精品解析：四川省合江县马街中学校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

合江县马街中学高2024级高一下期期中素质检测 物理试卷 第一卷 选择题（43分） 一、选择题（本题共10小题，1-7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。8-10每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一条基本规律—牛顿第一定律，对于牛顿第一定律的得出和理解，下列说法正确的是（ ） A. 要使一个物体运动，必须推它或拉它 B. 牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的 C. 牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性 D. 牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的运动不需要用力来维持，力是改变运动状态的原因，故A错误； B．牛顿第一定律对惯性参考系是成立的，对非惯性参考系是不成立的，故B错误； C．物体在任何情况下都具有惯性，故C错误； D．牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的，故D正确。 故选D。 2. 对曲线运动速度与加速度的描述，下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的质点速度一定变化，加速度一定变化 B. 做曲线运动的质点速度可能不变，加速度一定变化 C. 做曲线运动的质点速度一定变化，加速度可能不变 D. 做曲线运动的质点速度可能不变，加速度可能不变 【答案】C 【解析】 【详解】做曲线运动的质点，其速度方向一定变化，加速度可能变化，也可能不变。 故选C。 3. 地球赤道、北纬60°两个位置分别放有物体A、B，已知两物体质量之比，下列说法正确的是（　　） A. 它们的角速度大小之比 B. 它们的线速度大小之比 C. 它们的向心加速度大小之比 D. 它们的向心力之比 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B两物体同轴转动，角速度相同，故A错误； B．位于赤道上的物体A与位于北纬60°的物体B，可知A的半径与B的半径相比为 由公式 可知，A、B两物体的线速度大小之比为2：1，故B错误； C．根据 可知，它们的向心加速度大小之比为 故C错误； D．根据 可知，它们的向心力之比 故D正确。 故选D。 4. 绞车的原理如图所示，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，在其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。已知大、小辘轳的半径分别为、，把手的旋转半径为，在重物沿竖直方向被匀速吊起的过程中，把手的线速度大小为，则重物上升的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】辘轳的角速度 动滑轮左侧细绳的速度大小为，右侧细绳的速度大小为，重物上升的速度大小为 故选A。 5. 质量为m的某国产新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动，经过时间t达到最大速度，汽车在行驶时所受阻力恒为f，该过程中（　　） A. 汽车做匀加速直线运动 B. 汽车达到的最大速率为 C. 汽车的平均速率为 D. 汽车行驶的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对汽车，由牛顿第二定律可得 因为 可知功率不变时，随着速度增大，减小，合力减小，加速度减小，故A错误； B．速度最大时，汽车加速度为0，此时牵引力等于阻力，即 得最大速度 故B错误； C．若汽车做匀加速运动，则汽车的平均速率为 但汽车做的是加速度减小的加速运动，故平均速率不等于，故C错误； D．对汽车，由动能定理有 联立解得汽车行驶的距离为 故D正确。 故选D。 6. 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OO'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μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动，当圆盘转动的角速度为时，（　　） A. 硬币受到的绳子拉力大小为μmg B. 硬币受到的绳子拉力大小为2μmg C. 硬币受到的摩擦力大小为μmg D. 圆盘转动一周摩擦力对硬币做功为2πμmgr 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．假设此时达到最大静摩擦力，绳子拉力与摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 则硬币受到的摩擦力大小为，故A正确，BC错误； D．由于摩擦力与速度垂直，所以摩擦力对硬币不做功，故D错误； 故选A。 7. 一部科幻小说中在地球飞向某一新的恒星的过程中，科学家分别测出距该恒星表面高为h、的引力加速度大小为a和4a。若最后地球以距离该恒星表面高H处近似做圆周运动，求地球新的一“年”为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设恒星半径r，根据题意 地球绕该恒星做圆周运动周期T，有 联立得 故选C。 8. 已知某彗星绕太阳做椭圆轨道运动，远日点和近日点到太阳的距离分别和。另外，已知地球绕太阳做圆周运动轨道半径为R。如果还知道引力常量G和地球公转周期T，结合已知数据，则可以推算下列哪些物理量（　　） A. 彗星质量 B. 太阳质量 C. 地球质量 D. 彗星绕太阳运动的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．设太阳质量为M，地球质量为，已知地球公转周期为T和引力常数G，太阳的引力提供向心力，有 由此可推导中心天体太阳的质量，地球是环绕天体，不能推导地球的质量，同理，彗星也是环绕天体，也不能推导彗星的质量，故B正确，AC错误； D．设某彗星绕太阳运动的周期为，根据开普勒第三定律有 由此可推导出彗星绕太阳运动的周期，故D正确。 故选BD。 9. 用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力 B. 小球在圆周的最高点时绳子的拉力不可能为零 C. 若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点的速率是 D. 小球在圆周最低点时拉力一定大于重力 【答案】CD 【解析】 【详解】BC．小球在最高点，由牛顿第二定律得 当时，可得小球经过最高点的最小速度为 故C正确，B错误； A．当时，小球在最高点，由牛顿第二定律得 可知，即由拉力和重力的合力提供向心力，故A错误； D．小球在最低点，由牛顿第二定律得 解得 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，质量为的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为的木块放在倾角为的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮与位置等高且水平距离，现让圆环从位置由静止释放运动到位置，已知两位置的高度差为，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列判断正确的是（　　） A. 刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力大小为 B. 当圆环到达b位置时，圆环与木块的速度大小之比为5:4 C. 圆环在从a运动到b的过程中减少的重力势能等于木块增加的动能 D. 当圆环到达b位置时，其速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．让圆环从a位置由静止释放运动到b位置，刚释放圆环的瞬间，物块有向上的加速度 因此刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力不等于，故A错误； B．由几何关系可得，圆环到达b位置时，绳子与水平方向的夹角的正切值为 如下图所示，将圆环速度沿绳子方向与垂直于绳子方向分解，其中v2为圆环沿杆的速度，v1为圆环延绳子方向的速度，则 联立解得 圆环与木块的速度大小之比为5:4，故B正确； C．圆环在从a位置运动到b的过程中减小的重力势能等于木块增加的机械能与圆环增加的动能之和，故C错误； D．根据选项C的分析可知，设圆环到达b位置时的速度为v，则此时木块的速度为0.8v，圆环从a位置由静止释放运动到b位置过程中，由机械能守恒定律可得 解得 故D正确。 故选BD。 第二卷 非选择题（57分） 二、实验探究题（15分） 11. 如图，用一根结实的细绳拴住一个小物体，在足够大的，光滑水平桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，则： ①当你抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动时，作用在小物体的拉力________． A.沿绳指向圆心 B.沿绳背向圆心 C.垂直于绳与运动方向相同 D.垂直于绳于运动方向相反 ②松手后，物体做________． A.半径更大的圆周运动 B.半径更小的圆周运动 C.平抛运动 D.直线运动 ③若小物体做圆周运动的半径为0.4m．质量为0.3kg，每秒匀速转过5转，则细绳的拉力为________N．（结果用舍有“”的式子表示） 【答案】 ①. A ②. D ③. 【解析】 【详解】①[1]小物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，对物体进行受力分析可知，绳子的拉力提供向心力，所以绳子作用在小物体的拉力沿绳指向圆心．故A正确，BCD错误． ②[2]松手后，物体在水平方向将不受力的作用，所以将保持松手时的速度做匀速直线运动．故D正确，ABC错误． ③[3]根据向心力公式得： F=mω2r=0.3×（5×2π）2×0.4=12π2N 12. 某同学采用图甲所示的装置做“验证小球摆动过程中机械能守恒”的实验。细线上端固定在铁架台上的O点，下端悬挂一小球，将小球拉起一定角度，由静止释放，摆到最低点时，恰好通过固定在铁架台上的光电门。 请回答下列问题。 （1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径________mm。 （2）某次实验中，测得O点与小球之间细线的长度为L，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球通过光电门的时间为t，小球的质量为m，当地的重力加速度为g，小球从释放点运动到最低点过程中，重力势能的减少量为________，动能的增加量为________，若二者在误差允许范围内相等，则可验证机械能守恒。均用m、g、t、L、d、表示 （3）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间t，作出图像，若图像为直线且斜率的绝对值________，则可验证机械能守恒。用m、g、t、L、d、表示 【答案】（1） （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数等于主尺读数和游标尺读数之和，且游标尺的分度值为，所以小球的直径 【小问2详解】 [1]由题意可知小球从释放点运动到最低点过程中，重力势能的减少量 [2]动能的增加量 由于小球直径较小，且通过光电们时的时间较短，因此可以用时间t内小球的平均速度来近似表示其通过光电门时的好时速度，即 则有 【小问3详解】 若机械能守恒，则应有 即 整理可得 可知图像斜率的绝对值 三、计算题（42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 神舟飞船在绕地球飞行一段时间后进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。已知地球半径R，地面处的重力加速度g，引力常量为G。 (1)试求地球的质量表达式； (2)求飞船周期T的表达式。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)地面附近，根据万有引力等于重力 解得 (2)设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，圆轨道的半径为r，由万有引力定律和牛顿第二定律，有 由已知条件有 r=R+h 联立解得 14. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取。求： （1）小球经过A点的速度大小； （2）小球落地点与C点间的水平距离； （3）小球在A点时轨道对小球的压力大小。 【答案】（1）4m/s；（2）1.6m；（3）15N 【解析】 【详解】（1）通过最高点A后落在水平轨道上，竖直方向有 根据速度的分解可知 解得 m/s （2）根据平抛运动水平方向的规律可知小球落地点与C点间的水平距离为 落地时间为 联立解得 m （3）设小球在A点时轨道对小球的压力大小为，根据牛顿第二定律有 解得 N 15. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平平台上的固定弹射器和两个半径均为的“S”形圆弧轨道ABC、水平直轨道CD、EF、传送带DE以及竖直挡板FG组成，轨道各部分平滑连接。为两圆弧轨道圆心，连线与竖直线间的夹角均为，且A、C两点切线水平。传送带DE长度，速度逆时针匀速转动。可视为质点的滑块质量，被弹射器由静止弹射，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块被弹射出去后从A点进入圆弧轨道，它与传送带之间的滑动摩擦因数，其余各处均不计摩擦。滑块碰到挡板立即被粘住，游戏结束。 （1）若滑块恰好不脱离“S”形圆弧轨道，求释放滑块时弹簧的弹性势能； （2）若滑块到达D点时速度，求滑块通过传送带过程中，滑块与传送带产生的热量； （3）设弹簧被压缩后具有的弹性势能为，其大小可随意调节，滑块撞击挡板前的瞬时速度为。在满足滑块不脱轨的前提下，求与的函数关系。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）滑块恰好不脱离圆弧轨道，在A处有 根据能量守恒可得 联立解得 （2）滑块在传送带上匀加速时的加速度为 若滑块在传送带上一直匀加速，直到速度变为，设运动时间为，根据运动学公式可得 解得 滑行的位移为 即滑块加速到时，刚好运动到E点，所以滑块相对传送带滑行的相对位移为 摩擦产生的热量为 （3）①若物体在传送带上一直加速，且到达E处时，速度刚好加速到，此时 解得 此时最初的弹性势能为 当时，物体在传送带上一直加速，根据能量守恒可得 解得 根据运动学公式可得 解得 ②若物体在传送带上一直减速，且到达E处时，速度刚好减速到，此时 解得 此时最初的弹性势能为 当时，物体在传送带上一直减速，此时 可得 ③当时，物体在传送带上一定会达到与传送带共速的状态，即； 综上所述可知，当时，；当时，；当时，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合江县马街中学高2024级高一下期期中素质检测 物理试卷 第一卷 选择题（43分） 一、选择题（本题共10小题，1-7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。8-10每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一条基本规律—牛顿第一定律，对于牛顿第一定律的得出和理解，下列说法正确的是（ ） A. 要使一个物体运动，必须推它或拉它 B. 牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的 C. 牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性 D. 牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的 2. 对曲线运动速度与加速度的描述，下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的质点速度一定变化，加速度一定变化 B. 做曲线运动的质点速度可能不变，加速度一定变化 C. 做曲线运动的质点速度一定变化，加速度可能不变 D. 做曲线运动的质点速度可能不变，加速度可能不变 3. 地球赤道、北纬60°两个位置分别放有物体A、B，已知两物体质量之比，下列说法正确的是（　　） A. 它们的角速度大小之比 B. 它们的线速度大小之比 C. 它们的向心加速度大小之比 D. 它们的向心力之比 4. 绞车的原理如图所示，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，在其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。已知大、小辘轳的半径分别为、，把手的旋转半径为，在重物沿竖直方向被匀速吊起的过程中，把手的线速度大小为，则重物上升的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 质量为m的某国产新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动，经过时间t达到最大速度，汽车在行驶时所受阻力恒为f，该过程中（　　） A. 汽车做匀加速直线运动 B. 汽车达到的最大速率为 C. 汽车的平均速率为 D. 汽车行驶的距离为 6. 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OO'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μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动，当圆盘转动的角速度为时，（　　） A. 硬币受到的绳子拉力大小为μmg B. 硬币受到的绳子拉力大小为2μmg C. 硬币受到的摩擦力大小为μmg D. 圆盘转动一周摩擦力对硬币做功为2πμmgr 7. 一部科幻小说中在地球飞向某一新的恒星的过程中，科学家分别测出距该恒星表面高为h、的引力加速度大小为a和4a。若最后地球以距离该恒星表面高H处近似做圆周运动，求地球新的一“年”为（　　） A. B. C. D. 8. 已知某彗星绕太阳做椭圆轨道运动，远日点和近日点到太阳的距离分别和。另外，已知地球绕太阳做圆周运动轨道半径为R。如果还知道引力常量G和地球公转周期T，结合已知数据，则可以推算下列哪些物理量（　　） A. 彗星质量 B. 太阳质量 C. 地球质量 D. 彗星绕太阳运动的周期 9. 用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力 B. 小球在圆周的最高点时绳子的拉力不可能为零 C. 若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点的速率是 D. 小球在圆周最低点时拉力一定大于重力 10. 如图所示，质量为的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为的木块放在倾角为的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮与位置等高且水平距离，现让圆环从位置由静止释放运动到位置，已知两位置的高度差为，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列判断正确的是（　　） A. 刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力大小为 B. 当圆环到达b位置时，圆环与木块的速度大小之比为5:4 C. 圆环在从a运动到b的过程中减少的重力势能等于木块增加的动能 D. 当圆环到达b位置时，其速度大小为 第二卷 非选择题（57分） 二、实验探究题（15分） 11. 如图，用一根结实的细绳拴住一个小物体，在足够大的，光滑水平桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，则： ①当你抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动时，作用在小物体的拉力________． A.沿绳指向圆心 B.沿绳背向圆心 C.垂直于绳与运动方向相同 D.垂直于绳于运动方向相反 ②松手后，物体做________． A.半径更大的圆周运动 B.半径更小的圆周运动 C.平抛运动 D.直线运动 ③若小物体做圆周运动的半径为0.4m．质量为0.3kg，每秒匀速转过5转，则细绳的拉力为________N．（结果用舍有“”的式子表示） 12. 某同学采用图甲所示的装置做“验证小球摆动过程中机械能守恒”的实验。细线上端固定在铁架台上的O点，下端悬挂一小球，将小球拉起一定角度，由静止释放，摆到最低点时，恰好通过固定在铁架台上的光电门。 请回答下列问题。 （1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径________mm。 （2）某次实验中，测得O点与小球之间细线的长度为L，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球通过光电门的时间为t，小球的质量为m，当地的重力加速度为g，小球从释放点运动到最低点过程中，重力势能的减少量为________，动能的增加量为________，若二者在误差允许范围内相等，则可验证机械能守恒。均用m、g、t、L、d、表示 （3）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间t，作出图像，若图像为直线且斜率的绝对值________，则可验证机械能守恒。用m、g、t、L、d、表示 三、计算题（42分，13题10分，14题14分，15题18分） 13. 神舟飞船在绕地球飞行一段时间后进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。已知地球半径R，地面处的重力加速度g，引力常量为G。 (1)试求地球的质量表达式； (2)求飞船周期T的表达式。 14. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取。求： （1）小球经过A点的速度大小； （2）小球落地点与C点间的水平距离； （3）小球在A点时轨道对小球的压力大小。 15. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平平台上的固定弹射器和两个半径均为的“S”形圆弧轨道ABC、水平直轨道CD、EF、传送带DE以及竖直挡板FG组成，轨道各部分平滑连接。为两圆弧轨道圆心，连线与竖直线间的夹角均为，且A、C两点切线水平。传送带DE长度，速度逆时针匀速转动。可视为质点的滑块质量，被弹射器由静止弹射，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块被弹射出去后从A点进入圆弧轨道，它与传送带之间的滑动摩擦因数，其余各处均不计摩擦。滑块碰到挡板立即被粘住，游戏结束。 （1）若滑块恰好不脱离“S”形圆弧轨道，求释放滑块时弹簧的弹性势能； （2）若滑块到达D点时速度，求滑块通过传送带过程中，滑块与传送带产生的热量； （3）设弹簧被压缩后具有的弹性势能为，其大小可随意调节，滑块撞击挡板前的瞬时速度为。在满足滑块不脱轨的前提下，求与的函数关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $