精品解析：上海市延安中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

上海市延安中学2024学年第二学期期中考试 高一年级物理试卷 （考试时间：60分钟满分100分 本卷g取10m/s） 一、单选题（1-8题每题3分，9-10题每题4分，共32分） 1. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 功率大说明物体做功多 B. 功率大说明物体做功快 C. 功率大说明物体做功时间长 D. 功率大说明物体做功时间短 【答案】B 【解析】 【详解】AB．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机器做功快，但做功不一定多，故A错误，B正确； CD．根据可知，功率大的物体做功时间不一定长，故CD错误。 故选B。 2. 物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 速度不变 B. 合力不变 C. 在任意相等时间内速度的变化量都相等 D. 向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量 【答案】D 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，但是方向时时刻刻在变，故A错误； B．合力提供向心力，方向不断变化，故B错误； C．在任意相等时间内速度的变化量，即向心加速度，方向不断改变，故C错误； D．向心加速度只改变速度的方向，故它是描述线速度方向变化快慢的物理量，故D正确。 故选D。 3. 假设“天和核心舱”在离开地面飞向太空时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】“天和核心舱” 沿曲线从M点向N点飞行的过程中，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。 故选C。 4. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 衣物和水都做圆周运动 B. 衣物和水都做离心运动 C. 衣物运动到最高点点时脱水效果更好 D. 衣物运动到最低点点时脱水效果更好 【答案】D 【解析】 【详解】AB．衣物受到筒的支持力和重力，做高速圆周运动，水所受合力不足以提供向心力，做离心运动，故AB错误； CD．根据牛顿第二定律，在最低点有 在最高点有 则 衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故C错误，D正确。 故选D。 5. 中国空间站在距离地面的轨道上做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 空间站中的物体处于悬浮状态，是因为没有受到地球引力作用 B. 在空间站中，可以用托盘天平测出物体的质量 C. 在空间站中，宇航员可以用拉力器健身 D. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．空间站中的物体处于悬浮状态，是因为受到地球引力作用提供物体绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，故A错误； B．在空间站中，物体处于完全失重状态，不可以用托盘天平测出物体的质量，故B错误； C．在空间站中，拉力器通过形变产生拉力，所以宇航员可以用拉力器健身，故C正确； D．卫星绕地球做匀速圆周运动，由 可得 地球第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，所以空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选C。 6. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成匀速转动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的加速度相同 B. Q点的加速度沿方向 C. Q点在竖直方向做匀速运动 D. Q点在水平方向做匀速运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．依题意，杆始终保持水平，P、Q两点相对静止，二者具有相同的加速度，杆绕O点匀速转动，它们的加速度均沿方向。故A正确；B错误； C．Q点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为 则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动。故C错误； D．Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为 则可看出Q点在水平方向是变速运动。故D错误。 故选A。 7. 一项新的研究表明，由于潮汐引力，地球的自转速度在变慢，月球也正以每年3.8cm的速度远离地球．若不考虑其他变化，则在遥远的未来 A. 月球绕地球运行的周期将变短 B. 月球表面的重力加速度将变大 C. 地球的第一宇宙速度将变小 D. 地球静止卫星的高度将变大 【答案】D 【解析】 【详解】A. 月球绕着地球做匀速圆周运动，故： 解得：，随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误； B.月球表面的重力加速度 ，不变，故B错误． C.第一宇宙速度 ，因为轨道半径不变，地球质量不变，所以第一宇宙速度不变，故C错误． D. 地球自转周期增加，故自转角速度变小，故静止卫星的角速度变小，静止卫星的周期变大，根据可知，轨道半径变大，故高度增大，故D正确． 8. 如图所示，人站在台秤上，手拿轻绳一端，轻绳另一端系着小球。小球绕轻绳的端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点b，a、c两点连线水平且过圆心，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零 B. 小球在、、三个位置时，台秤的示数相同 C. 小球从点到点的过程中，拉力的功率先变小后变大 D. 小球从点到点的过程中，拉力的功率先变大后变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球恰好能通过圆轨道最高点b，重力提供向心力，有 解得 故A错误； B．将人、轻绳及小球视为一整体，以整体为研究对象，小球在、、三个位置时，在竖直方向上小球的加速度均向下大小为g，台秤的支持力为N，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，对台秤的压力均为Mg，台秤的示数相同，故B正确； CD．小球从a点到c点的过程中，由于拉力与速度始终垂直，拉力功率始终为零，故CD错误； 故选B。 9. 河外星系中两黑洞A、B以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便，简化为如图所示的示意图，黑洞A、B均可看成球体，。若两黑洞间的距离一定，把黑洞B上的部分物质移到黑洞A上，下列说法正确的是（　　） A. 它们之间的引力可能变大 B. 黑洞A的运行速度可能变大 C. 它们运行的周期可能变大 D. 它们运行的周期可能变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．设它们相距为L，角速度相等为，根据万有引力提供向心力有 可得 则当B质量减小，A的质量增加时，两个质量的乘积变大，它们之间的引力可能变大，故A正确； BCD．由 结合 解得 由于总质量不变，则运行的周期不变，A的质量增大时，轨道半径减小，根据 可知黑洞A的运行速度减小，故BCD错误； 故选A。 10. 如图所示，轻绳绕过光滑定滑轮系着箱子，在轻绳的另一端施加适当的拉力，恰好使箱子在动摩擦因数处处相同的水平地面上做匀速运动，下列说法错误的是（　　） A. 点速率不断减小 B. 拉力可能先变小再变大 C. 箱子受到地面的支持力先变大再变小 D. 拉力的功率不断减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．箱子受重力G、支持力、摩擦力f、绳子的拉力F的作用。箱子在水平地面上做匀速运动那么随着箱子向右运动，绳子与水平面间的夹角变大，则绳子的速度 变小，所以O点速率变小，故A正确，不符合题意； BC．由物体匀速滑动可得物体受力平衡，有、 解得、 随着箱子向右运动，绳子与水平面间的夹角变大，变小，时，且逐渐变大过程中，拉力F先减小后增大，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意； D．拉力F的功率为 随着箱子向右运动，绳子与水平面间的夹角变大，P变小，故D正确，不符合题意。 此题选择错误选项，故选C。 二、填空题（每空2分，共22分） 11. 物体受到两个相互垂直的力和发生了一段位移，其中对物体做功3J，物体克服力做功4J，则这两个力的总功为_____J，力_____做功多（选填：、）。 【答案】 ①. -1 ②. F2 【解析】 【详解】[1]功是标量，这两个力的总功为J+3J=-1J [2]力做的功多。 12. 如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍，两轮中心到A、C的距离相等，则A、B、C三点线速度之比是_____，向心加速度之比是_____。 【答案】 ① 2∶2∶1 ②. 4∶2∶1 【解析】 【详解】[1] A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知A、B两点线速度大小相等；B、C两点同轴转动，所以B、C两点角速度相等，根据，可知B、C两点线速度之比为 则A、B、C三点线速度之比为 [2]根据，可知A、B两点角速度之比 则A、B、C三点角速度之比为 根据 可得A、B、C三点向心加速度之比为 13. 宇宙中有一孤立星系，中心天体的周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星I、III运行的圆轨道半径分别为、，行星II运行的椭圆轨道半长轴，且与行星I轨道在点相切，行星II轨道距中心天体最远处为，则行星II、III的运行周期之比为_____，行星I、II在点的加速度之比为_____，行星II在、两点的速率之比为_____。 【答案】 ①. 1∶1 ②. 1∶1 ③. 【解析】 【详解】[1]根据开普勒第三定律可得 可得 [2]根据牛顿第二定律 解得 又因为行星I、II在点时到中心天体的距离相等，所以 [3]分别在、两点附近取很小的一段相等的时间，则行星与中心天体在连线扫过的面积近似可看成扇形，根据开普勒第二定律有 解得 14. 将地球看成一个半径为的圆球，在北极用弹簧秤将一个物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧秤弹力大小为；在赤道，用弹簧秤将同一物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧秤弹力大小为。已知地球自转周期为，引力常量为，则该物体的质量为_____，地球的质量为_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2] 设地球质量为M，物体质量为m，在北极，万有引力等于重力即等于弹簧秤的示数，有 在赤道处，万有引力减去重力的差值提供向心力，所以有， 联立解得、 15. 如图（a）所示的圆盘上有一白点，盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，用频率为的频闪光去照射该盘。若频闪光频率略大于盘面旋转频率，则观察到在盘上的白点_____（选填：A.顺时针转动、B.逆时针转动、C.静止不动）；若能稳定地出现如图（b）所示的三个白点，则_____。 【答案】 ①. B（逆时针转动） ②. 或， 【解析】 【详解】[1] 盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，频闪光频率略大于盘面旋转频率，可知观察到在盘上的白点逆时针转动。 故选B。 [2] 如图所示 将已被观察到的三个白点位置分别记为A、B和C，时白点在A位置，那么白点在B或C位置的时刻应分别为， 其中圆盘旋转周期是 频闪周期满足 则有或， 三、实验题（每空2分，共10分） 16. “用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验装置如图所示。细线下面悬挂一个小钢球，细线上端固定于悬点。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，圆心位于悬点的正下方。悬点位置不变，调整细线长度，设法使钢球沿纸上的某个圆周运动且恰好与纸面无挤压。实验步骤如下： ①用秒表记下钢球运动圈的时间。 ②通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径，并用天平测出钢球质量。 ③测出悬点到球心的竖直高度，用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式_____，钢球所受合力的表达式_____。 ④在误差允许的范围内，看与是否相等，验证向心力的表达式是否成立。 （1）实验步骤③中，_____，_____。 （2）实验步骤②中，钢球质量测量值是否准确将_____实验结果。（选填：A.影响、B.不影响） 钢球在纸面上匀速圆周运动的半径越大，它的线速度_____，周期_____。（选填：A.越大、B.越小、C.不变） 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. B ②. A ③. C 【解析】 【小问1详解】 [1]钢球运动的周期为 则钢球所需的向心力为 [2]钢球的受力如图所示 钢球所受合力的表达式为 【小问2详解】 [1]由于看与是否相等，验证向心力的表达式是否成立，钢球质量可以约去，所以，钢球质量测量值是否准确不不影响实验结果。 故选B。 [2][3]以钢球为对象，根据牛顿第二定律可得 可得， 可知钢球在纸面上匀速圆周运动的半径越大，它的线速度越大，周期不变。 故分别选A、C。 四、计算题 17. “天问一号”环绕器在火星探测任务中，分饰了飞行器、通信器和探测器三大角色，创下多项国内外首次记录。若已知环绕器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为、周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星的自转，求： （1）火星的质量； （2）火星表面的重力加速度大小； （3）火星的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 环绕器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可得 解得火星的质量为 【小问2详解】 根据万有引力与重力的关系有 结合质量表达式可得 【小问3详解】 根据第一宇宙速度有 解得 五、综合题（24分） 张老师骑电动自行车上下班。张老师的质量，电动自行车质量、其电动机最大输出功率为。 18. 上坡时，坡度越大，车对坡面的压力越_____。（选填：A.越小B.越大） 19. 如图为平直路面的路口，①为张老师上班的路，②为张老师下班的路，经过两条线路时的速度大小相同。 （1）在线路①上所受向心力_____在线路②上所受向心力。（选填： A.小于、B.大于、C.等于） （2）提供向心力的是_____。（选填：A.摩擦力、B.重力、C.弹力） 20. 根据电动车新国标等规定，将非机动车（如电动自行车）的最高时速限制在25公里以内。张老师骑电动车以最高限速通过一段半径为的凹形路面最低点时，电动车对路面的压力为_____N。 21. 骑车过程中受到的路面阻力和空气阻力总计为，坡道倾角且足够长。若张老师不用脚蹬助力，以的初速度和电动机的最大输出功率驶上此坡道，试分析她的运动情况，并求出刚上坡道时的加速度大小以及在坡道上的最小速度。 【答案】18. A 19. ①. B ②. A 20. 1206.1 21. 运动情况见解析，， 【解析】 【18题详解】 设坡倾角为，则车对坡面的压力为 坡度越大，即越大，则越小，即车对坡面的压力越小。 故选A。 【19题详解】 （1）[1]根据牛顿第二定律可得 在线路①的半径小于线路②的半径，所以线路①的向心力大。 故选B。 （2）[2]摩擦力提供向心力。 故选A。 【20题详解】 电动车的最大速度为 根据牛顿第二定律 解得路面对电动车的支持力大小为 根据牛顿第三定律可得，电动车对路面的压力为 【21题详解】 刚上坡时，初始时的牵引力 根据牛顿第二定律 解得 方向沿坡面向下。 张老师上坡过程中，根据牛顿第二定律 其中，牵引力大小为 解得 电动机的输出功率不变，所以，电动车的速度减小，牵引力增大，加速度减小，最终趋于匀速。趋于匀速时，速度最小，此时 最小速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市延安中学2024学年第二学期期中考试 高一年级物理试卷 （考试时间：60分钟满分100分 本卷g取10m/s） 一、单选题（1-8题每题3分，9-10题每题4分，共32分） 1. 关于功率，下列说法正确的是（　　） A. 功率大说明物体做功多 B. 功率大说明物体做功快 C. 功率大说明物体做功时间长 D. 功率大说明物体做功时间短 2. 物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 速度不变 B. 合力不变 C. 在任意相等时间内速度的变化量都相等 D. 向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量 3. 假设“天和核心舱”在离开地面飞向太空时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（　　） A. B. C. D. 4. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 衣物和水都做圆周运动 B. 衣物和水都做离心运动 C. 衣物运动到最高点点时脱水效果更好 D 衣物运动到最低点点时脱水效果更好 5. 中国空间站在距离地面的轨道上做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 空间站中的物体处于悬浮状态，是因为没有受到地球引力作用 B. 在空间站中，可以用托盘天平测出物体的质量 C. 在空间站中，宇航员可以用拉力器健身 D. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度 6. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成匀速转动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的加速度相同 B. Q点的加速度沿方向 C. Q点在竖直方向做匀速运动 D. Q点在水平方向做匀速运动 7. 一项新的研究表明，由于潮汐引力，地球的自转速度在变慢，月球也正以每年3.8cm的速度远离地球．若不考虑其他变化，则在遥远的未来 A. 月球绕地球运行的周期将变短 B. 月球表面的重力加速度将变大 C. 地球的第一宇宙速度将变小 D. 地球静止卫星的高度将变大 8. 如图所示，人站在台秤上，手拿轻绳一端，轻绳另一端系着小球。小球绕轻绳的端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点b，a、c两点连线水平且过圆心，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零 B. 小球在、、三个位置时，台秤的示数相同 C. 小球从点到点的过程中，拉力的功率先变小后变大 D. 小球从点到点的过程中，拉力的功率先变大后变小 9. 河外星系中两黑洞A、B以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便，简化为如图所示的示意图，黑洞A、B均可看成球体，。若两黑洞间的距离一定，把黑洞B上的部分物质移到黑洞A上，下列说法正确的是（　　） A. 它们之间的引力可能变大 B. 黑洞A的运行速度可能变大 C. 它们运行的周期可能变大 D. 它们运行的周期可能变小 10. 如图所示，轻绳绕过光滑定滑轮系着箱子，在轻绳的另一端施加适当的拉力，恰好使箱子在动摩擦因数处处相同的水平地面上做匀速运动，下列说法错误的是（　　） A. 点速率不断减小 B 拉力可能先变小再变大 C. 箱子受到地面支持力先变大再变小 D. 拉力的功率不断减小 二、填空题（每空2分，共22分） 11. 物体受到两个相互垂直的力和发生了一段位移，其中对物体做功3J，物体克服力做功4J，则这两个力的总功为_____J，力_____做功多（选填：、）。 12. 如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍，两轮中心到A、C的距离相等，则A、B、C三点线速度之比是_____，向心加速度之比是_____。 13. 宇宙中有一孤立星系，中心天体的周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星I、III运行的圆轨道半径分别为、，行星II运行的椭圆轨道半长轴，且与行星I轨道在点相切，行星II轨道距中心天体最远处为，则行星II、III的运行周期之比为_____，行星I、II在点的加速度之比为_____，行星II在、两点的速率之比为_____。 14. 将地球看成一个半径为的圆球，在北极用弹簧秤将一个物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧秤弹力大小为；在赤道，用弹簧秤将同一物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧秤弹力大小为。已知地球自转周期为，引力常量为，则该物体的质量为_____，地球的质量为_____。 15. 如图（a）所示的圆盘上有一白点，盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，用频率为的频闪光去照射该盘。若频闪光频率略大于盘面旋转频率，则观察到在盘上的白点_____（选填：A.顺时针转动、B.逆时针转动、C.静止不动）；若能稳定地出现如图（b）所示的三个白点，则_____。 三、实验题（每空2分，共10分） 16. “用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验装置如图所示。细线下面悬挂一个小钢球，细线上端固定于悬点。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，圆心位于悬点的正下方。悬点位置不变，调整细线长度，设法使钢球沿纸上的某个圆周运动且恰好与纸面无挤压。实验步骤如下： ①用秒表记下钢球运动圈的时间。 ②通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径，并用天平测出钢球质量。 ③测出悬点到球心的竖直高度，用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式_____，钢球所受合力的表达式_____。 ④在误差允许的范围内，看与是否相等，验证向心力的表达式是否成立。 （1）实验步骤③中，_____，_____ （2）实验步骤②中，钢球质量测量值是否准确将_____实验结果。（选填：A.影响、B.不影响） 钢球在纸面上匀速圆周运动的半径越大，它的线速度_____，周期_____。（选填：A.越大、B.越小、C.不变） 四、计算题 17. “天问一号”环绕器在火星探测任务中，分饰了飞行器、通信器和探测器三大角色，创下多项国内外首次记录。若已知环绕器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为、周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星的自转，求： （1）火星的质量； （2）火星表面的重力加速度大小； （3）火星第一宇宙速度。 五、综合题（24分） 张老师骑电动自行车上下班。张老师的质量，电动自行车质量、其电动机最大输出功率为。 18. 上坡时，坡度越大，车对坡面的压力越_____。（选填：A.越小B.越大） 19. 如图为平直路面的路口，①为张老师上班的路，②为张老师下班的路，经过两条线路时的速度大小相同。 （1）在线路①上所受向心力_____在线路②上所受向心力。（选填： A.小于、B.大于、C.等于） （2）提供向心力的是_____。（选填：A.摩擦力、B.重力、C.弹力） 20. 根据电动车新国标等规定，将非机动车（如电动自行车）的最高时速限制在25公里以内。张老师骑电动车以最高限速通过一段半径为的凹形路面最低点时，电动车对路面的压力为_____N。 21. 骑车过程中受到的路面阻力和空气阻力总计为，坡道倾角且足够长。若张老师不用脚蹬助力，以的初速度和电动机的最大输出功率驶上此坡道，试分析她的运动情况，并求出刚上坡道时的加速度大小以及在坡道上的最小速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $