精品解析：新疆维吾尔自治区喀什地区巴楚县2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试题

2024-2025学年第二学期期中测试卷 高一物理 考生须知： 1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本卷由试题卷和答题卡两部分组成，试题卷共4页，答题卡共2页。要求在答题卡上答题，在试题卷上答题无效。 3.答题前，请先在答题卡上认真填写姓名、准考证号和座位号。要求字体工整、笔迹清楚。 4.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项正确） 1. 人类发射的某空间探测器进入某行星的引力范围后，在靠近该行星表面上空做匀速圆周运动，测得运行周期为T，已知引力常量为G。则可以判定该行星的平均密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对卫星，根据万有引力提供向心力可得 又 解得 故选A。 2. 桌面上和桌子下有两个完全相同的物体，以地面为零势能面，下列说法正确的是（ ） A. 桌面上的物体重力势能较大 B. 桌子下的物体重力势能较大 C. 两个物体的重力势能相等 D. 桌面上的物体重力势能为零 【答案】A 【解析】 【详解】以地面为零势能面，根据 可知两个物体的重力势能均大于零；由于两物体的质量相等，而桌面上的物体高度较大，所以桌面上的物体重力势能较大。 故选A。 3. 物体a、b质量分别为ma和mb，且ma<mb，它们的初动能相同。若a和b分别只受到恒定阻力Fa和Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为xa和xb。下列说法正确的是（　　） A. Fa>Fb，xa<xb B. Fa>Fb，xa>xb C. Fa<Fb，xa>xb D. Fa<Fb，xa<xb 【答案】C 【解析】 【详解】设物体a、b的初动能为，则有 又ma<mb 可知 由题知，经相同的时间停下来，则有 可知 根据动能定理有 可得 可得 故选C。 4. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为m、m、2m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，A物体向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，C物体先滑动 D. 转速增加，A物体比B物体先滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 ，半径越大向心加速度越大；若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大，A错误； B．根据 ，mr越大摩擦力越大；若三个物体均未滑动，C物体受的摩擦力最大，B错误； CD．根据牛顿第二定律 解得 半径越大，临界角速度越小，越先滑动，所以物体C最先滑动，A、B同时滑动，C正确，D错误。 故选C。 5. 高台跳雪是2022年北京冬奥会的比赛项目之一，如图跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出。不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 飞行时间之比为 B. 水平位移之比为 C. 速度变化量之比为 D. 落到雪坡上的瞬时速度方向不相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．设运动员的初速度为v0时，飞行时间为t，水平方向的位移大小为x、竖直方向的位移大小为y，如图所示 运动员水平方向上做匀速直线运动，有 在竖直方向上做自由落体运动，有 运动员落在斜面上时，有 解得 则知运动员飞行的时间t与v0成正比，则他们飞行时间之比为 故A错误； B．水平位移 运动员飞行的水平位移x与初速度的平方成正比，则他们飞行的水平位移之比为1：4，故B错误； C．速度变化量之比为 故C正确； D．落到雪坡上时，设运动员的速度方向与竖直方向夹角为，则有 则他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（　　） A. 物体在C点所受合力为零 B. 物体在C点的速度为零 C. 物体在C点的向心加速度等于重力加速度 D. 物体在A点时弹簧弹性势能等于物体在C点的动能 【答案】C 【解析】 【详解】AB．物体恰好能到达最高点C，则物体在最高点只受重力，且重力全部用来提供向心力，设半圆轨道的半径为r，由牛顿第二定律得 解得物体在C点的速度 AB错误； C．由牛顿第二定律得 解得物体在C点的向心加速度 C正确； D．由能量守恒定律知，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点时的动能和重力势能之和，D错误。 故选C。 7. 如图所示，水杯中放有一可视为质点小球，某同学将轻绳一端固定在水杯开口处，另一端用手拉住，甩动手腕使水杯以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球始终紧贴杯底。已知小球离O点的距离为L，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时的速度可能为零 B. 小球过最高点时的速度一定等于 C. 小球过最高点时，绳子的拉力可能为零 D. 小球过最高点时的向心加速度大小可能小于g 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析有 ，所以小球过最高点时的速度一定大于等于，AB错误； C．小球和水杯看成整体，在最高点绳中的拉力最小为零，此时速率最小，即绳所受的弹力一定大于零或等于零，C正确； D．小球过最高点时的向心加速度大小 可知，D错误。 故选C。 8. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时它和O点的连线与之间的夹角为60°，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 若此时摩擦力为0，则物块对陶罐的作用力为 B. 若此时摩擦力为0，则物块的线速度为 C. 若转速增加，物块与陶罐间的摩擦力增大 D 若转速增加，物块将沿罐壁向上滑动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．若此时摩擦力为0，对物块受力情况如图所示 由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有， 解得， 故A正确，B错误； CD．若物块所受摩擦力为0时，则有， 解得 若刚开始的转速小于，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向上，此时转速增加，则物块与陶罐间的摩擦力减小，物块有向下运动趋势；若刚开始的转速大于，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向下，此时转速增加，则物块与陶罐间的摩擦力增大，若继续增大，物块将沿罐壁向上滑动。由题知，刚开始的转速与的大小关系不确定，故物块所受摩擦力的变化情况和物块的运动情况无法确定，故CD错误。 故选A。 二、多选题（共4小题，共16分，每小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全得2分，多选、错选得0分） 9. 空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，椭圆轨道Ⅱ为神舟十八号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为，两轨道相切于点，地球表面重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 空间站在轨道Ⅰ上的运行速度大于 B. 神舟十八号载人飞船在点的加速度等于空间站在点的加速度 C. 神舟十八号载人飞船在点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ D. 在轨道Ⅰ上飞行的神舟十八号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 【答案】BC 【解析】 【详解】A．空间站在轨道Ⅰ上的运行根据万有引力提供向心力有 卫星在地球表面运行根据万有引力提供向心力有 解得 轨道I上半径r大于R，线速度小于，故A错误； B．在同一位置引力大小相同，根据 解得 故加速度相同，故B正确； C．卫星由低轨道变轨到更高的轨道时需加速，则神舟十八号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道，故C正确； D．对接空间站需要先减速做向心运动降低轨道再加速做离心运动进行对接，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一个物体放在水平面上，在与竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s，若物体的质量为m，物体与地面之间的动摩擦因数为μ，则在此过程中（ ） A. 摩擦力做的功为 B. 摩擦力做的功为 C. 力F做的功为 D. 力F做的功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．摩擦力的大小为 摩擦力做的功为 故A正确，B错误； CD．力F做的功为 故C正确，D错误。 故选AC。 11. 铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为，若质量为的火车转弯时速度大于，则（　　）。 A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C. 这时铁轨对火车的支持力大于 D. 这时铁轨对火车的支持力等于 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，根据牛顿第二定律可得 解得此时火车的速度正好是 当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，而重力与支持力的合力不变，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确； CD．火车以速度行驶时，铁轨对火车在垂直于轨道平面的支持力为FN，根据平衡条件可得 FNcosθ=mg 若火车转弯时速度大于时，由于外侧铁轨对外侧车轮有斜向下的压力，则此时火车对铁轨的压力大于，即铁轨对火车的支持力大于，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，高h=3m的斜面固定不动，斜面倾角θ=37°。一个质量m=1kg的物体，以4m/s2加速度从斜面的顶点由静止开始滑下，运动到斜面底端的过程中，g取10m/s2，sin37°=0.6，下列判断正确的是（　　） A. 系统机械能守恒 B. 物体的动能增加了20J C. 物体的重力势能减少了20J D. 因摩擦产生的内能10J 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．根据牛顿第二定律可得 解得物体受到的摩擦力为 则因摩擦产生的内能为 可知系统机械能不守恒，故A错误，D正确； B．根据动能定理可得，物体的动能增加了 故B正确； C．重力做功为 则物体的重力势能减少了，故C错误。 故选BD。 二、实验题（18分） 13. 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验装置安装好后，用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。 （1）某次实验中所用重物的质量，某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为_________J，动能增加量为_________J。（打点计时器频率为50Hz，取，结果均保留3位有效数字） （2）若测出纸带上所有各点到0点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是图中的__________。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 5.44 ②. 5.28 （2）A 【解析】 【小问1详解】 [1]从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为 [2]打下点3时的速度为 则动能增加量为 【小问2详解】 根据机械能守恒可得 可得 可知图像为一条过原点的倾斜直线。 故选A。 14. 图甲是研究平抛物体运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图。 （1）安装斜槽轨道时要注意___________。 （2）某同学用一张印有小方格的纸记录小球的运动轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则a、b点迹间的时间间隔的计算式为___________，小球平抛的初速度的计算式为=___________（用L、g表示） （3）小球在b点的速度是___________m/s（取，保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 保证斜槽末端水平 ②. ③. ④. 0.50 【解析】 【详解】（1）[1]平抛运动的初速度要保证水平，因此安装斜槽轨道时，要注意保证斜槽末端水平。 （2）[2][3]在竖直方向上，根据 解得 水平方向有 解得 （3）[4]b点的竖直分速度 根据平行四边形定则知 四、计算题（34分） 15. 如图所示，一名滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求： （1）O点与A点的距离L； （2）运动员落到A点时的速度大小。 【答案】（1）75m；（2）10m/s 【解析】 【详解】（1）由O点到A点，运动员做平抛运动 竖直位移大小为 h＝gt2＝×10×32m＝45m O点与A点的距离 L＝＝m＝75m （2）水平位移 x＝Lcos37°＝75×0.8m＝60m 由x＝v0t得 v0＝＝m/s＝20m/s 到A点时竖直方向的速度 vy＝gt＝30m/s 故运动员落到A点时的速度 vA＝＝10m/s 16. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后沿半圆形轨道向上运动恰能到达C点。重力加速度g=10m/s2。求： (1)物体到达C点的速度大小vc； (2)弹簧压缩至A时的弹性势能Ep； (3)物体从B至C运动过程中克服阻力做的功W。 【答案】(1)2.45m/s；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)物体恰能运动到C点则有 解得 =2.45m/s (2)物体在B点由牛顿第二定律 根据牛顿第三定律 由机械能守恒定律 解得 (3)物体从B运动到C的过程，由动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第二学期期中测试卷 高一物理 考生须知： 1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本卷由试题卷和答题卡两部分组成，试题卷共4页，答题卡共2页。要求在答题卡上答题，在试题卷上答题无效。 3.答题前，请先在答题卡上认真填写姓名、准考证号和座位号。要求字体工整、笔迹清楚。 4.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项正确） 1. 人类发射的某空间探测器进入某行星的引力范围后，在靠近该行星表面上空做匀速圆周运动，测得运行周期为T，已知引力常量为G。则可以判定该行星的平均密度为（　　） A. B. C. D. 2. 桌面上和桌子下有两个完全相同的物体，以地面为零势能面，下列说法正确的是（ ） A. 桌面上的物体重力势能较大 B. 桌子下的物体重力势能较大 C. 两个物体的重力势能相等 D. 桌面上的物体重力势能为零 3. 物体a、b质量分别为ma和mb，且ma<mb，它们的初动能相同。若a和b分别只受到恒定阻力Fa和Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为xa和xb。下列说法正确的是（　　） A. Fa>Fb，xa<xb B. Fa>Fb，xa>xb C. Fa<Fb，xa>xb D. Fa<Fb，xa<xb 4. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为m、m、2m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，C物体先滑动 D. 转速增加，A物体比B物体先滑动 5. 高台跳雪是2022年北京冬奥会的比赛项目之一，如图跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出。不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 飞行时间之比为 B. 水平位移之比为 C. 速度变化量之比为 D. 落到雪坡上的瞬时速度方向不相同 6. 如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（　　） A. 物体在C点所受合力为零 B. 物体在C点的速度为零 C. 物体在C点的向心加速度等于重力加速度 D. 物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能 7. 如图所示，水杯中放有一可视为质点的小球，某同学将轻绳一端固定在水杯开口处，另一端用手拉住，甩动手腕使水杯以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球始终紧贴杯底。已知小球离O点的距离为L，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时的速度可能为零 B. 小球过最高点时的速度一定等于 C. 小球过最高点时，绳子的拉力可能为零 D. 小球过最高点时的向心加速度大小可能小于g 8. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时它和O点的连线与之间的夹角为60°，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 若此时摩擦力为0，则物块对陶罐的作用力为 B. 若此时摩擦力为0，则物块的线速度为 C. 若转速增加，物块与陶罐间摩擦力增大 D. 若转速增加，物块将沿罐壁向上滑动 二、多选题（共4小题，共16分，每小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全得2分，多选、错选得0分） 9. 空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，椭圆轨道Ⅱ为神舟十八号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为，两轨道相切于点，地球表面重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 空间站在轨道Ⅰ上的运行速度大于 B. 神舟十八号载人飞船在点的加速度等于空间站在点的加速度 C. 神舟十八号载人飞船在点经点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ D. 在轨道Ⅰ上飞行神舟十八号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 10. 如图所示，一个物体放在水平面上，在与竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s，若物体的质量为m，物体与地面之间的动摩擦因数为μ，则在此过程中（ ） A. 摩擦力做的功为 B. 摩擦力做的功为 C. 力F做的功为 D. 力F做的功为 11. 铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为，若质量为的火车转弯时速度大于，则（　　）。 A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C. 这时铁轨对火车的支持力大于 D. 这时铁轨对火车的支持力等于 12. 如图所示，高h=3m的斜面固定不动，斜面倾角θ=37°。一个质量m=1kg的物体，以4m/s2加速度从斜面的顶点由静止开始滑下，运动到斜面底端的过程中，g取10m/s2，sin37°=0.6，下列判断正确的是（　　） A. 系统机械能守恒 B. 物体动能增加了20J C. 物体的重力势能减少了20J D. 因摩擦产生的内能10J 二、实验题（18分） 13. 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验装置安装好后，用手提住纸带上端，之后让纸带由静止开始下落。 （1）某次实验中所用重物的质量，某同学选取了一条纸带，如图乙所示，0是打下的第一个点，1、2、3、4是连续打的点，根据纸带上的测量数据，从打下点0至打下点3的过程中，重物重力势能的减少量为_________J，动能增加量为_________J。（打点计时器频率为50Hz，取，结果均保留3位有效数字） （2）若测出纸带上所有各点到0点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是图中的__________。 A. B. C. D. 14. 图甲是研究平抛物体运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图。 （1）安装斜槽轨道时要注意___________ （2）某同学用一张印有小方格的纸记录小球的运动轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则a、b点迹间的时间间隔的计算式为___________，小球平抛的初速度的计算式为=___________（用L、g表示） （3）小球在b点的速度是___________m/s（取，保留2位有效数字）。 四、计算题（34分） 15. 如图所示，一名滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求： （1）O点与A点的距离L； （2）运动员落到A点时的速度大小。 16. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后沿半圆形轨道向上运动恰能到达C点。重力加速度g=10m/s2。求： (1)物体到达C点的速度大小vc； (2)弹簧压缩至A时的弹性势能Ep； (3)物体从B至C运动过程中克服阻力做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$