精品解析：广东省惠州市第八中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

惠州市第八中学2024~2025学年第二学期高一期中考 物理试题 一、单选题 1. 自古以来，天体运动一直吸引着人类孜孜不倦地探索。关于天体运动研究的内容及物理学史，以下描述正确的是（　　） A. 开普勒利用第谷观测的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律，被誉为“天空立法者” B. 根据万有引力定律表达式，当两物体距离趋近于0时，其引力无穷大 C. 牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是不同性质的力 D. 卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，被称为“第一个称出地球质量的人” E. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开普勒利用第谷留下的精确行星观测数据，通过数学推导总结出开普勒三定律，准确描述了行星运动规律，因此被誉为“天空立法者”，A正确； B．万有引力公式​​仅适用于可被视为质点的物体，当两物体距离趋近于0时，物体不能再看作质点，公式不再适用，B错误； C．牛顿通过“月地检验”，证明了月球受到的地球引力与地面上的重力是同一种性质的力，都遵循万有引力的平方反比规律，C错误； D．卡文迪许设计扭秤实验，利用放大法（光杠杆放大）比较准确地测出了引力常量，得到引力常量后即可通过万有引力公式计算地球质量，因此被称为“第一个称出地球质量的人”，D正确。 故选 AD。 2. 圆锥摆在摆动过程中由于受空气阻力的影响，小球做圆周运动的半径会越来越小，经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。忽略小球转动一周内的半径变化，即每一周都可视为匀速圆周运动，运动情况如图所示。则小球做上述运动过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】令摆角为，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 可知，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将变大。 故选A。 3. 利用风洞实验室测试装备的风阻性能在我国已被大量运用。我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察来类比研究风洞里的流场环境，在某次实验中获得一烟尘颗粒从P点到Q点做曲线运动的轨迹，如图所示，不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒飘在空中速度不变 B. P点处的速度方向从P点指向Q点 C. P点处的合力方向可能斜向右下方 D. Q点处的加速度方向可能竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．烟尘颗粒做曲线运动，速度方向发生变化，可知烟尘颗粒飘在空中速度在变化，故A错误； B．P点处的速度方向沿该点的切线方向向右，故B错误； C．烟尘颗粒做曲线运动，合力方向指向轨迹内侧，可知P点处的合力方向不可能斜向右下方，故C错误； D．烟尘颗粒做曲线运动，合力方向指向轨迹内侧，即加速度方向指向轨迹内侧，可知Q点处的合力方向可能竖直向下，加速度方向可能竖直向下，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，自行车运动员在倾角为θ的圆形赛道上骑行，已知重力加速度为g，当这位运动员以速度在赛道上骑行时既没有垂直于速度上滑趋势，也没有垂直于速度下滑趋势，则运动员的转弯半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知运动员受重力和垂直轨道斜向上的支持力，由牛顿第二定律可知 可得 故选C。 5. 如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速不可能是（　　） A. 600 r/min B. 900 r/min C. 1 200 r/min D. 3 000 r/min 【答案】B 【解析】 【详解】因为电扇叶片有三个，相互夹角为120°，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶转过三分之一、或三分之二，或一周…，那么转过的角度为 ，n=1，2，3… 由于光源每秒闪光30次，所以电扇每秒转过的角度为 ω=20πn 转速为 10n r/s=600n r/min 所以当 n=1时，转速为600 r/min n=2时，转速为1 200 r/min n=5时，转速为3 000 r/min 故ACD项可能，B项不可能。 故选B。 6. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为（　　） A. m=0.7 kg，f=0.5 N B. m=0.7 kg，f=1.0N C. m=0.8kg，f=0.5 N D. m=0.8 kg，f=1.0N 【答案】A 【解析】 【分析】本题结合图像考查动能定理。 【详解】0~10m内物块上滑，由动能定理得 整理得 结合0~10m内的图像得，斜率的绝对值 10~20 m内物块下滑，由动能定理得 整理得 结合10~20 m内的图像得，斜率 联立解得 故选A。 二、多选题 7. 如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放，落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 从A到O的过程中，物块的机械能守恒 B. 从A到O的过程中，物块的机械能一直增大 C. 从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大 D. 从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题意，可知从A到O的过程中，物块做自由落体运动，只有重力对其做功，机械能守恒，故A正确，B错误； CD．把物块和弹簧看成一个系统，从O到B的过程中，系统满足机械能守恒，则物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和与物块动能之和保持不变。由于从O到B的过程中，物块的速度先增大，后减小，即动能先增大后减小，可知物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大，故C错误，D正确。 故选AD。 8. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确； B．A、C具有相等的角速度，根据 可得 对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以 故，故B错误； C．A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故C正确； D．对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，一竖直轨道由圆弧轨道AB、圆周轨道BECF、圆弧轨道BD组成，其中BEC半圆轨道粗糙，其他部分光滑，一质量可视为质点的小滑块从高处的位置A静止下滑，通过光滑圆弧轨道AB，经圆周轨道BECF后进入圆弧轨道BD，到达高度的D时速度刚好为0，圆环轨道的半径为，已知重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次经过半圆轨道BEC过程中，克服摩擦力做的功为20J B. 滑块第一次经过位置C时对轨道的压力大小为10N C. 滑块可以两次经过半圆轨道BEC的最高位置C D. 滑块第一次回到轨道AB的高度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．滑块第一次经过半圆轨道BEC过程中，设克服摩擦力做的功为，从A到D过程，由动能定理得 解得 A正确； B．从到，根据动能定理 在点，根据牛顿第二定律 解得 B错误； C．滑块达到D点后，再次经过圆弧轨道BD、圆周轨道BFC返回到C点没有能量损失，滑块能通过最高点位置C，所以可以两次经过半圆轨道BEC的最高位置C，C正确； D．由于滑块第一次回到轨道AB，再次经过粗糙的BEC半圆轨道，机械能有损失，所以沿BEC半圆轨道下滑平均速度比上滑平均速度小。下滑过程中滑块对轨道的平均压力变小，所受平均摩擦力变小，因此下滑过程中克服摩擦力做功小于，到达B点时小球的动能大于，滑块第一次滑回到轨道AB的高度为，D错误。 故选AC。 三、实验题(每空3分，总分21分) 10. 某同学用如图甲所示的装置探究向心力与速度的关系。小球被细绳悬挂在铁架台上，悬挂点有一力传感器（可测细绳的拉力），悬挂点正下方有一光电门，小球经过最低点时球心恰好挡住光电门发出的光。测得小球的质量为m，直径为d，悬线长度为L，已知当地的重力加速度大小为g，。 （1）实验时，测得小球挡住光电门发出的光的时间为t，则小球经过最低点时的速度大小为________（用d、t表示）。 （2）实验时，力传感器的最大示数为F，则小球经过最低点时的合力大小为________（用F、m、g表示）。 （3）改变小球释放的高度以改变小球经过最低点时的速度大小，获得多组数据。以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据实验数据，作出如图乙所示的图像，则图像纵轴上的截距b的物理意义为_________。 【答案】（1） （2） （3）小球受到的重力大小（或mg） 【解析】 【小问1详解】 小球经过最低点时的速度大小为 【小问2详解】 小球经过最低点时的合力大小为； 【小问3详解】 根据 可得 可知图像纵轴上的截距b的物理意义为b=mg。 11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍然同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有________； A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末段N端必须水平 C. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明________； A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球平抛的初速度的大小为________m/s；小球P抛出后运动到b点的时间为________s。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）BC （2）D （3） ①. 2.0 ②. 0.15 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道不必光滑，A错误； B．斜槽轨道末段N端必须水平，小球离开轨道后才能做平抛运动，B正确； CD．这个实验只验证小球做平抛运动在竖直方向是自由落体运动，与水平方向无关，所以不需要每次实验小球离开水平槽时初速度相同，小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放， C正确，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 A．两小球落地速度的大小不相同，落地时竖直分速度大小相同，A错误； B．实验结果不能表明P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动，B错误； CD．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，是自由落体运动，C错误，D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1]根据 解得 初速度为 [2]在b点根据速度公式得 解得 四、解答题 12. 人类一直有“飞天”的梦想，太空探索的脚步已经开启，也许不久的将来星际旅行也能成为现实。假设若干年后人类接近某星球，登陆舱运送宇航员到达星球表面，轨道舱绕该星球做周期为T的匀速圆周运动。登陆宇航员通过相关实验测得该星球半径为R、表面重力加速度为g。不考虑其它天体的影响以及该星球自转，引力常量为G，求： （1）该星球的质量； （2）轨道舱距离星球表面的高度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）不考虑星球自转，设质量为m的物体在星球表面受到的万有引力等于重力，即 解得该星球的质量为 （2）轨道舱绕该星球做周期为T的匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 解得轨道舱距离星球表面的高度为 13. 如图所示，长的轻杆两端分别固定有质量均为的A、B两小铁球，杆的三等分点处有光滑的水平固定转轴，使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动，用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，重力加速度为。求（结论可以用根号表示）： （1）当杆到达竖直位置时，小球A、B的速度、各多大； （2）从释放轻杆到轻杆竖直时，该过程轻杆对小球A做的功。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）设竖直位置时，杆子的角速度为，则两小球的速度分别为 对整个系统而言，机械能守恒，有 联立，解得 （2）对A球根据动能定理可知 解得 14. 如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m=50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小vA=10m/s，圆弧轨道的半径R=4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度， ，。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求： （1）运动员从P点到A点运动过程所用时间t； （2）运动员在B点时的动能； （3）在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。 【答案】（1）0.6s （2）2800J （3）-100J 【解析】 【小问1详解】 由于运动员从P到A的运动过程为平抛运动，且vA=10m/s，故运动员在A点竖直方向速度 解得 【小问2详解】 在B点由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律可知 运动员在B点的动能 解得 【小问3详解】 运动员从A到B过程，由动能定理得 解得 所以在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功为-100J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市第八中学2024~2025学年第二学期高一期中考 物理试题 一、单选题 1. 自古以来，天体运动一直吸引着人类孜孜不倦地探索。关于天体运动研究的内容及物理学史，以下描述正确的是（　　） A. 开普勒利用第谷观测的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律，被誉为“天空立法者” B. 根据万有引力定律表达式，当两物体距离趋近于0时，其引力无穷大 C. 牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是不同性质的力 D. 卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，被称为“第一个称出地球质量的人” E. 2. 圆锥摆在摆动过程中由于受空气阻力的影响，小球做圆周运动的半径会越来越小，经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。忽略小球转动一周内的半径变化，即每一周都可视为匀速圆周运动，运动情况如图所示。则小球做上述运动过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先增大后减小 3. 利用风洞实验室测试装备的风阻性能在我国已被大量运用。我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察来类比研究风洞里的流场环境，在某次实验中获得一烟尘颗粒从P点到Q点做曲线运动的轨迹，如图所示，不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒飘在空中速度不变 B. P点处的速度方向从P点指向Q点 C. P点处的合力方向可能斜向右下方 D. Q点处的加速度方向可能竖直向下 4. 如图所示，自行车运动员在倾角为θ的圆形赛道上骑行，已知重力加速度为g，当这位运动员以速度在赛道上骑行时既没有垂直于速度上滑趋势，也没有垂直于速度下滑趋势，则运动员的转弯半径为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速不可能是（　　） A. 600 r/min B. 900 r/min C. 1 200 r/min D. 3 000 r/min 6. 如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为（　　） A. m=0.7 kg，f=0.5 N B. m=0.7 kg，f=1.0N C. m=0.8kg，f=0.5 N D. m=0.8 kg，f=1.0N 二、多选题 7. 如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放，落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 从A到O的过程中，物块的机械能守恒 B. 从A到O的过程中，物块的机械能一直增大 C. 从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大 D. 从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大 8. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 9. 如图所示，一竖直轨道由圆弧轨道AB、圆周轨道BECF、圆弧轨道BD组成，其中BEC半圆轨道粗糙，其他部分光滑，一质量可视为质点的小滑块从高处的位置A静止下滑，通过光滑圆弧轨道AB，经圆周轨道BECF后进入圆弧轨道BD，到达高度的D时速度刚好为0，圆环轨道的半径为，已知重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次经过半圆轨道BEC过程中，克服摩擦力做的功为20J B. 滑块第一次经过位置C时对轨道的压力大小为10N C. 滑块可以两次经过半圆轨道BEC的最高位置C D. 滑块第一次回到轨道AB的高度为 三、实验题(每空3分，总分21分) 10. 某同学用如图甲所示的装置探究向心力与速度的关系。小球被细绳悬挂在铁架台上，悬挂点有一力传感器（可测细绳的拉力），悬挂点正下方有一光电门，小球经过最低点时球心恰好挡住光电门发出的光。测得小球的质量为m，直径为d，悬线长度为L，已知当地的重力加速度大小为g，。 （1）实验时，测得小球挡住光电门发出的光的时间为t，则小球经过最低点时的速度大小为________（用d、t表示）。 （2）实验时，力传感器的最大示数为F，则小球经过最低点时的合力大小为________（用F、m、g表示）。 （3）改变小球释放的高度以改变小球经过最低点时的速度大小，获得多组数据。以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据实验数据，作出如图乙所示的图像，则图像纵轴上的截距b的物理意义为_________。 11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍然同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有________； A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末段N端必须水平 C. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明________； A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球平抛的初速度的大小为________m/s；小球P抛出后运动到b点的时间为________s。（计算结果均保留两位有效数字） 四、解答题 12. 人类一直有“飞天”的梦想，太空探索的脚步已经开启，也许不久的将来星际旅行也能成为现实。假设若干年后人类接近某星球，登陆舱运送宇航员到达星球表面，轨道舱绕该星球做周期为T的匀速圆周运动。登陆宇航员通过相关实验测得该星球半径为R、表面重力加速度为g。不考虑其它天体的影响以及该星球自转，引力常量为G，求： （1）该星球的质量； （2）轨道舱距离星球表面的高度。 13. 如图所示，长的轻杆两端分别固定有质量均为的A、B两小铁球，杆的三等分点处有光滑的水平固定转轴，使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动，用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，重力加速度为。求（结论可以用根号表示）： （1）当杆到达竖直位置时，小球A、B的速度、各多大； （2）从释放轻杆到轻杆竖直时，该过程轻杆对小球A做的功。 14. 如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m=50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小vA=10m/s，圆弧轨道的半径R=4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度， ，。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求： （1）运动员从P点到A点运动过程所用时间t； （2）运动员在B点时的动能； （3）在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $