精品解析：江苏省连云港高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024-2025学年第二学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（每题4分，11题，共44分） 1. 物理学的发展，丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿测出了引力常量G的数值 B. 第谷通过对行星运动研究，发现了行星运动三个定律 C. 海王星是运用万有引力定律在“笔尖下发现的行星” D. 伽俐略通过对行星观测记录研究，发现了万有引力定律 2. 在地球的卫星中有两类卫星的轨道比较特殊，一是极地卫星，二是静止卫星．已知某极地卫星的运行周期为，则下列关于对极地卫星和静止卫星的描述正确的是（ ） A. 该极地卫星的运行速度一定小于静止卫星的运行速度 B. 该极地卫星的向心加速度一定大于静止卫星的向心加速度 C. 该极地卫星的发射速度一定大于静止卫星的发射速度 D. 该极地卫星和静止卫星均与地面相对静止 3. 如图所示为我国载人飞船登月简化示意图，首先从地球表面发射飞船至地月转移轨道，飞船在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船进入地月转移轨道的发射速度大于第二宇宙速度 B. 飞船在轨道①上经过P点时的速度与在轨道②上经过P点时的速度大小相等 C. 飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同 D. 飞船在轨道①上运行的周期与在轨道②上运行的周期相等 4. 如图所示，某质量为m的企鹅（可视为质点）斜向上跳水，起跳时它距海平面高为h，速度大小为，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度大小为g，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力做功为 B. 重力做功为mgh C. 企鹅经过最高点时动能为0 D. 企鹅动能一直增加 5. 如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则（　　） A. A、C两点的电场强度相同 B. B点的电场强度大小为 C. D点的电场强度大小不可能为0 D. A点的电场强度大小为 6. 一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用、v、s和E分别表示该物体的动能、物体的速度、位移和机械能，则下列图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摆动过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽略。小球在摆动的过程中，以下说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时加速度为零 B. 小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒 C. 小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等 D. 以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1－cosθ) 8. 下列有关电学知识的相关说法正确的是（　　） A. 图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电极B上 B. 图乙中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的 C. 图丙中，在加油站给汽车加油前需要触摸静电释放器是为了利用静电 D. 图丁中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的更安全 9. 某静电场的电场线方向不确定，分布如图中实线所示，一带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A. 粒子必定带正电荷 B. 该静电场一定是孤立正电荷产生的 C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D. 粒子在M点的速度大于它在N点的速度 10. 如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连，已知M=3m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降，不计空气阻力，重力加速度大小为g。若砝码底部与地面的距离为h，砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面，则下列说法正确的是（　　） A. M落地时的速度大小为 B. M落地时的速度大小为 C. 绳子的拉力对M做功为 D. 绳子的拉力对m做功为 11. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N B. 货物受到的摩擦力做的功为160J C. 货物受到的合力做的功为460J D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 二、实验题（每空3分，5小空，共15分） 12. 利用如图所示装置验证机械能守恒定律:质量m = 0.20kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．下图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0．02 s打一次点，当地的重力加速度g=10m/s²．（计算结果均取3位有效数字） （1）下列实验操作步骤中错误的是（ ） A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C．先释放纸带，再接通电源 D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 （2）根据图上所得的数据，应取图中O点和____点来验证机械能守恒定律,那么打下该点时重物的瞬时速度大小为_______m/s； （3）从O点到所取点，重物重力势能减少量 =____J，动能增加量 =_____J，从而验证了在误差允许范围内，机械能守恒． 三、计算题（共41分） 13. 如图所示，当木星在绕日公转过程中运行到日、地连线延长线上时，会形成“木星冲日”现象。已知地球质量为M，半径为R，公转半径为r，地表重力加速度为g，公转周期为1年。假设木星质量是300M，半径是10R，公转半径是5r，不考虑木星和地球的自转，不计木星和地球间的引力，，则求： （1）木星地表的重力加速度为多大？ （2）木星冲日平均多少年出现一次？ 14. 如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q．现于水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，静止时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为h．求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）轻绳的拉力大小； （3）若突然剪断轻绳，求小球落地时速度大小． 15. 汽车质量为，额定功率为30kW，运动中阻力大小恒为车重力的0.1倍。汽车在水平路面上从静止开始以的牵引力启动（g取），求： （1）汽车所能达到的最大速度； （2）汽车能保持匀加速运动的最长时间； （3）汽车加速度为时的速度大小v。（计算结果保留两位有效数字） 16. 如图所示，从A点以水平速度抛出质量的小物块P（可视为质点），当物块P运动至B点时，恰好沿切线方向进入半径，圆心角的固定光滑圆弧轨道BC，轨道最低点C与水平地面相切，C点右侧水平地面某处固定竖直挡板上连接一水平轻质弹簧，物块P与水平地面间的动摩擦因数为某一定值，g取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。 （1）求物块P运动至B点时速度的大小： （2）求抛出点A距水平地面的高度H； （3）若小物块P第一次压缩弹簧被弹回后恰好能回到B点，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第二学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（每题4分，11题，共44分） 1. 物理学的发展，丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿测出了引力常量G的数值 B. 第谷通过对行星运动的研究，发现了行星运动三个定律 C. 海王星是运用万有引力定律在“笔尖下发现的行星” D. 伽俐略通过对行星观测记录的研究，发现了万有引力定律 【答案】C 【解析】 【详解】A． 牛顿发现了万有引力定律，百年之后的英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G的数值，故A错误； B． 开普勒通过研究第谷留下的大量天文观测数据，发现了行星运动三大定律，故B错误； C．太阳系的第八颗行星“海王星”是凭借万有引力定律，通过计算在笔尖下发现的行星，“海王星”的发现，充分地显示了科学理论的威力，故C正确； D． 伽俐略创立了对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法，牛顿发现了万有引力定律，故D错误。 故选C。 2. 在地球的卫星中有两类卫星的轨道比较特殊，一是极地卫星，二是静止卫星．已知某极地卫星的运行周期为，则下列关于对极地卫星和静止卫星的描述正确的是（ ） A. 该极地卫星的运行速度一定小于静止卫星的运行速度 B. 该极地卫星的向心加速度一定大于静止卫星的向心加速度 C. 该极地卫星的发射速度一定大于静止卫星的发射速度 D. 该极地卫星和静止卫星均与地面相对静止 【答案】B 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周的向心力由万有引力提供： 可得： . AB.静止卫星的周期为，则静止卫星的周期大于极地卫星的周期，由周期与轨道半径的关系知，静止卫星的轨道半径较大，由，，则静止卫星的线速度较小，加速度较小；故A项不合题意、B项符合题意； C.卫星以某一初速度发射后，克服万有引力向上减速，故发射速度越大减速的距离越多，越能到达离地球更远的地方，因静止卫星的高度高，所以静止卫星的发射速度大；C项不合题意. D.极地卫星是竖直转动，地球是水平自西向东转动，所以极地卫星相对于地面不静止；D项不合题意. 3. 如图所示为我国载人飞船登月的简化示意图，首先从地球表面发射飞船至地月转移轨道，飞船在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船进入地月转移轨道发射速度大于第二宇宙速度 B. 飞船在轨道①上经过P点时的速度与在轨道②上经过P点时的速度大小相等 C. 飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同 D. 飞船在轨道①上运行的周期与在轨道②上运行的周期相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船没有脱离地球引力的范围，则发射速度小于第二宇宙速度，故A错误； B．飞船由轨道①变轨至轨道②要点火减速，则飞船在轨道①上经过P点时的速度大于在轨道②上经过P点时的速度，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 解得 则飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同，故C正确； D．根据开普勒第三定律可知飞船在轨道①上运行的周期大于在轨道②上运行的周期，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，某质量为m的企鹅（可视为质点）斜向上跳水，起跳时它距海平面高为h，速度大小为，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度大小为g，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力做功为 B. 重力做功为mgh C. 企鹅经过最高点时动能为0 D. 企鹅的动能一直增加 【答案】B 【解析】 【详解】AB．在此过程中，根据动能定理可得重力做功为 故A错误，B正确； C．企鹅斜向上跳水，所以企鹅经过最高点时具有一定的水平速度，动能不为0，故C错误； D．企鹅斜向上跳水，向上运动过程，重力做负功，企鹅的动能减小；向下运动过程，重力做正功，企鹅的动能增加；故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。已知静电力常量为k，则（　　） A. A、C两点的电场强度相同 B. B点的电场强度大小为 C. D点的电场强度大小不可能为0 D. A点的电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电场叠加原理，可知AC两点的场强大小相同，方向不同，A错误； B．根据电场叠加原理，则有 B错误； C．根据电场叠加原理，则有 存在为0的可能性，C错误； D．根据电场叠加原理，则有 D正确。 故选D。 6. 一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用、v、s和E分别表示该物体的动能、物体的速度、位移和机械能，则下列图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B．设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律 可知物体的加速度不变，物体做匀变速直线运动，则物体的速度为 故B错误； A．物体的动能为 故A错误； C．物体的位移为 故C错误； D．物体的机械能为 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摆动过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽略。小球在摆动的过程中，以下说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时加速度为零 B. 小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒 C. 小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等 D. 以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1－cosθ) 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在最高点有 a = mgsinθ 故A错误； B．小球受到重力和拉力的作用，但拉力不做功，则小球的机械能守恒，故B错误； C．小球运到最低点有 FT－mg = Fn 则小球运动到最低点时所受重力的大小小于拉力的大小，故C错误； D．以最低点为重力势能零点，而小球在最高点机械能只有重力势能，则小球具有的机械能为 E = mgl(1－cosθ) 故D正确。 故选D。 8. 下列有关电学知识的相关说法正确的是（　　） A. 图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电极B上 B. 图乙中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的 C. 图丙中，在加油站给汽车加油前需要触摸静电释放器是为了利用静电 D. 图丁中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的更安全 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上，故A错误； B．图乙中，家用煤气灶点火装置是根据尖端放电的原理制成的，故B正确； C．图丙中，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其目的是导走人身的静电，防止发生静电危害，故C错误； D．图丁中，超高压带电作业的工作人员，穿上金属丝制成的衣服，起到静电屏蔽的作用，可以保证安全，故D错误。 故选B。 9. 某静电场的电场线方向不确定，分布如图中实线所示，一带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A. 粒子必定带正电荷 B. 该静电场一定是孤立正电荷产生的 C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D. 粒子在M点的速度大于它在N点的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向运动轨迹曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，但不知电场线的方向，所以粒子的电性无法确定，故A错误； B．电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，故B错误； C．N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，故C正确； D．因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增加，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连，已知M=3m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降，不计空气阻力，重力加速度大小为g。若砝码底部与地面的距离为h，砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面，则下列说法正确的是（　　） A. M落地时的速度大小为 B. M落地时的速度大小为 C. 绳子的拉力对M做功为 D. 绳子的拉力对m做功为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对整体根据机械能守恒 又 M=3m 联立得 故A错误，B正确； C．对M根据动能定理 得绳子的拉力对M做功为 故C错误； D．对m根据动能定理，绳子的拉力对m做功为 故D错误。 故选B 11. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N B. 货物受到的摩擦力做的功为160J C. 货物受到的合力做的功为460J D. 因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 【答案】D 【解析】 【详解】A．速度时间图像斜率表示加速度，图乙可知，前5s内货物加速运动，物体受到重力mg、滑动摩擦力和支持力，由牛顿第二定律得 其中加速度为 联立以上解得 匀速后，平衡条件可知，静摩擦力等于沿斜面向下的重量分力，即 故A错误； B．速度时间图像与横轴围成的面积表示位移，故前5s和后5s位移分别为 ， 故货物从A端运动到B端的过程中，货物受到的摩擦力做的功为 代入数据得 故B错误； C．图像可知货物到B端时速度v=5m/s，所以货物从A端运动到B端的过程中，由动能定理可知，货物受到的合力做的功为 故C错误； D．图像可知传送带速度为2m/s，由能量守恒可知，因为传送货物，电动机对传送带多做功 其中s1、s2分别为 ， 联立得 故D正确。 故选 D。 二、实验题（每空3分，5小空，共15分） 12. 利用如图所示装置验证机械能守恒定律:质量m = 0.20kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．下图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0．02 s打一次点，当地的重力加速度g=10m/s²．（计算结果均取3位有效数字） （1）下列实验操作步骤中错误的是（ ） A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C．先释放纸带，再接通电源 D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 （2）根据图上所得的数据，应取图中O点和____点来验证机械能守恒定律,那么打下该点时重物的瞬时速度大小为_______m/s； （3）从O点到所取点，重物重力势能减少量 =____J，动能增加量 =_____J，从而验证了在误差允许范围内，机械能守恒． 【答案】 ①. C ②. B ③. 1.92 ④. 0.384 ⑤. 0.369 【解析】 【详解】（1）把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源，选项A正确；将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度，选项B正确；先接通电源，再释放纸带，选项C错误；更换纸带，重复实验，根据记录处理数据，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选C；（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,那么打下B点时重物的瞬时速度大小为 （3）从O点到所取B点，重物重力势能减少量为：△Ep=mghB=0.20×10×0.1920J=0.384J， 动能的增加量为：△Ek＝mvB2＝×0.2×1.922J=0.369J．在误差允许的范围内，机械能守恒． 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，通过重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量． 三、计算题（共41分） 13. 如图所示，当木星在绕日公转过程中运行到日、地连线延长线上时，会形成“木星冲日”现象。已知地球质量为M，半径为R，公转半径为r，地表重力加速度为g，公转周期为1年。假设木星质量是300M，半径是10R，公转半径是5r，不考虑木星和地球的自转，不计木星和地球间的引力，，则求： （1）木星地表的重力加速度为多大？ （2）木星冲日平均多少年出现一次？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）行星对表面物体的万有引力等于物体在表面时受到的重力，有 解得 已知地球质量为M，半径为R，而木星质量是300M，半径是10R，则木星表面的重力加速度为 （2）根据开普勒第三定律有 可得 设从木星冲日到下次木星冲日的时间间隔为t，则 解得 14. 如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q．现于水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，静止时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为h．求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）轻绳的拉力大小； （3）若突然剪断轻绳，求小球落地时的速度大小． 【答案】（1）；（2） ；（3） 【解析】 【详解】小球受力如图所示： （1）由平衡知识得： qE=mgtanθ 解得 （2）如右图，由几何知识得： （3）剪断细线后，由 得 由2as=v2-0解得： 15. 汽车质量为，额定功率为30kW，运动中阻力大小恒为车重力的0.1倍。汽车在水平路面上从静止开始以的牵引力启动（g取），求： （1）汽车所能达到的最大速度； （2）汽车能保持匀加速运动的最长时间； （3）汽车加速度为时的速度大小v。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】（1）7.5m/s （2）3.75s （3）4.7m/s 【解析】 【小问1详解】 汽车所受阻力大小为 当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有 可得 【小问2详解】 匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 设匀加速阶段的末速度大小为，则有 根据运动学公式可得 解得 【小问3详解】 汽车加速度为时，根据牛顿第二定律可得 解得此时牵引力大小为 根据 解得此时汽车的速度大小为 16. 如图所示，从A点以水平速度抛出质量的小物块P（可视为质点），当物块P运动至B点时，恰好沿切线方向进入半径，圆心角的固定光滑圆弧轨道BC，轨道最低点C与水平地面相切，C点右侧水平地面某处固定竖直挡板上连接一水平轻质弹簧，物块P与水平地面间的动摩擦因数为某一定值，g取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。 （1）求物块P运动至B点时速度大小： （2）求抛出点A距水平地面的高度H； （3）若小物块P第一次压缩弹簧被弹回后恰好能回到B点，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能Ep。 【答案】（1）4m/s （2）1.6m （3）14J 【解析】 【小问1详解】 当物块P运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆弧轨道，则有 解得物块P运动至B点时速度的大小为 【小问2详解】 物块经过B点时有 解得 小物块运动至B点的竖直分位移 则抛出点A距水平地面的高度为 【小问3详解】 以地面为参考平面，设物块在水平地面上向右运动的位移为x，从A点抛出到第一次返回B点过程中，由能量守恒定律有 解得 从A点抛出到弹簧压缩最短过程中由能量守恒有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$