯，B将做离心运动 D. 若B突然脱离电梯，B将做近心运动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．因C的周期小于同步卫星的周期即小于B的周期，则C的角速度大于B的角速度，根据可知C的线速度大，故A错误，B正确； CD．若B突然脱离电梯，因其线速度小于同轨道的卫星的线速度，则所需向心力小于万有引力，做近心运动，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明，下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为，在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，重力加速度为，以下说法正确的是（　　） A. 水流在空中运动水平射程为 B. 水流在空中运动时间为 C. 水车最大角速度接近 D. 水流冲击轮叶前瞬间的线速度大小 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．水流垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足 解得 故B正确； A．水流在空中运动水平射程为 故A错误； CD．水流到水轮叶面上时的速度大小为 根据 解得水车最大角速度为 故CD正确； 故选BCD。 第II卷（非选择题） 三、实验题：（2小题，共14分） 11. 实验小组做“探究平抛运动的特点”实验： （1）如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1=5.0cm、y2=45.0cm，A、B两点水平间距为Δx＝60.0cm，则平抛小球的初速度v0为________m/s。（结果保留两位有效数字，取g=10m/s2） （2）该同学在实验时忘记描下O点，他用一张印有小方格的纸记录小球运动轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动途中的三个位置如图中的A、B、C所示，（当地重力加速度为g，以下问题用已知量对应的字母表示）则： ①小球从A到C的时间为________； ②小球经过B点时速度的水平分速度为________。 【答案】（1）3.0 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动的处理方法，小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，所以， 所以水平方向的速度为 联立解得 【小问2详解】 [1]在竖直方向上，根据可得A到C的时间为 [2]小球经过B点时速度的水平分速度为 12. 某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。 （1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r = 0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m = ___________kg（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. A ②. 竖直转轴 ③. ④. 0.18 【解析】 【详解】（1）[1]根据，要探究向心力大小与线速度大小的关系，必须让m、r保持不变，所以采用的方法是控制变量法。 故选A。 （2）[2]实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到圆心的距离，即测量滑块到竖直转轴的距离； [3]作出的F—v2图线如图所示 根据 根据图线得 解得 m = 0.18kg 四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，共38分） 13. 如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的质量为m的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，重力加速度为g，空气阻力不计，求： （1）若小球以最小位移到达斜面，求小球到达斜面经过的时间为t； （2）若小球垂直击中斜面，求小球到达斜面经过的时间为t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球以最小位移到达斜面时即位移与斜面垂直，位移与竖直方向的夹角为θ，则 解得 （2）小球垂直击中斜面时，速度与竖直方向的夹角为θ，则 解得 14. 宇宙飞船以（地球表面重力加速度g=10m/s2）的加速度匀加速上升，某时刻，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为m=10kg的物体重量为75N，由此可求飞船此时刻所处位置距地面高度为多少？（地球半径R=6400km） 【答案】6400km 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 解得 根据万有引力等于重力可得， 解得 15. 如图所示，长的细线OA一端吊着一个质量的小球（视为质点），另一端系于竖直杆顶端O点，使小球在水平面内绕竖直杆做匀速圆周运动，取重力加速度大小。 （1）求当小球转动的角速度时，细线OA与竖直方向的夹角θ； （2）若在竖直杆底端点与小球间系一长的细线，让竖直杆带动小球转动，当被拉直时，恰好与垂直，细线能承受的最大拉力大小，求小球转动的最大角速度。 【答案】（1）60°；（2） 【解析】 【详解】（1）当小球转动的角速度时，由牛顿第二定律可得 解得细线OA与竖直方向的夹角为 （2）被拉直时，恰好与垂直，可知细线与竖直方向夹角满足 解得 竖直方向由平衡条件可得 解得细线OA上的拉力恒为 水平方向由牛顿第二定律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$