精品解析：四川省南充市阆中中学校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

阆中中学校2025年春高2024级期中学习质量检测 物 理 试 题 （满分：100分 时间：75分） 一、单项选择题（每小题4分，共28分） 1. 小明在期中考试之前对习题中的一些易错的概念进行了整理和归纳，下列说法中正确的是（　　） A. 做圆周运动物体所受合力一定指向圆心 B. 匀速圆周运动一定是变加速运动 C. 牛顿提出万有引力定律时，便测出了万有引力常量 D. 开普勒第三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动 2. 非洲草原上，一只正在饮水的斑马，突然发现潜伏在附近的猎豹，斑马为了逃生，开始沿“S”形全速奔跑，若某段时间内，斑马运动的速度大小不变，运动轨迹为如图所示的虚线，A、B、C、D为轨迹上的四点且都位于水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 斑马的加速度可能保持不变 B. 斑马可能处于受力平衡状态 C. 斑马经过D点时的加速度方向指向凹侧 D. 斑马经过A点时的速度和经过B点时的速度相同 3. 某次抗洪抢险中，需要驾船将物资运送到河对岸，已知静水中的船速大小为，河岸笔直，河的宽度为120m，河中间河水的流速大小为，靠近岸边河水的流速大小为。船渡河的最短时间为（　　） A. 12s B. 24s C. 30s D. 40s 4. 如图为钟表齿轮的简化图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的角速度大小相等 B. B点与C点的线速度大小相等 C. B点的向心加速度大小是C点的4倍 D. A点的向心加速度大小是C点的4倍 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是月球，各卫星排列位置如图，则有（　　） A. 线速度的大小关系为va > vb > vc > vd B. 角速度的大小关系为ωb > ωc = ωa > ωd C. 周期的大小关系为Ta > Tb > Tc > Td D. 向心加速度的大小关系为aa < ab < ac < ad 6. 如图所示，一汽车正在道路上转弯，弯道处的路面是倾斜的，且与水平面所成夹角的正切值。已知汽车在弯道上在水平面内做圆周运动的半径为40m，取重力加速度大小。若将汽车过弯道恰好没有向内、外侧滑动趋势时的速度称为安全速度，则下列说法正确的是（ ） A. 汽车过该弯道的安全速度为10m/s B. 汽车过该弯道的安全速度为9m/s C. 若汽车的质量增大，汽车过该弯道的安全速度增大 D. 若遇雨雪天气路面变湿滑时，汽车过该弯道的安全速度减小 7. 套圈游戏是一项趣味活动。如图所示，某次游戏中，一个小孩从距地面高0.45m处水平抛出半径为0.1m的圆环（圆环面始终水平），套住了距圆环前端水平距离为1.0m、高度为0.25m的竖直细圆筒状物体。若，忽略空气阻力，则小孩抛出圆环的初速度可能是（　　） A. 5.6m/s B. 6.5m/s C. 7.5m/s D. 8.5m/s 二、多项选择题（每小题6分，共18分） 8. 如图所示，双手端着半球形的玻璃碗，碗内放有三个相同的小玻璃球，晃动玻璃碗，当碗静止后碗口水平，三小球沿着碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用，下列说法中正确的是（　　） A. 距碗口最近的小球线速度最大 B. 处于中间位置的小球周期最小 C. 距碗底最近的小球向心加速度最大 D. 距碗底最近小球合力最小 9. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 甲运行的周期大于1天 B. 甲运行的周期小于1天 C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 10. 如图甲所示，将质量为M的物块A和质量为m的物块B放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，绳中张力与转动角速度的平方的关系如图乙所示，当角速度的平方超过时，物块A、B开始滑动。若图乙中的、及重力加速度均为已知，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 三、实验探究题（每空2分，共16分） 11. 某同学设计了如图所示的实验装置来探究向心力大小与角速度、半径之间的关系。选一根圆珠笔杆，取一根尼龙细线，一端系一个小球，另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，调节尼龙细线，可控制小球距圆珠笔杆的顶部（笔尖部）的细线长度，握住圆珠笔杆，并尽量使小球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动。（不计尼龙细线与笔杆间的摩擦） （1）为探究小球做匀速圆周运动所需的向心力大小与角速度的关系，应控制小球的______和______相同，这里用到的实验方法是______。 （2）实际上小球做匀速圆周运动所需的向心力______（填“大于”“小于”或“等于”）悬挂钩码受到的重力。 12. 某同学用如图甲所示的装置描绘做平抛运动物体的运动轨迹，并求出初速度大小。 （1）实验时，下列要求合理的是（ ） A 小球可以从斜槽上不同位置由静止释放 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 建立直角坐标系时，以斜槽末端点为坐标原点 （2）某同学记录了抛物线轨迹的一部分，如图乙所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。取，由图中信息可求得小球平抛的初速度大小为_____m/s，小球平抛起点的横坐标为_____cm，纵坐标为________cm。 四、解答题(本题共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案，只写出答案的不得分) 13. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后做匀速圆周运动。轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，求： （1）地球的密度ρ； （2）地球的第一宇宙速度v。 14. 图示为研究空气动力学的风洞设备，将水平刚性杆固定在风洞内距水平地面高度H=5m处，杆上套一质量m=2kg的可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=20N，方向水平向左。现使小球以大小的速度水平向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求： （1）小球落地所需的时间t； （2）小球落地时的速度； （3）小球落地点到杆右端距离s。 15. 如图所示，竖直平面内固定着半圆形轨道AMB，其中直径AOB沿竖直方向，半径。一质量为的小滑块从圆轨道B点以v0=8m/s的初速度进入轨道，并刚好通过最高点A点。当小滑块从A点水平抛出，恰好无碰撞的落到倾角为的斜面最上端，接着沿斜面向下运动。已知斜面CD长为10m，小滑块与斜面的滑动摩擦力等于滑块重力的五分之四，运动过程中空气阻力忽略不计，，，，求： （1）在B点滑块对轨道的压力； （2）AC两点间的竖直距离； （3）滑块在斜面CD上滑行的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 阆中中学校2025年春高2024级期中学习质量检测 物 理 试 题 （满分：100分 时间：75分） 一、单项选择题（每小题4分，共28分） 1. 小明在期中考试之前对习题中的一些易错的概念进行了整理和归纳，下列说法中正确的是（　　） A. 做圆周运动的物体所受合力一定指向圆心 B. 匀速圆周运动一定是变加速运动 C. 牛顿提出万有引力定律时，便测出了万有引力常量 D. 开普勒第三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．做圆周运动的物体，所受合力方向不一定指向圆心，如竖直平面内变速圆周运动，故A错误； B．由于物体做匀速圆周运动时加速度的方向指向圆心，不断变化，故匀速圆周运动一定是变加速运动，故B正确； C．牛顿发现了万有引力定律，但没有测出引力常量，卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量，故C错误； D．开普勒第三定律也适用于围绕地球运行的所有卫星，故D错误； 故选B。 2. 非洲的草原上，一只正在饮水的斑马，突然发现潜伏在附近的猎豹，斑马为了逃生，开始沿“S”形全速奔跑，若某段时间内，斑马运动的速度大小不变，运动轨迹为如图所示的虚线，A、B、C、D为轨迹上的四点且都位于水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 斑马的加速度可能保持不变 B. 斑马可能处于受力平衡状态 C. 斑马经过D点时的加速度方向指向凹侧 D. 斑马经过A点时的速度和经过B点时的速度相同 【答案】C 【解析】 【详解】A C．斑马做曲线运动时其合力方向或加速度方向指向轨迹凹侧，因此斑马的加速度方向一定发生了改变，斑马经过D点时的加速度方向指向凹侧，故A错误，C正确； B．斑马所受合力会改变其速度方向，因此斑马不可能处于平衡状态，故B错误； D．轨迹的切线方向为速度方向，因此斑马经过A点时的速度方向和经过B点时的速度方向不同，故D错误。 故选C。 3. 某次抗洪抢险中，需要驾船将物资运送到河对岸，已知静水中的船速大小为，河岸笔直，河的宽度为120m，河中间河水的流速大小为，靠近岸边河水的流速大小为。船渡河的最短时间为（　　） A. 12s B. 24s C. 30s D. 40s 【答案】B 【解析】 【详解】当静水中的船速垂直河岸时，船渡河的时间最短，最短时间为 故选B。 4. 如图为钟表齿轮的简化图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的角速度大小相等 B. B点与C点的线速度大小相等 C. B点的向心加速度大小是C点的4倍 D. A点的向心加速度大小是C点的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个轮子靠摩擦传动，接触面上没有滑动，可知A点与B点的线速度大小相等，根据 可得 故A错误； BCD．A点与C点在同个轮子上，则A点与C点的角速度大小相等，根据 ， 可得 ， 因为，则有 故BD错误，C正确。 故选C。 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是月球，各卫星排列位置如图，则有（　　） A. 线速度的大小关系为va > vb > vc > vd B. 角速度的大小关系为ωb > ωc = ωa > ωd C. 周期的大小关系为Ta > Tb > Tc > Td D. 向心加速度的大小关系为aa < ab < ac < ad 【答案】B 【解析】 【详解】对于b、c、d三颗地球卫星（d是月球），由万有引力提供向心力得 可得，，， 则有，，， 对于静止卫星c和未发射卫星a，两者角速度相等，周期相等，则有， 根据， 可得， 对于卫星c、d，可认为Tc=1天，Td=27天，则有 静止卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，则有月球的轨道半径约为rd=63R，则有， 故选B。 6. 如图所示，一汽车正在道路上转弯，弯道处的路面是倾斜的，且与水平面所成夹角的正切值。已知汽车在弯道上在水平面内做圆周运动的半径为40m，取重力加速度大小。若将汽车过弯道恰好没有向内、外侧滑动趋势时的速度称为安全速度，则下列说法正确的是（ ） A. 汽车过该弯道的安全速度为10m/s B. 汽车过该弯道的安全速度为9m/s C. 若汽车的质量增大，汽车过该弯道的安全速度增大 D. 若遇雨雪天气路面变湿滑时，汽车过该弯道的安全速度减小 【答案】A 【解析】 【详解】A B．对汽车受力分析，有 解得 故A正确，B错误； C D．根据 得 汽车的质量和路面的粗糙程度对安全速度无影响，故CD错误。 故选A。 7. 套圈游戏是一项趣味活动。如图所示，某次游戏中，一个小孩从距地面高0.45m处水平抛出半径为0.1m的圆环（圆环面始终水平），套住了距圆环前端水平距离为1.0m、高度为0.25m的竖直细圆筒状物体。若，忽略空气阻力，则小孩抛出圆环的初速度可能是（　　） A. 5.6m/s B. 6.5m/s C. 7.5m/s D. 8.5m/s 【答案】A 【解析】 【详解】圆环做平抛运动，在竖直方向 其中 解得 在水平方向，最大速度为 最小速度为 则 故选A。 二、多项选择题（每小题6分，共18分） 8. 如图所示，双手端着半球形的玻璃碗，碗内放有三个相同的小玻璃球，晃动玻璃碗，当碗静止后碗口水平，三小球沿着碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用，下列说法中正确的是（　　） A. 距碗口最近的小球线速度最大 B. 处于中间位置的小球周期最小 C. 距碗底最近的小球向心加速度最大 D. 距碗底最近的小球合力最小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．令玻璃碗半径为R，小球所在位置竖直平面内碗切线与水平方向夹角为，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 距碗口最近的小球，最大，可知，距碗口最近的小球线速度最大，故A正确； B．结合上述，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 可知，越大，小球周期越小，即距碗口最近的小球周期最小，故B错误； C．结合上述，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 可知，越大，小球加速度越大，即距碗口最近的小球向心加速度最大，故C错误； D．结合上述，对小球进行分析，小球所受外力的合力 可知，越小，小球合力越小，即距碗底最近的小球合力最小，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 甲运行的周期大于1天 B. 甲运行周期小于1天 C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因为乙运行的周期为1天，所以甲运行的周期小于1天，选项A错误，B正确； CD．根据 可得甲的角速度大小 设从题中图示时刻起，甲，乙再一次相距最近所需的最短时间为t，有 解得 选项C错误、D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，将质量为M物块A和质量为m的物块B放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，绳中张力与转动角速度的平方的关系如图乙所示，当角速度的平方超过时，物块A、B开始滑动。若图乙中的、及重力加速度均为已知，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】由题图乙可知，当转盘角速度的二次方为时，A、B间的细绳开始出现拉力，可知此时B达到最大静摩擦力，故有 当转盘角速度的二次方为时，A达到最大静摩擦力，对A有 对B有 联立以上三式解得 故选BD。 三、实验探究题（每空2分，共16分） 11. 某同学设计了如图所示的实验装置来探究向心力大小与角速度、半径之间的关系。选一根圆珠笔杆，取一根尼龙细线，一端系一个小球，另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，调节尼龙细线，可控制小球距圆珠笔杆的顶部（笔尖部）的细线长度，握住圆珠笔杆，并尽量使小球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动。（不计尼龙细线与笔杆间的摩擦） （1）为探究小球做匀速圆周运动所需的向心力大小与角速度的关系，应控制小球的______和______相同，这里用到的实验方法是______。 （2）实际上小球做匀速圆周运动所需的向心力______（填“大于”“小于”或“等于”）悬挂钩码受到的重力。 【答案】（1） ①. 质量##轨道半径 ②. 轨道半径##质量 ③. 控制变量法 （2）小于 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]为探究小球做匀速圆周运动所需的向心力大小与角速度的关系，应控制小球的质量和轨道半径相同，这里用到的实验方法是控制变量法。 【小问2详解】 [1]实际上小球受到重力和细线拉力，两者的合力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力，因此细线拉力大于向心力，又因为细线拉力等于悬挂钩码受到的重力，所以向心力小于悬挂钩码受到的重力。 12. 某同学用如图甲所示的装置描绘做平抛运动物体的运动轨迹，并求出初速度大小。 （1）实验时，下列要求合理的是（ ） A. 小球可以从斜槽上不同位置由静止释放 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 建立直角坐标系时，以斜槽末端点为坐标原点 （2）某同学记录了抛物线轨迹的一部分，如图乙所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。取，由图中信息可求得小球平抛的初速度大小为_____m/s，小球平抛起点的横坐标为_____cm，纵坐标为________cm。 【答案】（1）C （2） ①. 2 ②. -20 ③. -5 【解析】 【小问1详解】 AB．为了保证小球每次做平抛运动的初速度大小相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不需要光滑，故AB错误； C．为了使小球平抛运动的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故C正确； D．建立直角坐标系时，以小球球心为坐标原点，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据 解得s 小球平抛的初速度大小为 [2][3]图中B点的竖直分速度为 设从抛出点到B点的时间为t，则有 解得s 设小球平抛起点的坐标为（-x，-y），则有， 解得cm，cm 可知小球平抛起点的坐标为（-20，-5）。 四、解答题(本题共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案，只写出答案的不得分) 13. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后做匀速圆周运动。轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，求： （1）地球的密度ρ； （2）地球的第一宇宙速度v。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供向心力有 地球的密度为 联立解得 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力有 解得 14. 图示为研究空气动力学的风洞设备，将水平刚性杆固定在风洞内距水平地面高度H=5m处，杆上套一质量m=2kg的可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=20N，方向水平向左。现使小球以大小的速度水平向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求： （1）小球落地所需的时间t； （2）小球落地时的速度； （3）小球落地点到杆右端的距离s。 【答案】（1）1s （2）10m/s，竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 竖直方向有 解得s 【小问2详解】 竖直方向速度为 水平方向的加速度为 水平方向落地的速度为 则落地的速度为，方向竖直向下 【小问3详解】 水平方向的位移为m 则小球落地点到杆右端的距离为 15. 如图所示，竖直平面内固定着半圆形轨道AMB，其中直径AOB沿竖直方向，半径。一质量为的小滑块从圆轨道B点以v0=8m/s的初速度进入轨道，并刚好通过最高点A点。当小滑块从A点水平抛出，恰好无碰撞的落到倾角为的斜面最上端，接着沿斜面向下运动。已知斜面CD长为10m，小滑块与斜面的滑动摩擦力等于滑块重力的五分之四，运动过程中空气阻力忽略不计，，，，求： （1）在B点滑块对轨道的压力； （2）AC两点间的竖直距离； （3）滑块在斜面CD上滑行的距离。 【答案】（1）75N，方向向下 （2）0.45m （3）6.25m 【解析】 【小问1详解】 在B点，根据牛顿第二定律有 解得N 根据牛顿第三定律可知，在B点滑块对轨道的压力为75N，方向向下。 小问2详解】 A点，根据牛顿第二定律有 在C点，根据速度的分解有 竖直方向根据位移—时间公式有 解得m 【小问3详解】 C点的速度为 根据牛顿第二定律有 根据速度—位移公式有 解得m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$