精品解析：四川省自贡市田家炳中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

自贡市田家炳中学高一（下）物理期中测试题 （卷面分值：100分） 第Ⅰ卷（选择题共52分） 一、选择题（本题共13题，每小题4分，共52分。其中11—13题是多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动，其加速度一定是变化的 B. 曲线运动一定是变速运动，其加速度可能是恒定不变的 C. 平抛运动是匀变速运动，匀速圆周运动是匀速运动 D. 匀速圆周运动的质点，其周期、角速度、向心力均恒定不变 2. 关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（　　） A. 合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和 B. 物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动 C. 两个分运动是直线运动，合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动 D. 若合运动是曲线运动，则其分运动至少有一个是曲线运动 3. 关于行星绕太阳运动的说法正确的是（ ） A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B. 行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C. 某行星绕太阳运动，它离太阳越近速率越小 D. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 4. 火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为 A. (＋1)∶1 B. (－1)∶1 C. ∶1 D. 1∶ 5. 均匀直杆上连着两个小球，不计一切摩擦。当直杆滑到如图所示位置时，球水平速度为，球竖直向下的速度为，直杆与竖直方向的夹角为，下列关于两球速度关系的式子正确的是（） A. B. C. D. 6. 一船在静水中的速度是10 m/s，要渡过宽为240 m、水流速度为8 m/s的河流，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6．则下列说法中正确的是（ ） A. 此船过河的最短时间是30 s B. 船垂直到达正对岸的实际航行速度是6 m/s C. 船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸 D. 此船不可能垂直到达正对岸 7. 一辆汽车在水平公路上拐弯，其运动可看成匀速圆周运动。沿圆周运动半径方向的汽车轮胎与路面的最大静摩擦力为。圆周运动的半径为，汽车的质量为。在汽车做圆周运动过程中（　　） A. 受重力、支持力、半径方向的静摩擦力、向心力 B. 为避免侧滑，向心加速度不能超过 C. 为避免侧滑，最大速度为 D. 速度为时，在半径方向轮胎与地面间的摩擦力为 8. 如图，可视为质点的小球，位于半径为半圆柱体左端点A的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点．过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为，则初速度为：（不计空气阻力，重力加速度为） （ ） A. B. C. D. 9. 某人在一星球上以速率 竖直上抛一物体，经时间 物体以速率 落回手中。已知该星球的半径为，此星球的第一宇宙速度为（ ） A. B. C. D. 10. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 11. 如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人”，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是(　　) A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动 B. 过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于 C. 过山车在圆轨道最低点时“假人”处于失重状态 D. 若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对“假人”一定无作用力 12. 如图所示在同一轨道平面内的三颗不同的人造地球卫星A、B、C，关于各物理量的关系，下列说法正确的有（ ） A. 根据可知 B. 根据万有引力定律， C. 向心加速度 D. 运动一周后，A先回到原地点 13. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（　　） A. 线速度大小之比为3∶2∶2 B. 角速度之比为3∶2∶2 C. 转速之比为2∶3∶2 D. 向心加速度大小之比为9∶6∶4 第Ⅱ卷（非选择题共48分） 三、实验题：（本大题3小题，每空2分，共8分） 14. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2 ； （3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s； （4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。 四、计算题（本大题4小题，共40分） 15. 我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面。宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常最为G，忽略星球自转，试求： （1）该星球表面的重力加速度g； （2）该星球的平均密度ρ。 16. 质量为0.2kg的小球固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。（取）求： （1）当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？ （2）当小球在最高点的速度分别为6 m/s和1.5 m/s时，球对杆的作用力。 17. 2020年11月24日4时30分，嫦娥五号探测器在海南文昌卫星发射中心成功发射。开启了我国首次地外天体采样返回之旅。假设该探测器在着陆月球前贴近月球表面运行一周用时为，已知月球的半径为，地球的半径为，地球的质量为，地球表面的重力加速度为，引力常量为未知，则月球的质量为多少？ 18. 如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高h＝3 m的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的弧形坡，∠OAB＝60°，B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃到水平跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。 （1）若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值； （2）若选手以速度v1＝4 m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 自贡市田家炳中学高一（下）物理期中测试题 （卷面分值：100分） 第Ⅰ卷（选择题共52分） 一、选择题（本题共13题，每小题4分，共52分。其中11—13题是多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动，其加速度一定是变化的 B. 曲线运动一定是变速运动，其加速度可能是恒定不变的 C. 平抛运动是匀变速运动，匀速圆周运动是匀速运动 D. 匀速圆周运动的质点，其周期、角速度、向心力均恒定不变 【答案】B 【解析】 【详解】物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，加速度不一定变化，如平抛运动，故A错误，B正确．匀速圆周运动受到的向心力的作用，速度的方向不断变化，是变速运动．故C错误；匀速圆周运动受到的向心力是始终指向圆心的，合力垂直于初速度方向的方向，向心力的方向不断变化，是变化的，故D错误．故选B． 点睛：物体做曲线运动时，所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动；匀速圆周运动的物体的向心力是不断变化的. 2. 关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（　　） A. 合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和 B. 物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动 C. 两个分运动是直线运动，合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动 D. 若合运动是曲线运动，则其分运动至少有一个是曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，故A错误； B、两个直线运动的合运动不一定是直线运动，如平抛运动，故B错误； C、两个匀变速直线运动的合运动的合加速度与合初速度方向共线时，则是匀变速直线运动，若不共线时，则是匀变速曲线运动，故C正确； D、若合运动是曲线运动，则其分运动不一定是曲线运动，例如平抛运动，故D错误． 点睛：解决本题的关键知道合运动是直线运动还是曲线运动取决于合速度方向与合加速度方向是否在同一条直线上，以及会根据平行四边形定则判断合速度与分速度的大小关系． 3. 关于行星绕太阳运动的说法正确的是（ ） A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B. 行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C. 某行星绕太阳运动，它离太阳越近速率越小 D. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星各自在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，并非同一轨道，故A错误； B．根据开普勒第一定律，太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点处，并非轨道中心，故B错误； C．根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此行星离太阳越近，运动速率越大，故C错误； D．根据开普勒第三定律，绕太阳运动的所有行星满足（为轨道半长轴，为公转周期，为仅与太阳质量有关的常量），即所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D正确。 故选D。 4. 火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为 A. (＋1)∶1 B. (－1)∶1 C. ∶1 D. 1∶ 【答案】B 【解析】 【详解】火箭在高空某处所受的引力为它在地面处所受引力的一半，设地球半径为R，火箭的轨道半径为r，根据F=，知力，解得：r=R; 火箭离地面的高度为：h=r-R=（-1）R；则火箭离地面的高度与地球半径之比为（-1）：1．故选B． 5. 均匀直杆上连着两个小球，不计一切摩擦。当直杆滑到如图所示位置时，球水平速度为，球竖直向下的速度为，直杆与竖直方向的夹角为，下列关于两球速度关系的式子正确的是（） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】球沿水平方向的运动可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，同理球竖直向下的运动也可分解为沿直杆和垂直于直杆两个方向的分运动，直杆不可伸缩，故球沿直杆方向的分速度与球沿直杆方向的分速度相等，即 化简得 故选B。 6. 一船在静水中的速度是10 m/s，要渡过宽为240 m、水流速度为8 m/s的河流，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6．则下列说法中正确的是（ ） A. 此船过河的最短时间是30 s B. 船垂直到达正对岸的实际航行速度是6 m/s C. 船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸 D. 此船不可能垂直到达正对岸 【答案】B 【解析】 【详解】A、合运动和分运动之间具有等时性，所以当船速垂直河岸时用时最少：；故A错误. C、D、因为，则船头指向斜上游方向，可以使河岸方向的速度为零，合速度垂直河岸从而垂直过河，设船头的指向与上游河岸的夹角为θ，有；可得，即；故C，D均错误. B、垂直过河时，；故B正确. 故选B. 【点睛】处理小船过河时，按照合运动与分运动的关系：等时，等效的特点进行分析即可，注意：(1)当船速垂直河岸时，用时最少；(2)当船速大于水速时，合速度垂直河岸，位移最小为河宽． 7. 一辆汽车在水平公路上拐弯，其运动可看成匀速圆周运动。沿圆周运动半径方向的汽车轮胎与路面的最大静摩擦力为。圆周运动的半径为，汽车的质量为。在汽车做圆周运动过程中（　　） A. 受重力、支持力、半径方向的静摩擦力、向心力 B. 为避免侧滑，向心加速度不能超过 C. 为避免侧滑，最大速度为 D. 速度为时，在半径方向轮胎与地面间的摩擦力为 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车在水平面做圆周运动时，沿圆周半径方向的静摩擦力提供向心力，这不是独立的两个力，A错误； B．汽车向心力的最大值为，对应有最大向心加速度 B正确； C．汽车达最大速度时有 则 C错误； D．速度为时，对应的向心力 则半径方向轮胎与地面间的静摩擦力为，D错误。 故选B。 8. 如图，可视为质点的小球，位于半径为半圆柱体左端点A的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点．过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为，则初速度为：（不计空气阻力，重力加速度为） （ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，知速度与水平方向的夹角为30°，设位移与水平方向的夹角为θ，则有 因为 则竖直位移为 所以 联立以上各式解得 故选C。 9. 某人在一星球上以速率 竖直上抛一物体，经时间 物体以速率 落回手中。已知该星球的半径为，此星球的第一宇宙速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设星球表面重力加速度为，由运动学公式可得 解得 第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，此时重力提供向心力，有 解得此星球的第一宇宙速度为 故选B。 10. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高时，合力向下，加速度向下，所以出于失重状态，故A错误； B．对圆锥受力分析如下图 根据牛顿第二定律得 解得 可知圆锥摆的角速度与角度无关，故B错误； C．对A、B受力分析如下图所示 可得 由于，所以；由于斜面角度不变，所以小球所受筒壁的支持力大小相等，有FN1 = FN2，综上所述，故C错误； D．火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用，合起来提供火车转弯的向心力，故D正确。 故选D。 11. 如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人”，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是(　　) A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动 B. 过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于 C. 过山车在圆轨道最低点时“假人”处于失重状态 D. 若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对“假人”一定无作用力 【答案】BD 【解析】 【分析】过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，处于超重状态． 【详解】运动过程中，重力势能和动能相互转化，即速度大小在变化，所以不是做匀速圆周运动，A正确；在最高点重力完全充当向心力时，速度最小，故有，解得，B正确；在最低点，乘客受到竖直向上指向圆心的加速度，故处于超重状态，C错误；若过山车能顺利通过整个圆轨道，即在最高点重力完全充当向心力，所以安全带对假人一定无作用力，D正确． 12. 如图所示在同一轨道平面内的三颗不同的人造地球卫星A、B、C，关于各物理量的关系，下列说法正确的有（ ） A. 根据可知 B. 根据万有引力定律， C. 向心加速度 D. 运动一周后，A先回到原地点 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律得 解得 卫星的轨道半径，所以vA>vB>vC，故A错误； B．根据万有引力定律卫星所受地球引力 由于不知道卫星间的质量关系，无法根据万有引力公式判断卫星所受地球引力的关系，故B错误； C．根据牛顿第二定律得 卫星的轨道半径，则三颗卫星的向心加速度aA>aB>aC，故C正确； D．由图示可知卫星的轨道半径 由牛顿第二定律得 解得 则三颗卫星的角速度ωA>ωB>ωC 由 得，故运动一周后，A先回到原地点，故D正确。 故选CD。 13. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（　　） A. 线速度大小之比为3∶2∶2 B. 角速度之比为3∶2∶2 C. 转速之比为2∶3∶2 D. 向心加速度大小之比为9∶6∶4 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故 ：=1：1 轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故 b：c=1：1 根据公式 v=r 解得 va：vb：vc=3：3：2，a：b：c=3：2：2 故A错误，B正确； C．根据，可知转速之比为3：3：2，故C错误； D．根据可知 aa：ab：ac =9：6：4 故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共48分） 三、实验题：（本大题3小题，每空2分，共8分） 14. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2 ； （3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s； （4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。 【答案】 ①. 是 ②. 8 ③. 0.8 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，四个点间竖直方向的位移之比为，说明a点的竖直速度为0，即a点是小球的抛出点。 （2）（3）[2][3]水平方向 竖直方向 得 ， （4）[4]b点的竖直速度为 小球在b点时的速度大小为 得 四、计算题（本大题4小题，共40分） 15. 我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面。宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常最为G，忽略星球自转，试求： （1）该星球表面的重力加速度g； （2）该星球的平均密度ρ。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律有 联立解得该星球表面的重力加速度 【小问2详解】 根据黄金代换式 因为密度 联立以上，解得该星球的平均密度 16. 质量为0.2kg的小球固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。（取）求： （1）当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？ （2）当小球在最高点的速度分别为6 m/s和1.5 m/s时，球对杆的作用力。 【答案】（1）3m/s；（2）6N，方向竖直向上1.5N，方向竖直向下。 【解析】 【详解】（1）当小球在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，则 解得 （2）设小球在最高点时杆对球的作用力为F，方向竖直向下，由牛顿第二定律得 分别代入和得 ， 由牛顿第三定律可得，球对杆的作用力，方向向上，，方向向下。 17. 2020年11月24日4时30分，嫦娥五号探测器在海南文昌卫星发射中心成功发射。开启了我国首次地外天体采样返回之旅。假设该探测器在着陆月球前贴近月球表面运行一周用时为，已知月球的半径为，地球的半径为，地球的质量为，地球表面的重力加速度为，引力常量为未知，则月球的质量为多少？ 【答案】 【解析】 【详解】绕地球表面运动的物体由牛顿第二定律可知 对探测器有 结合两个公式可解得 18. 如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高h＝3 m的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的弧形坡，∠OAB＝60°，B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃到水平跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。 （1）若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值； （2）若选手以速度v1＝4 m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间。 【答案】(1) (2) 0.6s 【解析】 【详解】（1）若选手以速度水平跳出后，能跳在水平跑道上，则： 解得： （2）若选手以速度水平跳出，因，人将落在弧形坡上 下降高度： 水平前进距离： 且： 联立解得： t=0.6s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $