精品解析：四川省眉山市东坡区多校2024-2025学年高一下学期4月期中联考物理试题

2027届高一下学期期中联合考试 物理试题 一、单选题 1. 关于平抛运动，下列说法正确的是　　 A. 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 B. 平抛运动是匀变速曲线运动 C. 平抛运动是匀速运动 D. 平抛运动是加速度不断变化的曲线运动 2. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁，分别标记为1，2，3……已知车的质量为40kg，每个沙袋质量为5kg。当车经过一人身旁时，此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以4m/s投入到车内，沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为10m/s，当车停止运动时，一共抛入的沙袋有（ ） A. 20个 B. 25个 C. 30个 D. 40个 3. 如图所示，质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点，在O点正下方O′处钉一个钉子，把悬线拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，则（　　） A. 小球的线速度不变 B. 小球的向心加速度a突然变小 C. 小球的角速度ω不变 D. 悬线的张力突然变2倍 4. 为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为，地球质量为，太阳与地球中心间距为，地球表面的重力加速度为，地球绕太阳公转的周期为．则太阳的质量为（ ） A. B. C. D. 5. 一质量为1 kg的物体（视为质点）静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是 （　　） A. 0～2 s内外力的平均功率是5 W B. 第2 s内外力所做的功是4 J C. 第2 s末外力的瞬时功率最大 D. 第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4 6. 2019年9月23日5时10分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知、、三颗卫星均做匀速圆周运动，其中是地球静止轨道卫星，、的轨道半径相同，的轨道半径要小于、的轨道半径，则（　　） A. 卫星、的角速度 B. 卫星、的加速度 C. 卫星、的机械能一定相等 D. 卫星、的线速度 二、多选题 7. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力 B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面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，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受的弹力方向一定向上 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 8. 如图所示,质量分别为和的两个物块（可视为质点）在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．A离轴的距离为离轴的距离为，两物块用一根细绳连在一起．随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是（ ） A. 所受的合外力与所受的合外力大小相等 B. 所受摩擦力方向指向圆心 C. 若，细绳无张力 D. 若，两物块与圆盘发生相对滑动 9. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是( ) A. 物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 弹簧的劲度系数为 C. 物体A着地时的加速度大小为 D. 物体A着地时弹簧的弹性势能为2mgh 10. 如图，ABC三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量分别为mA=2kg、mB=3kg、mC=2kg，初状态三个小球均静止，BC球之间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态现给A一个向左的初速度v0=10m/s，AB碰后A球的速度变为向右，大小为2m/s。下列正确的是（　　） A. 球A和B碰撞是弹性碰撞 B. 球A和B碰后，弹簧恢复原长时球C的速度为9.6m/s C. 球A和B碰后，球B的最小速度为1.6m/s D. 球A和B碰后，弹簧的最大弹性势能可以达到96J 三、实验题 11. “验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行． (1)比较这两种方案，_____（填“甲”或“乙”）方案好些． (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的物理量是（ ） A.重力加速度 B.重物下落的高度 C.重物下落的瞬时速度 D.重物下落的平均速度 (3)在进行“验证机械能守恒定律”的实验时，应（ ） A.先释放纸带，再接通电源 B.用手托住重物由静止释放 C.根据计算重物在t时刻的速度 D.使重物下落的起始位置靠近打点计时器 12. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置． （1）实验中所用电磁打点计时器是一种使用____（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔_____s打一次点． （2）某同学用天平称量滑块的质量为M；往沙桶内装入适量的细沙，用天平秤出此时沙和沙桶的总质量为m；实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______________，实验时首先要做的步骤是_______． （3）让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小与（）．则本实验最终要验证的数学表达式为_____________．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量） 四、解答题 13. 两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一固定点为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”。如图所示，某双星之间的距离为，它们做匀速圆周运动的周期为，已知万有引力常量为。求： (1)组成双星的两天体的质量之和； (2)组成双星的两天体运动的速率之和。 14. 如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨的最低点，该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C，OC与OB的夹角为53°，一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑，PC间距离为R，滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求： （1）滑块从P点滑到B点的过程中，重力势能减少多少； （2）滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小； （3）为保证滑块不从A处滑出，PC之间的最大距离是多少？ 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高一下学期期中联合考试 物理试题 一、单选题 1. 关于平抛运动，下列说法正确的是　　 A. 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 B. 平抛运动是匀变速曲线运动 C. 平抛运动是匀速运动 D. 平抛运动是加速度不断变化的曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】平抛运动的物体受到重力作用，故A错误．平抛运动只受重力，加速度为g，保持不变，是匀变速曲线运动，故B正确，D错误．平抛运动的速度方向沿轨迹的切线方向，时刻在改变，速度大小也在变化，所以平抛运动一定是变速运动，故C错误．故选B． 【点睛】本题考查的是学生对平抛运动的理解，知道其合力与速度不在同一条直线上，一定是曲线运动，同时只受重力的作用，又是匀变速运动． 2. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁，分别标记为1，2，3……已知车的质量为40kg，每个沙袋质量为5kg。当车经过一人身旁时，此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以4m/s投入到车内，沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为10m/s，当车停止运动时，一共抛入的沙袋有（ ） A. 20个 B. 25个 C. 30个 D. 40个 【答案】A 【解析】 【详解】设一共抛入n个沙袋，这些沙袋抛入车的过程，满足动量守恒，可得 解得 即抛入20个沙袋，车恰好停止运动。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点，在O点正下方O′处钉一个钉子，把悬线拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，则（　　） A. 小球的线速度不变 B. 小球的向心加速度a突然变小 C. 小球的角速度ω不变 D. 悬线的张力突然变2倍 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，故A正确； B．当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，摆长变小，根据 知，向心加速度变大，故B错误； C．线速度大小不变，摆长变小，根据 知，角速度变大，故C错误； D．根据牛顿第二定律得 线速度大小不变，摆长变小，则悬线的张力变大，但是不一定变为2倍，故D错误。 故选A。 4. 为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为，地球质量为，太阳与地球中心间距为，地球表面的重力加速度为，地球绕太阳公转的周期为．则太阳的质量为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对绕太阳公转的地球，根据万有引力定律得 根据地球表面的万有引力近似等于重力，对地球表面 物体有 两式联立得 A. 与计算结果不相符，故A不符合题意； B. 与计算结果不相符，故A不符合题意； C. 与计算结果不相符，故A不符合题意； D. 与计算结果相符，故D符合题意． 5. 一质量为1 kg的物体（视为质点）静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是 （　　） A. 0～2 s内外力的平均功率是5 W B. 第2 s内外力所做的功是4 J C. 第2 s末外力的瞬时功率最大 D. 第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4 【答案】D 【解析】 【详解】AB．0～1 s内，物体的加速度 物体在0～1 s内的位移 1 s末的速度是 第2 s内的加速度是 第2 s内的位移 x2=v1t2+a2=3×1 m+×1×1 m=3.5 m 0～2 s内外力F对物体做的功 可知0～2 s内外力的平均功率 P== W=4 W A错误； 第2 s内外力做功 B错误； CD．第1 s末外力的功率是 第2 s末物体的速度 外力的功率 可知第2 s末外力功率不是最大，第1 s末和第2 s末外力的瞬时功率之比是9∶4，C错误，D正确。 故选D。 6. 2019年9月23日5时10分，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知、、三颗卫星均做匀速圆周运动，其中是地球静止轨道卫星，、的轨道半径相同，的轨道半径要小于、的轨道半径，则（　　） A. 卫星、的角速度 B. 卫星、的加速度 C. 卫星、的机械能一定相等 D. 卫星、的线速度 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．由公式 得 知卫星、的角速度 故A正确； B．由 得 知卫星、的加速度 故B错误； D．由 得 知卫星、的线速度 故D错误； C．、的轨道半径相同，则引力势能相等，运行的线速度也相等，但题目中没有告诉两卫星的质量是否相等，所以不能确定机械能是否相等，故C错误。 故选A。 二、多选题 7. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力 B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面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，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受的弹力方向一定向上 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确； B．图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误； C．图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有 解得，当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误； D．图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示,质量分别为和的两个物块（可视为质点）在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．A离轴的距离为离轴的距离为，两物块用一根细绳连在一起．随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是（ ） A. 所受的合外力与所受的合外力大小相等 B. 所受摩擦力方向指向圆心 C. 若，细绳无张力 D. 若，两物块与圆盘发生相对滑动 【答案】BCD 【解析】 【详解】A、物块A与B一起做匀速圆周运动，角速度是相等的，合外力提供向心力，由：，可知B受到的合外力是A的4倍；故A错误. B、B有相对于圆盘向外运动的趋势，而且B需要的向心力比A大，所以B受到的摩擦力的方向指向圆心；故B正确. C、物块B距离圆心较远，当B的向心力恰好等于最大静摩擦力时：，则：，则当时，绳子上没有拉力；故C正确. D、设当A、B所受摩擦力均达到最大时，细线拉力为T， 对A物块：， 对B物块： 联立解得：；故D正确. 故选BCD. 9. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是( ) A. 物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 弹簧的劲度系数为 C. 物体A着地时的加速度大小为 D. 物体A着地时弹簧的弹性势能为2mgh 【答案】AC 【解析】 【详解】A.由题可知，物体A下落过程中，B一直静止不动，对于物体A和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，则物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确； B.A即将触地时，物体B对地面的压力恰好为零，故弹簧的拉力为T＝mg，开始时弹簧处于原长，由胡克定律知： 得弹簧的劲度系数为 故B错误； C.物体A着地时，细绳对A的拉力等于mg，对A受力分析，根据牛顿第二定律得 得 故C正确； D.物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，有： 所以 故D错误。 故选AC。 10. 如图，ABC三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量分别为mA=2kg、mB=3kg、mC=2kg，初状态三个小球均静止，BC球之间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态现给A一个向左的初速度v0=10m/s，AB碰后A球的速度变为向右，大小为2m/s。下列正确的是（　　） A. 球A和B碰撞是弹性碰撞 B. 球A和B碰后，弹簧恢复原长时球C的速度为9.6m/s C. 球A和B碰后，球B的最小速度为1.6m/s D. 球A和B碰后，弹簧的最大弹性势能可以达到96J 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A．AB两球相碰，根据动量守恒定律 代入数据，可求得 m/s 由于，在碰撞的过程中满足 因此该碰撞是弹性碰撞，A正确； BC．由于BC及弹簧组成的系统，在运动的过程中满足动量守恒和机械能守恒，当B的速度最小时，应该是弹簧处于原长状态 整理得 因此B的最小速度为，此时C球的速度为，BC正确； D．当BC两球速度相等时，弹簧的弹性势能最大 解得 D错误。 故选ABC。 三、实验题 11. “验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行． (1)比较这两种方案，_____（填“甲”或“乙”）方案好些． (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的物理量是（ ） A.重力加速度 B.重物下落的高度 C.重物下落的瞬时速度 D.重物下落的平均速度 (3)在进行“验证机械能守恒定律”的实验时，应（ ） A.先释放纸带，再接通电源 B.用手托住重物由静止释放 C.根据计算重物在t时刻的速度 D.使重物下落的起始位置靠近打点计时器 【答案】 ①. 甲 ②. B ③. D 【解析】 【详解】（1）甲的方案摩擦阻力小，误差小，而且方便操作，所用实验器材少，所以甲的方案好些 （2）A.验证机械能守恒的实验，重力势能减小等于动能的增加，所以重力加速度是已知的，无需测量，A错误 B.实验要计算重力势能的减少量，所以需要测量物体下落的高度，B正确 CD.本实验的下落瞬时速度是根据纸带处理得到，无法直接测量，而平均速度本实验用不到，CD错误 （3）A.根据实验操作，接通电源打点稳定后，再释放纸带，A错误 B.释放时，纸带应竖直，减少与限位孔的摩擦，所以释放时，应按图中所示，B错误 C.因为要验证机械能守恒，所以速度需根据实际的纸带计算，而不能用自由落体公式计算，因为自由落体运动只受重力，机械能一定守恒，C错误 D.释放纸带前，重锤应靠近打点计时器，这样可以充分利用纸带，D正确 12. 某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置． （1）实验中所用电磁打点计时器是一种使用____（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔_____s打一次点． （2）某同学用天平称量滑块的质量为M；往沙桶内装入适量的细沙，用天平秤出此时沙和沙桶的总质量为m；实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______________，实验时首先要做的步骤是_______． （3）让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小与（）．则本实验最终要验证的数学表达式为_____________．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量） 【答案】 ①. （1）交流， ②. 0．02s； ③. （2）， ④. 平衡摩擦力； ⑤. （3） 【解析】 【详解】（1）电磁打点计时器是一种交流计时仪器，如果电源的频率为50Hz，打点周期为0.02s （2）设绳中的拉力为T，对滑块有：，对沙和沙桶有：，联立解得：，保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，所以，所以要满足，实验时首先要进行平衡摩擦力，排除摩擦力对实验的影响 （3）根据动能定理得： 四、解答题 13. 两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一固定点为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”。如图所示，某双星之间的距离为，它们做匀速圆周运动的周期为，已知万有引力常量为。求： (1)组成双星的两天体的质量之和； (2)组成双星的两天体运动的速率之和。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)设质量为m1的轨道半径为r1，质量为m2的轨道半径为r2 r1+r2=L 根据万有引力充当向心力知 联立解得 (2)根据线速度和周期关系知 14. 如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨的最低点，该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C，OC与OB的夹角为53°，一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑，PC间距离为R，滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求： （1）滑块从P点滑到B点的过程中，重力势能减少多少； （2）滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小； （3）为保证滑块不从A处滑出，PC之间的最大距离是多少？ 【答案】（1）1.2mgR；（2）2.8mg；（3）0.6m 【解析】 【详解】（1）设PC间的垂直高度为h，由几何关系得 h1=Rsin53°=0.8R CB间的竖直高度 h2=R-Rcos53°=0.4R PB间高度差 h=h1+h2=1.2R 所以滑块从P滑到B减少的重力势能为 （2）在B点，由牛顿第二定律知 从P到B，由动能定理 联立解得 FN=2.8mg 据牛顿第三定律滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小。 （3）设PC之间的最大距离为L时，滑块第一次到达A时速度为零，则对整个过程应用动能定理 代入数值解得 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 【答案】（1）2m/s；（2）3J；（3）2m 【解析】 【详解】（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有 解得 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB)v2 解得 （2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，则 由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB+mC)v3 解得 由机械能守恒定律有 解得 （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有 (mA+mB) v2=(mA+mB)v4+mCv5 解得 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $