精品解析：黑龙江省哈尔滨市第四中学校2024-2025学年高一下学期期中物理试题

2024级高一下学期期中考试 物理试卷 试卷满分∶100分 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿总结了万有引力定律并用实验测出了引力常量 B. 伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律 C. 开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说 D. 卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，但引力常量是由卡文迪什通过实验测定的，故A错误； B．开普勒分析了第谷的观测数据，总结出行星运动定律，而非伽利略，故B错误； C．日心说是哥白尼提出的，开普勒的贡献是行星运动定律，故C错误； D．卡文迪什利用扭秤实验首次精确测定了万有引力常量，故D正确。 故选D 2. “长征七号”A运载火箭于2023年1月9日在中国文昌航天发射场点火升空，托举“实践二十三号”卫星直冲云霄，随后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，“实践二十三号”卫星距地面的高度为h（h小于静止卫星距地面的高度），入轨后绕地球做匀速圆周运动，则（　　） A. 该卫星的线速度大小大于 B. 该卫星的周期小静止卫星的周期 C. 该卫星的加速度大小等于g D. 该卫星的加速度小于静止卫星的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则该卫星的线速度大小小于，选项A错误； B．根据开普勒第三定律 因该卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，则该卫星的周期小静止卫星的周期，选项B正确； CD．根据 可得 可知，该卫星的加速度小于g，该卫星的加速度大于静止卫星的加速度，选项CD错误。 故选B 3. 如图所示，卫星A绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r。卫星B的轨迹为椭圆，其远地点在卫星A的轨道上，近地点距地面的高度与地球半径相比，可忽略不计。已知地球半径为R，不考虑其他天体对卫星A、B的影响，则A、B的周期之比约为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由开普勒第三定律可得 解得 故选D。 4. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，圆管对小球的弹力一定增大 C. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在最高点时速度最小，由于在最高点时有支撑物，可知速度的最小值为零，选项A错误； B．小球在最高点时若速度大于零小于，则随速度的增加圆管对小球的弹力减小，选项B错误； C．当小球以速率经过最低点时，根据 可得圆管对小球的弹力大小为，选项C正确； D．当小球以速率经过最高点时，若，则圆管对小球的弹力大小为零；若则细管上壁对球有向下的弹力，大小为 若则细管下壁对球有向上的弹力，大小为；选项D错误。 故选C。 5. 一辆质量为2.0×103kg的汽车在半径为80m的水平弯道转弯时，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.5，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为15m/s时汽车不会发生侧滑 C. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.0×105N D. 汽车能安全转弯的向心加速度可以超过6.0m/s2 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车转弯时只受重力、弹力和摩擦力，向心力是这三个力的合力，并非独立存在的力，故A错误； B．最大安全速度由 解得 当速度为15m/s时，小于20m/s，汽车不会侧滑，故B正确； C．速度为20m/s时，向心力，故C错误； D．最大向心加速度 无法超过5m/s²，故D错误。 故选B。 6. 某铁路转弯处外轨道略高于内轨道，如图所示，转弯处曲率半径为R，两铁轨之间间距为L，内外轨道平面与水平面倾角为θ（θ很小，）。若规定通过该转弯处速度为时内外轨均不受轮缘的挤压，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 火车转弯时速度如果超过规定速度，则外轨道对外侧轮缘的弹力是水平的 B. 要使火车转弯时内外轨均不受轮缘的挤压，则内外轨的高度差H应为 C. 火车转弯时速度如果小于规定速度，铁轨对火车的支持力仍满足 D. 如果火车转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时由摩擦力提供向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车转弯超过规定速度行驶时，所需的向心力较大，而重力和支持力的合力不变，故外轨对轮缘有沿斜面向下的弹力，补充不够的向心力，故A错误； B．火车转弯时内外轨道侧向均没有压力时，这时重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 又有 联立解得 故B正确； C．火车转弯时内外轨道侧向均没有压力时，竖直方向上有 可得 火车转弯时速度如果小于规定速度，所需的向心力较小，而重力和支持力的合力不变，故内轨对轮缘有沿斜面向上的弹力，竖直方向上有 解得 故C错误； D．如果转弯处内外轨一样高，水平方向指向圆心的力是外轨对轮缘的弹力提供向心力，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，从距离墙壁为l的水平地面上的A点，以初速度、抛射角斜向上抛一球，球恰好在上升到最高点时与墙相碰，被水平反弹回来，落到地面上的C点，且，则小球被墙反弹的速度的大小与初速度的大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】上升过程可看做逆向的平抛运动，根据 可知上升过程和反弹过程的时间相等，可知上升过程的水平速度 则 反弹后的水平速度 可知，故选C。 8. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（　　） A. 衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同 B. 脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心 C. 增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出 D. 为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为 【答案】D 【解析】 【详解】A．衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点与最低点线速度大小相同方向不同，加速度大小相同方向不同，故A错误； B．滚筒对衣物的作用力与重力的合力大小不变且始终指向圆心，故脱水过程中滚筒对衣物的作用力不始终指向圆心，故B错误； C．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，因此需要的向心力越大，脱水效果越好。又有，因此周期越小，水越容易被甩出，故C错误； D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，则在最高点重力提供向心力 可知滚筒转动的角速度至少为 故D正确。 故选D。 9. 2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 神舟十七号的发射速度应大于第二宇宙速度 B. 神舟十七号进入Ⅱ轨道后周期变长 C. “M卫星”若要与空间站对接，可以在Ⅲ轨道上点火加速追上空间站 D. 神舟十七号在Ⅱ轨道上c点点火加速进入Ⅲ轨道，此时在III轨道上的c点的加速度等于Ⅱ轨道上的c点的加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．神舟十七号围绕地球运动，故神舟十七号的发射速度小于第二宇宙速度，故A错误； B．神舟十七号进入Ⅱ轨道后，因Ⅱ轨道的半长轴大于Ⅰ轨道的半径，根据开普勒第三定律可知，Ⅱ轨道的周期大于Ⅰ轨道的周期，即神舟十七号进入Ⅱ轨道后周期变长，故B正确； C．若“M卫星”在Ⅲ轨道上点火加速则必然会离开Ⅲ轨道，将无法与空间站对接，故C错误； D．根据牛顿第二定律有 得 故神舟十七号在III轨道上的c点的加速度等于Ⅱ轨道上的c点的加速度，故D正确。 故选BD 。 10. 月球是地球唯一的天然卫星，是太阳系中第五大卫星。为了测量月球的各项数据，宇航员在月球上设计实验装置，用电磁铁吸住小球，启动装置后电磁铁断电，小球自由下落，得到小球的速度 v随时间t变化的图像如图。已知月球半径为 R，引力常量为G，则下列判断正确的是（　　） A. 月球的第一宇宙速度为 B. 月球的平均密度为 C. 月球表面重力加速度大小为 D. 月球的卫星运行周期至少为 【答案】BC 【解析】 【详解】C．由题图得小球自由下落，月球表面的重力加速度大小为 C项正确； A．由月球表面重力提供向心力，有 月球的第一宇宙速度为 A项错误； B．月球表面万有引力等于重力有 得月球的质量为 月球的密度为 B项正确； D．由月球的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有 月球的卫星运行周期为 随着卫星轨道半径的增大，周期增大，卫星在月球表面运行时，周期最小，运行周期至少为 D项错误。 故选BC 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是___________。 A．建立物理模型法 B．控制变量法 C．等效法 D．放大法 （2）图示情境正在探究的是___________。 A．向心力的大小与半径的关系 B．向心力的大小与线速度大小的关系 C．向心力的大小与角速度大小的关系 D．向心力的大小与物体质量的关系 （3）若上图中铝球和钢球的质量比为1:2，则铝球与钢球的向心加速度之比为___________，受到的向心力之比为___________。 【答案】 ①. B ②. D ③. 1:1 ④. 1:2 【解析】 【详解】（1）探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。因涉及的物理量较多。故本实验采用科学方法是控制变量法，故选B。 （2）从图示中可以看出两组实验小球的角速度和运动半径相同，采用的是不同质量的物体，所以探究的是向心力的大小与物体质量的关系。故选D。 （3）[1] [2]根据向心加速度和向心力的公式 ， 由于角速度和半径相等，所以向心加速度之比为1:1；向心力之比为1:2。 【点睛】当实验涉及到多物理量时，采用控制变量法进行实验。 12. 在一个未知星球上用如图所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，则： （1）由以上信息，可知a点___________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为___________； （3）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是___________m/s； （4）若已知该星球的半径与地球半径之比为，则该星球的质量与地球质量之比___________。（取） 【答案】 ①. 是 ②. 8 ③. ④. 【解析】 【详解】（1） [1]根据竖直方向做自由落体运动有 代入数据解得 由于 解得 所以a点是小球的抛出点。 （2）[2]由上面分析可知该星球表面的重力加速度为 （3）[3] 小球在b点时的速度是 联立解得 （4）[4]根据 解得 则有 13. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中飞行的时间t； （2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （3）排球被垫起前瞬间的速度大小v及速度与水平方向夹角的正切值。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）排球击出后做平拋运动，竖直方向有 解得排球被垫起前在空中飞行的时间为 （2）排球被垫起前在水平方向飞行距离为 （3）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为 根据速度的合成可得 根据几何关系有 14. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点0的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度，，．求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块随圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小． 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若圆锥体与石块均静止，石块的受力分析如图所示 因 故石块受到锥面的摩擦力大小 （2）当圆锥体与石块一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动时，石块的受力分析如答图所示 竖直方向有 水平方向有 解得 15. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若在地球表面某高度以某一初速度水平抛出一小球，测得落地时水平射程为x1，在火星表面相同高度和相同初速度抛出，测得落地时水平射程为x2.假设“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动周期为T。已知火星的半径为R，地球表面重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转影响。求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙； （3）“天问一号”绕火星飞行时的距离火星表面的高度h。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在星球表面相同高度和相同初速度抛出 ， 可得 ， 解得 忽略火星自转，对火星表面质量为m的物体，根据万有引力定律，有 解得 （2）忽略火星自转，设火星近地卫星的质量为m0，根据万有引力定律，有 解得 （3）设天问一号质量为m´，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024级高一下学期期中考试 物理试卷 试卷满分∶100分 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿总结了万有引力定律并用实验测出了引力常量 B. 伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律 C 开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说 D. 卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量数值 2. “长征七号”A运载火箭于2023年1月9日在中国文昌航天发射场点火升空，托举“实践二十三号”卫星直冲云霄，随后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，“实践二十三号”卫星距地面的高度为h（h小于静止卫星距地面的高度），入轨后绕地球做匀速圆周运动，则（　　） A. 该卫星的线速度大小大于 B. 该卫星的周期小静止卫星的周期 C. 该卫星的加速度大小等于g D. 该卫星的加速度小于静止卫星的加速度 3. 如图所示，卫星A绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r。卫星B的轨迹为椭圆，其远地点在卫星A的轨道上，近地点距地面的高度与地球半径相比，可忽略不计。已知地球半径为R，不考虑其他天体对卫星A、B的影响，则A、B的周期之比约为（ ） A B. C. D. 4. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，圆管对小球的弹力一定增大 C. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 5. 一辆质量为2.0×103kg的汽车在半径为80m的水平弯道转弯时，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.5，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为15m/s时汽车不会发生侧滑 C. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.0×105N D. 汽车能安全转弯向心加速度可以超过6.0m/s2 6. 某铁路转弯处外轨道略高于内轨道，如图所示，转弯处曲率半径为R，两铁轨之间间距为L，内外轨道平面与水平面倾角为θ（θ很小，）。若规定通过该转弯处速度为时内外轨均不受轮缘的挤压，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 火车转弯时速度如果超过规定速度，则外轨道对外侧轮缘的弹力是水平的 B. 要使火车转弯时内外轨均不受轮缘的挤压，则内外轨的高度差H应为 C. 火车转弯时速度如果小于规定速度，铁轨对火车的支持力仍满足 D. 如果火车转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时由摩擦力提供向心力 7. 如图所示，从距离墙壁为l的水平地面上的A点，以初速度、抛射角斜向上抛一球，球恰好在上升到最高点时与墙相碰，被水平反弹回来，落到地面上的C点，且，则小球被墙反弹的速度的大小与初速度的大小之比为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（　　） A. 衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同 B. 脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心 C. 增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出 D. 为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为 9. 2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 神舟十七号的发射速度应大于第二宇宙速度 B. 神舟十七号进入Ⅱ轨道后周期变长 C. “M卫星”若要与空间站对接，可以在Ⅲ轨道上点火加速追上空间站 D. 神舟十七号在Ⅱ轨道上c点点火加速进入Ⅲ轨道，此时在III轨道上的c点的加速度等于Ⅱ轨道上的c点的加速度 10. 月球是地球唯一的天然卫星，是太阳系中第五大卫星。为了测量月球的各项数据，宇航员在月球上设计实验装置，用电磁铁吸住小球，启动装置后电磁铁断电，小球自由下落，得到小球的速度 v随时间t变化的图像如图。已知月球半径为 R，引力常量为G，则下列判断正确的是（　　） A. 月球的第一宇宙速度为 B. 月球的平均密度为 C. 月球表面的重力加速度大小为 D. 月球的卫星运行周期至少为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是___________。 A．建立物理模型法 B．控制变量法 C．等效法 D．放大法 （2）图示情境正在探究的是___________。 A．向心力的大小与半径的关系 B．向心力的大小与线速度大小的关系 C．向心力的大小与角速度大小的关系 D．向心力的大小与物体质量的关系 （3）若上图中铝球和钢球的质量比为1:2，则铝球与钢球的向心加速度之比为___________，受到的向心力之比为___________。 12. 在一个未知星球上用如图所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，则： （1）由以上信息，可知a点___________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为___________； （3）由以上及图信息可以算出小球在b点时速度是___________m/s； （4）若已知该星球的半径与地球半径之比为，则该星球的质量与地球质量之比___________。（取） 13. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中飞行的时间t； （2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （3）排球被垫起前瞬间的速度大小v及速度与水平方向夹角的正切值。 14. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点0的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度，，．求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块随圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小． 15. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若在地球表面某高度以某一初速度水平抛出一小球，测得落地时水平射程为x1，在火星表面相同高度和相同初速度抛出，测得落地时水平射程为x2.假设“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动周期为T。已知火星的半径为R，地球表面重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转影响。求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙； （3）“天问一号”绕火星飞行时的距离火星表面的高度h。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$