山东省济宁市育才中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

育才中学2024-2025年度高一下学期期中考试物理试题答案 一、 选择题 2 3 6 8 9 10 12 0 A B D CD AD AC BCD 13.【答案】(1)C (2) 0.20 14.【答案】 1:2 不需要 28 空气阻力和转轴阻力做负功，减少的重力势 能有一部分转化成其它能量。 15.【答案】(1)10√2m/s:(2)15m/s 【详解】()人由蹦极台到a点的运动过程中，根据机械能守恒定律有 1 mgl=。mv2 2 所以 v=V2gl。=10W2m/s (2)人的速度最大时，有=mg 根据人和弹性绳组成的系统机械能守恒得 g化，+x=2+m 2 2 解得 v=15m/s 16.【答案】()v=3 m/s (2)m=-15 7 【详解】(1)将甲、乙静止释放后，甲沿斜面向下运动，由动能定理可得 MgLsin0-uMgLcos0-mgL=(m+M)v 2 解得 v=V3 -m/s 7 (2)对乙由动能定理 1 解得 W=. W-mgL = 则拉力对甲做负功取=-马) -Vo 17.【答案】(1)%=8m/s(2)208N:(3)Q=60.J 【详解】(1)物块在C处的速度分解如图 在竖直方向有 y=2g·2R 水平方向 Vo= 联立代入数据求得v=8m/s tan 1 (2)物块在C处的速度分解如图 在竖直方向有 v2=2g·2R 物块在C处速度 Vc=- =10m/s ine 由牛顿第二定律得 -mgo0=m Mg cos0 Mg sin0 P Mg 得 F=208N 根据牛顿第三定律知物块对C处的压力大小为 FNC F=208N (3)由对称性 VE =Vc =10m/s 传送带逆时针传动，物块受到摩擦力沿传送带向下，则物体一直匀减速到顶端 mg sin0+umg cos0 ma 得 a,=10m/s2 方向沿斜面向下，到达顶端时速度为vp,则v?-v2=-2a,l 得 'e=0 t=1s 此时物体刚好能达到顶端。 O=umg cos0(vt+1) 即Q=60J 18.【答案】(1)0.5：(2)0.7m:(3) Cos0=1 【详解】(1)滑块从进入轨道开始到第二次经过D过程，根据动能定理，可得 1 21 -mg.2r-umg.6r=mv p-mv 2 又 F。-mg= mvp 联立，解得 4=0.5 1.5 (2)依题意，滑块从进入轨道开始到停止运动，由动能定理可得-mg·2r-4umgs=0-】m 解得s=1.7m=6r+0.5m 即滑块最终停止的位置与C点的距离d=0.7m (3)假设小滑块在弧上G点恰好脱离轨道，对小滑块从A到G的运动过程，由动能定理，可得 -mg(2r+2rcos0)=1mv2-1mvi 2 2 小滑块在G点时，由牛顿第二定律，可得 联立，解得 1 mg cos0=m cos0=. 2r 3 2育才中学2024-2025年度高一下学期期中考试 物理试题 (2025.5) 本试卷分第1卷（选择题）和第川卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.质量不变、可视为质点的物体在做曲线运动的过程中，物体的() A.合外力可能为零 B.动能一定在变化 C.加速度一定在变化 D.速度一定在变化 2.第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们的研究基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一：万 有引力定律。下列说法中错误的是() A.在计算地球同步卫星受到的万有引力时，万有引力计算式中的距离取地心和卫星之间的距离，这是因为地球 和卫星间的距离远远大于它们的直径，地球和卫星都视为了质点 B.“月球绕地球转动”与“脱落树枝的苹果落向地面”都是地球引力作用的体现 C.卡文迪许用扭秤实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律 3.如图所示，卫星A、B分别在轨道I、Ⅱ上绕地球做圆周运动。卫星轨道1、Ⅱ的半径分别为r和4r,卫星A的向 心加速度大小为a,引力常量为G。下列说法正确的是() A.卫星A的线速度的大小为 a B.地球的质量为 G C.卫星B的角速度的大小为{区 4V月 D.卫星B的加速度的大小为16a 4.如图所示，一辆货车在水平公路上做匀速直线运动，车厢内放置一质量为m的箱子，与车厢保持相对静止。货 车突然遇到紧急情况刹车，当货车和箱子均停止时，箱子相对车厢向前滑行的距离为x、已知箱子与车厢间的动摩 擦因数为μ，重力加速度为g,下列说法中正确的是() A.货车对箱子做的功为-umg B.合外力对箱子做的功为-gx C.箱子与车厢间因摩擦而产生的热量为umgx D.箱子对货车做的功为-umg 5.一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的 大小∫恒定不变.下列描述该汽车的速度随时间t变化的图线中，可能正确的是() 物理试卷 第1页 P2 P:lf P:lf P:lf P lf P lf P lf 0 心 C D 6.如图所示，有一光滑轨道PABC,PA部分竖直，BC部分水平，AB部分是半径为R的四分之一圆弧，其中AB 与PA、BC相切。质量均为m的小球a、b(可视为质点)固定在长为R的竖直轻杆两端，开始时a球与A点接触 且轻杆竖直，由静止释放两球使其沿轨道下滑，重力加速度为8。下列说法正确的是() A.a球下滑过程中机械能减小 B.b球下滑过程中机械能增加 A C.b球滑到水平轨道上时速度大小为√2gR mmmmmmmmmc a D.从释放a、b球到两球均滑到水平轨道的过程中，轻杆对a球做功为一mgR 7.如图所示，竖直光滑固定圆环管道半径为R(管道内径<<R),一质量为m的小球（小球直径略小于管道内径） 以一定速度由P点沿切线进入管道，经管道从Q点水平抛出时，刚好对管道无作用力。已知P点和圆心的连线与 竖直方向的夹角为53°，A点为管道最低点，重力加速度为g,取si53°=0.8，下列说法正确的是( A.小球经Q点水平抛出后可能再次经过P点 B.小球经过A点时对管道的压力为5mg R C.小球在管道内运动过程中，经过某些区段时会对管道内侧产生压力 P 539 D.小球在A点的速度为、5gR A 8.如图所示，一可视为质点，质量为的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于0点不动。现将小 球拉至A处，使弹簧在水平方向且处于原长L。由静止释放小球，运动到O点正下方的B点时，小球速度方向恰 好水平，弹簧的形变量为x。已知弹簧始终处于弹性范围内，形变量为x的弹簧具有的弹性势能表达式为kx2,重 力加速度为g,忽略空气对系统的作用。下列结论正确的是() A.运动过程中弹簧对小球不做功 07000000000 A B.运动过程中弹簧对小球做正功 C.弹簧的弹性系数为3mgL+ x(L+2x) D.小球的机械能守恒 B 共4页 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选 对但不全的得2分，有选错的得0分。 9.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶内，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心处。物块贴着圆桶内 表面随圆桶一起转动，则() A.绳的拉力可能为零 B.桶壁对物块的弹力不可能为零 C.随着转动的角速度增大，绳的拉力保持不变 D.随着转动的角速度增大，桶壁对物块的弹力一定增大 10.2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星。如图所示为发射卫星的简化示意图，先将卫星发射 到半径为=r的圆轨道[上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道Ⅱ，到椭圆轨道的远地点B时，再 次改变卫星的速度，使卫星进入半径为r2=4r的圆轨道Ⅲ上做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道Ⅱ上A点时的速 率为y,卫星的质量为m,地球的质量为M,引力常量为G,下列说法正确的是() Ⅲ A.卫星在I、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行周期关系是T<T<T B.卫星在椭圆轨道Ⅱ上通过A点时的速率小于在圆轨道Ⅲ上运行的速率 C.发动机在A点对卫星做的功为m=GMm_'m 22mw2 GMm 1 D.发动机在B点对卫星做的功为W,= 832m 11.中国目前拥有世界上最完善的高铁系统，高铁是中国科技发展的一张世界名片。假设有一动车组由四节车厢连 接而成，每节车厢的质量均为m、阻力均恒为∫，其中第一节和第四节为动力车厢，功率均恒为P,重力加速度为 g。该动车组由静止开始恒定功率启动，下列说法正确的是() 1.2.3.4 分711分717分17分7 A.该动车组的最大行驶速度为2了 B.由静止到最大速度过程的平均速度等于4f 物理试卷 第2页 C.当速度为最大值的一半时，动车组运行的加速度大小为I m D.该动车组速度达到最大时，第二、三两节车厢之间的作用力大小为2f 12.如图所示，质量分别为和m的物体P、Q用跨过定滑轮0的轻绳连接，P穿在固定的竖直光滑杆上，Q置 于倾角日=30°的光滑固定斜面上。一劲度系数k=g的轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端连接Q。 21 初始时，施加外力将P静置于N点，轻绳恰好伸直但无拉力，ON段水平，OW=31,OQ段与斜面平行，现将P由 静止释放，运动过程中经过M点，MN=41。P、Q均可视为质点，运动过程中Q不会与滑轮相碰，弹簧始终在弹 性限度内，重力加速度为g,不计一切阻力。则P从N点下滑到M点的过程中() A.P、Q组成的系统机械能守恒 B.经过M点时P与Q的速度大小关系=亏 C.P的机械能一直减小 w M D.轻绳对P做的功为-89mg 57 0 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.(4分)一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套 在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F, 滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r 不变，探究向心力大小与线速度大小的关系。 个FN 6.0 光电门 4.0 力传感器 滑块 2.0 02 2.04.06.08.02m2s2) 甲 乙 (1)该同学采用的实验方法主要是 (填正确答案标号) A.等效替代法 B.理想模型法 C.控制变量法 (2)该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F,算出对应的线速度y及v2的数值，以v2为横轴， F为纵轴，作出F-v2图线，如图乙所示，若滑块运动半径r=0.3m，由图线可得滑块的质量m=kg(保 留2位有效数字)。 共4页 14.(8分)某同学用图甲所示的实验装置探究线速度与角速度的关系并验证机械能守恒定律。先将两个完全相同 的钢球P、Q固定在长为3L的轻质空心刚性杆两端，然后在杆长处安装一个阻力非常小的固定转轴0。最后在 两个钢球的球心处分别固定一个相同的挡光片，挡光片宽度为d,如图乙所示，保证挡光片所在平面和杆垂直。已 知重力加速度为g。实验步骤如下： 光电门2 Po 水平方向 竖 直 向 光电门1 甲 乙 (1)该同学将杆抬至水平位置后由静止释放，当P转到最低点时，固定在钢球P、Q球心处的挡光片刚好同时通 过光电门1、光电门2；（两个光电门规格相同，均安装在过0点的竖直轴上） (2)若挡光片通过光电门1、光电门2的时间分别为，和。，根据该同学的设计，，：。之比应为； (3)若要验证“机械能守恒定律”，该同学（选填“需要”或者“不需要”）测量钢球的质量m: (4)在误差允许范围内，关系式成立，则可验证机械能守恒定律（关系式用g、L、d、、。表示）； (5)通过多次测量和计算，发现第(4)问的关系式中重力势能的减少量一定大于动能的增加量，造成误差的主 要原因可能是 。（只需写出一条原因) 物理试卷 第3页 15.(10分)蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开 蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到α点时弹性绳恰好伸 直，人继续下落，能到达的最低位置为b点，如图所示。己知人的质量m=50kg,弹性绳的弹力大小F=x,其中 x为弹性绳的形变量，k=200N/m,弹性绳的原长lo=10m,整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。取重力 加速度g=10/s2。在人离开蹦极台至第一次到达b点的过程中，机械能损失可忽略。 (1)求人第一次到达a点时的速度大小v: (2)已知弹性绳的形变量为x时，它的弹性势能E,=?x2,求人的最大速度。 h● 16.(12分)如图所示，倾角为0=53°的足够长的斜面体固定放置在水平地面上，一根轻质细线跨过斜面顶端的 定滑轮，一端与斜面上质量为M=1kg的物块甲连接，另一端与质量为的物m=0,.4kg块乙连接，开始甲、乙在外 力的作用下处于静止状态。已知甲与斜面之间的动摩擦因数4=0.5，重力加速度g=10/s2,不计滑轮与细线之间 的摩擦，滑轮与物块甲间的细线与斜面平行，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，cos53°=0.6。现将甲、 乙由静止释放，当甲运动距离为L=0.5m时， (1)求此时甲的速度大小（结果用根号表示）； (2)求此过程中细线对甲做的功。 乙自 mmimmmmmmmiimmm 共4页 17.(12分)如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径R=0.9m,A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.5m 的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆轨道的最低点，圆弧轨道CD、DE对应的圆心角O=37°。圆弧和倾斜 传送带EF相切于E点，EF的长度为l=5m。一质量为m=1kg的物块（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度 冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后物块滑上传送带EF。已 知物块与传送带EF间的动摩擦因数4=0.5，取g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)物块从A点飞出的速度大小： (2)物块到达C点时对C点的压力大小Fc; (3)若传送带以速度v=10m/s逆时针匀速转动，试求物块从E到达传送带最高点的过程中摩擦产生的热量。 A Vo R 0 E Q物块 010 D 物理试卷 第4页 18.(14分)如图所示，学校科技小组设计了“ε”字型竖直轨道固定放置，由光滑半圆形轨道AB、BC和粗糙的水 平直轨道CD及光滑的四分之一圆弧轨道DE平滑连接组成，BC弧的半径r=0.2m,AB弧的半径为2r、DE弧的 半径为1.5r,轨道两端分别与地面、光滑竖直墙壁相切于A点和E点。质量m=0.3kg的滑块从A端以水平向左的 速度v。=5m/s进入轨道。已知CD长为6r,滑块第二次经过D时对轨道DE的压力为F。=8N,不计空气阻力， 滑块可视为质点，重力加速度为g=10m/s2。 (1)求滑块与CD之间的动摩擦因数u: (2)求滑块最终停止的位置与C点的距离d: (3)若 。=23m/s’求滑块脱离圆轨道时，速度与水平方向夹角的余弦值。 B D C Vo VM11111717717772722772217272277727777727777777 A 共4页