精品解析：河南省天立教育2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

天立教育2024—2025学年春期高一年级期末考试 物理试题卷 本试题卷共4页、四大题、15小题，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，某同学手握球筒底部，使其在竖直面内绕手肘O点做圆周运动，试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球，若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的k倍（），不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球有可能被甩出，因为它受到离心力作用 B. 增大羽毛球与球筒之间的摩擦，有助于羽毛球被甩出 C. 相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动 D. 若运动至竖直位置时角速度为，则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动 2. 如图所示，质量为的小球从倾斜轨道右侧最高点由静止释放，刚好能过圆轨道最高点；已知释放点与圆轨道最高点高度差为，圆轨道半径，小球可看作质点，不考虑空气阻力，g取，则该过程中小球克服摩擦阻力做功为（　　） A. 0.05J B. 0.1J C. 0.15J D. 0.2J 3. 关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力 B. 如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，小球通过轻质细杆绕O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮与内外轨间一定均无侧向压力 4. 如图所示，地球的质量为，地球的半径为，探测器甲绕地球公转的长轴为，地球绕太阳做匀速圆周运动的公转轨道半径为，探测器乙绕太阳公转的长轴也为，万有引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 乙的公转周期为1年 B. 乙的公转周期为半年 C. 甲的公转周期为 D. 假设太阳的质量为，则甲、乙的公转周期之比为 5. 当重力对物体做正功时，物体的（　　） A. 重力势能一定增加 B. 重力势能一定减少 C. 动能一定增加 D. 动能一定减少 6. 下列物体的运动不属于抛体运动的是（ ） A. 洒水车喷出的水 B. 运动员推出的铅球 C. 向空中抛出的一张纸 D. 竖直向下扔出的一粒石子 7. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，则此时重物的速度为（　　） A. B. C. D. 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分。 8. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个1kg的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，取抛出点所在水平面为零势能面。则以下说法正确的是（　　） A. 抛出后3s末，小球的速度为30m/s B. 抛出后3s末，重力的功率为300W C. 抛出后3s内，重力的平均功率为150W D. 抛出后3s末，小球的重力势能为450J 9. A、B两颗地球卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动，它们运动的轨道半径之比，A的周期为，则下列说法正确的是（　　） A. A卫星加速可追上同轨道的另一颗卫星 B. A、B两颗卫星周期之比为 C. 某一时刻A、B两卫星相距最近，则此时刻开始到A、B再次相距最近经历的时间可能是 D. 某一时刻A、B两卫星相距最近，则此时刻开始到A、B相距最远经历的时间可能是 10. 一质量m的物体，在竖直向上拉力F作用下由静止开始运动，已知加速度大小为，当物体上升高度为h时，如不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能增加了 B. 物体的重力势能减少了mgh C. 拉力F所做的功为mgh D. 物体的机械能增加了 三、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，小明和小娜想在物理实验室测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器，学生电源，毫米刻度尺，纸带，复写纸片。已知电源频率为50Hz。 实验步骤： （1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上； （2） 接通电源使打点计时器开始打点，同时启动控制装置使圆盘转动； （3）经过一段时间，断开电源，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。 ①打点计时器的打点周期为T=___________s，连续打16个点的时间间隔为___________s。 ②实验测得圆盘半径R=5.50×10-2m，得到一段纸带如下图所示，则圆盘转动的角速度为___________rad/s。（计算结果保留两位有效数字） 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中，采用了图所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。 ①下列操作正确的是_______________。 A．必须调整斜槽，使其末端水平 B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直 C．每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球 D．小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论 ②描出小球平抛运动的轨迹如图所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、竖直方向高度分别为、，按照自由落体规律，若______________，则OA、段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若_______________，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 四、解答题：本题共3小题，共36分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 在X星球表面，宇航员做了一个实验：在距地面h高度处以水平初速度 抛出一个小球，落地后，测量出小球的水平位移大小为s，忽略所有阻力。已知X星球的半径为R，万有引力常量为G，不考虑星球自转。请求出： （1）X星球表面的重力加速度g大小； （2）X星球的质量M。 14. 如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g。 （1）求小球圆周运动的向心力F的大小； （2）求小球圆周运动的角速度的大小。 15. 随着人们生活水平的提高，冬季滑雪成为人们休闲娱乐的一项主要运动，某滑雪场的滑道示意图如图所示。半径的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与竖直线OB的夹角分别为和。质量为的小孩（视为质点）从A点左侧高为处的P点水平滑出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知小孩与轨道CD间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，不计空气阻力。求： （1）小孩水平滑出时的初速度大小； （2）小孩经过B点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）小孩在轨道CD上滑行的距离。（计算结果保留三位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天立教育2024—2025学年春期高一年级期末考试 物理试题卷 本试题卷共4页、四大题、15小题，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，某同学手握球筒底部，使其在竖直面内绕手肘O点做圆周运动，试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球，若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的k倍（），不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球有可能被甩出，因为它受到离心力作用 B. 增大羽毛球与球筒之间的摩擦，有助于羽毛球被甩出 C. 相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动 D. 若运动至竖直位置时角速度为，则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．羽毛球有可能被甩出，是因为他所受的合力不足以提供向心力，所以沿着圆筒半径增大的方向运动，不存在离心力，故A错误； B．以竖直方向为例，根据 可知增大羽毛球与球筒之间的摩擦，羽毛球要发生相对滑动的角速度越大，越不容易被甩出，故B错误； C．同理根据 相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部，则所需的向心力越小，则越难达到最大静摩擦力，越难发生相对滑动，故C正确； D．图示的羽毛球恰好相对球筒滑动时，根据 可得 故D错误。 故选C。 2. 如图所示，质量为的小球从倾斜轨道右侧最高点由静止释放，刚好能过圆轨道最高点；已知释放点与圆轨道最高点高度差为，圆轨道半径，小球可看作质点，不考虑空气阻力，g取，则该过程中小球克服摩擦阻力做功为（　　） A. 0.05J B. 0.1J C. 0.15J D. 0.2J 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，设该过程中小球克服摩擦阻力做功为，从释放到最高点，由动能定理有 在最高点，由牛顿第二定律有 联立代入数据解得 故选C。 3. 关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力 B. 如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，小球通过轻质细杆绕O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮与内外轨间一定均无侧向压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力，A错误； B．如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力，B错误； C．如图c所示，小球通过轻质细杆绕O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球速度等于零时所受合力为零，C正确； D．如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，根据牛顿第二定律得 解得 当火车的速度小于时，车轮与内轨间一定有侧向压力，当火车的速度大于时，车轮与外轨间一定有侧向压力，D错误。 故选C。 4. 如图所示，地球的质量为，地球的半径为，探测器甲绕地球公转的长轴为，地球绕太阳做匀速圆周运动的公转轨道半径为，探测器乙绕太阳公转的长轴也为，万有引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 乙的公转周期为1年 B. 乙的公转周期为半年 C. 甲的公转周期为 D. 假设太阳的质量为，则甲、乙的公转周期之比为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由开普勒第三定律可得 结合年，解得 年 选项AB错误； CD．由开普勒第三定律可把甲、乙的椭圆轨道等效为圆轨道，由万有引力充当向心力可得 综合解得 比较可得 选项C错误，D正确。 故选D。 5. 当重力对物体做正功时，物体的（　　） A. 重力势能一定增加 B. 重力势能一定减少 C. 动能一定增加 D. 动能一定减少 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据 可知，当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少，A错误，B正确； CD．根据 即当物体所受外力的合力做正功时，物体的动能增大，但是当重力对物体做正功时，合力做功不一定为正功，则物体的动能变化情况不确定，CD错误。 故选B。 6. 下列物体的运动不属于抛体运动的是（ ） A. 洒水车喷出的水 B. 运动员推出的铅球 C. 向空中抛出的一张纸 D. 竖直向下扔出的一粒石子 【答案】C 【解析】 【详解】抛体运动是指将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动。 A．洒水车喷出的水，空气阻力可忽略不计，是抛体运动，A不符合题意； B．运动员推出的铅球，空气阻力可以忽略，是抛体运动，B不符合题意； C．向空中抛出的一张纸，空气阻力不能忽略，不是抛体运动，C符合题意； D．竖直向下扔出的一粒石子，空气阻力可忽略不计，是抛体运动，D不符合题意。 故选C。 7. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，则此时重物的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】绳子被人握的一端速度分解如图所示 重物经过图示位置的速度为 故选A。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分。 8. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个1kg的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，取抛出点所在水平面为零势能面。则以下说法正确的是（　　） A. 抛出后3s末，小球的速度为30m/s B. 抛出后3s末，重力的功率为300W C. 抛出后3s内，重力的平均功率为150W D. 抛出后3s末，小球的重力势能为450J 【答案】BC 【解析】 【详解】根据题意可知，物体做平抛运动，且末物体未落地，物体的加速度为重力加速度。 A．抛出后3s末，竖直分速度为 m/s 则抛出后3s末，小球的速度为 m/s 故A错误； B．抛出后3s末，重力的功率为 W 故B正确； C．抛出后3s内，物体下落的高度为 m 抛出后3s内，重力的平均功率为 W 故C正确； D．3s后小球的位移为 m 取抛出点所在水平面为零势能面，则重力势能为 J 故D错误。 故选BC。 9. A、B两颗地球卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动，它们运动的轨道半径之比，A的周期为，则下列说法正确的是（　　） A. A卫星加速可追上同轨道的另一颗卫星 B. A、B两颗卫星周期之比为 C. 某一时刻A、B两卫星相距最近，则此时刻开始到A、B再次相距最近经历的时间可能是 D. 某一时刻A、B两卫星相距最近，则此时刻开始到A、B相距最远经历的时间可能是 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A卫星加速后，将做离心运动，轨道半径变大，不可能追上同轨道的另一颗卫星，故A错误； BD．根据万有引力提供向心力得 得 可知 可得 从A、B两卫星相距最近到A、B相距最远所经历的时间为t，则 解得 ，（） 当时 故D正确，B错误； C．从A、B两卫星相距最近到A、B相距最近所经历的时间为，根据 可得 当时 故C正确。 故选CD。 10. 一质量m的物体，在竖直向上拉力F作用下由静止开始运动，已知加速度大小为，当物体上升高度为h时，如不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能增加了 B. 物体的重力势能减少了mgh C. 拉力F所做的功为mgh D. 物体的机械能增加了 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 解得 故A正确； B．根据 解得 可知，物体的重力势能增加了mgh，故B错误； C．根据功的定义式有拉力F所做的功为 物体向上做加速运动，则有 故C错误； D．根据 ， 根据上述有 ， 解得 故D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，小明和小娜想在物理实验室测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器，学生电源，毫米刻度尺，纸带，复写纸片。已知电源频率为50Hz。 实验步骤： （1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上； （2） 接通电源使打点计时器开始打点，同时启动控制装置使圆盘转动； （3）经过一段时间，断开电源，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。 ①打点计时器的打点周期为T=___________s，连续打16个点的时间间隔为___________s。 ②实验测得圆盘半径R=5.50×10-2m，得到一段纸带如下图所示，则圆盘转动的角速度为___________rad/s。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 0.02 ②. 0.30 ③. 6.8 【解析】 【详解】①[1][2] 电源频率为50Hz，打点周期为0.02s，连续打16个点的时间间隔为 ②[3] 从图中可知第一个点到最后一个点共有n=16个点，其总长度L=11.30cm．纸带的速度 角速度 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中，采用了图所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。 ①下列操作正确的是_______________。 A．必须调整斜槽，使其末端水平 B．小球运动时挡板及白纸应保持竖直 C．每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球 D．小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论 ②描出小球平抛运动的轨迹如图所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、竖直方向高度分别为、，按照自由落体规律，若______________，则OA、段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若_______________，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 【答案】 ①. ABC##ACB##BAC##BCA##CAB##CBA ②. ③. 【解析】 【详解】①[1]A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确； B．小球在竖直面内做平抛运动，避免因摩擦而使运动轨迹改变，小球运动时不应与木板上的白纸相碰撞，故小球运动时挡板及白纸应保持竖直，故B正确． C．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，由静止释放，以保证获得相同的初速度，故C正确； D．小球在运动过程中与白纸间有摩擦影响平抛轨迹，对实验有影响，故D错误。 故选ABC。 ②[2][3]O为抛出点，竖直方向自由落体运动，、段时间间隔相等，按照自由落体规律，初速度为零匀加速，则有 水平匀速运动，在误差允许的范围内，则有 四、解答题：本题共3小题，共36分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 13. 在X星球表面，宇航员做了一个实验：在距地面h高度处以水平初速度 抛出一个小球，落地后，测量出小球的水平位移大小为s，忽略所有阻力。已知X星球的半径为R，万有引力常量为G，不考虑星球自转。请求出： （1）X星球表面的重力加速度g大小； （2）X星球的质量M。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由平抛运动特点可知 ， 解得 【小问2详解】 不考虑星球自转，星球表面重力等于万有引力 又 得X星球的质量 14. 如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g。 （1）求小球圆周运动的向心力F的大小； （2）求小球圆周运动的角速度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，如图所示 则向心力 【小问2详解】 由牛顿第二定律 解得 15. 随着人们生活水平的提高，冬季滑雪成为人们休闲娱乐的一项主要运动，某滑雪场的滑道示意图如图所示。半径的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与竖直线OB的夹角分别为和。质量为的小孩（视为质点）从A点左侧高为处的P点水平滑出，恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知小孩与轨道CD间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，不计空气阻力。求： （1）小孩水平滑出时的初速度大小； （2）小孩经过B点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）小孩在轨道CD上滑行的距离。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小孩到达A点时速度大小为，根据动能定理可得 小孩恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道，即 解得 ， （2）根据动能定理可知，从点到点 小孩经过B点时，合外力提供向心力，设圆弧轨道对小孩的支持力为，则有 方程联立解得 ， 根据牛顿第三定律可知小孩经过B点时，对圆弧轨道的压力大小也是。 （3）因为 小孩沿轨道CD向上作匀减速运动，速度减为零后不会继续下滑。设小孩在轨道CD上滑行的距离为，从B到上滑至最高点的过程，由动能定理有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $