精品解析：甘肃省兰州市第五十一中学2024-2025学年高一下学期阶段测试物理试卷

兰州五十一中2024～2025年度第二学期阶段测试试卷 高一物理 第I卷（43分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风突然停止，则其运动的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 2. 关于向心力的说法正确的是（　　） A. 向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B. 做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力 C. 做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 D. 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 3. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是（ ） A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为 C. 物体A减速上升 D. 绳子对物体A的拉力等于物体A的重力 4. 如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v­t图象如图乙所示，同时人顶杆沿水平地面运动的x­t图象如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是（　　） A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 猴子在2 s内做匀变速直线运动 C. t＝0时猴子的速度大小为8 m/s D. t＝2 s时猴子的加速度为4 m/s2 5. 教材中有一皮带传动装置的示意图如图所示，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，关于A、B、C、D点的线速度和角速度的大小关系，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，可视为质点的物块用长为的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端连接在通过转盘轴心与盘固定在一起的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为，且，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小为。现让整个装置（含物块）以竖直杆为轴转动，物块与盘保持相对静止，角速度从零逐渐增大到后，保持匀速转动，当时，绳子拉力大小为（　　） A. 0 B. C. D. 7. 如图甲所示，我国第三艘航母福建舰正在进行顺时针急转弯训练，航母的运动可视作水平面内的匀速圆周运动，运动半径为R。航母在运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板法线与竖直方向夹角为θ，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止。假设航母的运动半径R、夹角θ不随航速改变，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小物块可能只受重力、支持力两个力作用 B. 甲板对小物块的支持力大小 C. 甲板对小物块的作用力方向为竖直向上 D. 航母的航速越大，小物块受到的摩擦力越大 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，漏选得3分，不选或错选得0分，共15分。） 8. 山崖边的公路常常称为最险公路。如图所示，外圈临悬崖，一辆汽车欲安全下坡通过此弯道公路，下列说法 正确的是（　　） A. 若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全 B. 若汽车以大小恒定的线速度转弯，选择外圈较为安全 C. 汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用 D. 汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 9. 如图所示，某人在斜面底端的正上方某高度处水平抛出两个物体甲、乙，分别落在A、B两处，不计空气阻力，则以下判断正确的是（　　） A. 甲物体空中运动时间更长 B. 甲物体的初速度更大 C. 甲物体落到斜面时的速度偏转角更大 D. 两个物体在空中运动过程中单位时间内的速度变化量相同 10. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在位置的角速度不等于在位置时的角速度 D. 如图d，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 第II卷（57分） 三、实验填空题（本大题共2小题，每空2分，共12分。） 11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________ A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想化模型法 （2）在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，、到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，标尺上的等分格显示左、右两个小球所受向心力的比值为，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________ 12. 在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 （1）甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A. 用天平测量平抛小球的质量 B. 每次从斜槽上不同位置释放小球 C. 保证斜槽的末端水平 D. 保持木板竖直 （2）甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A. B. C. D. （3）图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔________；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） 四、解答题（本大题共3小题，共45分。） 13. 小明驾驶着小船从A点出发，欲将一批货物运送到对岸。已知河宽d=200m，水流速度为v1=2m/s，船在静水中的速度为v2=4m/s，cos53°=。 （1）若小船在河中垂直于河岸航行，小船将在何时到达对岸？ （2）要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多久？ （3）若水流速度是5m/s，船在静水中的速度是3m/s，怎样过河才能使船沿河岸方向航行的距离最小？该最小距离是多少？ 14. 小明在篮球场上练习定点投篮时站在篮筐正前方离篮板水平距离的位置上，将篮球（视为质点）从离地高度的手中以初速度（未知）斜向上抛出，正好垂直打在篮板上，此时篮球距离地面高度，如图所示。不计空气阻力，重力加速度。求： （1）篮球从手中抛出到打在篮板位置所需的时间； （2）篮球抛出时初速度的大小及与水平方向夹角的正切值。 15. 如图甲所示，轻杆一端固定一小球（视为质点），另一端套在光滑水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器（传感器均未在图中画出），可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若以竖直向下为力的正方向，得到图像如图乙所示。g取，求： （1）小球恰好通过最高点时的速度大小； （2）小球的质量及做圆周运动的半径； （3）小球在最高点的速度大小为5m/s时，杆受到球的作用力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 兰州五十一中2024～2025年度第二学期阶段测试试卷 高一物理 第I卷（43分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风突然停止，则其运动的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．物体由静止自由下落时只受到重力作用，做竖直向下的直线运动．当物体突然受到水平向右的风力时，重力与风力的合力方向立即指向右下方，但瞬时速度方向仍是竖直向下的，此时物体开始做曲线运动，运动轨迹开始向右弯曲，A、C错误； BD．运动轨迹应与速度相切即开始做曲线运动时轨迹应与竖直线相切；当风停止时，物体又只受到重力作用，即合力方向又竖直向下，故物体运动轨迹又开始向下弯曲，D错误，B正确。 故选B。 2. 关于向心力的说法正确的是（　　） A. 向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B. 做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力 C. 做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 D. 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 【答案】A 【解析】 【详解】A．向心力只改变运动的方向，不改变速度的大小，A正确； B．做匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力，但不是受到向心力，B错误； C．向心力方向指向圆心，圆周运动过程中，向心力的方向一直在变，C错误； D．物体由于有外力提供向心力才会做圆周运动，D错误。 故选A。 3. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是（ ） A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为 C. 物体A减速上升 D. 绳子对物体A的拉力等于物体A的重力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将小车的速度沿绳和垂直绳方向分解，则物体A的速度与小车的速度沿绳方向的分速度大小相等，即 故A错误，B正确； CD．小车向右匀速运动，v不变，减小，增大，所以增大，物体A加速上升，加速度向上，合外力向上，绳子对物体A的拉力大于物体A的重力，故C、D错误。 故选B。 4. 如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v­t图象如图乙所示，同时人顶杆沿水平地面运动的x­t图象如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是（　　） A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 猴子在2 s内做匀变速直线运动 C. t＝0时猴子的速度大小为8 m/s D. t＝2 s时猴子的加速度为4 m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由乙图知，猴子在竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下；由丙图知，猴子在水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2 s内做匀变速曲线运动，AB错误； C．x­t图象的斜率等于速度，则由图丙知猴子水平方向的速度大小为vx＝4 m/s，由图乙知猴子竖直方向的初速度vy＝8 m/s，则t＝0时猴子的速度大小为： 故C错误； D．v­t图象的斜率等于加速度，则由图乙知猴子的加速度大小为： 故D正确。 故选D。 5. 教材中有一皮带传动装置的示意图如图所示，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，关于A、B、C、D点的线速度和角速度的大小关系，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于B、C、D点在同一个转轮上，围绕同一个圆心转动，有 由于A、C两点同皮带转动，有 根据 得 联立解得 故A正确，B错误； CD．因为B、C、D点在同一个转轮上，围绕同一个圆心转动，有 由 根据 解得 由于A、C两点同皮带转动，有 联立解得 故CD错误。 故选A。 6. 如图所示，可视为质点的物块用长为的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端连接在通过转盘轴心与盘固定在一起的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为，且，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小为。现让整个装置（含物块）以竖直杆为轴转动，物块与盘保持相对静止，角速度从零逐渐增大到后，保持匀速转动，当时，绳子拉力大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当转盘角速度逐渐增大，会出现临界情况，转盘对物块的支持力恰好为零，此时竖直方向有 水平方向上，由牛顿第二定律有 联立解得 即当 转盘对物块的支持力恰好为零， 拉力的竖直分力大小等于重力 可得细线的拉力为 故选C。 7. 如图甲所示，我国第三艘航母福建舰正在进行顺时针急转弯训练，航母的运动可视作水平面内的匀速圆周运动，运动半径为R。航母在运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板法线与竖直方向夹角为θ，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止。假设航母的运动半径R、夹角θ不随航速改变，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小物块可能只受重力、支持力两个力作用 B. 甲板对小物块的支持力大小 C. 甲板对小物块的作用力方向为竖直向上 D. 航母的航速越大，小物块受到的摩擦力越大 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．根据题意可知，小物块做圆周运动，一定受到重力、支持力、摩擦力，通过正交分析法如图所示 由图可知， 解得， 由此可知，航母的航速越大，小物块受到的摩擦力越大，故AB错误，D正确； C．甲板对小物块的作用力与重力的合力提供向心力，所以甲板对小物块的作用力斜向右上方，故C错误。 故选D。 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，漏选得3分，不选或错选得0分，共15分。） 8. 山崖边的公路常常称为最险公路。如图所示，外圈临悬崖，一辆汽车欲安全下坡通过此弯道公路，下列说法 正确的是（　　） A. 若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全 B. 若汽车以大小恒定的线速度转弯，选择外圈较为安全 C. 汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用 D. 汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．汽车转弯时是做圆周运动，由侧向静摩擦里提供向心力，根据向心力公式可知，当角速度不变时，半径越小，向心力越小，因此在内圈时向心力小，静摩擦力小，不容易打滑，较为安全，故A正确； B．根据向心力公式可知，当线速度大小不变时，半径越大，向心力越小，因此在外圈时向心力小，静摩擦力小，不容易打滑，较为安全，故B正确； CD．汽车转弯是做圆周运动，由侧向静摩擦里提供向心力，重力和支持力平衡，汽车在转弯时只受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力是效果力，由其它力来提供，不是物理实际受到的力，故C正确，D错误。 故选ABC。 9. 如图所示，某人在斜面底端的正上方某高度处水平抛出两个物体甲、乙，分别落在A、B两处，不计空气阻力，则以下判断正确的是（　　） A. 甲物体空中运动时间更长 B. 甲物体的初速度更大 C. 甲物体落到斜面时的速度偏转角更大 D. 两个物体在空中运动过程中单位时间内的速度变化量相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 因乙物体下落的高度较大，则乙物体空中运动时间更长，选项A错误； B．根据 甲的水平位移较大，时间较短，则甲的初速度更大，选项B正确； C．平抛运动速度偏转角满足 由上分析知乙落到斜面时竖直方向速度大，水平方向速度小，所以乙物体落到斜面时的速度偏转角更大，选项C错误； D．两个物体空中运动过程中只受重力作用，加速度相同，则两个物体在空中运动过程中单位时间内的速度变化量相同。选项D正确。 故选BD。 10. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在位置的角速度不等于在位置时的角速度 D. 如图d，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 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设汽车的质量为m，拱桥的半径为R，在最高点时，根据牛顿第二定律则有 解得 结合牛顿第三定律可知，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力小于重力，A错误； B．设圆锥摆的角速度为，高度为，根据牛顿第二定律则有 解得 B正确； C．设侧棱与中轴线夹角为，根据牛顿第二定律有 得 A的圆周半径大于B，则A其转动的角速度小于B，C正确； D．火车转弯超过规定速度行驶时，所需要的向心力增大，外轨与轮缘之间有挤压，内轨与轮缘之间无挤压，D错误。 故选BC。 第II卷（57分） 三、实验填空题（本大题共2小题，每空2分，共12分。） 11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________ A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想化模型法 （2）在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，、到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，标尺上的等分格显示左、右两个小球所受向心力的比值为，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________ 【答案】（1）C （2） 【解析】 【小问1详解】 在探究向心力大小与半径,、质量、角速度的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 根据公式可知，由于两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为 因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由可知，左、右塔轮半径之比为3:1。 12. 在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。 （1）甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号） A. 用天平测量平抛小球的质量 B. 每次从斜槽上不同位置释放小球 C. 保证斜槽的末端水平 D. 保持木板竖直 （2）甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点为原点建立如图甲所示的坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标和竖直坐标，然后作图像。他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号） A. B. C. D. （3）图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、、是照片中小球的3个位置，当地重力加速度，请回答下面问题： ①频闪照相机的曝光时间间隔________；（结果可保留分数形式） ②小球做平抛运动的初速度大小为________。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】（1）CD （2）B （3） ①. ②. 2.1 【解析】 【小问1详解】 A．实验是“探究平抛运动的特点”因此不用天平测量平抛小球的质量，A错误； B．保证小球每次做平抛运动的初速度相等，则有每次从斜槽上相同位置释放小球，B错误； C．保证小球做平抛运动，则要保证斜槽的末端必须水平，C正确； D．因为小球在竖直平面内做平抛运动，因此要保持木板竖直，D正确。 故选CD。 【小问2详解】 平抛运动的小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，可得 联立解得 可知图像应是一条过原点的倾斜直线。 故选B。 【小问3详解】 ①[1]由图（b）可知，在竖直方向由匀变速直线运动的推论可得 解得曝光时间间隔 ②[2]小球做平抛运动的初速度大小为 四、解答题（本大题共3小题，共45分。） 13. 小明驾驶着小船从A点出发，欲将一批货物运送到对岸。已知河宽d=200m，水流速度为v1=2m/s，船在静水中的速度为v2=4m/s，cos53°=。 （1）若小船在河中垂直于河岸航行，小船将在何时到达对岸？ （2）要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多久？ （3）若水流速度是5m/s，船在静水中的速度是3m/s，怎样过河才能使船沿河岸方向航行的距离最小？该最小距离是多少？ 【答案】（1）；（2）船的航向偏向河流上游与河岸成角，；（3）船头偏向上游与河岸成角，267m 【解析】 【详解】（1）小船的实际运动是小船在静水中的运动与船随水漂流运动的合运动，由于分运动与合运动具有等时性，因此小船渡河时间等于垂直河岸方向运动的时间，即 （2）要使小船到达正对岸，船的合速度v应垂直于河岸，如图所示 则 故，即船的航向与河岸成角，偏向河流上游。过河时间 （3）因为，船不可能垂直河岸横渡，无论船头方向如何调整，总被水流冲向下游。如图所示 设船头与河岸成角，合速度与河岸成角，可以看出角越大，船沿河岸方向航行的距离x越小，以的矢量末端为圆心，以的大小为半径画圆弧，当合速度与圆相切时，角最大，可得 船头与河岸的夹角，船做直线运动，满足 代入数据解得 即船头与河岸成角，船偏向上游时，沿河岸方向航行的距离最小，为267m。 14. 小明在篮球场上练习定点投篮时站在篮筐正前方离篮板水平距离的位置上，将篮球（视为质点）从离地高度的手中以初速度（未知）斜向上抛出，正好垂直打在篮板上，此时篮球距离地面高度，如图所示。不计空气阻力，重力加速度。求： （1）篮球从手中抛出到打在篮板位置所需的时间； （2）篮球抛出时初速度的大小及与水平方向夹角的正切值。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 根据运动独立性，由正交分可知竖直方向位移 代入数据得 【小问2详解】 水平方向位移 即水平方向分速度 代入数据得 竖直方向分速度 则合速度为 解得 根据速度的分解有 15. 如图甲所示，轻杆一端固定一小球（视为质点），另一端套在光滑水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器（传感器均未在图中画出），可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若以竖直向下为力的正方向，得到图像如图乙所示。g取，求： （1）小球恰好通过最高点时的速度大小； （2）小球的质量及做圆周运动的半径； （3）小球在最高点的速度大小为5m/s时，杆受到球的作用力。 【答案】（1）零；（2）2kg，1m；（3）30N，方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）小球在竖直平面内做圆周运动，是轻杆模型，因此小球恰好通过最高点时的速度大小是零。 （2）由图乙可知，当小球通过最高点速度是零时，杆上的作用力为20N，可知小球的质量为2kg。 小球通过最高点速度不是零时，若只有小球重力提供向心力，可知O轴受到杆的作用力是零，即杆对小球上的作用力是零，此时速度的平方为，设轻杆的长度为L，则有 解得 即小球做圆周运动的半径为1m。 （3）小球在最高点的速度大小为5m/s时，由牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知，杆受到球的作用力大小为30N，方向竖直向上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $