精品解析：广东深圳市沙井中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

沙井中学2024—2025学年第二学期期中考试 高一 年级 物理 试卷 本试卷共5页，满分100分，考试用时60分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向速度v入水，图中与入水速度方向可能相同的位置是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 【答案】B 【解析】 【详解】由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以在题图中的a点速度方向水平向左，b点的速度方向竖直向下，c点的速度方向斜向右下方，d点的速度方向竖直向上，则图中与入水速度方向可能相同的位置是b点。 故选B。 2. 如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则（　　） A. ωP<ωQ，vP<vQ B. ωP<ωQ，vP=vQ C. ωP=ωQ，vP<vQ D. ωP=ωQ，vP>vQ 【答案】C 【解析】 【详解】由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即 ωP=ωQ 同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，根据 v=ωr 可知Q点的线速度大，即 vP＜vQ 故选C。 3. 可以看成质点的两个均匀球体，它们之间的万有引力大小为F。若它们的质量不变，距离增大到原来的2倍，则它们之间的万有引力大小变为（　　） A. 2F B. C. D. F 【答案】B 【解析】 【详解】由万有引力公式 可知，两球体的质量不变，距离增大到原来的2倍时，它们之间的万有引力大小变为。 故选B。 4. 如图所示，一条小船渡河，河水流速，船在静水中速度，船头方向与河岸垂直。关于小船的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小船的实际运动轨迹与岸垂直 B. 此时小船的渡河时间不是最短 C. 小船相对于岸的速度大小为 D. 小船相对于岸的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】B．由于船头方向与河岸垂直，可知此时小船的渡河时间最短，故B错误； ACD．小船相对于岸的速度大小为 设合速度与河岸的夹角为，则有 解得 可知小船的实际运动轨迹与岸不垂直，故C正确，AD错误。 故选C。 5. 如图所示，在往水盆中投掷乒乓球的游戏中，小朋友将乒乓球水平抛向地面的水盆，结果乒乓球落在水盆的后方（图中右侧）。不计空气阻力，为了将乒乓球投进水盆，原地再次水平投掷时，小朋友可以（　　） A. 保持抛出点高度不变，减小初速度 B. 增大抛出点高度，增大初速度 C. 保持抛出点高度不变，增大初速度 D. 保持初速度不变，增大抛出点高度 【答案】A 【解析】 【详解】设抛出点高度为h，乒乓球的初速度大小为v0，根据平抛运动规律可知第一次乒乓球的水平位移为 图中说明s偏大，为了将乒乓球投进水盆，应使s减小。 A．保持抛出点高度不变，减小初速度，会减小s，故A正确； B．增大抛出点高度，增大初速度，会增大s，故B错误； C．保持抛出点高度不变，增大初速度，会增大s，故C错误； D．保持初速度不变，增大抛出点高度，会增大s，故D错误。 故选A。 6. 大渡河对岸敌人的碉堡是我军渡河的威胁。迫击炮手赵章成在同一位置先后发射两炮，都准确命中目标成功将敌人的碉堡摧毁，如图所示是其中一枚炮弹在空中的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点，若忽略炮弹在空中运动时受到的阻力，忽略碉堡的大小，则（ ） A. 炮弹在C点速度为零 B. 炮弹在A到C和C到B的两过程中，速度的变化量相同 C. 炮弹在A点速度与炮弹在B点速度相同 D. 两枚炮弹的位移不一定相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．炮弹做斜抛运动，在最高点时，竖直分速度为零，但水平分速度不为零，故点速度不为零，故A错误； B．根据斜抛运动的对称性可知，炮弹在到的上升过程和到的下降过程所用时间相等，设为。根据加速度定义式可知速度变化量，由于恒定且时间相等，所以两过程中速度的变化量大小相等、方向均竖直向下，即速度变化量相同，故B正确； C．根据斜抛运动的对称性可知，炮弹在点和点的速度大小相等，但方向不同（点斜向上，点斜向下），速度是矢量，故炮弹在点速度与炮弹在点速度不相同，故C错误； D．位移是从初位置指向末位置的有向线段。两枚炮弹从同一位置发射，都命中同一目标，初位置和末位置均相同，所以两枚炮弹的位移一定相同，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，处于失重状态 B. 铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯 C. 杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据圆周运动规律，汽车通过最高点时合外力提供向心力，方向竖直向下，则汽车处于失重状态。故A正确； B．铁路的转弯处，外轨比内轨高是利用火车自身重力和垂直轨道向上的支持力的合力提供火车转弯所需的向心力，从而减少对轨道的侧向压力。故B错误； C．完全失重状态是物体的加速度等于重力加速度，“水流星”在最高点时的加速度可能大于也可能等于重力加速度，且“水流星”始终重力作用。故C错误； D．脱水桶的原理是当转速逐渐增加时水滴受到的合外力不足以提供做圆周运动的向心力，从而出现离心运动。离心力和向心力是效果力，不能说物体受到离心力、向心力。且只有当指向圆心的合外力为0时，水滴才会沿切线方向甩出。故D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题列出的四个备选项中至少有两个是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 设太阳的质量为M，某质量为m的行星绕太阳公转的周期为T，行星轨道可视作半径为的圆，已知万有引力常量为，则关于太阳与行星间的万有引力F，以下表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．太阳与行星间的万有引力F为 A正确，B错误； CD．行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力： 向心力公式中，质量是做圆周运动的行星质量，不是中心天体太阳质量，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是(　　) A. 在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B. 在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力 C. 在竖直方向汽车可能只受重力 D. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．汽车过拱桥，做圆周运动，当在最高点的速度时，竖直方向由重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，不受向心力，即只受重力和支持力，故A错误，B正确； C．当在最高点的速度时，根据牛顿第二定律有 解得N=0，即在最高点竖直方向上只受重力，故C正确； D．当在最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 可知N<mg，故根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，故D正确。 故选BCD。 10. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家.如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（　　） A. 线速度大于地球的线速度 B. 向心加速度大于地球的向心加速度 C. 向心力仅由太阳的引力提供 D. 向心力仅由地球的引力提供 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据 知探测器的线速度大于地球的线速度，故A正确； B．根据 可知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度，故B正确； CD．探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供，故C、D错误。 故选AB。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题： （1）在该实验中，主要利用了______来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板________（选填A或B）处，让它们以相同角速度转动。 （3）某同学探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时得到如下表格中的数据： 实验次数 小球质量之比 半径之比 角速度之比 向心力大小之比F （标尺格子数） 1 1∶1 1∶1 1∶1 1∶1 2 1∶1 1∶1 1∶2 1∶4 3 1∶1 1∶1 1∶3 1∶9 根据上述数据可以得到的结论是向心力F与角速度ω的________成正比。 【答案】（1）C （2）B （3）平方##二次方 【解析】 【小问1详解】 探究向心力与质量、半径、角速度三个变量的关系时，需要控制其中两个量不变，研究第三个量的影响，该实验方法为控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 探究向心力与半径的关系时，需要控制小球质量、角速度相同，改变转动半径。已知，C处半径为1，B处半径为2，可通过皮带传动让B与C以相同角速度转动，满足控制变量要求。 因此选择挡板B。 【小问3详解】 质量、半径保持不变，角速度之比，向心力之比，满足，即向心力 与角速度的二次方成正比。 12. 在“研究平抛运动”实验中， （1）如图是用横挡条卡住平抛小球，白纸上留下小球碰撞印迹确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________在坐标纸上的投影点。 A. 斜槽末端口 B. 球的上端 C. 球的下端 D. 球心 （2）在此实验中，下列说法正确的是________（多选）。 A. 安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直 B. 斜槽必须光滑 C. 每次实验都要把小球从同一位置由静止释放 D. 实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律 （3）如图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。 A. 释放小球时初速度不为0 B. 释放小球的初始位置不同 C. 斜槽末端切线不水平 （4）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，如图所示，每个小方格的边长为L，实验中漏记抛出点，标出小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示（小方格呈水平竖直放置），则小球平抛的初速度的计算公式为________用（L、g表示），小球做平抛运动到达b点速度vb=________（用含有L和g的式子表示） 【答案】（1）D （2）ACD （3）C （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验研究小球质心（球心）的平抛运动规律，因此坐标原点要选小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影。 故选D。 【小问2详解】 A．斜槽末端必须水平保证平抛初速度水平，木板竖直才能准确记录竖直方向位移，A正确。 B．斜槽不需要光滑，只要每次从同一位置静止释放，保证初速度相同即可，B错误。 C．同一位置静止释放，保证每次平抛初速度一致，C正确。 D．实验目的就是描绘平抛轨迹，探究水平、竖直两个分运动规律，D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 由频闪照片可以看出，小球初始阶段位置向上偏移，说明小球抛出时初速度斜向上，原因是斜槽末端切线不水平。 故选C。 【小问4详解】 [1]竖直方向：连续相等时间内位移差， 即 得时间间隔 水平方向： 代入得： [2]点竖直分速度等于段竖直平均速度： 点合速度： 四、计算题（本题共3小题，共38分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，数值计算时，最后的结果必须明确写出所求物理量的单位） 13. 体育课上，甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为v0=8.0m/s；乙同学在离地h2=0.7m处将排球接住。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，，，求： （1）排球被接住时在水平方向飞行的距离x； （2）排球被接住时瞬间的速度v的大小及其与水平方向的夹角θ。 【答案】（1）4.8m （2）10m/s， 【解析】 【小问1详解】 排球竖直方向下落高度： 竖直方向做自由落体运动： 代入数据解得运动时间： 水平方向匀速直线运动： 【小问2详解】 接住排球瞬间，排球的竖直分速度 合速度大小 速度与水平方向夹角 可得： 14. 在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，小球的质量为m，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求： （1）小球所受的合力F合和绳子的拉力FT； （2）小球做匀速圆周运动的周期T。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析：竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力。 竖直方向： 解得绳子拉力： 水平方向合力（向心力）： 【小问2详解】 小球做圆周运动的轨道半径： 由向心力公式： 化简,整理得： 15. 如图所示，一人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动，手到地面的距离，绳长，小球的质量（不计空气阻力，取）求： （1）若小球刚好能经过最高点，小球经过最高点时的速度的大小； （2）若小球经过最低点时的速度大小为，绳子刚好被拉断，绳能承受的最大拉力为多大； （3）在（2）问中小球被抛出后落地点与O点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）若小球刚好能经过最高点，则又牛顿第二定律有 又由题可知 解得小球经过最高点时的速度 （2）若小球经过最低点时的速度大小为，绳子刚好被拉断，则设绳能承受的最大拉力为T，由牛顿第二定律有 代入数据解得 （3）在（2）问中小球被抛出后做平抛运动，则竖直方向满足 代入数据解得 小球被抛出后落地点与O点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沙井中学2024—2025学年第二学期期中考试 高一 年级 物理 试卷 本试卷共5页，满分100分，考试用时60分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向速度v入水，图中与入水速度方向可能相同的位置是（　　） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 2. 如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则（　　） A. ωP<ωQ，vP<vQ B. ωP<ωQ，vP=vQ C. ωP=ωQ，vP<vQ D. ωP=ωQ，vP>vQ 3. 可以看成质点的两个均匀球体，它们之间的万有引力大小为F。若它们的质量不变，距离增大到原来的2倍，则它们之间的万有引力大小变为（　　） A. 2F B. C. D. F 4. 如图所示，一条小船渡河，河水流速，船在静水中速度，船头方向与河岸垂直。关于小船的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小船的实际运动轨迹与岸垂直 B. 此时小船的渡河时间不是最短 C. 小船相对于岸的速度大小为 D. 小船相对于岸的速度大小为 5. 如图所示，在往水盆中投掷乒乓球的游戏中，小朋友将乒乓球水平抛向地面的水盆，结果乒乓球落在水盆的后方（图中右侧）。不计空气阻力，为了将乒乓球投进水盆，原地再次水平投掷时，小朋友可以（　　） A. 保持抛出点高度不变，减小初速度 B. 增大抛出点高度，增大初速度 C. 保持抛出点高度不变，增大初速度 D. 保持初速度不变，增大抛出点高度 6. 大渡河对岸敌人的碉堡是我军渡河的威胁。迫击炮手赵章成在同一位置先后发射两炮，都准确命中目标成功将敌人的碉堡摧毁，如图所示是其中一枚炮弹在空中的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点，若忽略炮弹在空中运动时受到的阻力，忽略碉堡的大小，则（ ） A. 炮弹在C点速度为零 B. 炮弹在A到C和C到B的两过程中，速度的变化量相同 C. 炮弹在A点速度与炮弹在B点速度相同 D. 两枚炮弹的位移不一定相同 7. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，处于失重状态 B. 铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯 C. 杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题列出的四个备选项中至少有两个是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 设太阳的质量为M，某质量为m的行星绕太阳公转的周期为T，行星轨道可视作半径为的圆，已知万有引力常量为，则关于太阳与行星间的万有引力F，以下表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是(　　) A. 在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B. 在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力 C. 在竖直方向汽车可能只受重力 D. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力 10. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家.如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（　　） A. 线速度大于地球的线速度 B. 向心加速度大于地球的向心加速度 C. 向心力仅由太阳的引力提供 D. 向心力仅由地球的引力提供 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题： （1）在该实验中，主要利用了______来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板________（选填A或B）处，让它们以相同角速度转动。 （3）某同学探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时得到如下表格中的数据： 实验次数 小球质量之比 半径之比 角速度之比 向心力大小之比F （标尺格子数） 1 1∶1 1∶1 1∶1 1∶1 2 1∶1 1∶1 1∶2 1∶4 3 1∶1 1∶1 1∶3 1∶9 根据上述数据可以得到的结论是向心力F与角速度ω的________成正比。 12. 在“研究平抛运动”实验中， （1）如图是用横挡条卡住平抛小球，白纸上留下小球碰撞印迹确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________在坐标纸上的投影点。 A. 斜槽末端口 B. 球的上端 C. 球的下端 D. 球心 （2）在此实验中，下列说法正确的是________（多选）。 A. 安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直 B. 斜槽必须光滑 C. 每次实验都要把小球从同一位置由静止释放 D. 实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律 （3）如图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。 A. 释放小球时初速度不为0 B. 释放小球的初始位置不同 C. 斜槽末端切线不水平 （4）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，如图所示，每个小方格的边长为L，实验中漏记抛出点，标出小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示（小方格呈水平竖直放置），则小球平抛的初速度的计算公式为________用（L、g表示），小球做平抛运动到达b点速度vb=________（用含有L和g的式子表示） 四、计算题（本题共3小题，共38分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，数值计算时，最后的结果必须明确写出所求物理量的单位） 13. 体育课上，甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为v0=8.0m/s；乙同学在离地h2=0.7m处将排球接住。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，，，求： （1）排球被接住时在水平方向飞行的距离x； （2）排球被接住时瞬间的速度v的大小及其与水平方向的夹角θ。 14. 在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，小球的质量为m，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求： （1）小球所受的合力F合和绳子的拉力FT； （2）小球做匀速圆周运动的周期T。 15. 如图所示，一人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动，手到地面的距离，绳长，小球的质量（不计空气阻力，取）求： （1）若小球刚好能经过最高点，小球经过最高点时的速度的大小； （2）若小球经过最低点时的速度大小为，绳子刚好被拉断，绳能承受的最大拉力为多大； （3）在（2）问中小球被抛出后落地点与O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $