精品解析：山西省太原市2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

2024~2025学年第二学期高一年级期中学业诊断 物理试卷 （考试时间：上午10：45—12：00） 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间75分钟，满分100分。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题包含7小题，每小题4分，共28分。请将正确选项填入第Ⅰ卷前的答题栏内。 1. 如图所示，虚线描述的是跳水运动员高台跳水时头部的曲线运动轨迹。关于该段运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 运动员头部所受合力是恒力 B. 运动员头部的加速度是恒定的 C. 运动员头部速度的方向时刻变化 D. 运动员头部速度的大小保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】运动员头部做曲线运动，则所受合力不是恒力，加速度也不是恒定的，速度的方向和大小都在不断变化。 故选C。 2. 机器人将手绢快速旋转，手绢上的A点绕静止的O点做匀速圆周运动。若A到O的距离。手绢的转速，下列选项正确的是（　　） A. A点线速度的大小为 B. A点角速度的大小为 C. A点向心加速度的大小为 D. 若r不变，n变为原来的2倍，则A点的向心加速度变为原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．A点线速度的大小为 选项A错误； B．A点角速度的大小为 选项B错误； C．A点向心加速度的大小为 选项C正确； D．若r不变，n变为原来的2倍，则角速度和线速度都变为原来的2倍，根据 可知A点的向心加速度变为原来的4倍，选项D错误。 故选C。 3. 不可伸长的轻绳一端拴接套在竖直杆上的环A，另一端跨过两个定滑轮后与物块B拴接，A、B都在竖直方向上运动，在图示位置二者速度大小的关系为（　　） A. B. C. D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】将环A的速度分解可知 可知 故选C。 4. 如图所示，沙袋正在某平面内做加速圆周运动，O为圆心，F是沙袋受到的合力。将F分解为切向分力和法向分力。下列说法正确的是（　　） A. 沙袋的加速度方向始终指向圆心O B. 改变沙袋速度的大小，改变沙袋速度的方向 C. 若F消失，由于惯性，沙袋将继续沿圆周轨迹运动 D. 若沙袋速度大小不断增加，其所需向心力时刻指向圆心且大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．沙袋的合力方向不指向圆心，可知加速度方向不指向圆心O，选项A错误； B．根据牛顿第二定律可知，切线分力改变沙袋速度的大小，法向分力改变沙袋速度的方向，选项B正确； C．若F消失，由于惯性，沙袋将切线方向做匀速直线运动，选项C错误； D．若沙袋速度大小不断增加，根据 则其所需向心力时刻指向圆心且大小变大，选项D错误。 故选B。 5. 如图所示，篮球被扔出后又在地面上弹起，弹起的初速度大小为，初速度与水平方向的夹角为。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 篮球的加速度方向始终竖直向下 B. 篮球在最高点时，水平方向的速度为零 C. 若增大，则篮球在空中运动的时间一定变短 D. 篮球从抛出到落地，水平方向的位移仅与初速度的大小有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．篮球做斜抛运动，只受重力作用，可知加速度恒定为g，方向始终竖直向下，选项A正确； B．篮球在最高点时，水平方向的速度不为零，选项B错误； C．根据 可知，若增大，则篮球在空中运动的时间一定变长，选项C错误； D．篮球从抛出到落地，水平方向的位移 可知水平位移与初速度的大小以及θ角均有关，选项D错误。 故选A。 6. 已知地球公转的轨道半径可表示为，海王星公转的轨道半径可表示为。根据开普勒第三定律，海王星公转的周期约为（　　） A. 38年 B. 56年 C. 105年 D. 165年 【答案】D 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律 可得 故选D。 7. 如图所示。有一质量为m、半径为R、密度均匀的大球。现从大球中心O处挖去半径为的一个小球，将小球静置于处。已知万有引力常量为G，则大球剩余部分对小球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可知小球的质量为，则大球剩余部分对小球的万有引力为 故选B。 二、多项选择题：本题包含3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。请将正确选项填入第Ⅰ卷前的答题栏内。 8. 如图所示，水平转盘同一直径线上静止放置着质量相同的物块A、B，A、B到圆心O的距离分别为2r、3r、A、B与转盘之间的动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现缓慢加快转盘的转速，下列说法正确的是（　　） A. 物块A先开始相对转盘滑动 B. 物块B先开始相对转盘滑动 C. 将A、B用轻杆拴接，当两物块相对转盘要发生滑动时，整体向A的外侧滑出 D. 将A、B用轻杆拴接，当两物块相对转盘要发生滑动时，整体向B的外侧滑出 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据摩擦力提供圆周运动的向心力，则有 解得 由于，故物块B先开始相对转盘滑动，A错误，B正确； CD． A、B两物体相比，根据向心力公式，可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B先有滑动的趋势，此时B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心；当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，则有 以A为研究对象，则有 故当两物块相对转盘要发生滑动时，整体向B的外侧滑出，C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图为跳台滑雪示意图，A为起跳点，BC是倾角为的斜坡，A、B在同一竖直线上且相距h。运动员从A点以沿水平方向飞出，最后落在斜坡上的P点，A、B、P、C均在同一竖直平面内。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动员与斜坡的最大距离不可求 B. 运动员从A点到P点的时间可求 C. B、P两点间的距离可求 D. 运动员在P点的速度不可求 【答案】BC 【解析】 【详解】BCD．如图所示，设，，运动时间为 根据平抛运动规律可得，，，三个未知量，三个方程，所以三个未知量都可以求解。 再根据平抛运动速度规律，，因为到的时间可求，则运动员在点的速度也可求 因为和均可求，根据勾股定理则也可求，故BC正确，D错误。 A．当速度方向与斜坡平行，运动员与斜坡有最大距离，将加速度和初速度分别沿斜坡方向分解和垂直斜坡方向分解，即有，，， 沿斜坡垂直方向速度为零有最大距离，即有，可知运动员与斜坡的最大距离可求，故A错误。 故选BC。 10. 某次排球训练中，运动员在左侧底线处将球沿水平方向击出，球的初速度与左侧底线垂直。球刚好扫过球网上边缘，又恰好落在右侧底线上。若忽略排球大小且不计空气阻力，重力加速度g取，下列选项正确的是（　　） A. 球被击出时初速度的大小 B. 球被击出时离地面的高度 C. 球被击出时离球网上边缘的高度 D. 球在空中运动的时间 【答案】BD 【解析】 【详解】设排球运动时间为t，初速度v0，击出时的竖直高度为h，则排球从击出到到达网的上方过程， 从击出到落地 解得，v0=22.5m/s，h=3.2m 球被击出时离球网上边缘的高度 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题：本题包含2小题，共16分。请将正确答案填在题中横线上或按要求作答。 11. 某实验小组利用传感器和计算机研究平抛运动的规律。物体A被水平抛出后，在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着接收装置B，B装有两个“超声-红外”接收器，并与计算机相连，各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与A的距离。计算机可以即时给出A的坐标，以抛出点为坐标原点，得出A轨迹的坐标关系为，已知当地重力加速度g的大小为。 请回答下列问题： （1）根据计算机给出的坐标关系，A被水平抛出的初速度大小为_______m/s； （2）某小组成员根据坐标关系在坐标纸中描出从抛出点O开始的两个等时间间隔点P、Q。A在Q点处速度的竖直分量大小为____m/s； （3）该同学画出A在P点处速度方向的反向延长线，延长线与x轴交点的坐标为_______cm。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）1.0 （2）3.9 （3）10 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律可知，水平方向做匀速直线运动，则有 竖直方向做自由落体运动则有 联立可得 结合题意可知 故有 解得 【小问2详解】 由图可知，物体A到Q点运动时间为 A在Q点处速度的竖直分量大小为 【小问3详解】 根据平抛运动规律可知，速度方向的反向延长线交于水平位移的中点，故A在P点处速度方向的反向延长线，延长线与x轴交点的坐标为 12. 某实验小组通过如下装置来研究物体在竖直平面内的圆周运动。细杆一端拴接固定的电动机的转轴O。另一端拴接力传感器，力传感器的外侧拴接质量为0.05kg的物块P，P可在竖直平面内做圆周运动。力传感器可显示沿杆方向上其所受弹力的大小，调节转速并记录力传感器的示数F。 P经过最高点时F的数据如下： 4 5 6 7 8 9 10 16 25 36 49 64 81 100 0.050 0.245 0.470 0.725 1.010 描绘F与的关系如下图： 请回答下列问题： （1）根据图像信息求出直线的斜率，可算得P做圆周运动的半径约为_____m； （2）根据图像信息，可算得当地的重力加速度约为____； （3）若在最高点力传感器的示数为0。P在最高点的线速度约为_____m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）0.30 （2）10 （3）1.7 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律 即 由图像可知 可得 【小问2详解】 由图像 可得g=10m/s2 【小问3详解】 若在最高点力传感器的示数为0。则 P在最高点的线速度约为 四、计算题：本题包含3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 已知月球与地球中心的距离约为地球半径的60倍，若要验证太阳与行星间的吸引力，地球与月球间的吸引力，地球对其表面苹果的吸引力是同一种力，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度a与地球上苹果做自由落体运动的加速度g之比约为多少。 【答案】 【解析】 【详解】设地球质量为M，月球质量为，苹果质量为，地球半径为R，则月球与地球中心距离 对月球，由万有引力提供向心力 对苹果，由万有引力等于重力 可得 14. 竞技比赛中，汽车驶上半径的半圆形拱桥，A为圆弧最高点，C为圆弧上的一点，CO连线与竖直方向的夹角。汽车可看作质点，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）若汽车到达A点时，对桥面的压力为0，A与落地点B之间的距离； （2）若汽车到达C点时，对桥面的压力为0，汽车在C点速度的大小（计算结果可保留根号） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车在A点对桥面压力为0，重力提供向心力 汽车从A点做平抛运动，竖直方向 水平方向 带入数据可知 【小问2详解】 汽车在C点对桥面压力为0，重力沿半径方向分力提供向心力 解得 15. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块P落入陶罐内，经过一段时间后，P随陶罐一起转动且相对罐壁静止于A点，此时P受到的摩擦力恰好为0，OA的连线与之间的夹角。已知P与陶罐之何的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）此时转台转动的角速度； （2）当转台的角速度，若P还在A点，P所受摩擦力的大小和方向： （3）若P始终能将在A点，转台角速度的最小值。 【答案】（1） （2），沿罐壁向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块P在A点时摩擦力恰好为0，此时小物块只受重力mg和陶罐对它的支持力N。将支持力N沿水平和竖直方向分解，竖直方向 水平方向 解得 【小问2详解】 ，则小物块有沿罐壁向上滑动的趋势，此时小物块受重力mg支持力和摩擦力f 竖直方向 水平方向 解得 方向沿罐壁向下 ； 【小问3详解】 当角速度最小时，小物块有沿罐壁向下滑动的趋势，摩擦力方向沿罐壁向上 竖直方向 水平方向 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年第二学期高一年级期中学业诊断 物理试卷 （考试时间：上午10：45—12：00） 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间75分钟，满分100分。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题包含7小题，每小题4分，共28分。请将正确选项填入第Ⅰ卷前的答题栏内。 1. 如图所示，虚线描述的是跳水运动员高台跳水时头部的曲线运动轨迹。关于该段运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 运动员头部所受合力是恒力 B. 运动员头部的加速度是恒定的 C. 运动员头部速度的方向时刻变化 D. 运动员头部速度的大小保持不变 2. 机器人将手绢快速旋转，手绢上的A点绕静止的O点做匀速圆周运动。若A到O的距离。手绢的转速，下列选项正确的是（　　） A. A点线速度的大小为 B. A点角速度的大小为 C. A点向心加速度的大小为 D. 若r不变，n变为原来的2倍，则A点的向心加速度变为原来的2倍 3. 不可伸长的轻绳一端拴接套在竖直杆上的环A，另一端跨过两个定滑轮后与物块B拴接，A、B都在竖直方向上运动，在图示位置二者速度大小的关系为（　　） A. B. C. D. 无法判断 4. 如图所示，沙袋正在某平面内做加速圆周运动，O为圆心，F是沙袋受到的合力。将F分解为切向分力和法向分力。下列说法正确的是（　　） A. 沙袋的加速度方向始终指向圆心O B. 改变沙袋速度的大小，改变沙袋速度的方向 C. 若F消失，由于惯性，沙袋将继续沿圆周轨迹运动 D. 若沙袋速度大小不断增加，其所需向心力时刻指向圆心且大小不变 5. 如图所示，篮球被扔出后又在地面上弹起，弹起的初速度大小为，初速度与水平方向的夹角为。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 篮球的加速度方向始终竖直向下 B. 篮球在最高点时，水平方向的速度为零 C. 若增大，则篮球在空中运动的时间一定变短 D. 篮球从抛出到落地，水平方向的位移仅与初速度的大小有关 6. 已知地球公转的轨道半径可表示为，海王星公转的轨道半径可表示为。根据开普勒第三定律，海王星公转的周期约为（　　） A. 38年 B. 56年 C. 105年 D. 165年 7. 如图所示。有一质量为m、半径为R、密度均匀的大球。现从大球中心O处挖去半径为的一个小球，将小球静置于处。已知万有引力常量为G，则大球剩余部分对小球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题包含3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。请将正确选项填入第Ⅰ卷前的答题栏内。 8. 如图所示，水平转盘同一直径线上静止放置着质量相同的物块A、B，A、B到圆心O的距离分别为2r、3r、A、B与转盘之间的动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现缓慢加快转盘的转速，下列说法正确的是（　　） A. 物块A先开始相对转盘滑动 B. 物块B先开始相对转盘滑动 C. 将A、B用轻杆拴接，当两物块相对转盘要发生滑动时，整体向A的外侧滑出 D. 将A、B用轻杆拴接，当两物块相对转盘要发生滑动时，整体向B的外侧滑出 9. 如图为跳台滑雪示意图，A为起跳点，BC是倾角为的斜坡，A、B在同一竖直线上且相距h。运动员从A点以沿水平方向飞出，最后落在斜坡上的P点，A、B、P、C均在同一竖直平面内。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动员与斜坡的最大距离不可求 B. 运动员从A点到P点的时间可求 C. B、P两点间的距离可求 D. 运动员在P点的速度不可求 10. 某次排球训练中，运动员在左侧底线处将球沿水平方向击出，球的初速度与左侧底线垂直。球刚好扫过球网上边缘，又恰好落在右侧底线上。若忽略排球大小且不计空气阻力，重力加速度g取，下列选项正确的是（　　） A. 球被击出时初速度的大小 B. 球被击出时离地面的高度 C. 球被击出时离球网上边缘的高度 D. 球在空中运动的时间 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题：本题包含2小题，共16分。请将正确答案填在题中横线上或按要求作答。 11. 某实验小组利用传感器和计算机研究平抛运动的规律。物体A被水平抛出后，在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着接收装置B，B装有两个“超声-红外”接收器，并与计算机相连，各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与A的距离。计算机可以即时给出A的坐标，以抛出点为坐标原点，得出A轨迹的坐标关系为，已知当地重力加速度g的大小为。 请回答下列问题： （1）根据计算机给出的坐标关系，A被水平抛出的初速度大小为_______m/s； （2）某小组成员根据坐标关系在坐标纸中描出从抛出点O开始的两个等时间间隔点P、Q。A在Q点处速度的竖直分量大小为____m/s； （3）该同学画出A在P点处速度方向的反向延长线，延长线与x轴交点的坐标为_______cm。（结果均保留两位有效数字） 12. 某实验小组通过如下装置来研究物体在竖直平面内的圆周运动。细杆一端拴接固定的电动机的转轴O。另一端拴接力传感器，力传感器的外侧拴接质量为0.05kg的物块P，P可在竖直平面内做圆周运动。力传感器可显示沿杆方向上其所受弹力的大小，调节转速并记录力传感器的示数F。 P经过最高点时F的数据如下： 4 5 6 7 8 9 10 16 25 36 49 64 81 100 0.050 0.245 0.470 0.725 1.010 描绘F与的关系如下图： 请回答下列问题： （1）根据图像信息求出直线的斜率，可算得P做圆周运动的半径约为_____m； （2）根据图像信息，可算得当地的重力加速度约为____； （3）若在最高点力传感器的示数为0。P在最高点的线速度约为_____m/s。（结果均保留两位有效数字） 四、计算题：本题包含3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 已知月球与地球中心的距离约为地球半径的60倍，若要验证太阳与行星间的吸引力，地球与月球间的吸引力，地球对其表面苹果的吸引力是同一种力，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度a与地球上苹果做自由落体运动的加速度g之比约为多少。 14. 竞技比赛中，汽车驶上半径的半圆形拱桥，A为圆弧最高点，C为圆弧上的一点，CO连线与竖直方向的夹角。汽车可看作质点，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）若汽车到达A点时，对桥面的压力为0，A与落地点B之间的距离； （2）若汽车到达C点时，对桥面的压力为0，汽车在C点速度的大小（计算结果可保留根号） 15. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块P落入陶罐内，经过一段时间后，P随陶罐一起转动且相对罐壁静止于A点，此时P受到的摩擦力恰好为0，OA的连线与之间的夹角。已知P与陶罐之何的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）此时转台转动的角速度； （2）当转台的角速度，若P还在A点，P所受摩擦力的大小和方向： （3）若P始终能将在A点，转台角速度的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $