精品解析：陕西省商洛市洛南中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

陕西省洛南中学 2024-2025学年度第二学期期中考试 高一物理试题 一、单选题（1-7为单选，每题4分，8-10为多选，每题6分，选对一个给3分，有错选或多选给0分，总共46分） 1. 一个物体在三个恒力的共同作用下做匀速直线运动。若保持不变突然撤去，则该物体之后（　　） A. 可能做匀变速曲线运动 B. 不可能继续做直线运动 C. 可能继续做匀速直线运动 D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等 2. 如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴O，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，分别为转盘甲、乙、丙边缘的点，且。现计转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（　　） A. 的线速度大小之比为 B. 的角速度之比为 C. 的向心加速度大小之比为 D. 的周期之比 3. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 4. 若航天员在月球表面附近高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球运动的水平位移大小为L。若月球可视为均匀的天体球，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度 B. 月球的质量 C. 月球的第一宇宙速度 D. 月球的平均密度 5. 如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 力做功大小为 B. 力做功大小为 C. 力的功率先增大后减小 D. 克服重力做功的功率先增大后减小 6. 如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物块受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度匀速上升了高度。已知物块与斜面间的动摩擦因数为、重力加速度为。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 合力对物块做功为恒力与摩擦力对物块做功之和 B. 合力对物块做功为 C. 摩擦力对物块做功为 D. 恒力与摩擦力对物块做功之和为 7. 如图所示，两个小球A、B固定在一根轻质直角尺的两端，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，直到B运动到最高点过程中（　　） A. 释放瞬间杆对A没有作用力 B. 释放瞬间杆对B的作用力方向水平向左 C. 在加速阶段，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率 D. 在减速阶段，A、B减小的动能等于B增大的重力势能 8. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c三物体，都仅由万有引力提供向心力 B. 周期关系为Ta＝Tc＞Tb C. 线速度的大小关系为va＜vb＜vc D. 向心加速度的大小关系为ab＞ac＞aa 9. 如图所示，一根长为L的轻杆，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是（　　） A. A、B的线速度相同 B. A、B的角速度相同 C. 轻杆转动的角速度为 D. 小球A的线速度大小为 10. 从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零势面，上升过程中该物体的机械能和重力势能随离开地面的高度h的变化如图所示，g取由图中数据可得（　　） A. 物体质量 B. 抛出时物体的速率为 C. 上升经过时，物体的动能为 D. 从抛出至达到最高点的过程中，物体的动能减少 二、实验题（每空2分，总共18分） 11. 某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母） A. 对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B. 将打点计时器接到直流电源上 C. 将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D. 先释放纸带，再接通打点计时器电源 （2）实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度______。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为______J。（结果保留两位有效数字） （3）乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B. 将打下O点时重物的速度记为0 C. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量表示） 三、解答题（36分） 12. 如图所示，质量为m=3kg的木块在倾角θ=37°的足够长的斜面上静止开始下滑，且木块与斜面的动摩擦因数为0.5。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；g=10m/s2），求： （1）前4s内重力做的功； （2）前4s内重力的平均功率； （3）4s末重力的瞬时功率。 13. 如图所示，从距离光滑地面高H=20m 处以初速度 40m/s水平抛出物体A，与此同时，物体B 以10m/s的初速度同方向滑出， A、B均可视为质点，重力加速度 g=10m/s²。 （1）求A落地的用时为多少； （2）求A落地时瞬时速度的大小和方向（可以用正切表示）； （3）求A与B水平距离x为多少时开始水平抛出A物体，能使A和B物体恰好相碰? 14. 如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量为m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C做平抛运动。已知导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。 （1）求小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小； （2）求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能； （3）若仅改变AB的长度L，其他条件不变，要使小滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省洛南中学 2024-2025学年度第二学期期中考试 高一物理试题 一、单选题（1-7为单选，每题4分，8-10为多选，每题6分，选对一个给3分，有错选或多选给0分，总共46分） 1. 一个物体在三个恒力的共同作用下做匀速直线运动。若保持不变突然撤去，则该物体之后（　　） A. 可能做匀变速曲线运动 B. 不可能继续做直线运动 C. 可能继续做匀速直线运动 D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．物体做匀速直线运动的速度方向与F3的方向关系不明确，可能是相同、相反或不在同一条直线上，故保持不变突然撤去，则该物体之后可能做匀变速曲线运动，或匀变速直线运动，不可能继续做匀速直线运动，故A正确，BC错误； D．保持不变突然撤去，即之后的合力大小为，方向与的方向相反，故物体所受的合外力为恒力，根据牛顿第二定律可知 物体的加速度恒定不变，根据 可知在相等时间内速度的变化量一定相等，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴O，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，分别为转盘甲、乙、丙边缘的点，且。现计转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（　　） A. 的线速度大小之比为 B. 的角速度之比为 C. 的向心加速度大小之比为 D. 的周期之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据传动特点，可知， 根据 可得 则A、B、C三点的线速度大小之比为，故A错误； B．根据 可得 则A、B、C三点的角速度大小之比为，故B错误； C．根据 结合前面选项分析，可得A、B、C三点的向心加速度大小之比为，故C正确； D．根据 可得A、B、C三点的周期大小之比为，故D错误； 故选C。 3. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，由万有引力公式可得，未挖去之前，球体和质点间的引力为 挖去部分球体和质点间的引力为 由公式及可得 则有 剩余部分对的万有引力为 故选D。 4. 若航天员在月球表面附近高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球运动的水平位移大小为L。若月球可视为均匀的天体球，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面的重力加速度 B. 月球的质量 C. 月球的第一宇宙速度 D. 月球的平均密度 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平抛运动特点有， 解得月球表面的重力加速度 故A错误； B．在月球表面，万有引力等于重力，则有 将代入上式得月球的质量 故B错误； C．根据万有引力提供向心力 将代入上式得月球的第一宇宙速度 故C错误； D．月球的平均密度 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧竖直固定，最低点放置一质量为的物块，可视为质点。物块在方向始终沿圆弧切线的推力作用下由运动到，力大小恒为。对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 力做功大小为 B. 力做功大小为 C. 力的功率先增大后减小 D. 克服重力做功的功率先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于力F方向始终沿圆弧切线，且大小恒为mg ，根据变力做功的计算方法，这里可以用微元法。把圆弧分成很多小段，每一小段上力F做的功（是每一小段的弧长） 则力F做功的大小 故A错误，B正确； C．从A到B过程，F始终大于重力沿切线方向的分力，所以物体一直在做加速运动，速度一直在增大，根据（F与v始终夹角为） 可知F的功率一直在增大，故C错误； D．设重力方向与速度方向夹角，题图可知，对于该运动过程，从增大到，则克服重力做功的功率 可知一直在增大，v也在增大，故克服重力做功的功率一直增大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物块受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度匀速上升了高度。已知物块与斜面间的动摩擦因数为、重力加速度为。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 合力对物块做功为恒力与摩擦力对物块做功之和 B. 合力对物块做功为 C. 摩擦力对物块做功为 D. 恒力与摩擦力对物块做功之和为 【答案】D 【解析】 【详解】A．合力对物块做功为恒力与摩擦力以及重力对物块做功之和，故A错误； B．因物块匀速上升，根据动能定理可知合力对物块做功为零，故B错误； C．摩擦力对物块做功为 故C错误； D．根据动能定理 可知 即恒力与摩擦力对物块做功之和为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两个小球A、B固定在一根轻质直角尺的两端，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，直到B运动到最高点过程中（　　） A. 释放瞬间杆对A没有作用力 B. 释放瞬间杆对B的作用力方向水平向左 C. 在加速阶段，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率 D. 在减速阶段，A、B减小的动能等于B增大的重力势能 【答案】C 【解析】 【详解】C．以两个小球A、B为系统，由于只有重力对系统做功，系统满足机械能守恒，则在加速阶段，小球B增加的机械能等于A减少的机械能，根据功能关系可知，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率，故C正确； AB．释放瞬间，由于球A的机械能减小，所以杆对A要做负功，杆对A有作用力；释放瞬间杆对B的作用力有水平向左的分力，还有竖直向上的分力，所以杆对B的作用力方向斜向上偏左，故AB错误； D．在减速阶段，根据系统机械能守恒可知，A、B减小的动能等于A、B系统增大的重力势能，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c三物体，都仅由万有引力提供向心力 B. 周期关系为Ta＝Tc＞Tb C. 线速度的大小关系为va＜vb＜vc D. 向心加速度的大小关系为ab＞ac＞aa 【答案】BD 【解析】 【详解】A．b、c围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力。a为地球赤道上的物体，由万有引力和地面给的支持力的合力提供向心力，故A错误； B．c为地球同步卫星，a为地球赤道上的物体，两者的周期与地球自转周期相等。对于b、c，根据开普勒第三定律，可得 由图可知rb＜rc 则得Tb＜Tc 所以周期关系为Ta＝Tc＞Tb 故B正确； C．根据v＝ωr a、c角速度相等，a的轨道半径比c半径的小，可得va＜vc 对于b、c，由万有引力提供向心力，有 解得 c的轨道半径大于b的轨道半径，则vc＜vb 所以线速度的大小关系为va＜vc＜vb 故C错误； D．根据向心加速度公式a＝ω2r a、c角速度相等，a的运动半径比c的半径小，则有ac＞aa 对于b、c，根据牛顿第二定律，可得 解得 由于c的轨道半径大于b的轨道半径，则c的加速度小于b的加速度，所以有ab＞ac＞aa 故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，一根长为L的轻杆，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是（　　） A. A、B的线速度相同 B. A、B的角速度相同 C. 轻杆转动的角速度为 D. 小球A的线速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．A、B两点都在杆上，所以A、B的角速度相同，根据 可知A、B的线速度大小不相等，故A错误，B正确； CD．此时B点的线速度大小为 则轻杆转动的角速度为 小球A的线速度大小为 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零势面，上升过程中该物体的机械能和重力势能随离开地面的高度h的变化如图所示，g取由图中数据可得（　　） A. 物体质量 B. 抛出时物体的速率为 C. 上升经过时，物体的动能为 D. 从抛出至达到最高点的过程中，物体的动能减少 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意，由图可知，当时，物体的重力势能为，由公式可得，物体质量为 故A错误； B．根据题意，由图可知，当时，物体的重力势能为零，则物体的机械能等于物体的动能，即物体抛出时的动能为，由公式可得，抛出时物体的速率为 故B错误； C．由图可知，物体的机械能与高度的关系式为 可知，当时，物体的机械能为 由公式可得，当时，物体的重力势能为 则此时物体的动能为 故C正确； D．根据题意，由图可知，当时，物体的机械能等于物体的重力势能，则此时物体的动能为零，则从抛出至达到最高点的过程中，物体的动能减少量为 故D正确。 故选CD。 二、实验题（每空2分，总共18分） 11. 某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母） A. 对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B. 将打点计时器接到直流电源上 C. 将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D. 先释放纸带，再接通打点计时器电源 （2）实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为，重物质量，当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度______。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为______J。（结果保留两位有效数字） （3）乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母） A. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B. 将打下O点时重物的速度记为0 C. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量表示） 【答案】（1）BD （2） ①. 1.5 ②. 0.35 （3）B （4） 【解析】 【小问1详解】 A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验，以减小阻力影响，选项A正确； B．将打点计时器接到交流电源上，选项B错误； C．将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔，选项C正确； D．先接通打点计时器电源，再释放纸带，选项D错误。 题目选择不当步骤，故选BD。 【小问2详解】 [1][2]打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度 从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 【小问3详解】 A．由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，会造成重物的重力势能减少量总是大于其动能增加量，选项A错误； B．若打下O点时的速度不为零，而将打下O点时重物的速度记为0，则会造成重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项B正确； C．采用多次实验取平均值的方法会产生偶然误差，不一定会重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，选项C错误。 故选B。 【小问4详解】 选择质量m为研究对象，若机械能守恒则满足 其中h为瓶内水的液面到出口的高度；水射出后做平抛运动，则由x=v0t， 可得 则只需验证 需要测量的物理量：瓶内水的液面到出口的高度h；水射出后做平抛运动水平射程x和竖直高度y。 三、解答题（36分） 12. 如图所示，质量为m=3kg的木块在倾角θ=37°的足够长的斜面上静止开始下滑，且木块与斜面的动摩擦因数为0.5。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；g=10m/s2），求： （1）前4s内重力做的功； （2）前4s内重力的平均功率； （3）4s末重力的瞬时功率。 【答案】（1）288J （2）72W （3）144W 【解析】 【小问1详解】 木块下滑过程，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 则前4s木块的位移为 前4s内重力做的功 【小问2详解】 前4s内重力的平均功率为 解得 【小问3详解】 4s末木块的速度为 4s末重力的瞬时功率为 解得 13. 如图所示，从距离光滑地面高H=20m 处以初速度 40m/s水平抛出物体A，与此同时，物体B 以10m/s的初速度同方向滑出， A、B均可视为质点，重力加速度 g=10m/s²。 （1）求A落地的用时为多少； （2）求A落地时瞬时速度的大小和方向（可以用正切表示）； （3）求A与B水平距离x为多少时开始水平抛出A物体，能使A和B物体恰好相碰? 【答案】（1）2s；（2），；（3）60m 【解析】 【详解】（1）物体A做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有 得 代入数据得 （2）A落地时竖直方向瞬时速度的大小 瞬时速度的大小 得 ， A落地时瞬时速度与水平方向夹角的正切值为 （3）物体A的水平位移为 物体B的位移为 若使A和B物体恰好相碰，则开始水平抛出A物体时，A与B水平距离为 14. 如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量为m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C做平抛运动。已知导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。 （1）求小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小； （2）求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能； （3）若仅改变AB的长度L，其他条件不变，要使小滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。 【答案】（1）6N；（2）5J；（3）或 【解析】 【详解】（1）小滑块恰好能通过最高点，有 解得 从到根据动能定理有 解得 在点，对小滑块有 解得 根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处点的压力大小为6N。 （2）设弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能为，根据能量守恒定律有 解得 （3）当小滑块恰好能通过最高点做平抛运动时，的长度为20m，则有； 当小滑块运动到与圆心等高时速度为零，从到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得 解得 小滑块恰好到达点时，根据能量守恒定律可得 解得 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $