精品解析：广东省深圳外国语学校高中园博雅高中2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷

广东省深圳外国语学校高中园博雅高中2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷 一、单选题 1. 2024年6月，我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球，返回过程包括月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行的示意图，运行方向如图中箭头所示，ab、cd分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号的引力，下列对嫦娥六号的说法中正确的是（　　） A. 在a点的速率等于在b点的速率 B. 在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小 C. 从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间 D. 在a点受到的引力大小小于在c点的引力大小 2. 一个小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球。当悬线碰到钉子的前后瞬间，下列说法中错误的是（　　） A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然增大 C. 小球的向心力突然增大 D. 悬线对球拉力突然增大 3. 如图所示，自行车运动员在倾角为θ的圆形赛道上骑行，已知重力加速度为g，当这位运动员以速度在赛道上骑行时既没有垂直于速度上滑趋势，也没有垂直于速度下滑趋势，则运动员的转弯半径为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，甲乙两人进行击球训练，甲在A处将球以4 m/s的速度水平击出，乙在比A处低45 cm的B处将球击回，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2，若要使球垂直击中乙球拍，则乙接球时球拍与水平方向的夹角应为（　　） A. 37° B. 45° C. 53° D. 60° 5. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 6. 在奥运会滑板街式比赛中，某选手（视为质点）从U型池边缘以初速度斜向上腾空，初速度方向与水平方向夹角为。若忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 选手在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态 B. 选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度相同 C. 选手在最高点时的速度为零 D. 选手回到与U型池边缘等高处的时间为 7. 如图所示，一质量分布均匀的球体，半径为R，现从其内部挖出一半径为的小球体，放置于原球体右侧位置，已知、、在一条直线上，且、相距2R，引力常量为G，挖出的小球体质量为m。则挖出的小球体跟球体剩余部分之间的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 二、多选题 8. 一卷帘由帘布和底杆组成，帘布和轻质塑料拉珠套在半径不同的共轴定滑轮上，定滑轮固定在窗户顶端，侧视结构简图如图所示。已知拉珠所在的滑轮1的半径为，帘布所在的滑轮2的半径为（）。现在用手向下缓慢匀速拉动拉珠，帘布上升，拉珠、帘布均与滑轮无相对滑动，下列说法正确的是（　　） A. 帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为 B. 帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度大小相等 C. 滑轮1转动的角速度与滑轮2转动的角速度之比为 D. 两滑轮转动的角速度相等 9. 华为Mate 60 Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，在无信号环境下，该手机通过“天通一号”卫星与外界进行联系。“天通一号”卫星位于离地球表面约为6R的地球同步轨道上，R为地球半径，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 地球赤道上物体随地球自转的线速度大于“天通一号”在轨运行的线速度 B. 地球赤道上物体随地球自转的角速度约为 C. “天通一号”在轨运行的周期约为 D. “天通一号”在轨运行的加速度约为 10. 如图所示，长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一个质量为1kg的小球（视为质点）。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动，通过最高点的速度大小为 。忽略空气阻力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对轻杆的作用力方向竖直向下，大小为6N B. 小球通过最高点时，速度越大，对轻杆的的作用力越大 C. 若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以 水平抛出，则抛出瞬间轻绳拉力为6N D. 若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以 水平抛出，则经，轻绳再次拉直 三、实验题 11. 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整至水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹 ；将木板远离槽口平移距离，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；再将木板远离槽口平移距离，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹 。若测得木板每次移动的距离， 、间的距离，、 间的距离。取重力加速度大小，回答以下问题。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是______。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 每次释放小球的位置可以不同 C. 每次小球均须从同一位置由静止释放 （2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为______。（用题中所给字母表示） （3）小球初速度的值为______（保留三位有效数字）。 12. 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。 （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v及的数值，以为横轴，F为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，F与成________关系（选填“正比”、“反比”），图线斜率的物理意义是___________。若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量________kg（保留2位有效数字）。 四、解答题 13. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。2024年5月，借助配重小车进行电磁驱动弹射测试，若测试时，福建舰始终静止，配重小车在水平甲板上由静止开始做匀加速直线运动，共经 落到海平面。小车运动轨迹如图所示，甲板距海平面高度为，小车的落水点到航空母舰前端水平距离为。不计空气阻力，小车可视为质点， 取，求： （1）小车离开航空母舰时的速度大小； （2）小车在电磁驱动过程中加速的距离。 14. 载人登月是中国梦的主要内容之一。我国宇航员登上月球后，在月球表面一定高度 处以初速度水平抛出一小物体，物体落到月球表面上的落点距离抛出点的水平距离为，不计一切阻力，月球半径为 。 （1）求月球表面处的重力加速度； （2）求月球的质量 ； （2）宇航员乘登月舱从月球表面到绕月球做匀速圆周运动的返回舱，求登月舱离开月球表面的最小速度。 15. 如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为 的赛车（可视为质点）从 处出发，驶过半径为的凸形桥的顶端时，赛车对轨道向下的压力等于其重力的一半，经 段直线加速后从 点以速度进入半径为的竖直圆轨道，并以的速度驶过圆轨道的最高点 ， 取。试计算： （1）赛车在点时的速度大小； （2）赛车经过 点时的向心加速度大小； （3）赛车经过 点时对轨道的弹力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东省深圳外国语学校高中园博雅高中2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷 一、单选题 1. 2024年6月，我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球，返回过程包括月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行的示意图，运行方向如图中箭头所示，ab、cd分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号的引力，下列对嫦娥六号的说法中正确的是（　　） A. 在a点的速率等于在b点的速率 B. 在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小 C. 从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间 D. 在a点受到的引力大小小于在c点的引力大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，从a点到b点过程中，速率越来越小，即在a点的速率大于在b点的速率，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 得 所以离月球越远加速度越小，在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小，故B错误； C．c点和d点速率相等，此外从c点到b点的速率都小于从d点到a点的速率，所以从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间，故C正确； D．嫦娥六号与月球距离越小受到的引力越大，在a点受到的引力大小大于在c点的引力大小，故D错误。 故选C。 2. 一个小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球。当悬线碰到钉子的前后瞬间，下列说法中错误的是（　　） A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然增大 C. 小球的向心力突然增大 D. 悬线对球拉力突然增大 【答案】A 【解析】 【详解】AC．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，根据向心力公式得，线速度大小不变，半径变小，则向心力变大，故C正确，不符合题意，A错误，符合题意； B．根据知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大，故B正确，不符合题意； D．根据牛顿第二定律得 得 半径变小，则拉力变大，故D正确，不符合题意； 本题选择错误选项； 故选A。 3. 如图所示，自行车运动员在倾角为θ的圆形赛道上骑行，已知重力加速度为g，当这位运动员以速度在赛道上骑行时既没有垂直于速度上滑趋势，也没有垂直于速度下滑趋势，则运动员的转弯半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知运动员受重力和垂直轨道斜向上的支持力，由牛顿第二定律可知 可得 故选C。 4. 如图所示，甲乙两人进行击球训练，甲在A处将球以4 m/s的速度水平击出，乙在比A处低45 cm的B处将球击回，不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2，若要使球垂直击中乙球拍，则乙接球时球拍与水平方向的夹角应为（　　） A. 37° B. 45° C. 53° D. 60° 【答案】C 【解析】 【详解】小球从A处开始做平抛运动，竖直位移为 解得 竖直方向的速度 则速度方向与竖直方向的夹角的正切值为 解得 解得 即乙接球时球拍与水平方向的夹角应为53°。 故选C。 5. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设此时A与B的速度分别为、，将A的速度分解为沿绳子分速度和垂直绳子分速度，则有 可得 故选C。 6. 在奥运会滑板街式比赛中，某选手（视为质点）从U型池边缘以初速度斜向上腾空，初速度方向与水平方向夹角为。若忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 选手在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态 B. 选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度相同 C. 选手在最高点时的速度为零 D. 选手回到与U型池边缘等高处的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．选手在上升过程和下降过程，只受重力，故加速度为重力加速度，方向竖直向下，所以选手在两过程中都处于失重状态，故A错误； B．根据对称性原理，选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度大小相同，方向不同，故B错误； D．将选手斜抛的初速度分解到竖直方向和水平方向，则竖直方向的速度为 水平方向的速度为 选手在竖直方向做匀减速直线运动，直至最高点，此时竖直方向的速度为0，则上升的时间为 根据对称性原理，选手下落到与U型池边缘等高处的时间为 所以选手从飞出至回到与U型池边缘等高处的时间为 故D正确； C．由D项分析，选手做斜抛运动，可知选手在最高点时，竖直方向速度为零，仍有水平方向的速度，故C错误。 故选D。 7. 如图所示，一质量分布均匀的球体，半径为R，现从其内部挖出一半径为的小球体，放置于原球体右侧位置，已知、、在一条直线上，且、相距2R，引力常量为G，挖出的小球体质量为m。则挖出的小球体跟球体剩余部分之间的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知被挖出的小球体的体积为原球体的，质量也为原球体的，则原球体质量为8m。根据割补法可知，没挖之前球对质点的引力减去被挖部分对质点的引力，就是剩余部分对质点的引力，则挖出的小球体跟球体剩余部分之间的万有引力大小为 故B正确，A、C、D错误。故选B。 二、多选题 8. 一卷帘由帘布和底杆组成，帘布和轻质塑料拉珠套在半径不同的共轴定滑轮上，定滑轮固定在窗户顶端，侧视结构简图如图所示。已知拉珠所在的滑轮1的半径为，帘布所在的滑轮2的半径为（）。现在用手向下缓慢匀速拉动拉珠，帘布上升，拉珠、帘布均与滑轮无相对滑动，下列说法正确的是（　　） A. 帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为 B. 帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度大小相等 C. 滑轮1转动的角速度与滑轮2转动的角速度之比为 D. 两滑轮转动的角速度相等 【答案】AD 【解析】 【详解】拉珠和帘布上对应的滑轮属于同轴转动，他们的角速度相等，帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为，AD正确，BC错误； 故选AD。 9. 华为Mate 60 Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，在无信号环境下，该手机通过“天通一号”卫星与外界进行联系。“天通一号”卫星位于离地球表面约为6R的地球同步轨道上，R为地球半径，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 地球赤道上物体随地球自转的线速度大于“天通一号”在轨运行的线速度 B. 地球赤道上物体随地球自转的角速度约为 C. “天通一号”在轨运行的周期约为 D. “天通一号”在轨运行的加速度约为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 可知地球赤道上物体随地球自转的线速度小于“天通一号”在轨运行的线速度，故A错误； BCD．根据万有引力与重力的关系 地球赤道上物体随地球自转的角速度等于“天通一号”在轨运行的角速度，根据万有引力提供向心力 解得 ，， 故BD正确，C错误。 故选BD。 10. 如图所示，长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一个质量为1kg的小球（视为质点）。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动，通过最高点的速度大小为 。忽略空气阻力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对轻杆的作用力方向竖直向下，大小为6N B. 小球通过最高点时，速度越大，对轻杆的的作用力越大 C. 若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以 水平抛出，则抛出瞬间轻绳拉力为6N D. 若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以 水平抛出，则经，轻绳再次拉直 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当小球重力恰好提供向心力时可得临界速度 由于 所以轻杆模型小球运动到最高点时轻杆对小球的作用力方向竖直向上，有 由牛顿第三定律得小球对轻杆的作用力大小也为6N，方向竖直向下，故A正确。 B．最高点，时，根据 结合牛顿第三定律，可知速度越大，小球对轻杆的作用力越小； 时，根据 结合牛顿第三定律，可知速度越大，小球对轻杆的作用力越大；故在最高点时，小球对轻杆的作用力随速度的增大先减小后增大，故B错误。 C．若将轻杆换成等长的轻绳，小球最高点以水平抛出，绳子会处于松弛状态，故小球将做平抛运动（向心运动），直至绳再次拉直，这个过程中轻绳拉力为0，故C错误。 D．小球平抛过程轨迹如图所示 根据且满足 代入数据得到 故D正确。 故选AD。 三、实验题 11. 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整至水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹 ；将木板远离槽口平移距离 ，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹 ；再将木板远离槽口平移距离 ，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹 。若测得木板每次移动的距离， 、 间的距离， 、 间的距离。取重力加速度大小，回答以下问题。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是______。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 每次释放小球的位置可以不同 C. 每次小球均须从同一位置由静止释放 （2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为______。（用题中所给字母表示） （3）小球初速度的值为______（保留三位有效数字）。 【答案】（1）C （2） （3）1.00 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道没必要必须光滑，只要小球到达斜槽底端的速度相等即可，选项A错误； BC．小球每次均须从同一位置由静止释放，以保证到达底端的速度相等，选项B错误、C正确。 故选C。 【小问2详解】 在竖直方向 在水平方向 联立方程得 【小问3详解】 根据代入数据得 12. 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。 （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v及的数值，以为横轴，F为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，F与成________关系（选填“正比”、“反比”），图线斜率的物理意义是___________。若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量________kg（保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. 正比 ②. ③. 0.20 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、线速度v和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 [1]如图丙所示，图像为过原点的直线，可知F与成正比关系； [2][3]根据向心力公式 可知图像的斜率为 图线斜率的物理意义是 可得滑块的质量 四、解答题 13. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。2024年5月，借助配重小车进行电磁驱动弹射测试，若测试时，福建舰始终静止，配重小车在水平甲板上由静止开始做匀加速直线运动，共经 落到海平面。小车运动轨迹如图所示，甲板距海平面高度为，小车的落水点到航空母舰前端水平距离为。不计空气阻力，小车可视为质点， 取，求： （1）小车离开航空母舰时的速度大小； （2）小车在电磁驱动过程中加速的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设小车离开甲板后做平抛运动的时间为，竖直方向上有 解得 水平方向上有 解得小车离开航空母舰时的速度大小为 【小问2详解】 小车在甲板上加速过程中，根据运动学公式可得 解得小车在电磁驱动过程中加速的距离为 14. 载人登月是中国梦的主要内容之一。我国宇航员登上月球后，在月球表面一定高度 处以初速度水平抛出一小物体，物体落到月球表面上的落点距离抛出点的水平距离为，不计一切阻力，月球半径为 。 （1）求月球表面处的重力加速度； （2）求月球的质量 ； （2）宇航员乘登月舱从月球表面到绕月球做匀速圆周运动的返回舱，求登月舱离开月球表面的最小速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小物体经过时间 落地，则 ， 解得 （2）由 解得 （3）登月舱要离开月球表面，速度至少要大于月球的第一宇宙速度，设月球的第一宇宙速度是，则 解得 15. 如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为 的赛车（可视为质点）从 处出发，驶过半径为的凸形桥的顶端 时，赛车对轨道向下的压力等于其重力的一半，经 段直线加速后从 点以速度进入半径为的竖直圆轨道，并以的速度驶过圆轨道的最高点 ， 取。试计算： （1）赛车在 点时的速度大小； （2）赛车经过 点时的向心加速度大小； （3）赛车经过 点时对轨道的弹力。 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 在B点处，根据牛顿第二定律得 其中，解得 【小问2详解】 在D点处，根据向心力公式得 解得 【小问3详解】 在E点处，根据牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律可知，赛车经过 点时对轨道的弹力大小为，方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $