精品解析：江苏省扬州市第一中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

扬州市第一中学2024-2025学年度第二学期 高一物理期中考试试卷 （满分：100分考试时间：75分钟） 一、选择题（共11题，每道4分，共44分） 1. 做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（　　） A. 周期 B. 速率 C. 转速 D. 线速度 【答案】D 【解析】 【详解】线速度是矢量，做匀速圆周运动的物体，线速度方向不断改变，周期、速率、转速都是标量，大小不变。 故选D。 2. 地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸。道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. C点加速度大小一直在变 B. B点的加速度不变 C. C点的运动轨迹为一条直线 D. AB杆上各点的角速度均相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．转动杆AB绕A点匀速转动过程中，横杆BC始终保持水平，BC两个端点相对静止，因此C端点做匀速圆周运动，加速度大小不变，A错误； B．B点做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向指向圆心，时刻改变，B错误； C．根据前面选项分析，C点做匀速圆周运动，C错误； D．根据前面选项分析，转动杆AB上各点属于共轴传动，角速度相等，D正确。 故选D。 3. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球圆周轨迹位置越高，则其（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 加速度越大 D. 向心力越大 【答案】A 【解析】 【详解】ABCD．小球做匀速圆周运动受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力。 根据牛顿第二定律得 解得 小球运动的轨道平面越高，轨道半径越大，则线速度越大，角速度越小，加速度不变，向心力不变。 故选A。 4. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙， “水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零 C. 如图丙，小球在竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A和B的角速度不等。 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，故A错误； B．在最高点时，若当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，故B正确； C．轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点的临界速度为0，故C错误； D．小球在同一水平面做圆锥摆运动，设悬点到摆球的竖直高度为h，根据第二定律有 解得 因为两小球的h相同，则则A和B的角速度相同，故D错误。 故选B。 5. 2025年蛇年春晚的舞台上，《秧BOT》节目开场，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点O在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量不相等的两质点A、B，则（　　） A. 质点A、B的线速度相同 B. 质点A、B的动能可能相等 C. 质点A、B受到的合外力可能相同 D. 质点A、B的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于质点A、B绕中心点O在竖直面内匀速转动，则两质点具有相同的角速度，但质点A转动半径小于B的转动半径，根据可知，质点A的线速度小于质点B的线速度，故A错误； B．质点的动能为 由于两质点质量不相等，转动半径不相等，所以二者动能可能相等，故B正确； C．质点所受合外力大小为 由此可知，二者合外力大小可能相等，但方向指向圆心，二者方向不同，故C错误； D．由于质点转动过程中线速度大小不变，所以动能不变，但重力势能不断变化，所以机械能不守恒，故D错误。 故选B。 6. 关于开普勒行星运动定律，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，太阳处在椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点的运行速率大于远日点的运行速率，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知 其中k与中心天体质量有关，故月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故C正确； D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律，故D错误。 故选C。 7. 2020年7月23日，我国成功发射“天问一号”火星探测器。已知火星的质量约为地球的，火星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，地球的半径为R，则火星的半径约为（　　） A. 0.5R B. 0.4R C 0.2R D. 0.1R 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由于在星球表面万有引力与重力相等，即 则 代入数据解得 R火=0.5R 故A正确，BCD错误。 故选A。 8. 北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星（轨道高度约为36000km）、27颗中轨道卫星（轨道高度约为21600km）、3颗倾斜同步轨道卫星．则中轨道卫星与静止轨道卫星相比，围绕地球做圆周运动的 A. 向心加速度更大 B. 线速度更小 C. 角速度更小 D. 周期更大 【答案】A 【解析】 【详解】卫星离地面的高度越低，则运动半径越小，根据万有引力提供圆周运动向心力得：，则向心加速度a=，知半径r越小，向心加速度越大，故A正确；线速度v=，知半径r越小，线速度越大，故B错误；角速度ω＝，知半径r越小，角速度越大，故C错误；周期T=，知半径r越小，周期越小，故D错误；故选A． 【点睛】抓住万有引力提供卫星圆周运动向心力，能根据表达式求出相应量与半径r的关系是解决本题的关键． 9. 关于功和能概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A. -10J的功大于+5J的功 B. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 C. 运动物体所受合外力不0，则该物体动能一定变化 D. 合外力对物体做功为0，机械能一定守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．功是标量，正功表示力对物体做功，负功表示物体克服该力做功，因此-10J功大于+5J的功，故A正确； B．静摩擦力可以做正功、负功或不做功，滑动摩擦力也可以做正功、负功或不做功，故B错误； C．运动物体所受合外力不为0，如果该合外力不做功，那么物体动能不发生变化，例如匀速圆周运动，合外力不为0，但是不做功，故C错误； D．机械能一定守恒的条件是除重力和弹力外，其他力做功的合功为零。合外力对物体做功为0，机械能不一定守恒，例如匀速向上运动的物体，动能不变，但是重力势能增大，机械能增大，故D错误。 故选A。 10. 如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A处自由下落，落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧。小球运动到C处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡。小球运动到D处时，到达最低点。不计空气阻力，以下描述正确的是 （　　） A. 小球由A向B运动的过程中，处于完全失重状态，小球的机械能减少 B. 小球由B向C运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能增加 C. 小球由B向C运动的过程中，处于超重状态，小球的动能增加 D. 小球由C向D运动的过程中，处于超重状态，小球的机械能减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球由A向B运动的过程中，做自由落体运动，加速度等于竖直向下的重力加速度g，处于完全失重状态，此过程中只有重力做功，小球的机械能守恒，故A错误； BC．小球由B向C运动的过程中，重力大于弹簧的弹力，加速度向下，小球处于失重状态，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能减少，由于小球向下加速运动，小球的动能还是增大的，故B错误，C错误； D．小球由C向D运动的过程中，弹簧的弹力大于小球的重力，加速度方向向上，处于超重状态，弹簧继续被压缩，弹性势能继续增大，小球的机械能继续减小，故D正确。 故选D。 11. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，，下列说法正确的是（ ） A. 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑过程中重力的瞬时功率大小不变 C. 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．游客在下滑过程中，摩擦力做负功，机械能减少，A错误； B．游客在下滑过程中，速度越来越大，根据可知，重力的瞬时功率大小在变大，B错误； CD．滑块从开始下滑到最后停在A点，设斜面投影长度为，斜面底端到A点距离为，由能量关系可知 求得 游客下滑高度一定时，斜面倾角与水平距离无关，C正确，D错误。 故选C。 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 利用图中所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含铁夹）、电火花打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（ ） A.交流电源 B.刻度尺 C.直流电源 D.天平（含砝码） （2）实验中，先接通电源，再释放重锤，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中。重锤的重力势能减少量=______，重锤动能增加量=______。 （3）若某同学作出图像如图丙所示，则当地重力加速度g=_____m/s2（保留3位有效数字） （4）在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是（ ） A.重物的质量偏大 B.交流电源的频率偏大 C.交流电源的频率偏小 D.重物下落时受到的阻力过大 【答案】 ①. AB##BA ②. ③. ④. 9.76 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]打点计时器需要用到交变电流；验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要天平测量质量；测量点迹间的距离运用刻度尺； 故选AB。 （2）[2] [3]根据重力做功的计算公式可知 根据动能的计算公式可知 （3）[4]根据机械能守恒定律有 变形可得 则图像的斜率为 解得 （4）[5] A．根据需要验证的机械能守恒定律的表达式 可知，重物的质量可以约去，与重物的质量无关，故A错误； BC．根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下n点的速度 若交流电源的频率偏大，瞬时速度的真实值偏大，瞬时速度的测量值偏小，会使计算出的重物的动能的增加量小于重力势能的减少量；若交流电源的频率偏小，瞬时速度的真实值偏小，瞬时速度的测量值偏大，会使计算出的重物的动能的增加量大于重力势能的减少量，故B错误，C正确； D．重物下落时受到的阻力过大，则重物动能的增加量应小于重力势能的减少量，故D错误。 故选C。 三、解答题（共41分） 13. 2024年6月，嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样，随后将月球样品容器安全转移至返回器中。已知嫦娥六号的返回器在半径为r的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T，月球半径为R，引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）月球的第一宇宙速度v。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力提供向心力 解得月球的质量为 （2）根据万有引力提供向心力 解得月球的第一宇宙速度 14. 如图所示，一质量为m的硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，硬币与转轴间用一长为r的轻绳连接，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。 （1）角速度达到多大时，绳子上开始有力的作用； （2）若圆盘加速转动，且角速度从加速到，求该过程中摩擦力对硬币所做的功，已知加速过程硬币没有发生相对滑动。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对硬币受力分析，当向心力由最大静摩擦力提供心时，绳子上开始有力的作用，设此时角速度为，根据牛顿第二定律有 双 解得 【小问2详解】 根据动能定理可得 15. 如图所示，粗糙水平地面AB与半径的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m=2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB=5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。当小物块运动到B点时撤去力F。取重力加速度g=10m/s2。求： （1）小物块到达B点时拉力的功率； （2）小物块运动到C点时，轨道对小物块作用力的大小； （3）通过计算判断小物块是否能够到达D点。 【答案】（1）；（2）N=85N；（3）能到达D点 【解析】 【详解】（1）小物块从A到B，根据动能定理有 解得 则小物块到达B点时拉力的功率为 （2）物块从B点滑动C点，由动能定理有 在C点，由牛顿第二定律有 联立解得 N=85N （3）物块到D点，由动能定理有 解得 若刚好过D点，轨道的支持力为零，只有重力提供向心力，有 解得 因 则物块能到达D点。 16. 一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知OA为直线、AB为曲线、BC为平行于横轴的直线。5s时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，求： （1）汽车在前5s内受到牵引力的大小； （2）汽车的额定功率P； （3）该车前25s内通过的位移大小为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，汽车在前5s做匀加速直线运动，则加速度为 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 5s末汽车的功率达到额定功率，此时速度为v=20m/s 则车的额定功率 【小问3详解】 汽车前5s内的位移为 汽车行驶过程中的最大速度为 汽车5s到25s内汽车做非匀变速直线运动，根据动能定理有 解得 则该车前25s内通过的位移大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 扬州市第一中学2024-2025学年度第二学期 高一物理期中考试试卷 （满分：100分考试时间：75分钟） 一、选择题（共11题，每道4分，共44分） 1. 做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（　　） A. 周期 B. 速率 C. 转速 D. 线速度 2. 地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸。道闸总长3m，由相同长度的转动杆AB与横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平，转动杆AB绕A点匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. C点加速度大小一直在变 B. B点的加速度不变 C. C点的运动轨迹为一条直线 D. AB杆上各点的角速度均相等 3. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球圆周轨迹位置越高，则其（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 加速度越大 D. 向心力越大 4. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙， “水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零 C. 如图丙，小球在竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A和B的角速度不等。 5. 2025年蛇年春晚的舞台上，《秧BOT》节目开场，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点O在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量不相等的两质点A、B，则（　　） A. 质点A、B的线速度相同 B. 质点A、B的动能可能相等 C. 质点A、B受到的合外力可能相同 D. 质点A、B的机械能守恒 6. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 7. 2020年7月23日，我国成功发射“天问一号”火星探测器。已知火星的质量约为地球的，火星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，地球的半径为R，则火星的半径约为（　　） A. 0.5R B. 0.4R C 0.2R D. 0.1R 8. 北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星（轨道高度约为36000km）、27颗中轨道卫星（轨道高度约为21600km）、3颗倾斜同步轨道卫星．则中轨道卫星与静止轨道卫星相比，围绕地球做圆周运动的 A. 向心加速度更大 B. 线速度更小 C. 角速度更小 D. 周期更大 9. 关于功和能概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A. -10J的功大于+5J的功 B 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 C. 运动物体所受合外力不为0，则该物体动能一定变化 D. 合外力对物体做功为0，机械能一定守恒 10. 如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A处自由下落，落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧。小球运动到C处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡。小球运动到D处时，到达最低点。不计空气阻力，以下描述正确的是 （　　） A. 小球由A向B运动的过程中，处于完全失重状态，小球的机械能减少 B. 小球由B向C运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能增加 C. 小球由B向C运动的过程中，处于超重状态，小球的动能增加 D. 小球由C向D运动的过程中，处于超重状态，小球的机械能减少 11. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，，下列说法正确的是（ ） A. 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑过程中重力的瞬时功率大小不变 C. 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 利用图中所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含铁夹）、电火花打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（ ） A.交流电源 B.刻度尺 C.直流电源 D.天平（含砝码） （2）实验中，先接通电源，再释放重锤，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中。重锤的重力势能减少量=______，重锤动能增加量=______。 （3）若某同学作出图像如图丙所示，则当地重力加速度g=_____m/s2（保留3位有效数字） （4）在实验中，某同学根据测得数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是（ ） A.重物的质量偏大 B.交流电源的频率偏大 C.交流电源的频率偏小 D.重物下落时受到的阻力过大 三、解答题（共41分） 13. 2024年6月，嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样，随后将月球样品容器安全转移至返回器中。已知嫦娥六号的返回器在半径为r的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T，月球半径为R，引力常量为G。求： （1）月球的质量M； （2）月球第一宇宙速度v。 14. 如图所示，一质量为m的硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，硬币与转轴间用一长为r的轻绳连接，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。 （1）角速度达到多大时，绳子上开始有力的作用； （2）若圆盘加速转动，且角速度从加速到，求该过程中摩擦力对硬币所做的功，已知加速过程硬币没有发生相对滑动。 15. 如图所示，粗糙水平地面AB与半径的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m=2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB=5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。当小物块运动到B点时撤去力F。取重力加速度g=10m/s2。求： （1）小物块到达B点时拉力的功率； （2）小物块运动到C点时，轨道对小物块作用力的大小； （3）通过计算判断小物块是否能够到达D点。 16. 一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知OA为直线、AB为曲线、BC为平行于横轴的直线。5s时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，求： （1）汽车在前5s内受到牵引力的大小； （2）汽车的额定功率P； （3）该车前25s内通过的位移大小为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$