精品解析：江苏省江阴长泾中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

2025年春学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（本大题共11小题，每题4分，共44分） 1. 如图所示，摩天轮载着轿厢在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轿厢中的乘客与轿厢相对静止，a、c分别为轿厢运动过程中经过与转轴等高的两个位置，b、d分别为轿厢经过的最低点和最高点，下列说法正确的是（　　） A. 摩天轮转动过程中，乘客的线速度保持不变 B. 摩天轮转动过程中，乘客的角速度保持不变 C. 在b位置时，轿厢内乘客处于失重状态 D. 轿厢转到a位置时，轿厢内乘客所受合力恰好为零 2. 如图所示，物体在力F的作用下在水平面发生了一段位移x，三种情形下力F和位移x的大小都是一样的。角的大小、物体运动方向如图。下列说法正确的是（　　） A. 甲、丙两种情形下，力F做功的大小相等 B. 甲、乙两种情形下，力F都做负功 C. 乙、丙两种情形下，力F都做正功 D. 不知道地面是否光滑，无法判断F做功的大小关系 3. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时对足球做功 B. 运动员对足球做功 C. 克服重力做功 D. 足球上升过程人对足球做功 4. 如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 排球从P点沿圆周经Q点运动到N点 B. 在排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等 C. 排球离开M点的速率跟经过Q点的速率相等 D. 排球到达P点和N点时重力的瞬时功率相等 5. 如图所示是微信启动的界面，该照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力，下列说法正确的是（ ） A. “风云四号”可能经过无锡正上空 B. “风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度 C. 与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等 D. “风云四号”的运行速度大于 6. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时重力提供向心力 B. 图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C. 如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力全部用来提供向心力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 7. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为R1，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为R2，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法错误的是（　　） A. 飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速 B. 飞船在②轨道Q点的加速度大于③轨道Q点的加速度 C. 飞船在①轨道的速度一定大于天和核心舱在③轨道的速度 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的最短时间为 8. 如图所示，某人造地球卫星对地球的张角为，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，万有引力常量为G，由此可估算地球的平均密度为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，一根不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小物块A和B。其中，未知，滑轮下缘距地面。开始B物块离地面高，用手托住B物块使绳子刚好拉直，然后由静止释放B物块，A物块上升至高时速度恰为零，重力加速度大小取。下列说法中正确的是（　　） A. 对A、B两物块及地球组成的系统，整个过程中机械能守恒 B. C. B刚落地时，速度大小为 D. B落地前，绳中张力大小为30N 10. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则（　　） A. f对木块做功为 B. f对子弹做功为 C. 木块与子弹间一对摩擦力的总功为 D. 该过程中系统动能的减少量为 11. 一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的固定斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中（　　） A. 物体的重力势能增加了0.9mgH B. 物体的动能损失了mgH C. 物体的动能损失了0.9mgH D. 物体的机械能损失了0.5mgH 二、实验题（每空3分共15分） 12. 小明利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。细线一端系在圆形量角器中心轴上，另一端系一个金属小球，在小球运动轨迹的最低点安装一个光电门。本实验需要测量的物理量有：小球的直径、细线长度、小球通过光电门的挡光时间，小球静止释放时细线与竖直方向的夹角等。 （1）为完成实验，以下器材中必须用到的是          填写器材前的字母标号。 A. 秒表 B. 天平 C. 刻度尺 （2）某次释放小球前，细线与圆形量角器位置关系的局部放大图如图所示，此时对应的θ为__________度。 （3）按正确实验方法操作，测得小球的直径为d，小球通过光电门的挡光时间为，可知小球经过最低点的速度大小v =__________。 （4）若在实验误差允许范围内，满足mv2 = __________，即可验证机械能守恒定律用题给字母L、d、θ以及当地重力加速度g和小球质量m表示。 （5）改变角度θ重复实验，发现小球由静止运动到最低点时，光电门的位置比小球的球心位置低，则由此计算出的动能的增加量比实际值___________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。 三、计算题（本大题共4小题，13题8分，14题9分，15题9分，16题15分，共41分） 13. 一质量为m运动员在水平弯道上训练骑行，可将其运动视为匀速圆周运动，自行车骑行转弯半径为R，在骑行的时间t内走过的圆弧长为l，自行车质量为M，不计空气阻力。 （1）运动员做圆周运动的角速度大小； （2）地面对自行车摩擦力大小。 14. 已知中国空间站沿圆形轨道运行，经过时间t，其绕地球球心转过的角度为θ，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求： （1）空间站的周期T； （2）地球质量M； （3）空间站所在圆轨道距地面的高度h。 15. 如图所示，轻弹簧一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC底端的A处，另一端与质量m=1kg的小物块P接触。现通过物块压缩弹簧到B点，释放后物块P被弹出沿轨道上滑的最高位置为C点，BC = 3.5m。已知P与直轨道间的动摩擦因数为0.25，求：（sin37°= 0.6， cos37° = 0.8，g=10m/s2 ） （1）离开弹簧后，物块P上滑加速度的大小； （2）小物体从B到C由于摩擦产生的热量； （3）压缩到B点时，弹簧的弹性势能大小。 16. 如图所示，固定的倾斜轨道倾角，其底端与竖直平面内半径为R的圆弧轨道相切、相连接，位置P为圆弧轨道的最低点。质量分别为2m、m的小球A、B用长的轻杆通过轻质铰链相连，A套在倾斜轨道上，B套在固定的竖直轨道上，竖直轨道过圆弧轨道的圆心O。现A受到一沿倾斜轨道向上的推力处于静止状态，此时轻杆与倾斜轨道垂直，撤去推力后，A由静止沿倾斜轨道、圆弧轨道运动。假设在运动过程中轻杆和竖直轨道不会碰撞，不计一切摩擦，重力加速度为g。 （1）求推力的大小F； （2）求A运动至P点时的速度大小； （3）A运动至P点时，轨道对A产生方向竖直向上、大小为的弹力，求此时B的加速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年春学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（本大题共11小题，每题4分，共44分） 1. 如图所示，摩天轮载着轿厢在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轿厢中的乘客与轿厢相对静止，a、c分别为轿厢运动过程中经过与转轴等高的两个位置，b、d分别为轿厢经过的最低点和最高点，下列说法正确的是（　　） A. 摩天轮转动过程中，乘客的线速度保持不变 B. 摩天轮转动过程中，乘客的角速度保持不变 C. 在b位置时，轿厢内乘客处于失重状态 D. 轿厢转到a位置时，轿厢内乘客所受合力恰好为零 【答案】B 【解析】 【详解】AB．摩天轮载着轿厢在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，则摩天轮转动过程中，乘客的线速度大小不变，方向时刻发生变化，乘客的角速度保持不变，故A错误，B正确； C．在b位置时，加速度方向向上，轿厢内乘客处于超重状态，故C错误； D．轿厢转到a位置时，轿厢内乘客所受合力提供所需的向心力，不为零，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，物体在力F的作用下在水平面发生了一段位移x，三种情形下力F和位移x的大小都是一样的。角的大小、物体运动方向如图。下列说法正确的是（　　） A. 甲、丙两种情形下，力F做功的大小相等 B. 甲、乙两种情形下，力F都做负功 C. 乙、丙两种情形下，力F都做正功 D. 不知道地面是否光滑，无法判断F做功的大小关系 【答案】A 【解析】 【详解】甲图中力F做功 乙图中力F做功 丙图中力F做功 则甲、丙两种情形下，力F做功的大小相等，甲、丙两种情形下，力F都做正功，乙中情况下力F做负功。 故选A。 3. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时对足球做功 B. 运动员对足球做功 C. 克服重力做功 D. 足球上升过程人对足球做功 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为 则克服重力做功为；根据动能定理可得 可得运动员踢球时对足球做功为 故AC错误，B正确； D．足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 排球从P点沿圆周经Q点运动到N点 B. 在排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等 C. 排球离开M点的速率跟经过Q点的速率相等 D. 排球到达P点和N点时重力的瞬时功率相等 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．排球从P点离开后将做斜抛运动，故其运动轨迹为抛物线，并非圆周运动，A错误； B．排球从M点到P点重力做功为mgh，排球从P点到Q点过程中，重力做功为0，B错误； C．不计空气阻力，排球从M到P和从Q到N都是平抛运动，在M、Q点均只有水平方向的速度，高度h相同，根据 可知运动时间相同，根据 ， 可推出离开M点的速度大于经过Q点的速度，C错误； D．两次运动高度相同，则运动时间相同，竖直分速度vy一样，故重力瞬时功率相同，D正确。 故选D。 5. 如图所示是微信启动的界面，该照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力，下列说法正确的是（ ） A. “风云四号”可能经过无锡正上空 B. “风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度 C. 与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等 D. “风云四号”的运行速度大于 【答案】B 【解析】 【详解】A．“风云四号”是地球静止卫星，在赤道上空，不可能经过无锡正上空，故A错误； B．地球卫星绕地球做圆周运动 向心加速度 “风云四号”的轨道半径比月球小，所以向心加速度大于月球的向心加速度，故B正确； C．与“风云四号”同轨道的卫星线速度相等，但是质量不一定相等，所以动能不一定相等，故C错误； D．“风云四号”的运行速度小于，故D错误。 故选B。 6. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时重力提供向心力 B. 图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C. 如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力全部用来提供向心力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．图a中汽车通过拱桥得最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，故A错误； B．图b所示是一圆锥摆，圆锥摆的合力指向圆心，故B错误； C．图c中小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力和重力的合力提供向心力，指向圆心，故C错误； D．图d中火车周围时以规定速度行驶时，火车重力和铁轨支持力的合力完全提供向心力，当火车的速度超过规定速度时，火车有做离心运动的趋势，火车的轮缘对外轨有向外的挤压力，故D正确。 故选D。 7. 2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为R1，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为R2，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法错误的是（　　） A. 飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速 B. 飞船在②轨道Q点的加速度大于③轨道Q点的加速度 C. 飞船在①轨道的速度一定大于天和核心舱在③轨道的速度 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的最短时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速，故A正确，不符合题意； B．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞船在②轨道Q点的加速度等于③轨道Q点的加速度，故B错误，符合题意； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 可知飞船在①轨道的速度一定大于天和核心舱在③轨道的速度，故C正确，不符合题意； D．若核心舱在③轨道运行周期为T，由开普勒第三定律 解得 所以飞船在②轨道从P点运动到Q点的最短时间为 故D正确，不符合题意。 本题选择错误选项，故选B。 8. 如图所示，某人造地球卫星对地球的张角为，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，万有引力常量为G，由此可估算地球的平均密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设地球半径为，卫星的轨道半径为，根据几何关系可得 根据万有引力提供向心力 解得 又 解得 故选B。 9. 如图所示，一根不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小物块A和B。其中，未知，滑轮下缘距地面。开始B物块离地面高，用手托住B物块使绳子刚好拉直，然后由静止释放B物块，A物块上升至高时速度恰为零，重力加速度大小取。下列说法中正确的是（　　） A. 对A、B两物块及地球组成的系统，整个过程中机械能守恒 B. C. B刚落地时，速度大小为 D. B落地前，绳中张力大小为30N 【答案】C 【解析】 【详解】A．对A、B两物块及地球组成的系统，在B落地前，机械能才守恒，A错误； BC．B刚落地时A继续上升做竖直上抛运动，此时 又 所以 对、B由牛顿第二定律有 解得 B 错误C正确； D．隔离A由牛顿第二定律有 解得 D错误。 故选C。 10. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则（　　） A. f对木块做功为 B. f对子弹做功为 C. 木块与子弹间一对摩擦力的总功为 D. 该过程中系统动能的减少量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，木块在摩擦力作用下的位移为，则摩擦力对木块做正功 故A错误； B．子弹的位移为，则摩擦力对子弹做功 故B错误； C．木块与子弹间一对摩擦力的总功为 故C错误； D．由能量守恒得该过程中系统动能的减少量为摩擦力对木块和子弹做的总功的绝对值，所以该过程中系统动能的减少量为fd，故D正确。 故选D。 11. 一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的固定斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中（　　） A. 物体的重力势能增加了0.9mgH B. 物体的动能损失了mgH C. 物体的动能损失了0.9mgH D. 物体的机械能损失了0.5mgH 【答案】D 【解析】 【详解】A．上升过程中重力做功，所以重力势能增加，故A错误； BC．该过程合力做功 由动能定理可知，物体的动能损失了，故BC错误； D．上滑过程，由牛顿第二定律有 解得 该过程摩擦力做功 功能关系可知，物体的机械能损失了0.5mgH，故D正确。 故选D。 二、实验题（每空3分共15分） 12. 小明利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。细线一端系在圆形量角器中心轴上，另一端系一个金属小球，在小球运动轨迹的最低点安装一个光电门。本实验需要测量的物理量有：小球的直径、细线长度、小球通过光电门的挡光时间，小球静止释放时细线与竖直方向的夹角等。 （1）为完成实验，以下器材中必须用到的是          填写器材前的字母标号。 A. 秒表 B. 天平 C. 刻度尺 （2）某次释放小球前，细线与圆形量角器位置关系的局部放大图如图所示，此时对应的θ为__________度。 （3）按正确实验方法操作，测得小球的直径为d，小球通过光电门的挡光时间为，可知小球经过最低点的速度大小v =__________。 （4）若在实验误差允许范围内，满足mv2 = __________，即可验证机械能守恒定律用题给字母L、d、θ以及当地重力加速度g和小球质量m表示。 （5）改变角度θ重复实验，发现小球由静止运动到最低点时，光电门的位置比小球的球心位置低，则由此计算出的动能的增加量比实际值___________（选填：“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）26.5 （3） （4） （5）偏大 【解析】 【小问1详解】 由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平测量小球的质量；小球通过光电门的时间可以直接得出，不需要秒表；实验中需测量细线长度，则需要毫米刻度尺。故选C。 【小问2详解】 图乙可知度 【小问3详解】 小球经过最低点的速度大小 【小问4详解】 小球的重力势能减少量为 则满足 即可验证机械能守恒定律。 【小问5详解】 光电门的位置比小球的球心位置低，根据 可知计算出来的小球速度偏大，则由此计算出的动能的增加量比实际值偏大。 三、计算题（本大题共4小题，13题8分，14题9分，15题9分，16题15分，共41分） 13. 一质量为m运动员在水平弯道上训练骑行，可将其运动视为匀速圆周运动，自行车骑行转弯半径为R，在骑行的时间t内走过的圆弧长为l，自行车质量为M，不计空气阻力。 （1）运动员做圆周运动的角速度大小； （2）地面对自行车摩擦力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 运动员在水平弯道上做匀速圆周运动，在骑行的时间t内走过的圆弧长为l，则运动员的线速度大小为 运动员做圆周运动的角速度大小 【小问2详解】 对运动员和自行车整体，根据牛顿第二定律可得 联立解得地面对自行车摩擦力大小为 14. 已知中国空间站沿圆形轨道运行，经过时间t，其绕地球球心转过的角度为θ，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求： （1）空间站的周期T； （2）地球质量M； （3）空间站所在圆轨道距地面的高度h。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据角速度的定义式可知，空间站的角速度大小为 则空间站的周期为 【小问2详解】 设地球表面有一质量为的物体，则该物体所受地球的万有引力等于重力 解得地球的质量为 【小问3详解】 根据万有引力提供向心力 又因为 解得 15. 如图所示，轻弹簧一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC底端的A处，另一端与质量m=1kg的小物块P接触。现通过物块压缩弹簧到B点，释放后物块P被弹出沿轨道上滑的最高位置为C点，BC = 3.5m。已知P与直轨道间的动摩擦因数为0.25，求：（sin37°= 0.6， cos37° = 0.8，g=10m/s2 ） （1）离开弹簧后，物块P上滑加速度的大小； （2）小物体从B到C由于摩擦产生的热量； （3）压缩到B点时，弹簧的弹性势能大小。 【答案】（1） （2）7J （3）28J 【解析】 【小问1详解】 设物块离开弹簧后上滑的加速度为a，由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 设压缩到B点时弹簧弹性势能大小为，滑块从B点运动到C点的过程，由于摩擦产生的热为=7J 【小问3详解】 重力势能增加量为 根据能量守恒定律有 解得 16. 如图所示，固定的倾斜轨道倾角，其底端与竖直平面内半径为R的圆弧轨道相切、相连接，位置P为圆弧轨道的最低点。质量分别为2m、m的小球A、B用长的轻杆通过轻质铰链相连，A套在倾斜轨道上，B套在固定的竖直轨道上，竖直轨道过圆弧轨道的圆心O。现A受到一沿倾斜轨道向上的推力处于静止状态，此时轻杆与倾斜轨道垂直，撤去推力后，A由静止沿倾斜轨道、圆弧轨道运动。假设在运动过程中轻杆和竖直轨道不会碰撞，不计一切摩擦，重力加速度为g。 （1）求推力的大小F； （2）求A运动至P点时的速度大小； （3）A运动至P点时，轨道对A产生方向竖直向上、大小为的弹力，求此时B的加速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在有推力时，小球处于静止状态，即合力为零。由平衡推论有 （2）设小球A初始位置距离水平面高度为 由几何关系有 解得 设小环B初始位置距离水平面高度为，有几何关系有 解得 运动过程中系统机械能守恒，由机械能守恒定律有 ， 解得 （3）以小环B为研究对象，由牛顿第二定律有 以小球A为研究对象，由牛顿第二定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $