精品解析：山西省阳泉市第一中学校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

阳泉一中2024-2025学年第二学期高一年级期中考试试题 物理 考试时长： 75 分钟 总分： 100 分 注意事项： 1．本试卷分为客观题和主观题两部分，客观题1至4页，主观题4至6页。 2．答题前，考生务必将条形码粘贴在答题卡规定位置上，并认真核对条形码的信息与考生本人信息是否一致，并将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3．全部答案在答题卡上完成，严格按照答题卡填涂要求作答，在本试卷上答题无效。 4．本试题满分100分，考试时间75分钟。考试结束后，将答题卡交回 客观题（共46分） 一、单项选择题：本题包含7小题，每小题4分，共28分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。 1. 关于做曲线运动的物体，下列说法不正确的是（　　） A. 物体的速度一定时刻发生改变 B. 任何二维平面内的曲线运动均可以分解为某两个方向上的直线运动 C. 平抛运动的物体速度变化量的方向一定竖直向下 D. 物体的加速度一定时刻发生改变 2. 一质点沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中质点所受合力的方向可能是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，处于失重状态 B. 铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯 C. 杂技演员表演“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最小 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 4. 如图所示，钢球从斜槽轨道末端以的水平速度飞出，经过时间t落在斜靠的挡板AB中点。若钢球以的速度水平飞出，则（　　） A. 下落时间仍为t B. 下落时间为 C. 落点速度为原来落点速度的两倍 D. 落在挡板底端B点 5. 地球质量大约是月球质量的81倍，一颗卫星在地球和月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小之比为4∶1时，该卫星距地心距离与距月心距离之比为（　　）。 A. 2∶9 B. 9∶2 C. 1∶81 D. 81∶1 6. 如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（　　） A. 地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上 B. 卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 C. ，该比值的大小仅与地球有关 D. ，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 7. 景德镇传统圆器最重要的一道工序是做坯，即依据最终的器型作出大致相应的坯体，来供后期制作印坯的时候使用。制作时将泥料放在陶车上，使其做匀速圆周运动，图中A、B、C三点到转轴的距离分别为3cm、1.5cm、6cm。已知陶车1min转过90圈，则下列说法正确的是（　　） A. 陶车每秒转过的角度为1.5π B. A、B、C三点的线速度之比为 C. A、B、C三点的向心加速度之比为 D. 陶车的转速加快时，A、B两点线速度的比值变大 二、多项选择题：本题包含3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应位置。 8. 某动力公司研发出双足人形机器人如图甲所示，通过连续跳跃来测试机器人性能。某次测试时，机器人连续跳跃三次的轨迹如图乙，共跳出14米远的好成绩，假设机器人每次起跳腾空后重心离地的高度都是前一次的2倍，水平位移也是前一次的2倍，机器人在空中运动的总时间为1.32 s，已知机器人的质量m=50kg，不计一切阻力，取，则下列说法正确的是（　　） A. 机器人三次跃起的速度方向一定相同 B. 机器人第一次跃起到落地的水平位移为3m C. 机器人第一次跃起到落地的运动时间为0.15s D. 机器人第三次跳跃过程中的高度为0.45m 9. 一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示。已知：船在静水中行驶的速度为v1 ，水流速度为 v2，河宽为d。则下列判断正确的是（　　） A. 船渡河时间为 B. 船渡河时间为 C. 船渡河过程被冲到下游的距离为 D. 船渡河过程被冲到下游的距离为 10. 如图所示，天花板下悬挂一个轻质光滑小圆环P，它可绕竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过圆环P，两端连接质量分别为m1和m2的小球A和B。两球A和B在同一水平面内同时做圆锥摆运动，加速度大小分别为a1和a2，角速度大小分别为ω1和ω2，它们到圆环P的距离分别是L1和L2，两摆线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2。则（　　） A. B. C. D. 主观题（共54分） 三、实验题：本题包含2小题，每空2分，共14分。请将正确答案填在答题卡中相应的位置，或按要求作答。 11. 某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题： （1）在该实验中，主要利用了___________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法 （2）探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径___________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在___________处； A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C （3）探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断两个变速塔轮对应的角速度之比为___________； A. B. C. D. 12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验过程中，除了木板、小球、斜槽、重锤线、铅笔、图钉等之外还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。 A. 斜槽轨道末端可以不水平 B. 斜槽轨道不必光滑 C. 本实验不需要平衡摩擦力 D. 小球每次不用从斜槽上同一高度释放 （3）某同学在做平抛运动实验时得出如图乙所示的小球运动轨迹，以a点为坐标原点，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则小球平抛运动的初速度为______m/s。（g取10m/s2） 四、计算题：本题包含3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。 13. 我国拥有全球领先的无人机技术，无人机具有广泛的应用前景。当洪涝灾害发生时，可以利用无人机运送救灾物资。一架无人机以的速度水平匀速飞行，正准备向受灾人员空投急救用品，急救用品的底面离水面高度。不计空气阻力，重力加速度大小取。 （1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？ （2）投放的急救用品落到水面时的速度大小为多少？ 14. 洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度g取10，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块的向心加速度大小； （3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。 15. 如图所示，AB为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径R=1.6m，A端切线水平。水平轨道AC与半径r=1m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，相切于粗糙程度可调的水平轨道DE，圆弧轨道CD对应的圆心角θ=30°。一质量m=1kg的小球（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道AC上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从B点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后落到右侧圆弧面MN上，圆弧面内边界截面为四分之一圆形，其圆心与小球在E处球心等高，半径为。取g=10m/s2。求： （1）小球到达C点时的速度大小vC； （2）小球在B点受到轨道作用力大小F和方向； （3）现改变水平轨道DE的粗糙程度，当小球从E点抛出后落到圆弧面MN的速度最小时，小球在E点抛出的水平速度大小为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 阳泉一中2024-2025学年第二学期高一年级期中考试试题 物理 考试时长： 75 分钟 总分： 100 分 注意事项： 1．本试卷分为客观题和主观题两部分，客观题1至4页，主观题4至6页。 2．答题前，考生务必将条形码粘贴在答题卡规定位置上，并认真核对条形码的信息与考生本人信息是否一致，并将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3．全部答案在答题卡上完成，严格按照答题卡填涂要求作答，在本试卷上答题无效。 4．本试题满分100分，考试时间75分钟。考试结束后，将答题卡交回 客观题（共46分） 一、单项选择题：本题包含7小题，每小题4分，共28分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。 1. 关于做曲线运动的物体，下列说法不正确的是（　　） A. 物体的速度一定时刻发生改变 B. 任何二维平面内的曲线运动均可以分解为某两个方向上的直线运动 C. 平抛运动的物体速度变化量的方向一定竖直向下 D. 物体的加速度一定时刻发生改变 【答案】D 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，速度方向时刻发生改变，故A正确； B．任何二维平面内的曲线运动均可以分解为两个方向上的直线运动，故B正确； C．平抛运动的物体加速度为重力加速度，方向竖直向下，由可知平抛运动的物体速度变化量的方向一定竖直向下，故C正确； D．物体的加速度不一定发生改变，如平抛运动，故D错误。 此题选择不正确的，故选D 。 2. 一质点沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中质点所受合力的方向可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】质点做曲线运动，所受合力指向轨迹凹侧，且由于质点速度逐渐减小，则合力与速度方向夹角大于90°，综上所述可知ABD不可能正确，C可能正确。 故选C。 3. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，处于失重状态 B. 铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯 C. 杂技演员表演“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最小 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 【答案】A 【解析】 【详解】A．汽车通过凸形桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，处于失重状态，故A正确； B．铁路的转弯处，外轨比内轨高是利用火车自身重力和垂直轨道向上的支持力的合力提供火车转弯所需的向心力，从而减少对轨道的侧向压力，故B错误； C．杂技演员表演“水流星”匀速转动过程中，在最低处，根据牛顿第二定律可得 可知水受到的支持力最大，则水对桶底的压力最大，故C错误； D．脱水桶的原理是当转速逐渐增加时水滴受到的合外力不足以提供做圆周运动的向心力，从而出现离心运动。离心力和向心力是效果力，不能说物体受到离心力、向心力；且只有当指向圆心的合外力为0时，水滴才会沿切线方向甩出。故D错误。 故选A。 4. 如图所示，钢球从斜槽轨道末端以的水平速度飞出，经过时间t落在斜靠的挡板AB中点。若钢球以的速度水平飞出，则（　　） A. 下落时间仍为t B. 下落时间为 C. 落点速度为原来落点速度的两倍 D. 落在挡板底端B点 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．设A点距离地面的高度为h，由于钢球做平抛运动，可知 解得 ， 假设第二从落到水平地面上，则 解得 ， 由于第二次水平位移是第一次的 倍，满足假设条件，因此第二次落到水平地面上，且下落时间为。AD错误，B正确； C．落地时水平分速度为 ，竖直分速度 因此落地速度不是原来落点速度的2倍，C错误。 故选B。 5. 地球质量大约是月球质量的81倍，一颗卫星在地球和月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小之比为4∶1时，该卫星距地心距离与距月心距离之比为（　　）。 A. 2∶9 B. 9∶2 C. 1∶81 D. 81∶1 【答案】B 【解析】 【详解】设地球质量为81m，月球质量为m，卫星距离地心的距离为a，距离月心的距离为b，则 可得 故选B。 6. 如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（　　） A. 地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上 B. 卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 C. ，该比值的大小仅与地球有关 D. ，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．由开普勒第一定律可知地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，故A正确； B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，C卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星C运动的速度大小不变，故B错误； CD．由开普勒第三定律可知 该比值的大小仅与地球有关，故CD错误。 故选A。 7. 景德镇传统圆器最重要的一道工序是做坯，即依据最终的器型作出大致相应的坯体，来供后期制作印坯的时候使用。制作时将泥料放在陶车上，使其做匀速圆周运动，图中A、B、C三点到转轴的距离分别为3cm、1.5cm、6cm。已知陶车1min转过90圈，则下列说法正确的是（　　） A. 陶车每秒转过的角度为1.5π B. A、B、C三点的线速度之比为 C. A、B、C三点的向心加速度之比为 D. 陶车的转速加快时，A、B两点线速度的比值变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由已知陶车1min转过90圈，可知陶车的转动周期为 陶车的角速度为 陶车单位时间转过的角度为 故A错误； B．由于坯体随陶车做匀速圆周运动，则A、B、C三点的角速度相同，由，可知A、B、C三点的线速度之比为 由，可知A、B、C三点的向心加速度之比为 故B错误，C正确； D．陶车的转速加快时，A、B两点的角速度仍相同，则A、B两点的线速度之比仍为 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题包含3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应位置。 8. 某动力公司研发出双足人形机器人如图甲所示，通过连续跳跃来测试机器人性能。某次测试时，机器人连续跳跃三次的轨迹如图乙，共跳出14米远的好成绩，假设机器人每次起跳腾空后重心离地的高度都是前一次的2倍，水平位移也是前一次的2倍，机器人在空中运动的总时间为1.32 s，已知机器人的质量m=50kg，不计一切阻力，取，则下列说法正确的是（　　） A. 机器人三次跃起的速度方向一定相同 B. 机器人第一次跃起到落地的水平位移为3m C. 机器人第一次跃起到落地的运动时间为0.15s D. 机器人第三次跳跃过程中的高度为0.45m 【答案】AD 【解析】 【详解】CD．根据题意可知，机器人跳起之后竖直方向做竖直上抛运动，由可得，上升到最高点的时间为，由于每次起跳腾空后重心离地的高度都是前一次的2倍，设第一次跃起到落地的运动时间为t1，则第二次、第三次跃起到落地的运动时间分别为、，则有 解得 则机器人第三次跳跃过程中的高度为，故C错误，D正确； B．由于每一次跃起到落地的水平位移是前一次的2倍，设第一次跃起到落地的水平位移为x1，根据题意有 解得，故B错误； A．根据题意，竖直方向上，由可得，跳起时竖直方向的初速度为 可知 水平方向上，由可得，跳起时水平方向的初速度为 可知 则跃起的速度方向与水平方向的夹角的正切值为 则有 可知机器人三次跃起的速度方向相同，故A正确。 故选AD。 9. 一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示。已知：船在静水中行驶的速度为v1 ，水流速度为 v2，河宽为d。则下列判断正确的是（　　） A. 船渡河时间为 B. 船渡河时间为 C. 船渡河过程被冲到下游的距离为 D. 船渡河过程被冲到下游的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．船渡河时间为 选项AB错误； CD．船渡河过程被冲到下游的距离为 选项C正确，D错误； 故选C。 10. 如图所示，天花板下悬挂一个轻质光滑小圆环P，它可绕竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过圆环P，两端连接质量分别为m1和m2的小球A和B。两球A和B在同一水平面内同时做圆锥摆运动，加速度大小分别为a1和a2，角速度大小分别为ω1和ω2，它们到圆环P的距离分别是L1和L2，两摆线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2。则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对其中一个小球受力分析，设轻绳与竖直方向的夹角为θ，小球与圆环P的竖直高度为h，根据牛顿第二定律可得 可得 由于A、B两球在同一水平面内做圆锥摆运动，则有ω1=ω2，故A错误； B．竖直方向根据受力平衡可得 由于连接A、B两球属于同一根绳子，拉力大小相等，则有，故B正确； CD．根据牛顿第二定律可得 可得 则有，故C正确，D错误。 故选BC。 主观题（共54分） 三、实验题：本题包含2小题，每空2分，共14分。请将正确答案填在答题卡中相应的位置，或按要求作答。 11. 某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题： （1）在该实验中，主要利用了___________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法 （2）探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径___________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在___________处； A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C （3）探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断两个变速塔轮对应的角速度之比为___________； A. B. C. D. 【答案】 ①. C ②. 不同 ③. B ④. B 【解析】 【详解】（1）[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法。 故选C。 （2）[2]探究向心力与角速度之间的关系时，要让两球质量和圆周半径相同而角速度不等，故应选择半径不同两个塔轮； [3]为保证半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C。 故选B。 （3）[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式 可得角速度之比为1：3。 故选B。 12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验过程中，除了木板、小球、斜槽、重锤线、铅笔、图钉等之外还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 弹簧测力计 （2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。 A. 斜槽轨道末端可以不水平 B. 斜槽轨道不必光滑 C. 本实验不需要平衡摩擦力 D. 小球每次不用从斜槽上同一高度释放 （3）某同学在做平抛运动实验时得出如图乙所示的小球运动轨迹，以a点为坐标原点，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则小球平抛运动的初速度为______m/s。（g取10m/s2） 【答案】（1）A （2）BC （3）2 【解析】 【小问1详解】 本实验需要用刻度尺测量实验记录点间的距离；本实验不需要测量小球的质量和重力，所以不需要天平和弹簧测力计，实验不需要测量小球运动的时间，所以不需要秒表。 故选A。 【小问2详解】 A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端需要调节水平，故A错误； BCD．为了保证每次小球抛出时的速度相同，小球每次需要从斜槽上同一高度释放，但斜槽轨道不需要光滑，不需要平衡摩擦力，故BC正确，D错误。 故选BC。 【小问3详解】 由图可知，则间与间所用时间相等，竖直方向根据 可得 水平方向根据 可得小球平抛运动的初速度为 四、计算题：本题包含3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。 13. 我国拥有全球领先的无人机技术，无人机具有广泛的应用前景。当洪涝灾害发生时，可以利用无人机运送救灾物资。一架无人机以的速度水平匀速飞行，正准备向受灾人员空投急救用品，急救用品的底面离水面高度。不计空气阻力，重力加速度大小取。 （1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？ （2）投放的急救用品落到水面时的速度大小为多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设无人机投放点到指定地点的距离为，由平抛运动规律有 ， 解得 （2）急救用品落到水面上时，竖直方向上 速度大小 解得 14. 洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度g取10，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块的向心加速度大小； （3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块做匀速圆周运动，有 解得 （2）由于 解得 （3）设物块的质量为m，则 又由于 解得 15. 如图所示，AB为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径R=1.6m，A端切线水平。水平轨道AC与半径r=1m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，相切于粗糙程度可调的水平轨道DE，圆弧轨道CD对应的圆心角θ=30°。一质量m=1kg的小球（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道AC上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从B点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后落到右侧圆弧面MN上，圆弧面内边界截面为四分之一圆形，其圆心与小球在E处球心等高，半径为。取g=10m/s2。求： （1）小球到达C点时的速度大小vC； （2）小球在B点受到轨道作用力大小F和方向； （3）现改变水平轨道DE的粗糙程度，当小球从E点抛出后落到圆弧面MN的速度最小时，小球在E点抛出的水平速度大小为多少？ 【答案】（1）16m/s （2）110N，竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 B到C运动过程，由 解得 因为小球沿切线进入圆弧轨道CD，所以 【小问2详解】 小球在B点的速度即为C点的水平速度，有 当B点轨道对小球恰好无作用力时，有 解得 所以B点轨道对小球作用力方向竖直向下 由牛顿第二定律，有 解得 【小问3详解】 设从E点抛出时水平速度为vx，落到圆弧面MN时速度为v′，水平位移x，竖直位移y 有，， 代入数据 变形得 又 代入得 由数学知识可知，当时，v′最小 解得 此时的水平速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $