精品解析：上海市华东师范大学附属天山学校2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

2024学年第二学期高一物理学科期中试卷 注意： 1．考试时间60分钟，满分100分。 2．计算题须写出必要的解题步骤和文字说明，只有最终结论的不得分。 3．全部试题答案都做在答题纸上。 一、单项选择题（1-8每小题3分，9-10每小题4分，共32分） 1. 物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（　　） A. 角速度始终不变 B. 加速度始终不变 C. 线速度始终不变 D. 向心力始终不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体做匀速圆周运动时，角速度始终不变，故A正确； B．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，合外力大小不变，方向始终指向圆心，根据牛顿第二定律可知物体加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻变化，故B错误； C．物体做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向沿切线方向不断改变，故C错误； D．物体做匀速圆周运动时，向心力大小不变，方向始终指向圆心，方向不断变化，故D错误。 故选A。 2. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　） A. 牛顿 卡文迪许 B. 牛顿 伽利略 C. 奥斯特 安培 D. 伽利略 卡文迪许 【答案】A 【解析】 【详解】牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出引力常量。 故选A。 3. 置于地面上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 在两极上的物体线速度最大 B. 在赤道上的物体向心加速度最大 C. 所有物体的线速度大小相等 D. 在赤道上的物体角速度最小 【答案】B 【解析】 【详解】D．地球自转时，所有物体（除两极外）的角速度 均相同，与位置无关，故D错误； A．根据线速度公式为 其中 是物体到地轴的垂直距离，因两极的物体位于地轴上，则，故两极线速度为零，故A错误； B．根据向心加速度公式为 赤道上的物体离地轴最远，即 最大，地球自转角速度 各处相同，故赤道上的向心加速度最大，故B正确； C．根据线速度 ，由于不同纬度物体的 不同，则线速度大小不相等，故C错误。 故选B。 4. 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　） A. -2J B. 2J C. 10J D. 14J 【答案】A 【解析】 【详解】合外力做的总功为等于各力做功的代数和，所以 故选A。 5. 如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B. 足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D. 足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 【答案】D 【解析】 【详解】A．依题意，足球在空中运动过程中，做曲线运动，不可能处于平衡状态。故A错误； B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的切线方向。故B错误； C．足球在空中运动过程中，做曲线运动，速度方向与加速度方向不在同一条直线上。故C错误； D．在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧。故D正确。 故选D。 6. 开普勒行星运动定律是我们学习、研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（ ） A. 由开普勒第一定律知，行星绕太阳运动的轨道不是标准的圆形 B. 由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上 C. 由开普勒第二定律知，一个行星从远日点向近日点运动的速度是逐渐减小的 D. 由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等 【答案】C 【解析】 【详解】开普勒第一定律指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故A说法正确；由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上，故B说法正确；由开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，故离太阳近的运动速度大，离太阳远的运动速度小，故C说法错误；由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等，故D说法正确．所以选C． 7. 汽艇在宽的河中横渡，河岸笔直，河水流速是，汽艇在静水中的航速是，则下列说法正确的是（　　） A. 汽艇不可能垂直于河岸航行 B. 要使汽艇渡河的时间最短，渡河航行的位移大小是 C. 要使汽艇渡河的位移最短，渡河所需的时间是 D. 如果河水流速增大为，汽艇渡河所需的最短时间将增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．因，故可以调整汽艇指向上游，保证合速度垂直河岸，从而就能垂直河岸航行，故A错误； B．若汽艇渡河的时间最短，则需要汽艇的速度垂直河岸，有 则位移为 故B错误； C．合速度垂直河岸就能垂直河岸航行，有 故C正确； D．当汽艇与河岸垂直时，渡河时间最短，与水流速度无关，故河水流速增大为，汽艇渡河所需的最短时间将不变，故D错误； 故选C。 8. 从O点抛出A、B、C三个物体，它们做平抛运动的轨迹分别如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度、、的关系和三个物体在空中运动的时间、、的关系分别是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】三个物体做平抛运动，竖直方向有 由图可知 故 水平方向有 由图可知 故 故ABD错误，C正确。 故选C。 9. 四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较，则下列说法中错误的是（　　） A. a的向心加速度最大 B. 相同时间内b转过的弧长最长 C. c相对于b静止 D. d的运动周期可能是23h 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．静止卫星的周期必须与地球自转周期相同、角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 知c的向心加速度比a的向心加速度大，又根据 可知 即b的向心加速度最大，故A错误； B．静止卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 知c的线速度比a的线速度大，由 得 卫星的半径越大，线速度越小，所以 由 在相同时间内b转过的弧长最长，故B正确； C．b是近地轨道卫星，c是地球静止卫星，c相对于地面静止，近地轨道卫星相对于地面运动，所以c相对于b运动，故C错误； D．由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，c的周期为24h，所以d的运动周期大于c的周期24h，不可能为23h，故D错误。 选错误的，故选ACD。 10. 月球是质量为M半径为R的球体，其表面的重力加速度为g0，嫦娥五号探测器在离月球表面高度为h的圆形环月轨道运动时具有的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】在月球表面上，由万有引力等于重力得 嫦娥五号探测器在离月球表面高度为h的圆形环月轨道运动时，由万有引力提供向心力，则 可得嫦娥五号探测器具有的速度为 故选D。 二、填空题（每空2分，共24分） 11. 万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量和的乘积成____，与它们之间距离的平方成____，引力常量G的单位为________。 【答案】 ①. 正比 ②. 反比 ③. 【解析】 【详解】[1][2][3]万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，引力常量G的单位为。 12. 如图是一杂技自行车运动员（看成质点模型），想飞跃一高度h为0.8m，宽度d为4m的壕沟（g=10m/s2）。则运动员在空中飞行的时间______；至少要______的初速度才能安全飞跃。 【答案】 ①. 0.4s ②. 10m/s 【解析】 【详解】[1] [2]由于运动员在空中做平抛运动，所以 联立解得 ， 13. 物体在地面上重力为G1，则它在高出地面为R（R为地球半径）处的重力G2=________，此处的重力加速度_______。（已知地球表面处重力加速度为g0） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]设地球的质量为，物体受到万有引力等于重力，由题意有 又因为 联立得 14. 某人用手将1kg的物体由静止向上匀加速提起1m，速度达到2m/s。此过程中，手对物体做功为________J，合外力对物体做功为________J。（g取10m/） 【答案】 ①. 12 ②. 2 【解析】 【详解】[1]根据动能定理有 代入题中数据，解得手对物体做功 [2]根据动能定理，可知合外力对物体做功为 15. 如图所示，倒置的光滑圆锥内侧，有质量相同的两个小球A，B沿圆锥内侧在水平面内做匀速圆周运动。它们的角速度________，线速度________，向心加速度________。（均选填“＞”“＜”或“=”） 【答案】 ①. ＜ ②. ＞ ③. = 【解析】 【详解】[1][2][3]对任一小球受力分析，受重力mg和圆锥体支持力FN，设FN与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律 可得，， 由于A、B两球所受支持力FN与竖直方向夹角相同，所以两球向心加速度相等，由于A的圆周半径大于B球的圆周半径，所以A的角速度小于B球的向心加速度，A的线速度大于B球的线速度。 三、综合应用题（共44分） 16. 如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。 （1）本实验采用的方法是___________法； （2）小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，实验中，使悬臂匀速转动，记录向心力的大小和角速度的数据。改变角速度的大小，多次实验。 小组同学让一个砝码做半径为0.12m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后把实验得到的图线画在了坐标系中。则： （a）若对①图线的数据进行处理，获得了图像（如图乙所示），该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标代表的是___________。 （b）试在甲图中找到的数据点，可得砝码质量为___________kg（保留到小数点后三位）。 【答案】（1）控制变量 （2） ①. ②. 0.208 【解析】 【小问1详解】 在探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系时，需要分别控制其他两个量不变，研究向心力与其中一个量的关系，所以采用的是控制变量法。 【小问2详解】 [1]根据 可知m、r一定时，F与成正比，故图像横坐标代表的是。 [2]图像可知时F=10N、r=0.12m，根据 解得砝码质量 17. 如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C。已知重力加速度为g。求； (1)小车在C点的速度大小； (2)A点距水平地面的高度h； (3)运动到B点时小车对轨道压力大小。 【答案】(1) ；(2)2.5R；(3)6mg 【解析】 【详解】(1)小车在C点有 mg = 解得 vC = (2)由A运动到C，根据机械能守恒定律得 mgh = mg×2R+ 解得 h = 2.5 R (3)由A运动到B，根据机械能守恒定律得 mgh= 解得 vB = 小车在B点有 FN－mg = 解得 FN = 6 mg 由牛顿第三定律：小车对轨道的压力大小为6mg 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期高一物理学科期中试卷 注意： 1．考试时间60分钟，满分100分。 2．计算题须写出必要的解题步骤和文字说明，只有最终结论的不得分。 3．全部试题答案都做在答题纸上。 一、单项选择题（1-8每小题3分，9-10每小题4分，共32分） 1. 物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（　　） A. 角速度始终不变 B. 加速度始终不变 C. 线速度始终不变 D. 向心力始终不变 2. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　） A. 牛顿 卡文迪许 B. 牛顿 伽利略 C. 奥斯特 安培 D. 伽利略 卡文迪许 3. 置于地面上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 在两极上的物体线速度最大 B. 在赤道上的物体向心加速度最大 C. 所有物体的线速度大小相等 D. 在赤道上的物体角速度最小 4. 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　） A. -2J B. 2J C. 10J D. 14J 5. 如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B. 足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D. 足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 6. 开普勒行星运动定律是我们学习、研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（ ） A. 由开普勒第一定律知，行星绕太阳运动的轨道不是标准的圆形 B. 由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上 C. 由开普勒第二定律知，一个行星从远日点向近日点运动的速度是逐渐减小的 D. 由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等 7. 汽艇在宽的河中横渡，河岸笔直，河水流速是，汽艇在静水中的航速是，则下列说法正确的是（　　） A. 汽艇不可能垂直于河岸航行 B. 要使汽艇渡河的时间最短，渡河航行的位移大小是 C. 要使汽艇渡河的位移最短，渡河所需的时间是 D. 如果河水流速增大为，汽艇渡河所需的最短时间将增大 8. 从O点抛出A、B、C三个物体，它们做平抛运动的轨迹分别如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度、、的关系和三个物体在空中运动的时间、、的关系分别是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 9. 四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较，则下列说法中错误的是（　　） A. a的向心加速度最大 B. 相同时间内b转过的弧长最长 C. c相对于b静止 D. d的运动周期可能是23h 10. 月球是质量为M半径为R的球体，其表面的重力加速度为g0，嫦娥五号探测器在离月球表面高度为h的圆形环月轨道运动时具有的速度为（　　） A. B. C. D. 二、填空题（每空2分，共24分） 11. 万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量和的乘积成____，与它们之间距离的平方成____，引力常量G的单位为________。 12. 如图是一杂技自行车运动员（看成质点模型），想飞跃一高度h为0.8m，宽度d为4m的壕沟（g=10m/s2）。则运动员在空中飞行的时间______；至少要______的初速度才能安全飞跃。 13. 物体在地面上重力为G1，则它在高出地面为R（R为地球半径）处的重力G2=________，此处的重力加速度_______。（已知地球表面处重力加速度为g0） 14. 某人用手将1kg的物体由静止向上匀加速提起1m，速度达到2m/s。此过程中，手对物体做功为________J，合外力对物体做功为________J。（g取10m/） 15. 如图所示，倒置的光滑圆锥内侧，有质量相同的两个小球A，B沿圆锥内侧在水平面内做匀速圆周运动。它们的角速度________，线速度________，向心加速度________。（均选填“＞”“＜”或“=”） 三、综合应用题（共44分） 16. 如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。 （1）本实验采用的方法是___________法； （2）小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，实验中，使悬臂匀速转动，记录向心力的大小和角速度的数据。改变角速度的大小，多次实验。 小组同学让一个砝码做半径为0.12m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后把实验得到的图线画在了坐标系中。则： （a）若对①图线的数据进行处理，获得了图像（如图乙所示），该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标代表的是___________。 （b）试在甲图中找到的数据点，可得砝码质量为___________kg（保留到小数点后三位）。 17. 如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C。已知重力加速度为g。求； (1)小车在C点的速度大小； (2)A点距水平地面的高度h； (3)运动到B点时小车对轨道压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $