精品解析：甘肃省平凉市第一中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

平凉一中2027届高一第二学期期中考试 物理试题 命题人：王继超 一、选择题（1-7为单项选择题，每题只有一个正确选项，每题4分，共28分；8-10为多项选择题，每题5分，共15分，选不全得3分，有错选不得分） 1. 在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。关于物理学思想方法和物理学史，下列叙述正确的是（　　） A. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了等效替代的思想 B. 卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想 C. 第谷在其天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 D. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量的数值 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。如图所示，分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 2024年12月5日，我国成功将“千帆星座”第三批组网卫星送入预定轨道。“千帆星座”将构建覆盖全球的卫星互联网系统，采用分阶段实施的多层低轨道星座设计，其轨道高度在160km至2000km之间。已知地球同步卫星的高度约为36000km，则下列说法正确的是（　　） A. 所有组网卫星轨道平面都与赤道平面垂直 B. 组网卫星的速度小于地球同步卫星的速度 C. 组网卫星运行周期小于地球的自转周期 D. 组网卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度 4. 如图是某运动员在撑杆跳比赛过程中通过频闪照相机获得的一组合成照片，相邻两图之间的时间间隔相等（杆可视为轻质弹性杆），则下列说法中正确的是（ ） A. 从1到3过程中，运动员的动能减小 B. 从4到7过程中，杆的弹性势能增加 C. 从6到8过程中，运动员的重力势能减小 D. 从6到8过程中，杆的弹性势能减小 5. 如图1所示是某款小游戏，物体需要从平台A跳跃到前方更高的平台B上。假设不同的操作方式会使物体的运动轨迹出现如图2所示的两种情况，则由图2可推断出（　　） A. 轨迹甲的起跳速度较大 B. 轨迹乙的运动时间较长 C. 两条轨迹最高点速度相同 D. 两条轨迹起跳瞬间重力的功率相同 6. 如图所示，运动员将质量为m篮球从h高处出手，进入离地面H高处的篮筐时速度为v。若以出手时高度为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对篮球下列说法正确的是（　　） A. 进入篮筐时势能为 B. 在刚出手时势能为 C. 刚出手的动能 D. 经过途中P点时的动能比刚出手时的动能大 7. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时（　　） A. 球B的速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为mg D. 水平转轴对杆的作用力为2mg 8. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C向心加速度随半径变化图像如图所示，可以知道（　　） A A、B两点向心加速度关系满足甲图线 B. A、B两点向心加速度关系满足乙图线 C. B、C点两点向心加速度关系满足甲图线 D. B、C点两点向心加速度关系满足乙图线 9. 假设天宫二号绕地球做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 在远地点P处，神舟十六号的加速度与天宫二号相同 B. 根据题中条件可以计算出地球的质量 C. 根据题中条件可以计算出地球对天宫二号的引力大小 D. 要实现神舟十六号与天宫二号在远地点P处对接，神舟十六号需在靠近P处点火加速 10. 如图甲所示，轻弹簧一端固定在地面上，另一端与质量为的物块相连，物块叠放在物块上但不与相连，。开始时整个系统处于静止状态，从时刻开始，对施加一竖直向上的力使物块做匀加速直线运动。力随时间变化的规律如图乙所示，取重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 内向上运动的距离为 B. 弹簧的劲度系数 C. 运动过程中的最大速度为 D. 内做的功为 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 如图所示是验证向心力表达式的装置。电动机的竖直转轴上固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心L处固定有宽度为d的遮光条。水平直杆上套有质量为m的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过水平细线连接。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力大小可由力传感器测得，遮光条经过光电门的遮光时间可由与光电门连接的光电计时器测得。 （1）某次电动机转动时，遮光条通过光电门的挡光时间为t，则物块的角速度为______。 （2）保持物块到转轴的距离为r不变，物块质量m不变，改变直杆转动的角速度，若力传感器示数______（填“”或“t2”），则可得。 （3）验证向心力公式时，若保证r不变，改变物块质量m，调节直杆转动的角速度，使力传感器示数F不变，则可得______（填“”或“t2”）。 12. 某实验小组利用电子秤和频闪照相机测量一把弹弓发射出的钢珠弹的动能，具体步骤如下： （1）用电子秤测得钢珠弹的质量； （2）在背景方格前使用弹弓水平发射钢珠弹，使用频闪照相机（每隔相等时间拍一次照片）拍摄钢珠弹在空中的位置。 如图所示为钢珠弹运动的频闪照片的一部分，已知图中背景小方格的边长表示实际长度为，重力加速度为，则： ①钢珠弹在点的水平速度___________（填“大于”、“小于”或“等于”）在点的水平速度。 ②钢珠弹从到的下落高度为，从到的下落高度为，则___________m。 ③照相机的频闪周期___________s； ④钢珠弹刚发射出时的动能___________J。 三、解答题（共43分） 13. 近年来，中国的航天实力表演十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度ρ； （2）该星球的第一宇宙速度v大小。 14. 如图所示，A物体用板托着，离地高度h=8.0m，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态。已知A物体质量M=6.0kg，B物体质量m=4.0kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A着地后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，g取10m/s2。求： （1）A着地时，B的速度大小； （2）B物体在上升过程中离地面的最大高度。 15. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小； （3）滑块最终停距A点多远处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 平凉一中2027届高一第二学期期中考试 物理试题 命题人：王继超 一、选择题（1-7为单项选择题，每题只有一个正确选项，每题4分，共28分；8-10为多项选择题，每题5分，共15分，选不全得3分，有错选不得分） 1. 在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。关于物理学思想方法和物理学史，下列叙述正确的是（　　） A. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了等效替代的思想 B. 卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想 C. 第谷在其天文观测数据基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 D. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量的数值 【答案】B 【解析】 【详解】A．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了控制变量法，故A错误； B．卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想，故B正确； C．开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律，故C错误； D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量的数值，故D错误。 故选B。 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。如图所示，分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】汽车从M点运动到N点，做曲线运动，则所受的合外力指向曲线的凹处；同时减速，则合力与速度的方向的夹角大于90°。 故选B。 3. 2024年12月5日，我国成功将“千帆星座”第三批组网卫星送入预定轨道。“千帆星座”将构建覆盖全球的卫星互联网系统，采用分阶段实施的多层低轨道星座设计，其轨道高度在160km至2000km之间。已知地球同步卫星的高度约为36000km，则下列说法正确的是（　　） A. 所有组网卫星轨道平面都与赤道平面垂直 B. 组网卫星的速度小于地球同步卫星的速度 C. 组网卫星的运行周期小于地球的自转周期 D. 组网卫星的加速度小于地球同步卫星的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．所有组网卫星轨道平面都过地球的球心，但不一定与赤道平面垂直，选项A错误； BCD．根据 可得，， 组网卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，可知组网卫星的速度大于地球同步卫星的速度，组网卫星的运行周期小于地球同步卫星的周期，即小于地球的自转周期，组网卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度，选项C正确，BD错误。 故选C。 4. 如图是某运动员在撑杆跳比赛过程中通过频闪照相机获得的一组合成照片，相邻两图之间的时间间隔相等（杆可视为轻质弹性杆），则下列说法中正确的是（ ） A. 从1到3过程中，运动员的动能减小 B. 从4到7过程中，杆的弹性势能增加 C. 从6到8过程中，运动员的重力势能减小 D. 从6到8过程中，杆的弹性势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．从1到3过程中，运动员处于加速助跑阶段，动能增大，A错误； B．从4到7过程中，杆的形变先增大后减小，故杆的弹性势能先增大后减小，B错误； C．从6到8过程中，运动员的高度逐渐增大，重力势能逐渐增大，C错误； D．从6到8过程中，杆逐渐恢复形变，弹性势能逐渐减小，D正确。 故选D。 5. 如图1所示是某款小游戏，物体需要从平台A跳跃到前方更高的平台B上。假设不同的操作方式会使物体的运动轨迹出现如图2所示的两种情况，则由图2可推断出（　　） A. 轨迹甲的起跳速度较大 B. 轨迹乙的运动时间较长 C. 两条轨迹最高点速度相同 D. 两条轨迹起跳瞬间重力的功率相同 【答案】D 【解析】 【详解】B．轨迹甲乙做斜抛运动，可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。由于两种情况下在竖直方向都做竖直上抛运动，且上升的最大高度相同，都落到同一水平面上，所以它们在空中运动的时间相等，故B错误； AC．由于轨迹甲和乙落地点的距离不同，且它们在空中运动的时间相等，根据水平方向的匀速直线运动规律可知，轨迹乙水平方向的初速度分量较大，即乙轨迹最高点速度大，上升高度相等，竖直初速度也相等，根据速度的合成可知，轨迹乙初速度较大，故AC错误； D．由图可知轨迹甲乙上升的高度相同，竖直分速度相同，根据瞬时功率表达式 可知两条轨迹起跳瞬间重力的功率相同，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，运动员将质量为m的篮球从h高处出手，进入离地面H高处的篮筐时速度为v。若以出手时高度为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对篮球下列说法正确的是（　　） A. 进入篮筐时势能为 B. 在刚出手时势能为 C. 刚出手的动能 D. 经过途中P点时的动能比刚出手时的动能大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由于以出手时高度零势能面，因此刚出手时势能为0，进入篮筐时势能为mg(H-h)，故AB错误； CD．整个过程中机械能守恒，在任何位置的机械能均为 刚出手时势能零，因此动能为 经过途中P点时的动能比刚出手时的动能小，故D错误，C正确。 故选C。 7. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时（　　） A. 球B的速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为mg D. 水平转轴对杆的作用力为2mg 【答案】B 【解析】 【详解】A．球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有 解得 故A错误； B．由于A、B两球的角速度相等，由v=ωr 得球A的速度大小为 故B正确； CD．杆对A球的作用力 则 B球到最高点时，对杆无弹力，所以水平转轴对杆的作用力为1.5mg，CD错误。 故选B。 8. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C向心加速度随半径变化图像如图所示，可以知道（　　） A. A、B两点向心加速度关系满足甲图线 B. A、B两点向心加速度关系满足乙图线 C. B、C点两点向心加速度关系满足甲图线 D. B、C点两点向心加速度关系满足乙图线 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．车轮上的A、B两点在同一链条上转动，其边缘的线速度大小相等，由可知向心加速度与半径成反比，则A、B两点向心加速度关系满足甲图线，故A正确，B错误； CD．车轮上的B、C两点在同轴上转动，满足角速度大小相等，由可知向心加速度与半径成正比，则B、C两点向心加速度关系满足乙图线，故C错误， D正确。 故选AD。 9. 假设天宫二号绕地球做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 在远地点P处，神舟十六号的加速度与天宫二号相同 B. 根据题中条件可以计算出地球的质量 C. 根据题中条件可以计算出地球对天宫二号的引力大小 D. 要实现神舟十六号与天宫二号在远地点P处对接，神舟十六号需在靠近P处点火加速 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 可得 则在远地点P处，神舟十六号的加速度和天宫二号加速度相同，故A正确； B．因天宫二号做圆周运动时万有引力提供向心力，即 可得 所以可以计算出地球的质量，故B正确； C．没有天宫二号质量不能算出万有引力，故C错误； D．神舟十六号加速做离心运动，可以进入高轨道与天宫二号对接，故D正确。 故选ABD。 10. 如图甲所示，轻弹簧一端固定在地面上，另一端与质量为的物块相连，物块叠放在物块上但不与相连，。开始时整个系统处于静止状态，从时刻开始，对施加一竖直向上的力使物块做匀加速直线运动。力随时间变化的规律如图乙所示，取重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 内向上运动的距离为 B. 弹簧的劲度系数 C. 运动过程中的最大速度为 D. 内做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设弹簧劲度系数为k，F未作用时，弹簧压缩量为，整体受到总的重力和弹力而平衡，即 时，F作用瞬间，设整体加速度为大小为a，由牛顿第二定律有 图乙可知0时刻 联立解得连接体共同运动的加速度 时发生突变，共同匀加速位移为 故A正确； B．图像可知A、B分离出现在0.2s时刻，且分离瞬间A、B之间弹力零，对A有 解得 故B错误； C．A、B分离时整体速度 物块仍在加速，因此的最大速度超过，故C错误； D．分离瞬间对，设拉力为，由牛顿第二定律方程 联立以上解得 根据胡克定律，随上升位移线性变化，内对位移的平均作用力为 做功 故D正确。 故选AD 。 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 如图所示是验证向心力表达式的装置。电动机的竖直转轴上固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心L处固定有宽度为d的遮光条。水平直杆上套有质量为m的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过水平细线连接。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力大小可由力传感器测得，遮光条经过光电门的遮光时间可由与光电门连接的光电计时器测得。 （1）某次电动机转动时，遮光条通过光电门的挡光时间为t，则物块的角速度为______。 （2）保持物块到转轴的距离为r不变，物块质量m不变，改变直杆转动的角速度，若力传感器示数______（填“”或“t2”），则可得。 （3）验证向心力公式时，若保证r不变，改变物块质量m，调节直杆转动的角速度，使力传感器示数F不变，则可得______（填“”或“t2”）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据 ，根据题意得 ，解得 【小问2详解】 根据和 得 【小问3详解】 根据得 12. 某实验小组利用电子秤和频闪照相机测量一把弹弓发射出的钢珠弹的动能，具体步骤如下： （1）用电子秤测得钢珠弹的质量； （2）在背景方格前使用弹弓水平发射钢珠弹，使用频闪照相机（每隔相等时间拍一次照片）拍摄钢珠弹在空中的位置。 如图所示为钢珠弹运动的频闪照片的一部分，已知图中背景小方格的边长表示实际长度为，重力加速度为，则： ①钢珠弹在点的水平速度___________（填“大于”、“小于”或“等于”）在点的水平速度。 ②钢珠弹从到的下落高度为，从到的下落高度为，则___________m。 ③照相机的频闪周期___________s； ④钢珠弹刚发射出时的动能___________J。 【答案】 ①. 等于 ②. 0.10 ③. 0.1 ④. 0.0225 【解析】 【详解】①[1]由频闪照相可知水平距离等于水平距离，则钢珠弹在水平方向做匀速直线运动，所以钢珠弹在点的水平速度等于在点的水平速度。 ②[2]频闪照相可知 ③[3]竖直方向根据 可得照相机的频闪周期为 ④[4]钢珠弹刚发射出时的初速度为 则钢珠弹刚发射出时的动能为 三、解答题（共43分） 13. 近年来，中国的航天实力表演十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度ρ； （2）该星球的第一宇宙速度v大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设该星球表面的重力加速度为g，小球做平抛运动，则有 解得 根据物体在星球受到的万有引力等于重力，则有 解得星球的质量为 故该星球的平均密度为 （2）星球的第一宇宙速度等于卫星在该星球表面轨道绕星球做匀速运动时的线速度，由万有引力提供向心力得 解得 14. 如图所示，A物体用板托着，离地高度h=8.0m，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态。已知A物体质量M=6.0kg，B物体质量m=4.0kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A着地后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，g取10m/s2。求： （1）A着地时，B的速度大小； （2）B物体在上升过程中离地面的最大高度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）A、B组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有 解得 （2）A落地后，B物体仅受重力，机械能守恒，设B物体还能上升的高度为，则有 解得 则B物体在上升过程中离地面的最大高度 15. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小； （3）滑块最终停在距A点多远处。 【答案】（1） （2） （3）0.6m 【解析】 【小问1详解】 小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有 解得 滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。 【小问3详解】 滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有 解得 由于 可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有 滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有 解得 滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有 解得 由于 可知，滑块不脱离圆轨道，圆轨道下侧摆动，根据动能定理有 解得 可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$