精品解析：湖北省省直辖县级行政单位仙桃市田家炳实验高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

实验高中2025年春季学期期中考试 高一物理试题 一、本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项是符合题目要求的。第8-10小题有多个选项符合题目要求。全都选对的得4分选对但不全的得2分有选错的得0分。 1. 如图所示，皮带轮甲、乙的半径之比为3：4，A、B是两皮带轮边缘上的点。假设皮带不打滑，当皮带轮匀速转动时（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为3：4 B. A、B两点的角速度大小之比为3：4 C. A、B两点的加速度大小之比为4：3 D. A、B两点的加速度大小之比为3：4 【答案】C 【解析】 【详解】AB．A、B是两皮带轮边缘上的点。假设皮带不打滑，可知A、B两点的线速度大小相等，故AB错误； CD．根据可知，A、B两点的加速度大小之比为，故C正确，D错误。 故选C。 2. 如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的静止卫星，下列说法正确的是（　　） A. 卫星a所受的向心力大于b所受的向心力 B. 卫星a运行周期小于24h C. 在地面附近发射卫星b的速度为 D. 卫星a的运行速度可能大于 【答案】B 【解析】 【详解】据，由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；据可得卫星的周期，所以a的半径小于b的半径，故a的周期小于b的周期24h，故B正确；11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，静止卫星仍围绕地球圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星a的运行速度小于7.9km/s，故D错误． 3. 如图所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则（　　） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少 B. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的机械能不变 C. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的重力势能与动能之和先减少后增加 D. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的重力势能与动能之和一直减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．当小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球加速向下运动，后弹力大于重力，合力方向向上，做减速运动，故A错误； B．碰到弹簧后的下落过程中，由于弹簧弹力对小球做负功，所以小球的机械能减小，故B错误； CD．在碰到弹簧后的下落过程中，小球与弹簧组成的系统满足机械能守恒，由于弹簧的压缩量一直增大，所以弹簧的弹性势能一直增大，则小球的重力势能与动能之和一直减少，故C错误，D正确。 故选D。 4. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大 B. 如图b，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而不变 C. 如图c，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在A、B位置做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力大于在B位置处所受的支持力 D. 如图d，火车转弯时若超过规定速度行驶，内轨对火车轮缘会有挤压作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，根据牛顿第二定律得 可得 根据牛顿第三定律可得 可知汽车速度越大，对桥的压力越小，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 设圆锥高为，则有 联立可得 若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而不变，故B正确； C．设圆锥面与竖直方向夹角为，竖直方向根据受力平衡可得 可知小球在两个位置所受支持力相等，故C错误； D．设轨道平面与水平方向夹角为，当火车与铁轨的侧向弹力为零时，有 可得安全规定速度为 火车转弯时若超过规定速度行驶，铁轨对火车的支持力与重力的合力不足以提供所需的向心力，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，故D错误。 故选B。 5. 宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的(    ) A. 线速度大小之比 B. 角速度之比 C. 质量之比 D. 向心力大小之比 【答案】A 【解析】 【详解】AB．A、B两颗天体绕点做匀速圆周运动，相同时间内转过的角度相等，所以两者的角速度相等，则有，根据 可得两颗天体的线速度大小之比，故A正确，B错误； CD．双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，所以向心力大小相等，则有；由 可得质量之比为，故CD错误。 故选A。 6. 如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为v0，则下列说法正确的是（　　） A. 若v0=0，则小球对管内壁无压力 B. 若，则小球对管内上壁有压力 C. 若，则小球对管内下壁没有压力 D. 不论v0多大，小球对管内壁都有压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力，则有 若v0=0，可得小球所受的支持力 根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故A错误； B．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有 若，可得小球所受的压力 负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力，根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故B错误； C．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有 若，可得小球所受的压力 即管内上壁对小球有竖直向下的压力，大小为，根据牛顿第三定律，可知小球对管内上壁有竖直向上的压力，小球对管内下壁没有压力，故C正确； D．设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用，则有 解得 此时小球对管内壁没有压力，故D错误。 故选C。 7. 有一辆质量为的电动玩具车，从时刻在水平面上由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，当前进的距离时，马达输出的功率达到额定功率，此后保持额定功率直到玩具车最后匀速直线运动。玩具车所受阻力恒为在匀加速直线运动时牵引力的，则玩具车（　　） A. 匀加速运动的时间为 B. 最大速度等于 C. 匀加速时的牵引力等于 D. 玩具车额定功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据， 解得匀加速运动的时间为 A正确； B．匀加速运动的末速度 匀加速阶段结束后，玩具车开始做加速度减小的加速运动，则最大速度 B错误； C．设匀加速运动的牵引力为F，根据 解得 C错误； D．玩具车的额定功率 D正确。 故选AD。 8. 2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则下列说法正确的是（　　） A. 天王星与太阳的距离为 B. 天王星与太阳的距离为 C. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 D. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动的向心力，有 同理，对天王星有 解得 选项A正确，B错误； CD．设经时间t，再次出现天王星冲日，则有 其中 解得 选项C正确，D错误。 故选AC。 9. 质量为的 滑雪运动员沿着倾角为的一段斜坡从静止开始自由滑下，下滑过程中运动员加速度大小为，为重力加速度；滑雪者沿坡道下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员重力做功 B. 克服摩擦阻力做功 C. 合力做功为 D. 下滑时重力与合力瞬时功率之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．运动员重力做功 故A错误； B．因为 求得摩擦阻力 则克服摩擦力做功 故B错误； C．合力做功为 故C正确； D．设下滑时的瞬时速度为， 此时重力的瞬时功率 合力的瞬时功率 可得 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，小物块从倾角为的斜面顶端A点自由滑下，在水平地面的B点停止。已知斜面与地面材料相同，且平滑连接，A点高度为h，A，B两点的水平距离为x，重力加速度为g。则下列说正确的是（ ） A. 物块和斜面之间的动摩擦因数为 B. 物块和斜面之间的动摩擦因数为 C. 物块在水平面上的加速度大小为 D. 要使物块能从B点返回A点，则物块在B点获得动能至少为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．对物块全过程，根据动能定理 可得 故B正确，A错误； C．物块在水平面上的加速度 故C正确； D．要使物块能从B点返回A点，根据动能定理 又 联立可得 故D正确。 故选BCD。 二、非选择题（本题共5小题，共60分） 11. 如图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____。 （2）每次让小球从同一位置由静止释放，目的是_____； A. 为了保证小球做平抛运动 B. 为保证小球飞出时，轨迹是抛物线 C. 使小球每次做平抛运动的初速度相同 D. 让小球的运动靠近但不接触木板 （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____；小球经过点的速度为_____。（取）（小数点后保留两位） 【答案】（1）水平 （2）C （3） ①. 0.75 ②. 1.25 【解析】 【小问1详解】 为了保证小球抛出的速度处于水平方向，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。 【小问2详解】 每次让小球从同一位置由静止释放，目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同。 故选C。 【小问3详解】 [1]由图可知，小球在段和段的水平位移相等，则所用时间相等，竖直方向根据 可得 则该小球做平抛运动的初速度为 [2]小球经过点的竖直分速度为 则小球经过点的速度为 12. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验： ①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题： ②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题： （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D. 探究平抛运动的特点 （2）某次方案一实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第______层塔轮（填“一”“二”或“三”）。 （3）若方案二中某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为ω=______； （4）方案二中实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.45m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m=______kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2）一 （3） （4）0.20 【解析】 【小问1详解】 在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 A．探究小车速度随时间变化规律，利用极限思想计算小车的速度，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故C正确； D．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 【小问3详解】 挡光条的线速度为 则滑块P的角速度为 【小问4详解】 根据向心力大小公式 所以图线的斜率为 解得滑块P质量为 13. 如图所示，某人造地球卫星围绕赤道做匀速圆周运动，是赤道上的一点，直线与 半径垂直，直线与夹角为，地球的半径为，忽略地球自转，地球表面上的重力加速度为，引力常量为，求： （1）人造地球卫星的环绕周期； （2）地球的密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 卫星的轨道半径为 在地球表面有 卫星运行时由万有引力充当向心力有 解得卫星的环绕周期 【小问2详解】 对地球表面的物体有， 可解得地球的密度为 14. 如图所示，“旋转秋千”中的座椅通过缆绳悬挂在旋转圆盘上。当旋转圆盘绕竖直的中心轴从静止开始转动，稳定后座椅在水平面内做匀速圆周运动。已知悬点到中心轴的距离为，座椅（可视为质点）质量为m=6kg，缆绳长度为，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=30°，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）稳定后缆绳所受拉力T； （2）座椅做圆周运动的角速度ω。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对座椅受力分析，如图所示 竖直方向根据受力平衡可得 得 （2）由牛顿第二定律得 由几何关系 联立解得 15. 粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接，AB长，导轨半径为。一质量为的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，从B点冲上半圆形导轨。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度g取。 （1）求物体通过AB段时，滑动摩擦力做的功； （2）若物体脱离弹簧后，恰好能到达导轨上与圆心等高的C点，求物体经过B点时导轨对它的支持力大小； （3）若物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点D，求弹簧压缩至A点时具有的弹性势能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物体通过AB段时，滑动摩擦力做的功 （2）物体从B点到C点，根据动能定理有 在B点有 解得 （3）物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点D，有 物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点D，根据动能定理有 解得 根据功能关系弹簧压缩至A点时具有的弹性势能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验高中2025年春季学期期中考试 高一物理试题 一、本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项是符合题目要求的。第8-10小题有多个选项符合题目要求。全都选对的得4分选对但不全的得2分有选错的得0分。 1. 如图所示，皮带轮甲、乙的半径之比为3：4，A、B是两皮带轮边缘上的点。假设皮带不打滑，当皮带轮匀速转动时（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为3：4 B. A、B两点的角速度大小之比为3：4 C. A、B两点的加速度大小之比为4：3 D. A、B两点的加速度大小之比为3：4 2. 如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的静止卫星，下列说法正确的是（　　） A. 卫星a所受的向心力大于b所受的向心力 B. 卫星a运行周期小于24h C. 在地面附近发射卫星b的速度为 D. 卫星a的运行速度可能大于 3. 如图所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则（　　） A. 小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少 B. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的机械能不变 C. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的重力势能与动能之和先减少后增加 D. 在碰到弹簧后的下落过程中，小球的重力势能与动能之和一直减少 4. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大 B. 如图b，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而不变 C. 如图c，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在A、B位置做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力大于在B位置处所受的支持力 D. 如图d，火车转弯时若超过规定速度行驶，内轨对火车轮缘会有挤压作用 5. 宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的(    ) A. 线速度大小之比 B. 角速度之比 C. 质量之比 D. 向心力大小之比 6. 如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为v0，则下列说法正确的是（　　） A. 若v0=0，则小球对管内壁无压力 B. 若，则小球对管内上壁有压力 C. 若，则小球对管内下壁没有压力 D. 不论v0多大，小球对管内壁都有压力 7. 有一辆质量为的电动玩具车，从时刻在水平面上由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，当前进的距离时，马达输出的功率达到额定功率，此后保持额定功率直到玩具车最后匀速直线运动。玩具车所受阻力恒为在匀加速直线运动时牵引力的，则玩具车（　　） A. 匀加速运动的时间为 B. 最大速度等于 C. 匀加速时的牵引力等于 D. 玩具车额定功率为 8. 2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则下列说法正确的是（　　） A. 天王星与太阳的距离为 B. 天王星与太阳的距离为 C. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 D. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 9. 质量为的 滑雪运动员沿着倾角为的一段斜坡从静止开始自由滑下，下滑过程中运动员加速度大小为，为重力加速度；滑雪者沿坡道下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员重力做功 B. 克服摩擦阻力做功 C. 合力做功为 D. 下滑时重力与合力瞬时功率之比为 10. 如图所示，小物块从倾角为的斜面顶端A点自由滑下，在水平地面的B点停止。已知斜面与地面材料相同，且平滑连接，A点高度为h，A，B两点的水平距离为x，重力加速度为g。则下列说正确的是（ ） A. 物块和斜面之间的动摩擦因数为 B. 物块和斜面之间的动摩擦因数为 C. 物块在水平面上的加速度大小为 D. 要使物块能从B点返回A点，则物块在B点获得动能至少为 二、非选择题（本题共5小题，共60分） 11. 如图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____。 （2）每次让小球从同一位置由静止释放，目的是_____； A. 为了保证小球做平抛运动 B. 为保证小球飞出时，轨迹是抛物线 C. 使小球每次做平抛运动的初速度相同 D. 让小球的运动靠近但不接触木板 （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____；小球经过点的速度为_____。（取）（小数点后保留两位） 12. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验： ①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题： ②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题： （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ； A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D. 探究平抛运动的特点 （2）某次方案一实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第______层塔轮（填“一”“二”或“三”）。 （3）若方案二中某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为ω=______； （4）方案二中实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.45m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m=______kg（结果保留2位有效数字）。 13. 如图所示，某人造地球卫星围绕赤道做匀速圆周运动，是赤道上的一点，直线与 半径垂直，直线与夹角为，地球的半径为，忽略地球自转，地球表面上的重力加速度为，引力常量为，求： （1）人造地球卫星的环绕周期； （2）地球的密度。 14. 如图所示，“旋转秋千”中的座椅通过缆绳悬挂在旋转圆盘上。当旋转圆盘绕竖直的中心轴从静止开始转动，稳定后座椅在水平面内做匀速圆周运动。已知悬点到中心轴的距离为，座椅（可视为质点）质量为m=6kg，缆绳长度为，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=30°，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）稳定后缆绳所受拉力T； （2）座椅做圆周运动的角速度ω。 15. 粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接，AB长，导轨半径为。一质量为的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，从B点冲上半圆形导轨。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度g取。 （1）求物体通过AB段时，滑动摩擦力做的功； （2）若物体脱离弹簧后，恰好能到达导轨上与圆心等高的C点，求物体经过B点时导轨对它的支持力大小； （3）若物体脱离弹簧后，恰好能通过导轨的最高点D，求弹簧压缩至A点时具有的弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $