精品解析：湖南省岳阳市岳阳县第一中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

2025年5月高一下学期物理期中考试试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 下列说法符合物理学史的是（　　） A. 英国物理学家笛卡尔在实验室测出了引力常量G的数值，被称为“称量地球重量”的人 B. 牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 C. 牛顿做过著名“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力 D. 开普勒行星运动定律是开普勒在自己观测记录的基础上整理和研究出来的 【答案】C 【解析】 【详解】AB．牛顿发现万有引力定律，于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，AB不符合物理学史； C．牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力，C符合物理学史； D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，D不符合物理学史； 故选C。 2. 下列关于几种圆周运动实例的说法中，错误的是（　　） A. 图甲中小球在竖直圆形轨道内运动，经过轨道上与圆心等高的A点时，轨道对小球的支持力提供小球所需的向心力 B. 图乙中放在水平转台上的物体随转台一起匀速转动，物体受到的静摩擦力方向始终指向圆心 C. 图丙中小球做圆锥摆运动，小球运动的角速度为 D. 图丁的圆筒匀速转动的角速度越大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力也越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在图甲的竖直圆形轨道内运动，经过与圆心O等高的A点时，受到重力和支持力，其中轨道对小球的支持力提供小球所需向心力，故A正确，不符合题意； B．图乙中物体放在水平转台上并随转台一起匀速转动，受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力，指向圆心，故B正确，不符合题意； C．绳子拉力水平方向的分力提供向心力 其中 绳子拉力竖直方向的分力与重力平衡 联立，解得 故C正确，不符合题意； D．图丁的圆筒匀速转动的角速度无论多大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力与其重力等大反向，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 如图，一质量为m、长度为L的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度为g。此过程中外力做的功为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据功能关系，拉力做的功等于MQ段系统重力势能的增加量，由题知PM段绳的机械能不变，MQ段绳的重心升高了 则重力势能的增加量为 所以此过程中外力做的功为，故选A。 4. 假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比；火星的半径与地球的半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】星球表面的物体受到重力等于万有引力，有 解得 可得 BCD错误，A正确。 故选A。 5. 某类地天体可视为质量分布均匀的球体，由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为，“极点”处的重力加速度为，若已知自转周期为T，则该天体的半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设在“极点”处放一质量为m的物体，万有引力的大小等于重力的大小 在其表面“赤道”处，万有引力等于重力与向心力之和 解得 故选C 6. 如图，拉格朗日点位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球以相同的周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球的向心加速度大小， 表示地球静止卫星的向心加速度大小，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，空间站建在拉格朗日点处，可与月球以相同的周期绕地球运动。由向心加速度公式可得 由于空间站的轨道半径小于月球的轨道半径，因此空间站向心加速度大小小于月球的向心加速度大小，即；地球静止卫星的周期小于月球的周期，地球静止卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，由牛顿第二定律可得 可知地球静止卫星的向心加速度大小大于月球的向心加速度大小，即，可得 故选C。 二、多选题（每题5分，共20分） 7. 如图，A、B、C三个物体放在旋转平台上，最大静摩擦因数均为，已知A的质量为，B、C的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为，则当平台逐渐加速旋转时（　　） A. 物体A和B的向心加速度大小相等 B. 物体B的摩擦力最小 C. 当圆台转速增加时，B比A先滑动 D. 当圆台转速增加时，C最先开始滑动 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题可知A、B、C三个物体同轴转动，角速度大小相等，向心加速度为 A、B离轴距离均为R，故物体A和B的向心加速度大小相等，故A正确； B．根据静摩擦力提供向心力，可得 可知B物体的摩擦力最小，故B正确； CD．根据静摩擦力提供向心力，可得 可得发生相对滑动的临界角速度为 C离轴距离最远，临界角速度最小，则C先滑动，A、B离轴距离相等，A、B同时滑动，故C错误，D正确。 故选ABD 8. 如图所示，长为L的轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，C端与轻滑轮连接，绕过滑轮的轻绳上端固定于墙上A处，下端悬挂一重力为G的重物，当轻杆与竖直方向的夹角为时，系统处于静止状态。若将绳的上端从A处沿墙缓慢下移，直到轻杆与竖直方向成，不计一切摩擦，则此过程中（　　） A. BC杆受的压力不变 B. BC杆受的压力增大 C. 重物的重力势能增加 D. 重物的重力势能减少 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．受力示意图如下所示 以滑轮C为研究对象，分析受力情况，系统处于静止状态时，滑轮的合力为零，则绳子的拉力T和轻杆的支持力N的合力与重力G大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，将A点沿墙稍下移一些时，系统又处于静止状态，则绳子的拉力大小等于物体的重力，保持不变；而轻杆的支持力N大小等于T、G的合力大小，T与G的夹角减小，则知N增大，故轻杆受的压力减小，故A错误，B正确； CD．设绳长为s，根据相似三角形可得 所以有 即在运动过程中，三角形ABC一直为等腰三角形，且满足。当为时，三角形ABC为等边三角形，则根据几何关系可知重物距离B点的竖直高度为 解得 当为时，为等腰直角三角形，根据几何关系可知重物距离B点的竖直高度为 解得 所以重物的重力势能减小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图，半径为r的轻质圆盘的盘面与地面垂直，垂直盘面的光滑水平固定轴通过圆心O。在盘的最右边缘固定一质量为m的小球A，在O点的正下方离O点处固定质量为m的小球B。现开盘让其自由转动，不计空气阻力，当A球转到最低点时（　　） A. 两小球的重力势能之和减少 B. A球的线速度大小为 C. B球的线速度大小为 D. 此后半径OA向左偏离竖直方向的最大角度为45° 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当A球转到最低点时，A球的重力势能减小，B球重力势能增大，所以两小球的重力势能之和减少量为 故A正确； BC．根据系统机械能守恒定律有 根据得 解得 ， 故B错误，C正确； D．设此后半径OA向左偏离竖直方向的最大角度为θ，则 解得 故D错误。 故选AC。 10. 质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是（　　） A. a绳的张力不可能为零 B. a绳的张力随角速度的增大而增大 C. 当角速度时，b绳将出现弹力 D. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确； B．当b绳伸直后，根据竖直方向上平衡可得 解得 可知a绳的拉力不变，故B错误； C．当b绳拉力为零时，有 解得 可知当角速度时，b绳将出现弹力，故C正确； D．由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。 本题选错误的，故选BD。 三、实验题（共12分） 11. 用图甲所示装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、1：2和1：3（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，C、A到左右塔轮中心的距离相等，B到右塔轮中心的距离是A到右塔轮中心的距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力的大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）该实验利用___________探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微元法 （2）若要探究向心力与半径的关系，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两小球分别放置挡板___________（选填“A”或“B”） 和挡板C处。 （3）若质量相等的两小球分别放在挡板C和挡板B处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比为___________。 【答案】（1）C （2）B （3）9： 2 【解析】 【小问1详解】 该实验运用了控制变量法的实验思想。 故选C。 【小问2详解】 保证小球运动半径不同，可将质量相等两小球分别放置挡板B和挡板C处。 【小问3详解】 传动皮带套在塔轮第三层时，塔轮的半径之比为1：3，根据 可知，角速度之比为3：1，其中 由 代入数据可知 即左右两标尺的露出的格子数之比为9：2。 12. 利用斜槽等器材研究平抛运动，钢球每次在斜槽上同一位置由静止滚下，通过多次实验，在竖直（木板）白纸上用铅笔记录钢球经过的多个位置（球心的水平投影点），并用平滑曲线连起得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）实验过程中建立直角坐标系，下列图中坐标原点的选取正确的是________ A. B. C. D. （2）甲、乙、丙、丁四位同学分别建立（1）中A、B、C、D坐标系，在描出的平抛运动轨迹上任取一点，可求得钢球的初速度，其中甲同学的结果与真实值相比________。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） （3）在探究平抛运动特点实验中，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长。小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度________。（g取，结果保留两位有效数字） 【答案】（1）C （2）偏大 （3）0.80 【解析】 【小问1详解】 建立坐标系时，坐标原点应该为小球球心，小球球心的投影在斜槽末端； 故选C。 【小问2详解】 由公式 ， 得 以（1）题中A图建立坐标系，甲同学竖直方向位移测量值偏小，水平位移x测量准确，则初速度测量值偏大。 【小问3详解】 竖直方向有 水平方向有 解得 四、解答题（共44分） 13. 某汽车发动机的额定功率为P，驾驶员和汽车的总质量m＝2 000 kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始在水平路面上匀加速启动，t1＝5 s时，速度v1＝10 m/s，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，t2＝65 s时速度达到最大值vm＝30 m/s，汽车运动的vt图像如图所示，g取10 m/s2。求： （1） 汽车在0～t1期间牵引力的大小F及牵引力做的功W； （2） 汽车在t1～t2期间的位移s2。 【答案】（1）6 000 N，1.5×105 J；（2）1400 m 【解析】 【详解】（1）从0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为 a＝＝m/s2＝2 m/s2 汽车做匀加速直线运动的位移 x1＝a＝25 m 汽车受到的阻力 f＝0.1mg＝2 000 N 根据牛顿第二定律可得 F－f＝ma 解得 F＝6 000 N 在0～t1期间牵引力做的功 W＝Fx1＝1.5×105 J （2）当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则汽车的额定功率 P＝F牵vm＝fvm＝60 000 W＝60 kW 在t1～t2期间，由动能定理得 P(t2－t1)－fs2＝m－m 解得 s2＝1 400 m 14. “双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度（个头大小）远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。质量分别为m1、m2的两颗星球组成的双星，相距L，m1、m2在相互之间的万有引力作用下绕连线上的O点做匀速圆周运动。 （1）m1的轨道半径是多少？ （2）m1的周期是多少？m2的角速度是多大？ 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）双星靠相互间的万有引力提供向心力，它们的角速度相等，向心力相等，即 且 联立解得 （2）根据万有引力提供向心力有 解得 它们的角速度相等，均为 周期均为 15. 如图，半径为的水平转盘绕竖直轴OO '转动，水平转盘中心O处有一光滑小孔，用长为的细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接。现让小球A和水平转盘各以一定的角速度在水平面内转动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数，且始终处于转盘的边缘处与转盘相对静止。重力加速度。 （1）若小球A的角速度，求细线与竖直方向的夹角θ； （2）在满足（1）中的条件下，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求水平转盘角速度ω2的取值围。 【答案】（1）37° （2） 【解析】 【小问1详解】 对A根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 当水平转盘的角速度最大时，根据牛顿第二定律得 解得 当水平转盘的角速度最小时，根据牛顿第二定律得 解得 水平转盘角速度ω2的取值围 16. 如图所示为某滑雪场滑道示意图。滑雪运动员及装备（可视为质点）的质量为，运动员从平台上水平飞出后恰好能从A点沿圆弧切线进入竖直面内的光滑圆弧滑道ABC，并沿滑道滑上与圆弧滑道在C点相切的粗糙倾斜直滑道CD，CD滑道足够长。已知圆弧滑道半径为，圆心为O，AO连线与竖直方向夹角为，AO与CO连线互相垂直。平台与A点之间的高度差为。取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求： （1）运动员离开平台瞬间的速度大小； （2）运动员第一次运动到圆弧滑道最低点B时，受到的支持力大小； （3）为保证运动员不从A点滑离圆弧滑道，运动员与CD段之间动摩擦因数的最小值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设运动员在A点竖直方向的分速度为vy 在A点 解得 （2）运动员在A点的速度大小 从A点到B点由动能定理可得 在B点对运动员进行受力分析可得 解得 （3）运动员恰好不从A点滑离轨道时，运动员与粗糙轨道之间动摩擦因数最小。从A点到C点由动能定理可得 设从C点向上滑动距离x后运动员速度减为零，据动能定理可得 运动员从A点进入圆弧滑道到回到A点的过程，由动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年5月高一下学期物理期中考试试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 下列说法符合物理学史的是（　　） A. 英国物理学家笛卡尔在实验室测出了引力常量G的数值，被称为“称量地球重量”的人 B. 牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 C. 牛顿做过著名的“月—地”检验来证明重力和星体间的引力是同一性质的力 D. 开普勒行星运动定律是开普勒在自己观测记录的基础上整理和研究出来的 2. 下列关于几种圆周运动实例的说法中，错误的是（　　） A. 图甲中小球在竖直圆形轨道内运动，经过轨道上与圆心等高的A点时，轨道对小球的支持力提供小球所需的向心力 B. 图乙中放在水平转台上的物体随转台一起匀速转动，物体受到的静摩擦力方向始终指向圆心 C. 图丙中小球做圆锥摆运动，小球运动的角速度为 D. 图丁的圆筒匀速转动的角速度越大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力也越大 3. 如图，一质量为m、长度为L均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度为g。此过程中外力做的功为（ ） A. B. C. D. 4. 假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比；火星的半径与地球的半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比正确的是（　　） A B. C. D. 5. 某类地天体可视为质量分布均匀的球体，由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为，“极点”处的重力加速度为，若已知自转周期为T，则该天体的半径为（ ） A. B. C. D. 6. 如图，拉格朗日点位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球以相同的周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球的向心加速度大小， 表示地球静止卫星的向心加速度大小，则（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每题5分，共20分） 7. 如图，A、B、C三个物体放在旋转平台上，最大静摩擦因数均为，已知A的质量为，B、C的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为，则当平台逐渐加速旋转时（　　） A. 物体A和B的向心加速度大小相等 B. 物体B的摩擦力最小 C. 当圆台转速增加时，B比A先滑动 D. 当圆台转速增加时，C最先开始滑动 8. 如图所示，长为L的轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，C端与轻滑轮连接，绕过滑轮的轻绳上端固定于墙上A处，下端悬挂一重力为G的重物，当轻杆与竖直方向的夹角为时，系统处于静止状态。若将绳的上端从A处沿墙缓慢下移，直到轻杆与竖直方向成，不计一切摩擦，则此过程中（　　） A. BC杆受压力不变 B. BC杆受的压力增大 C. 重物的重力势能增加 D. 重物的重力势能减少 9. 如图，半径为r的轻质圆盘的盘面与地面垂直，垂直盘面的光滑水平固定轴通过圆心O。在盘的最右边缘固定一质量为m的小球A，在O点的正下方离O点处固定质量为m的小球B。现开盘让其自由转动，不计空气阻力，当A球转到最低点时（　　） A. 两小球的重力势能之和减少 B. A球的线速度大小为 C. B球的线速度大小为 D. 此后半径OA向左偏离竖直方向的最大角度为45° 10. 质量为m小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是（　　） A. a绳的张力不可能为零 B. a绳的张力随角速度的增大而增大 C. 当角速度时，b绳将出现弹力 D. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化 三、实验题（共12分） 11. 用图甲所示装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、1：2和1：3（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，C、A到左右塔轮中心的距离相等，B到右塔轮中心的距离是A到右塔轮中心的距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力的大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）该实验利用___________探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微元法 （2）若要探究向心力与半径的关系，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两小球分别放置挡板___________（选填“A”或“B”） 和挡板C处。 （3）若质量相等两小球分别放在挡板C和挡板B处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比为___________。 12. 利用斜槽等器材研究平抛运动，钢球每次在斜槽上同一位置由静止滚下，通过多次实验，在竖直（木板）白纸上用铅笔记录钢球经过的多个位置（球心的水平投影点），并用平滑曲线连起得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）实验过程中建立直角坐标系，下列图中坐标原点的选取正确的是________ A. B. C. D. （2）甲、乙、丙、丁四位同学分别建立（1）中A、B、C、D坐标系，在描出的平抛运动轨迹上任取一点，可求得钢球的初速度，其中甲同学的结果与真实值相比________。（选填“偏大”“偏小”或“相等”） （3）在探究平抛运动的特点实验中，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长。小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度________。（g取，结果保留两位有效数字） 四、解答题（共44分） 13. 某汽车发动机的额定功率为P，驾驶员和汽车的总质量m＝2 000 kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始在水平路面上匀加速启动，t1＝5 s时，速度v1＝10 m/s，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，t2＝65 s时速度达到最大值vm＝30 m/s，汽车运动的vt图像如图所示，g取10 m/s2。求： （1） 汽车在0～t1期间牵引力的大小F及牵引力做的功W； （2） 汽车在t1～t2期间的位移s2。 14. “双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度（个头大小）远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。质量分别为m1、m2的两颗星球组成的双星，相距L，m1、m2在相互之间的万有引力作用下绕连线上的O点做匀速圆周运动。 （1）m1的轨道半径是多少？ （2）m1的周期是多少？m2的角速度是多大？ 15. 如图，半径为的水平转盘绕竖直轴OO '转动，水平转盘中心O处有一光滑小孔，用长为的细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接。现让小球A和水平转盘各以一定的角速度在水平面内转动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数，且始终处于转盘的边缘处与转盘相对静止。重力加速度。 （1）若小球A的角速度，求细线与竖直方向的夹角θ； （2）在满足（1）中的条件下，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求水平转盘角速度ω2的取值围。 16. 如图所示为某滑雪场滑道示意图。滑雪运动员及装备（可视为质点）的质量为，运动员从平台上水平飞出后恰好能从A点沿圆弧切线进入竖直面内的光滑圆弧滑道ABC，并沿滑道滑上与圆弧滑道在C点相切的粗糙倾斜直滑道CD，CD滑道足够长。已知圆弧滑道半径为，圆心为O，AO连线与竖直方向夹角为，AO与CO连线互相垂直。平台与A点之间的高度差为。取重力加速度大小，，，不计空气阻力。求： （1）运动员离开平台瞬间的速度大小； （2）运动员第一次运动到圆弧滑道最低点B时，受到的支持力大小； （3）为保证运动员不从A点滑离圆弧滑道，运动员与CD段之间动摩擦因数的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$