精品解析：江苏省南通市海安市2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

2024-2025学年江苏省南通市海安市高一（下）期中考试物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 地球绕地轴自转示意如图所示，地球上两点A、B的纬度分别是和，这两点的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 2. 一艘航天器以倍的光速沿如图所示的方向通过地面观测者测得A、B两点距离，经过过时间航天器驾驶员观测到A、B两点距离，经过时间则（　　） A. B. C. D. 3. 服务员用托盘托着酒杯，沿水平向右做匀速直线运动，如图所示，不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 重力对酒杯做负功 B. 托盘对酒杯做正功 C. 托盘对酒杯的摩擦力做负功 D. 托盘对酒杯的支持力不做功 4. 模拟电场线实验中，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，碎屑就按图示的方式排列起来，则该图中（　　） A. 模拟正点电荷电场线 B. 模拟负电点荷电场线 C. a点的电场强度大于b点 D. a点的电场强度小于b点 5. 北京冬奥会开幕式以二十四节气作为倒计时的创意惊艳全球。如图所示，这是地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中对应的四个节气，春分、秋分时太阳光直射赤道，夏至时太阳光直射北回归线。下列说法正确的是（　　） A. 夏至时地球的公转速度最大 B. 从夏至到冬至的时间大于半年 C. 图中相邻两个节气间隔的时间相等 D. 春分和秋分时地球绕太阳运动的加速度大小相等 6. 某探测器的回收过程如图所示，回收前在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过 P点时完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，近地点Q到地心的距离近似为地球半径，则探测器（　　） A. 在Q点的速度大于第一宇宙速度 B. 在轨道Ⅰ上的P点向后喷气能实现变轨 C. 在轨道Ⅰ上的机械能小于Ⅱ上的机械能 D. 在轨道Ⅰ上的运行周期小于Ⅱ上的运行周期 7. 水平路面上，汽车从静止开始以恒定功率启动，达到最大速度时撤去牵引力，做减速运动直至停止，整个过程中汽车所受阻力恒定，则汽车（　　） A. 启动阶段加速度逐渐增大 B. 加速阶段的平均速度大于全程的平均速度 C. 加速阶段的动能变化量大于牵引力做的功 D. 减速阶段的位移一定等于加速阶段的位移 8. 两相同的金属小球，带电后两球间的静电力大小为，若将两小球接触后仍放回原处，两球间的静电力大小仍为，则两小球接触前（　　） A. 一定带等量的同种电荷 B. 可能带不等量的异种电荷 C. 可能带不等量的同种电荷 D. 不可能带异种电荷 9. 手臂的结构简化如图所示，某同学手掌上有水滴，从A位置开始向下先甩动大臂，再甩动小臂，到 P位置时开始甩动手掌，手臂、手掌共线时，水滴刚好被甩出，则水滴（　　） A. A到P过程中，机械能守恒 B. A到P过程中，合力做负功 C. 被甩出前，向心加速度不断增大 D. 被甩出后，做匀加速直线运动 10. 深海载人潜水器关闭发动机后，由静止开始竖直下潜，下潜过程中阻力与下潜的速度大小成正比，潜水器质量恒定不变.下列关于潜水器的速度、重力势能Ep和机械能E、动能Ek随时间t和位移x的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题：本大题共1小题，共9分。 11. 某同学利用落体法做“验证机械能守恒定律”实验： （1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、电磁打点计时器、导线及开关外，下列器材中，还必须使用的是（　　） A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 秒表 （2）某同学选择正确的实验器材后，组装实验装置进行实验。如图甲所示，该图中不妥的地方有__________（写一条即可）； （3）该同学重新调整后完成实验，得到如图乙所示的一条纸带。为起始点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点 A、B、C，测得它们到起始点 O的距离如图乙。已知重物质量m，重力加速度g，打点计时器打点的周期为T，那么打点计时器打下点B时，重物的速度__________；重物从O点运动到B点，重力势能减少量为__________（用题中符号表示）； （4）上述实验数据显示：增加的动能明显大于减少的重力势能，可能的原因是__________； （5）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度 h，以h为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，图像的斜率为k，横轴截距为b，如图丙所示。在误差允许的范围内，若当地的重力加速度g=__________（用题中符号表示），则可认为机械能守恒。 三、计算题：本大题共4小题，共40分。 12. 冰壶比赛中，运动员将质量为m的冰壶在水平恒力F的作用下，由静止开始沿水平冰面向前推动L后，撤去推力F，已知冰壶与水平冰面间的摩擦力为f，求： （1）推力对冰壶的最大功率P； （2）冰壶从开始运动到停止通过的距离s。 13. 一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，绕行周期为T，已知地球半径为R，地球表面赤道处的重力加速度为g，万有引力常量为G，求： （1）地球质量M； （2）地球自转的角速度ω。 14. 如图所示，在竖直平面内固定两圆形轨道，外侧轨道光滑，内侧轨道粗糙，一质量m=1.0kg的小球可以在两圆轨道间运动，小球到圆心的距离为R=0.5m，现从轨道的最低点A，给小球水平向右的初速度v0，取g=10m/s2。 （1）若v0=4m/s，求小球出发时轨道对小球的作用力大小F； （2）若v0=4m/s，求小球运动足够长时间后损失的机械能∆E； （3）若小球在轨道间运动时机械能守恒，求初速度v0的范围。 15. 如图所示，圆环A套在竖直固定的光滑杆上，通过铰链用轻杆与光滑水平面上的物块B连接，轻弹簧左端固定，右端与B相连。细线水平拉B，A、B静止时轻杆与竖直方向的夹角为，弹簧恰好处于原长，已知A、B的质量均为m，轻杆长为L，A、B始终在同一竖直平面内，重力加速度为g。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）求A静止时轻杆中的支持力大小F； （2）剪断细线，A、B间的轻杆与竖直方向的夹角为53°时，弹簧中的弹性势能为E： ①求A滑落到地面时的动能Ek； ②求轻杆与竖直方向的夹角由37°变为53°过程中，轻杆对A所做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年江苏省南通市海安市高一（下）期中考试物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 地球绕地轴自转示意如图所示，地球上两点A、B的纬度分别是和，这两点的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】地球上两点A、B一起绕地轴做匀速圆周运动，A、B两点的角速度相等。设地球半径为R，A点做匀速圆周运动的半径 B点做匀速圆周运动的半径 根据，可得，故选D。 2. 一艘航天器以倍的光速沿如图所示的方向通过地面观测者测得A、B两点距离，经过过时间航天器驾驶员观测到A、B两点距离，经过时间则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据相对论长度公式 可知，航天器驾驶员观测到A、B两点距离L2小于地面上人观测的距离，即L2 根据位移与速度的比值即为时间，则地面观测者测得航天器经过A、B两点所用时间 而航天器驾驶员测得经过A、B两点所用时间 由于L2，故。 故选B。 3. 服务员用托盘托着酒杯，沿水平向右做匀速直线运动，如图所示，不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 重力对酒杯做负功 B. 托盘对酒杯做正功 C. 托盘对酒杯的摩擦力做负功 D. 托盘对酒杯的支持力不做功 【答案】C 【解析】 【详解】酒杯受竖直向下的重力、垂直托盘向上的支持力、沿托盘向上的摩擦力，水平向右匀速运动，则支持力与摩擦力的合力（托盘对酒杯的作用力）与重力平衡。 A．重力竖直向下，位移水平向右，则重力不做功，故A错误； B．托盘对酒杯的作用力竖直向上，则托盘对酒杯不做功，故B错误； C．托盘对酒杯的摩擦力与位移夹角为钝角，做负功，故C正确； D．托盘对酒杯的支持力与位移夹角为锐角，做正功，故D错误。 故选C。 4. 模拟电场线实验中，把头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，碎屑就按图示的方式排列起来，则该图中（　　） A. 模拟正点电荷电场线 B. 模拟负电点荷电场线 C. a点的电场强度大于b点 D. a点的电场强度小于b点 【答案】C 【解析】 【详解】AB．无法根据电场线形状判断场源电荷是正电荷还是负电荷，故AB错误； CD．电场线疏密反映电场强度的大小，可知a点的电场强度大于b点，故C正确，D错误。 故选C。 5. 北京冬奥会开幕式以二十四节气作为倒计时的创意惊艳全球。如图所示，这是地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中对应的四个节气，春分、秋分时太阳光直射赤道，夏至时太阳光直射北回归线。下列说法正确的是（　　） A. 夏至时地球的公转速度最大 B. 从夏至到冬至的时间大于半年 C. 图中相邻两个节气间隔的时间相等 D. 春分和秋分时地球绕太阳运动的加速度大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的公转速度最大，在远日点的公转速度最小，故夏至时地球的公转速度最小，故A错误； BC．根据对称性知从夏至到冬至的时间为半年，从夏至到秋分的时间大于从秋分到冬至的时间，故BC错误； D．根据 解得 春分和秋分时地球与太阳的距离r相同，故加速度大小相等，故D正确。 故选D。 6. 某探测器的回收过程如图所示，回收前在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过 P点时完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，近地点Q到地心的距离近似为地球半径，则探测器（　　） A. 在Q点的速度大于第一宇宙速度 B. 在轨道Ⅰ上的P点向后喷气能实现变轨 C. 在轨道Ⅰ上的机械能小于Ⅱ上的机械能 D. 在轨道Ⅰ上的运行周期小于Ⅱ上的运行周期 【答案】A 【解析】 【详解】A．若卫星在半径近似为地球半径的近地轨道做圆周运动时，速度为第一宇宙速度，而探测器从近地轨道经Q点进入轨道Ⅱ需要在Q点加速，卫星速度增大，做离心运动，所以探测器在Q点的线速度大于第一宇宙速度，故A正确； BC．从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要在P点向前喷气减速实现变轨，此时外力做负功，故在轨道Ⅰ上的机械能大于Ⅱ上的机械能，故BC错误； D．根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅰ上的运行周期大于Ⅱ上的运行周期，故D错误。 故选A。 7. 水平路面上，汽车从静止开始以恒定功率启动，达到最大速度时撤去牵引力，做减速运动直至停止，整个过程中汽车所受阻力恒定，则汽车（　　） A. 启动阶段加速度逐渐增大 B. 加速阶段的平均速度大于全程的平均速度 C. 加速阶段的动能变化量大于牵引力做的功 D. 减速阶段的位移一定等于加速阶段的位移 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车以恒定功率启动时，牵引力，随着速度增大，减小。合力逐渐减小，故加速度逐渐减小，故A错误。 B．加速阶段速度从0增至，因加速度逐渐减小，速度－时间曲线呈上凸趋势，平均速度 减速阶段为匀减速，平均速度，所以加速阶段的平均速度大于全程的平均速度，故B正确。 C．加速阶段由动能定理有 故，故C错误。 D．加速阶段位移 减速阶段位移 显然与无必然相等关系，故D错误。 故选B。 8. 两相同的金属小球，带电后两球间的静电力大小为，若将两小球接触后仍放回原处，两球间的静电力大小仍为，则两小球接触前（　　） A. 一定带等量的同种电荷 B. 可能带不等量的异种电荷 C. 可能带不等量的同种电荷 D. 不可能带异种电荷 【答案】B 【解析】 【详解】接触前静电力为 接触后电荷均分，静电力为 由，得 若带同种电荷，则，代入得，即 若带异种电荷，方程变为，解得，存在实数解。 综上所述，两球可能带等量的同种电荷，也可能带不等量的异种电荷，故选B。 9. 手臂的结构简化如图所示，某同学手掌上有水滴，从A位置开始向下先甩动大臂，再甩动小臂，到 P位置时开始甩动手掌，手臂、手掌共线时，水滴刚好被甩出，则水滴（　　） A. A到P过程中，机械能守恒 B. A到P过程中，合力做负功 C. 被甩出前，向心加速度不断增大 D. 被甩出后，做匀加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．从A到P过程中，人对水滴做功，机械能不守恒，故A错误； B．从A到P过程中，水滴的速度增大，动能增大，根据动能定理，合力做正功，故B错误； C．被甩出前，水滴的速度不断增大，根据向心加速度公式，向心加速度不断增大，故 C正确； D．被甩出后，水滴只受重力，速度方向与重力方向不共线，不是匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 10. 深海载人潜水器关闭发动机后，由静止开始竖直下潜，下潜过程中阻力与下潜的速度大小成正比，潜水器质量恒定不变.下列关于潜水器的速度、重力势能Ep和机械能E、动能Ek随时间t和位移x的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．潜水器下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比，则 下潜过程中，由牛顿第二定律得 解得 可知下潜过程中潜水器做加速度减小的加速运动，加速度减小为零后匀速，故A错误； B．由于潜水器做加速运动，速度越来越大，单位时间内下潜的深度越来越大，重力势能减小得越来越快，图线的斜率绝对值应越来越大，故 B 错误。 C．根据功能关系，机械能随位移的变化率 随着速度增大，阻力增大，图像斜率的绝对值应增大，故 C 错误； D．图像的斜率为潜水器的合力，因此潜水器下潜过程中合力 可知速度越来越大，合力减小，直到重力与阻力等大反向，合力为零，所以图像斜率逐渐减小到零后不变，故D正确。 故选D。 二、实验题：本大题共1小题，共9分。 11. 某同学利用落体法做“验证机械能守恒定律”实验： （1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、电磁打点计时器、导线及开关外，下列器材中，还必须使用的是（　　） A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 秒表 （2）某同学选择正确的实验器材后，组装实验装置进行实验。如图甲所示，该图中不妥的地方有__________（写一条即可）； （3）该同学重新调整后完成实验，得到如图乙所示的一条纸带。为起始点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点 A、B、C，测得它们到起始点 O的距离如图乙。已知重物质量m，重力加速度g，打点计时器打点的周期为T，那么打点计时器打下点B时，重物的速度__________；重物从O点运动到B点，重力势能减少量为__________（用题中符号表示）； （4）上述实验数据显示：增加的动能明显大于减少的重力势能，可能的原因是__________； （5）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度 h，以h为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，图像的斜率为k，横轴截距为b，如图丙所示。在误差允许的范围内，若当地的重力加速度g=__________（用题中符号表示），则可认为机械能守恒。 【答案】（1）B （2）纸带没有竖直放置 （3） ①. ②. （4）先释放纸带后接通电源 （5） 【解析】 【小问1详解】 打点计时器需要连接交流电源；通过打点计时器可以确定计数点间的时间间隔，故不需要秒表测时间；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，故选B。 【小问2详解】 图中明显不妥的地方是纸带没有竖直放置。 【小问3详解】 [1][2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器打下点B时，重物的速度为  O点到B点重力势能减少量为 【小问4详解】 增加的动能明显大于减少的重力势能，可能是打第一个点的时候重物的速度不为零，实验操作时，先释放纸带后接通电源。 【小问5详解】 根据机械能守恒定律有 可得 可知图像的斜率为，解得当地的重力加速度为 三、计算题：本大题共4小题，共40分。 12. 冰壶比赛中，运动员将质量为m的冰壶在水平恒力F的作用下，由静止开始沿水平冰面向前推动L后，撤去推力F，已知冰壶与水平冰面间的摩擦力为f，求： （1）推力对冰壶的最大功率P； （2）冰壶从开始运动到停止通过的距离s。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式 解得 当撤去推力F的瞬间，冰壶的速度最大，此时推力的功率最大 根据功率公式 解得 【小问2详解】 冰壶从开始运动到停止，根据动能定理有 解得 13. 一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，绕行周期为T，已知地球半径为R，地球表面赤道处的重力加速度为g，万有引力常量为G，求： （1）地球质量M； （2）地球自转的角速度ω。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 解得地球的质量 【小问2详解】 质量为的物体在赤道处 解得地球自转的角速度 14. 如图所示，在竖直平面内固定两圆形轨道，外侧轨道光滑，内侧轨道粗糙，一质量m=1.0kg的小球可以在两圆轨道间运动，小球到圆心的距离为R=0.5m，现从轨道的最低点A，给小球水平向右的初速度v0，取g=10m/s2。 （1）若v0=4m/s，求小球出发时轨道对小球的作用力大小F； （2）若v0=4m/s，求小球运动足够长时间后损失的机械能∆E； （3）若小球在轨道间运动时机械能守恒，求初速度v0的范围。 【答案】（1）42N （2）3J （3）或者 【解析】 【小问1详解】 对小球在A点分析，根据牛顿第二定律 解得小球出发时轨道对小球的作用力大小 【小问2详解】 小球运动足够长时间后在下半圆轨道做往复运动，经过圆心等高点速度为零，则损失的机械能 代入数据解得 【小问3详解】 若小球在轨道间运动时机械能守恒，第一种情形：小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，恰好过最高点，则在最高点 从最低点到最高点根据机械能守恒定律 解得 所以 第二种情形：小球紧贴外圆运动，最高点为圆心等高点，则有 解得 综上所述，初速度范围为或者 15. 如图所示，圆环A套在竖直固定的光滑杆上，通过铰链用轻杆与光滑水平面上的物块B连接，轻弹簧左端固定，右端与B相连。细线水平拉B，A、B静止时轻杆与竖直方向的夹角为，弹簧恰好处于原长，已知A、B的质量均为m，轻杆长为L，A、B始终在同一竖直平面内，重力加速度为g。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）求A静止时轻杆中的支持力大小F； （2）剪断细线，A、B间的轻杆与竖直方向的夹角为53°时，弹簧中的弹性势能为E： ①求A滑落到地面时的动能Ek； ②求轻杆与竖直方向的夹角由37°变为53°过程中，轻杆对A所做的功W。 【答案】（1） （2）① ② 【解析】 【小问1详解】 A静止时，对A受力分析有 解得 【小问2详解】 初始时A距地面的高度 B距竖直杆底端的水平距离 剪断细线，A、B间的轻杆与竖直方向的夹角为时，A距地面的高度 B距竖直杆的水平距离 故此时弹簧的压缩量为 由题意知，此时弹簧中的弹性势能为E ①当A滑落到地面时，设A的速度为v，由关联速度可知，B的速度为0，对A、B及弹簧组成的系统，系统机械能守恒有 其中为此时弹簧中的弹性势能，由于A滑落到地面时，B距竖直杆的水平距离 故此时弹簧的压缩量 根据弹簧弹性势能与形变量的关系，故此时的弹性势能 解得 即A滑落到地面时的动能； ②轻杆与竖直方向的夹角为时，设A的速度为vA，B的速度为，由关联速度可知 即 对A、B及弹簧组成的系统，系统机械能守恒有 解得 轻杆与竖直方向的夹角由变为过程中，对A，根据动能定理有 解得 即此过程中轻杆对A所做的功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $