精品解析：天津市第二南开学校2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

物理高一期中试卷 温馨提示：本试卷包括第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分．考试时间60分钟，祝同学们考试顺利！ 第Ⅰ卷（选择题 共50分） 注意事项： 1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考号涂写在答题卡上． 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．答在试卷上的无效． 3．本卷共10小题，每小题5分，共50分． 一、单项选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目） 1. 质量为m的物体从空中由静止开始自由下落，由于空气阻力，物体运动的加速度为，在物体下落h高度的过程中，以下说法正确的是（g为当地的重力加速度）( ) A. 重力势能减小了 B. 克服空气阻力做功为 C 动能增大了 D. 机械能损失了 2. 一物体在地球表面重18N，它在以5m/s²加速度加速上升的火箭中的视重（即物体对火箭竖直向下的压力）为17N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面重力加速度取10m/s²）（　　） A. 0.5倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍 3. 如图所示，将三个完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲、图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上倾角为的光滑斜面，不计空气阻力，则每个小球从开始运动到落地说法正确的是（　　） A. 该过程重力做功 B. 落地瞬间速度 C. 落地瞬间重力的功率 D. 全程重力做功的平均功率 4. 与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，已知地球的公转半径为，公转周期为，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，引力常量为，下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小 C. 小行星甲的公转周期为 D. 太阳的密度为 5. 北斗导航系统现在已经有五十六颗在轨卫星，其中A、B两颗卫星分别绕地球做半径为r1、r2的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A、B两颗卫星的周期之比为 B. A、B两颗卫星的线速度大小之比为 C. A、B两颗卫星的向心力大小之比为 D. A、B两颗卫星的向心加速度大小之比为 6. 一个小球从水面上方4m处自由下落，不计一切阻力，设水对小球的浮力等于球重的3倍，则小球可进入水中的深度为（　　） A. m B. 2m C. 3m D. 4m 二、多项选择题（在每小题给出的四个选项中，每小题有多个项符合题目） 7. 如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止．则关于斜面对物体的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中正确的是（　　） A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力一定做正功 C. 摩擦力可能不做功 D. 摩擦力可能做负功 8. 为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球（或卫星）的条件是（ ） A. 质量和运行周期 B. 运转周期和轨道半径 C. 轨道半径和环绕速度 D. 环绕速度和运转周期 9. 质量为m的新能源汽车在平直公路上由静止匀加速启动，经过时间t，速度达到v，此刻发动机的实际功率正好等于其额定功率P，此后发动机始终在额定功率下工作。假定汽车行驶中受到的阻力保持不变，公路足够长，则（　　） A. 汽车行驶中受到的阻力为 B. 汽车在匀加速启动过程中，牵引力为 C. 汽车最大速度为 D. 汽车在匀加速运动过程中，克服阻力做的功为 10. 质量为4kg的物体置于水平面上，受水平拉力作用沿水平面做匀变速直线运动，拉力作用2s后撤去，物体运动的v-t图像如图所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中错误的是（　　） A. 0~2s内物体的位移为15m B. 拉力F做功380J C. 摩擦力对物体做功-350J D. 合力对物体做功50J 第Ⅱ卷（非选择题 共50分） 注意事项： 1．用黑色钢笔或签字笔直接答在答题卡上，答在本试卷上的无效． 2．本卷共4题，共50分． 三、实验题（本大题共1题，每小题2分，共10分） 11. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。 （1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量 =___________J；重物的动能增加量 =___________J（结果均保留三位有效数字）。 （2）该实验没有考虑各种阻力影响，这属于本实验的___________误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （3）甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴， 以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像， 则当地的重力加速度g= ___________ m/s2（结果保留3位有效数字）。 四、解答题（本大题共3小题，共40分） 12. 为了探测月球的详细情况，我国发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星．假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，已知卫星绕月球运行的周期为，月球的半径为R，地球表面重力加速度为g，地球半径为，月心到地心间的距离为，引力常量为G，求： （1）月球的质量； （2）月球的平均密度； （3）月球绕地球运行的周期。 13. 如图所示，质量都是m的物体A和B，通过轻绳跨过定滑轮相连。斜面光滑且与地面夹角为，不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，A、B两物体均静止，撤去手后，B物体一直未离开斜面，且A、B都可视为质点，重力加速度为g。 （1）求A物体将要落地时的速度； （2）A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面上升，求B物体在斜面上运动的最远点离地的高度。 14. 如图，在光滑水平桌面上，一质量为小物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能。若打开锁扣K，弹性势能完全释放，小物块将以一定的水平初速度从A点沿水平桌面飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的BC段光滑，CD段粗糙。其中C为圆弧轨道的最低点，D为最高点且与水平桌面等高，圆弧BC对应的圆心角为，圆弧轨道的半径为，，，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）小物块从A点飞出的初速度的大小； （2）当小物块运动到圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）若小物块恰好能通过最高点D，求圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理高一期中试卷 温馨提示：本试卷包括第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分．考试时间60分钟，祝同学们考试顺利！ 第Ⅰ卷（选择题 共50分） 注意事项： 1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考号涂写在答题卡上． 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．答在试卷上的无效． 3．本卷共10小题，每小题5分，共50分． 一、单项选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目） 1. 质量为m物体从空中由静止开始自由下落，由于空气阻力，物体运动的加速度为，在物体下落h高度的过程中，以下说法正确的是（g为当地的重力加速度）( ) A. 重力势能减小了 B. 克服空气阻力做功为 C. 动能增大了 D. 机械能损失了 【答案】D 【解析】 【详解】重力做功为mgh，则物体的重力势能减少了mgh．故A错误；根据牛顿第二定律mg-f=ma解得f=0.1mg，则克服空气阻力做功为0.1mgh，选项B错误；物体的合力做正功为 W合=mah=0.9mgh，则物体的动能增加为0.9mgh，故C错误；物体下落h高度，重力势能减小mgh，动能增加为0.9mgh，则机械能减小了0.1mgh，故D正确．故选D． 点睛：本题关键要掌握常见的功与能的关系，知道重力势能变化是由重力做功引起，而动能变化是由合力做功导致，除重力以外的力做功使机械能变化． 2. 一物体在地球表面重18N，它在以5m/s²的加速度加速上升的火箭中的视重（即物体对火箭竖直向下的压力）为17N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面重力加速度取10m/s²）（　　） A. 0.5倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍 【答案】A 【解析】 【详解】在地球表面时G=mg 升空后根据牛顿第二定律 解得 根据， 解得h=0.5R 故选A。 3. 如图所示，将三个完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲、图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上倾角为的光滑斜面，不计空气阻力，则每个小球从开始运动到落地说法正确的是（　　） A. 该过程重力做功 B. 落地瞬间速度 C. 落地瞬间重力的功率 D. 全程重力做功的平均功率 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功，则A错误； B．根据动能定理对甲有 ， 对乙有 ， 对丙有 ， 则落地瞬间速度，所以B错误； C．落地瞬间重力的功率为 则对甲有 对乙有 对丙有 所以落地瞬间重力的功率，所以C正确； D．全程重力做功的平均功率为 由于三个小球下落的时间有 所以全程重力做功的平均功率，所以D错误； 故选C。 4. 与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示，假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内，已知地球的公转半径为，公转周期为，小行星甲的远日点到太阳的距离为，小行星乙的近日点到太阳的距离为，引力常量为，下列说法正确的是（ ） A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小 C. 小行星甲的公转周期为 D. 太阳的密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，但小行星甲与小行星乙在不同轨道上，所以小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得 由于小行星乙在远日点离太阳距离等于地球离太阳距离，则小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小，故B正确； C．根据开普勒第三定律可得 解得小行星甲的公转周期为 故C错误； D．设太阳质量为，太阳半径为，太阳的密度为，则有 地球绕太阳转动，由万有引力提供向心力可得 联立可得太阳的密度为 故D错误。 故选B。 5. 北斗导航系统现在已经有五十六颗在轨卫星，其中A、B两颗卫星分别绕地球做半径为r1、r2的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A、B两颗卫星的周期之比为 B. A、B两颗卫星的线速度大小之比为 C. A、B两颗卫星的向心力大小之比为 D. A、B两颗卫星的向心加速度大小之比为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 可得， 故A、B两颗卫星的周期之比为，线速度大小之比为，故A正确，B错误； CD．根据牛顿第二定律可得 A、B两颗卫星的质量未知，无法比较向心力，A、B两颗卫星的向心加速度大小之比为，故CD错误。 故选A。 6. 一个小球从水面上方4m处自由下落，不计一切阻力，设水对小球浮力等于球重的3倍，则小球可进入水中的深度为（　　） A. m B. 2m C. 3m D. 4m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设进入水中的深度为，以小球为研究对象，对小球从水面上方 处自由下落到水中速度为零的过程应用动能定理有 解得 故选B。 二、多项选择题（在每小题给出的四个选项中，每小题有多个项符合题目） 7. 如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止．则关于斜面对物体的支持力和摩擦力的做功情况，下列说法中正确的是（　　） A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力一定做正功 C. 摩擦力可能不做功 D. 摩擦力可能做负功 【答案】ACD 【解析】 【详解】支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力，如图所示 此时加速度 a＝gtanθ 摩擦力不做功；当 a>gtanθ 摩擦力沿斜面向下，则做正功；当 a<gtanθ 摩擦力沿斜面向上，则做负功，故ACD正确，B错误。 故选ACD。 8. 为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球（或卫星）的条件是（ ） A. 质量和运行周期 B. 运转周期和轨道半径 C. 轨道半径和环绕速度 D. 环绕速度和运转周期 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．研究另一星球绕该天体做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得 m为星球的质量，M为天体的质量，解得 故知道星球的运转周期和轨道半径，可求解天体的质量，B正确； A．根据上述分析，已知星球质量和运转周期，不可求解天体的质量，A错误； C．已知轨道半径和环绕速度可求解周期 相当于已知运转周期和轨道半径，可求解天体的质量，C正确； D．已知线速度和运转周期，根据圆周运动知识可得 解得轨道半径 相当于已知运转周期和轨道半径，可求解天体的质量，D正确。 故选BCD。 9. 质量为m的新能源汽车在平直公路上由静止匀加速启动，经过时间t，速度达到v，此刻发动机的实际功率正好等于其额定功率P，此后发动机始终在额定功率下工作。假定汽车行驶中受到的阻力保持不变，公路足够长，则（　　） A. 汽车行驶中受到的阻力为 B. 汽车在匀加速启动过程中，牵引力为 C. 汽车的最大速度为 D. 汽车在匀加速运动过程中，克服阻力做的功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．汽车由静止匀加速启动经过时间t速度达到v，则加速度为 由牛顿第二定律可知 发动机的实际功率正好等于其额定功率P，有 联立可得汽车行驶中受到的阻力为 故A错误； B．汽车在匀加速启动过程中，牵引力为 故B错误； C．当牵引力等于阻力时，汽车的加速度等于零达到最大速度，则汽车的最大速度为 故C正确； D．汽车在匀加速运动过程中，克服阻力做的功为 故D正确。 故选CD。 10. 质量为4kg的物体置于水平面上，受水平拉力作用沿水平面做匀变速直线运动，拉力作用2s后撤去，物体运动的v-t图像如图所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中错误的是（　　） A. 0~2s内物体的位移为15m B. 拉力F做功380J C. 摩擦力对物体做功-350J D. 合力对物体做功50J 【答案】BD 【解析】 【详解】根据v-t图像的斜率表示加速度，可知物体加速和减速阶段的加速度大小分别为， 根据牛顿第二定律可得，， 联立解得， A．根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移，可知物体加速和减速阶段的位移大小分别为 ，，故A正确，不符合题意； B．拉力F对物体做功为，故B错误，符合题意； C．摩擦力对物体做功为，故C正确，不符合题意； D．合力对物体做功为，故D错误，符合题意。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共50分） 注意事项： 1．用黑色钢笔或签字笔直接答在答题卡上，答在本试卷上的无效． 2．本卷共4题，共50分． 三、实验题（本大题共1题，每小题2分，共10分） 11. 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。 （1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量 =___________J；重物的动能增加量 =___________J（结果均保留三位有效数字）。 （2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的___________误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （3）甲同学多次实验，以重物的速度平方v2为纵轴， 以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v2—h图像， 则当地的重力加速度g= ___________ m/s2（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 1.82 ②. 1.71 （2） ①. 系统 ②. 大于 （3）9.67 【解析】 【小问1详解】 [1] 在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量 [2] 打B点时速度 重物的动能增加量 【小问2详解】 [1] 该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的系统误差。 [2] 由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是大于。 【小问3详解】 根据v2=2gh结合图像可知，图像斜率为 解得 g=9.67m/s2 四、解答题（本大题共3小题，共40分） 12. 为了探测月球的详细情况，我国发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星．假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，已知卫星绕月球运行的周期为，月球的半径为R，地球表面重力加速度为g，地球半径为，月心到地心间的距离为，引力常量为G，求： （1）月球的质量； （2）月球的平均密度； （3）月球绕地球运行的周期。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设月球的质量为，卫星的质量为，科学实验卫星绕月球表面飞行，由 得月球的质量 【小问2详解】 月球的体积 月球的平均密度 【小问3详解】 设地球质量为，月球绕地球运行的周期为，根据 又 得 13. 如图所示，质量都是m的物体A和B，通过轻绳跨过定滑轮相连。斜面光滑且与地面夹角为，不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，A、B两物体均静止，撤去手后，B物体一直未离开斜面，且A、B都可视为质点，重力加速度为g。 （1）求A物体将要落地时的速度； （2）A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面上升，求B物体在斜面上运动的最远点离地的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 A、B两物体组成整体（系统）只有重力做功，故整体的机械能守恒，有 解得 小问2详解】 当A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面向上运动，此时绳子松了，对B物体，只有重力做功，故B物体的机械能守恒，设其沿斜面向上运动的最远点离地高度为H，根据机械能守恒定律得 ） 解得 14. 如图，在光滑水平桌面上，一质量为的小物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能。若打开锁扣K，弹性势能完全释放，小物块将以一定的水平初速度从A点沿水平桌面飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的BC段光滑，CD段粗糙。其中C为圆弧轨道的最低点，D为最高点且与水平桌面等高，圆弧BC对应的圆心角为，圆弧轨道的半径为，，，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）小物块从A点飞出的初速度的大小； （2）当小物块运动到圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）若小物块恰好能通过最高点D，求圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块从A点到B点的过程，做平抛运动：竖直方向有 在B点分解速度可得 联立解得 （2）小物块从A点到C点的过程，由动能定理得 小物块在C点，由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律得 （3）小物块恰好能通过D点，由牛顿第二定律得 小物块从A点到D点的过程，由动能定理得 代入数据 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$