精品解析：河南省实验中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

河南省实验中学2024——2025学年下期期中试卷 高一年级 物 理 （时间：75分钟，满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。） 1. 体育课上两位同学在室内羽毛球场进行羽毛球比赛，羽毛球在空中上升的运动轨迹如图中虚线所示，羽毛球加速度方向示意图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为，成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为，运动员可视为质点，不计空气阻力。则等于（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （　　） A P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3 4. 如图所示，a是地球赤道上的一点，t＝0时刻在a的正上空有b、c、d三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中c是地球同步卫星。设卫星b绕地球运行的周期为T，则在时刻这些卫星相对a的位置最接近实际的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 安装时A端比B端更远离圆心 B. 高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光 C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 6. 如图所示，两个质量均为0.1kg 的小木块a和b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为0.5m，b与转轴OO'的距离为1.5m。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的0.8倍，取重力加速度g=10 m/s2，圆盘绕转轴以2rad/s的角速度匀速转动。下列说法正确的是（　　） A. a受到的摩擦力大小为0.1N B. b正在远离转轴 C. 改变圆盘绕转轴转动的角速度，b可能向转轴靠近 D. 若要使a相对圆盘运动，则圆盘绕转轴转动角速度应大于4rad/s 7. 如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们的高度相同。某同学先后通过长、短两种滑梯滑到底端的过程中，不计阻力，下列说法正确的是（　　） A. 沿长滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 B. 沿短滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 C. 沿长滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 D. 沿短滑梯滑到底端过程中，重力势能减少量大 8. 如图所示，直杆AB斜靠在墙角，∠ABO=53°，∠AOB=90°，AO=5m。现从距A点正下方1.8m的C点以初速度v0水平抛出一小球（可视为质点）。已知重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，空气阻力不计。若使小球不能碰到杆AB，则v0的值可能为（　　） A. 4m/s B. 4.4m/s C. 5m/s D. 6m/s 9. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（　　） A. 周期为t1－t0 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 10. 如图甲所示，在水平面上固定倾角为θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面底端静止一质量为m的物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随位移x变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。对于整个过程，下列说法正确的是（　　） A. 拉力对物块做功F0x0 B. 物块机械能一直增加 C. 物块的重力势能增加了0.6mgx0 D 物块克服摩擦力做功 二、实验题（本题共2小题，共14分。请按题目要求作答，把分析结果填在答题卡上。） 11. 某兴趣小组利用智能手机验证向心加速度与角速度、半径的关系。如图甲所示，用双股细绳将手机竖直悬挂，手机平面与水平面平行，用手搓动细绳带动手机旋转。利用手机内置传感器得到角速度和向心加速度。图乙为某次实验中利用手机软件绘制的图像。 （1）仅由图乙中的图像可以得到的结论是：半径一定时，增大转动的角速度，向心加速度______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）半径一定时，为了研究向心加速度和角速度定量关系，利用软件生成了图丙所示的图像，则横坐标应为______（选填“”或“”）； （3）下列哪种操作，可能对图丙中直线的斜率产生较大影响（　　） A. 增大手机的转速 B. 更换不同大小的手机 C. 改变手机转动的总时间 D. 改变细绳的长度 12. 用落体法验证机械能守恒定律，器材安装如图甲。正确实验操作后打出如图乙所示的纸带。已知打点计时器所用电源频率为f，根据纸带所给数据。 （1）打C点时重物速度为_________； （2）只要验证_____________等式成立，即可验证重物由O到C下落过程机械能守恒； （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因是______。 （4）某同学用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验，测得物体运动的速度v和对应下落的高度h，图像如图丙所示，由图像可知a的质量m1_____b的质量m2（选填“大于”或“小于”）。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 半径为R的光滑半圆轨道竖直放置，一小球以某一速度进入半圆轨道，通过最高点P时，小球对轨道的压力为其重力的一半，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球通过最高点P时的速度； （2）小球落地点到P点的水平距离。 14. 设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求： (1)行星表面的重力加速度g； (2)行星的密度； (3)行星的半径R。 15. 一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB＝m的小球B连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA＝m的小物块A连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，开始使小物块静止在直杆的C点，此时轻绳与水平面的夹角θ＝30°，直杆与定滑轮O1、O2的竖直距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球B运动过程中不会与直杆相碰。现将小物块从C点由静止释放，（已知：sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6）。 试求： （1）小物块从C点刚运动到D点时，轻绳与杆的夹角α＝53°，求A刚到达D点时小物块A与小球B的速度大小之比，及小物块A在D点时的速度vA的大小； （2）运动过程中小物块A的最大速度vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河南省实验中学2024——2025学年下期期中试卷 高一年级 物 理 （时间：75分钟，满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。） 1. 体育课上两位同学在室内羽毛球场进行羽毛球比赛，羽毛球在空中上升的运动轨迹如图中虚线所示，羽毛球加速度方向示意图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AD．羽毛球在空中做曲线运动，可知羽毛球所受合力产生的加速度应指向轨迹的凹侧，故AD错误； BC．羽毛球处于上升过程，速度在减小，可知所受合力产生的加速度与速度之间的夹角应为钝角，故B错误，C正确。 故选C。 2. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为，成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为，运动员可视为质点，不计空气阻力。则等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性知平抛运动的水平位移为，则有 解得 运动员通过最高点时的速度为 则有 则 故ABD错误，C正确，故选C。 3. 如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （　　） A. P1＝P3＞P2 B. P1＝P3＜P2 C. P1＜P2＜P3 D. P1＞P2＞P3 【答案】D 【解析】 【详解】设汽车质量为m，上坡与下坡的倾角分别为α和β，汽车所受阻力大小为f，根据平衡条件可得汽车在ab和bc段路面行驶时发动机的牵引力大小分别为 汽车cd段行驶时，若，则 若，则汽车将受到与运动方向相反的制动力作用才能匀速行驶，此时发动机的牵引力为0。综上所属可知 根据可得 故选D。 4. 如图所示，a是地球赤道上的一点，t＝0时刻在a的正上空有b、c、d三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中c是地球同步卫星。设卫星b绕地球运行的周期为T，则在时刻这些卫星相对a的位置最接近实际的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设b的周期为Tb， 轨道半径为rb，c的周期为Tc，轨道半径为rc，d的周期为Td，轨道半径为rd，根据开普勒第二定律有 因 则有 根据 可得 则在相同时间内b运动过的角度最大，d运动过的角度最小；又c是同步卫星，故c一直在a的正上方，故b比a、c超前，而a、c比d超前。 故选C。 5. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 安装时A端比B端更远离圆心 B. 高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光 C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 【答案】C 【解析】 【详解】A．要使物体做离心运动，MN接触，则，应该A端靠近圆心，故A错误； B．转速越大，所需要的向心力越大，弹簧拉伸越长，MN接触就会发光，不能说物体受到离心力，故B错误； C．在最低点时 解得 增大质量，可以使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确； D．在最高点时 匀速行驶时，最低点弹簧弹力大于最高点弹簧弹力，因此最高点不一定发光，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，两个质量均为0.1kg 的小木块a和b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为0.5m，b与转轴OO'的距离为1.5m。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的0.8倍，取重力加速度g=10 m/s2，圆盘绕转轴以2rad/s的角速度匀速转动。下列说法正确的是（　　） A. a受到摩擦力大小为0.1N B. b正在远离转轴 C. 改变圆盘绕转轴转动的角速度，b可能向转轴靠近 D. 若要使a相对圆盘运动，则圆盘绕转轴转动的角速度应大于4rad/s 【答案】D 【解析】 【详解】A.a随圆盘一起转动时所需的向心力大小为 a所受的摩擦力提供向心力，所以a受到的摩擦力大小为0.2N，故A错误； B. b随圆盘一起转动时所需的向心力大小为 b能够受到的最大静摩擦力大小为 所以b随圆盘一起做匀速圆周运动，到转轴的距离不变，故B错误； C.由于摩擦力方向永远和物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，且b在水平方向上只能受到摩擦力的作用，所以无论圆盘绕转轴转动的角速度如何改变，b都不可能向转轴靠近，故C错误； D.设当a所受摩擦力为最大静摩擦力时，圆盘的角速度为ω′，则有 解得，所以若要使a相对圆盘运动，则圆盘绕转轴转动的角速度应大于4rad/s，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们的高度相同。某同学先后通过长、短两种滑梯滑到底端的过程中，不计阻力，下列说法正确的是（　　） A. 沿长滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 B. 沿短滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大 C. 沿长滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 D. 沿短滑梯滑到底端过程中，重力势能的减少量大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据动能定理可得 解得 设滑梯与水平方向的夹角为，滑到底端时重力的瞬时功率为 由于短滑梯的倾角较大，则沿短滑梯滑到底端时，重力的瞬时功率大，故A错误，B正确； CD．由于长、短两种滑梯高度相同，则沿滑梯滑到底端过程中，重力做功相同，重力势能的减少量相同，故CD错误。 故选B。 8. 如图所示，直杆AB斜靠在墙角，∠ABO=53°，∠AOB=90°，AO=5m。现从距A点正下方1.8m的C点以初速度v0水平抛出一小球（可视为质点）。已知重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，空气阻力不计。若使小球不能碰到杆AB，则v0的值可能为（　　） A. 4m/s B. 4.4m/s C. 5m/s D. 6m/s 【答案】AB 【解析】 【详解】若小球刚与杆接触时的末速度与水平方向夹角为53°，设此时小球竖直方向下落高度为h，水平位移为x，则根据平抛运动相关推论有 由几何关系可得 联立解得 则 联立解得 CD错误，AB正确。 故选AB。 9. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（　　） A. 周期为t1－t0 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为 故A正确； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选AB。 10. 如图甲所示，在水平面上固定倾角为θ＝37°、底端带有挡板的足够长的斜面，斜面底端静止一质量为m的物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随位移x变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。对于整个过程，下列说法正确的是（　　） A. 拉力对物块做功F0x0 B. 物块机械能一直增加 C. 物块的重力势能增加了0.6mgx0 D. 物块克服摩擦力做功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图像可知，拉力对物块做功 选项A错误； B．根据功能关系可知，除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量，而其它力即外力F和摩擦力的合力，初始一段时间内外力沿斜面向上，摩擦力一直沿斜面向下，外力与摩擦力的合力沿斜面向上，即其它力做正功，机械能增大，之后外力小于摩擦力，外力与摩擦力的合力沿斜面向下，即其它力做负功，机械能减小，故B错误； C．重力势能的增加量为ΔEp=mgx0sin37°=0.6mgx0 故C正确； D．根据动能定理可知 克服摩擦力做功Wf=F0x0-0.6mgx0 故D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题，共14分。请按题目要求作答，把分析结果填在答题卡上。） 11. 某兴趣小组利用智能手机验证向心加速度与角速度、半径的关系。如图甲所示，用双股细绳将手机竖直悬挂，手机平面与水平面平行，用手搓动细绳带动手机旋转。利用手机内置传感器得到角速度和向心加速度。图乙为某次实验中利用手机软件绘制的图像。 （1）仅由图乙中的图像可以得到的结论是：半径一定时，增大转动的角速度，向心加速度______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）半径一定时，为了研究向心加速度和角速度的定量关系，利用软件生成了图丙所示的图像，则横坐标应为______（选填“”或“”）； （3）下列哪种操作，可能对图丙中直线的斜率产生较大影响（　　） A. 增大手机的转速 B. 更换不同大小的手机 C. 改变手机转动的总时间 D. 改变细绳的长度 【答案】（1）增大 （2） （3）B 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，半径一定时，增大转动的角速度，向心加速度增大。 【小问2详解】 由向心力表达式 可得 则半径一定时，图丙所示的图线为过原点的直线，则横坐标应为。 小问3详解】 根据 可知，图像斜率为手机的尺寸，则更换不同大小的手机可对图丙中直线的斜率产生较大影响，故ACD错误；B正确。 故选B。 12. 用落体法验证机械能守恒定律，器材安装如图甲。正确实验操作后打出如图乙所示的纸带。已知打点计时器所用电源频率为f，根据纸带所给数据。 （1）打C点时重物速度为_________； （2）只要验证_____________等式成立，即可验证重物由O到C下落过程机械能守恒； （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因是______。 （4）某同学用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验，测得物体运动的速度v和对应下落的高度h，图像如图丙所示，由图像可知a的质量m1_____b的质量m2（选填“大于”或“小于”）。 【答案】（1） （2） （3）重物和纸带运动过程中克服阻力做功，机械能减少 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 打C点时重物的速度为 【小问2详解】 若机械能守恒，则满足 代入并化简可得 【小问3详解】 大多数学生实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因是重物和纸带运动过程中克服阻力做功，机械能减少。 【小问4详解】 根据动能定理有 化简得 可知图像的斜率表示为 由图可知b的斜率小，则知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 半径为R的光滑半圆轨道竖直放置，一小球以某一速度进入半圆轨道，通过最高点P时，小球对轨道的压力为其重力的一半，不计空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球通过最高点P时的速度； （2）小球落地点到P点的水平距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在最高点P时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小球从P点飞出后，做平抛运动，设做平抛运动的时间为t，则 解得 因此小球落地点到P点的水平距离为 14. 设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求： (1)行星表面的重力加速度g； (2)行星的密度； (3)行星的半径R。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)行星表面的重力加速度为 (2)飞船在行星表面做圆周运动，万有引力等于向心力，则有 行星的密度 联立解得 (3) 飞船在行星表面做圆周运动，重力加速度等于向心加速度 解得行星的半径为 15. 一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB＝m的小球B连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA＝m的小物块A连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，开始使小物块静止在直杆的C点，此时轻绳与水平面的夹角θ＝30°，直杆与定滑轮O1、O2的竖直距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球B运动过程中不会与直杆相碰。现将小物块从C点由静止释放，（已知：sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6）。 试求： （1）小物块从C点刚运动到D点时，轻绳与杆的夹角α＝53°，求A刚到达D点时小物块A与小球B的速度大小之比，及小物块A在D点时的速度vA的大小； （2）运动过程中小物块A最大速度vm。 【答案】（1）vA ：vB ＝5∶3，vA＝ （2） 【解析】 【小问1详解】 小物块从C点刚运动到D点时，小物块A与小球B的速度关系为vB＝vAcos 53° 故vA ：vB ＝5∶3 小球B下降的高度为h＝－＝L 小物块A与小球B组成的系统机械能守恒，则有mBgh＝mBvB2＋mAvA2 联立方程，解得vA＝ 【小问2详解】 当小物块A运动到O1正下方时，A的速度达到最大，此时小球B的速度刚好为零，此时小球B下降的高度为h′＝－L＝L 根据机械能守恒定律，可得mBgh′＝mAvm2 解得vm＝ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$