精品解析：黑龙江双鸭山市第三十一中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

双鸭山市第三十一中学2024—2025（下）学期期中考试 高一学年物理试题 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，每题5分，共50分。1-7题为单项选择题，在每道题所给的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。8-10题为多项选择题，选对但不全得3分，有错误答案不得分） 1. 将一物体以水平方向的初速度，从离地面高的平台上抛出，不计空气阻力（取），则下列说法正确的是（ ） A. 后物体落到地面 B. 后物体落到地面 C. 物体落到地面时的速度为 D. 物体运动的轨迹是直线 2. 如图所示，在半径为的圆盘上有两点，点距圆心，点在圆盘边缘，当圆盘转动时，关于、两点的线速度之比分别为，角速度之比，下列说法正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 如图所示，杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个总质量为的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为，取，则下列说法中正确的是（ ） A. “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力恰好为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳的张力最大 4. 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（　　） A. 车的加速度为零，桥对车的支持力等于车的重力 B. 车的速度越大，车对桥面的压力就越小 C. 车的向心加速度竖直向下，桥对车的支持力小于车的重力 D. 车的向心加速度竖直向上，桥对车的支持力大于车的重力 5. 火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如左图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如右图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（　　） A. 该弯道的半径 B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 C. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 D. 按规定速度行驶时，支持力小于重力 6. 假设地球半径为，地球附近的重力加速度为，在离地面高度为处的重力加速度是，则与的比值为（ ） A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4 7. 下列关于离心运动的叙述不正确的是（ ） A. 离心运动是因为物体所受的合力突然消失或合力不足以提供向心力而引起的 B. 离心运动的轨迹一定是直线 C. 洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的 D. 汽车转弯时如果速度过大，会因离心运动造成交通事故 8. 如图所示，质量为的物块置于粗糙水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为，在大小为与水平面夹角为的拉力作用下由静止开始通过了距离，速度达到，运动的时间为，自由落体加速度用表示。则这一过程中拉力对物块做功和平均功率为（ ） A. B. C. D. 9. 一列质量为的动车，初速度为0，以恒定功率在平直轨道上运动，经时间达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，其加速过程的速度随时间变化关系如图所示。则动车在时间内（ ） A. 做加速度逐渐减小的变加速直线运动 B. 平均速度 C. 最大速度 D. 牵引力做功 10. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器在火星乌托邦平原南部预选着陆区登陆，这标志着我国首次火星探测任务着陆火星圆满成功！“天问一号”探测器着陆前运行的轨道分别如图中1、2、3所示，其中点为轨道2、3的相切点，点为轨道1、2的相切点，则探测器（ ） A. 在轨道3上经过点时的加速度大于它在轨道2上经过点时的加速度 B. 在轨道2上由点向点运动时其动能将增大 C. 在轨道1上运行的周期比在轨道3上运行的周期小 D. 由轨道2变轨到轨道1运动时需要加速 二、填空题（本题共两个小题，10个小空，每空2分，共20分） 11. 用如图（a）所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）关于本实验的一些说法，正确的是（双选）___________。 A. 斜槽必须是光滑的 B. 每次释放小球的初位置相同 C. 应该将斜槽轨道的末端调成水平 D. 以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点 （2）调节斜槽末端水平时，将钢球轻放在斜槽末端，发现钢球往左运动，可将图（a）中支脚螺丝调___________（选填“高”或“低”） （3）图（b）___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）中小球球心处为最合理的坐标原点位置； （4）在“探究平抛运动特点”的实验中，将白纸换成方格纸，每个小方格边长。实验记录了小球在运动中的3个点迹，如图（c）所示，则___________（选填“<”、“=”或“>”），小球平抛的初速度是___________（取，计算结果保留两位有效数字）。 12. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力与小球质量、运动半径和角速度之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是，和（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的处和长槽的（或）处，分别到左右塔轮中心的距离相等，到左塔轮中心的距离是到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格的格子数显示出两个小球所受向心力的大小。 （1）本实验采用的主要实验方法为___________； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）若传动皮带套在塔轮第一层，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为___________若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为___________； （3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第一层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为___________； （4）某同学通过实验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（标尺格子数之比） 1 2 3 根据上述数据可以得到的结论是：___________ 三、计算题（本题共3个小题。13题8分，14题10分，15题12分，合计30分。要求有必要的文字说明和相应的基本公式和步骤） 13. 一根长的轻质杆一端固定一个小球，给小球一定的初速度使之在竖直平面内做圆周运动。忽略小球的大小，已知球的质量，。 （1）如果小球在最高点时杆对小球的作用力为零，求小球此时的速度大小？ （2）如果小球在最高点的速度为，求杆对小球作用力的大小和方向？ 14. 如图所示，倾角为、长度为的粗糙斜面固定在地面上，一质量为的物体从斜面顶端由静止开始下滑，物体所受的摩擦力大小为，，物体在由斜面顶端滑到底端的过程中，求： （1）重力做的功； （2）支持力做的功； （3）摩擦力做的功； （4）合力做的总功。 15. 2021年5月7日，我们成功将遥感三十号08组卫星发射升空，卫星进入预定轨道。假设卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。地球半径为，引力常量为。求： （1）卫星的向心加速度大小； （2）地球的质量； （3）地球的平均密度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 双鸭山市第三十一中学2024—2025（下）学期期中考试 高一学年物理试题 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，每题5分，共50分。1-7题为单项选择题，在每道题所给的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。8-10题为多项选择题，选对但不全得3分，有错误答案不得分） 1. 将一物体以水平方向的初速度，从离地面高的平台上抛出，不计空气阻力（取），则下列说法正确的是（ ） A. 后物体落到地面 B. 后物体落到地面 C. 物体落到地面时的速度为 D. 物体运动的轨迹是直线 【答案】B 【解析】 【详解】AB．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，竖直方向自由落体位移满足 解得落地时间，故A错误，B正确； C．落地时竖直分速度 合速度为水平与竖直分速度的矢量和，即，故C错误； D．平抛运动初速度水平，合力（重力）竖直向下，合力与初速度方向不在同一直线，物体做曲线运动，轨迹为抛物线不是直线，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，在半径为的圆盘上有两点，点距圆心，点在圆盘边缘，当圆盘转动时，关于、两点的线速度之比分别为，角速度之比，下列说法正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】、两点同轴转动，角速度相等，则有 根据，可得 故选D。 3. 如图所示，杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个总质量为的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为，取，则下列说法中正确的是（ ） A. “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力恰好为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳的张力最大 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．“水流星”通过最高点时，设重力刚好提供向心力，则有 解得 若“水流星”通过最高点的速度为，则绳的张力恰好为零，水不会从容器中流出，故AD错误，B正确； C．“水流星”通过最高点时，由于重力刚好提供向心力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，但仍受到重力作用，故C错误。 故选B。 4. 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（　　） A. 车的加速度为零，桥对车的支持力等于车的重力 B. 车的速度越大，车对桥面的压力就越小 C. 车的向心加速度竖直向下，桥对车的支持力小于车的重力 D. 车的向心加速度竖直向上，桥对车的支持力大于车的重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】汽车通过凹形桥的最低点时，有 解得 所以支持力大于车的重力，车的速度越大，支持力越大，由牛顿第三定律可得，车对桥面的压力越大，车的向心加速度竖直向上指向圆心，所以D正确；ABC错误； 故选D。 5. 火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如左图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如右图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（　　） A. 该弯道的半径 B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 C. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 D. 按规定速度行驶时，支持力小于重力 【答案】C 【解析】 【详解】A．令弯道处的坡度倾角为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，由垂直于坡面的支持力与重力的合力提供向心力，如图所示 则有 解得 故A错误； B．根据上述，解得 可知，规定速度与火车质量无关，即当火车质量改变时，规定的行驶速度不会改变，故B错误； C．当火车速率大于v时，垂直于坡面的支持力与重力的合力已经不足以提供向心力，此时，外轨将受到轮缘的挤压，故C正确； D．根据上述，解得 可知，按规定速度行驶时，支持力大于重力，故D错误。 故选C。 6. 假设地球半径为，地球附近的重力加速度为，在离地面高度为处的重力加速度是，则与的比值为（ ） A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4 【答案】D 【解析】 【详解】忽略地球自转影响时，物体所受重力等于地球对它的万有引力。地球表面处，万有引力等于重力 离地面高度为处，物体到地心的距离 同理有 因此 故选D。 7. 下列关于离心运动的叙述不正确的是（ ） A. 离心运动是因为物体所受的合力突然消失或合力不足以提供向心力而引起的 B. 离心运动的轨迹一定是直线 C. 洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的 D. 汽车转弯时如果速度过大，会因离心运动造成交通事故 【答案】B 【解析】 【详解】A．离心运动的定义为：做圆周运动的物体，当所受合力突然消失或合力不足以提供所需向心力时，会做逐渐远离圆心的运动，故A正确； B．离心运动轨迹分两种情况：若合力完全消失，物体沿圆周切线做匀速直线运动；若合力不为零但小于所需向心力，物体轨迹是曲线，因此轨迹不一定是直线，故B错误； C．洗衣机脱水筒高速转动时，水与衣服间的附着力不足以提供水做圆周运动的向心力，水做离心运动脱离衣服，是离心运动的应用，故C正确； D．汽车转弯时向心力由静摩擦力提供，速度过大时所需向心力超过最大静摩擦力的上限，汽车会做离心运动发生侧滑，易引发交通事故，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 8. 如图所示，质量为的物块置于粗糙水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为，在大小为与水平面夹角为的拉力作用下由静止开始通过了距离，速度达到，运动的时间为，自由落体加速度用表示。则这一过程中拉力对物块做功和平均功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据功的定义式可知这一过程中拉力对物块做功为，故A错误，B正确； CD．这一过程中拉力对物块做功的平均功率为，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 一列质量为的动车，初速度为0，以恒定功率在平直轨道上运动，经时间达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，其加速过程的速度随时间变化关系如图所示。则动车在时间内（ ） A. 做加速度逐渐减小的变加速直线运动 B. 平均速度 C. 最大速度 D. 牵引力做功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像的切线斜率表示加速度，由题图可知，动车在时间内做加速度逐渐减小的变加速直线运动，故A正确； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，由题图可知，动车在时间内的位移满足 则平均速度满足，故B错误； C．当牵引力等于阻力时，动车的速度达到最大，根据，故C正确； D．根据动能定理可得 可得牵引力做功，故D错误。 故选AC。 10. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器在火星乌托邦平原南部预选着陆区登陆，这标志着我国首次火星探测任务着陆火星圆满成功！“天问一号”探测器着陆前运行的轨道分别如图中1、2、3所示，其中点为轨道2、3的相切点，点为轨道1、2的相切点，则探测器（ ） A. 在轨道3上经过点时的加速度大于它在轨道2上经过点时的加速度 B. 在轨道2上由点向点运动时其动能将增大 C. 在轨道1上运行的周期比在轨道3上运行的周期小 D. 由轨道2变轨到轨道1运动时需要加速 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 可得 可知探测器在轨道3上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点时的加速度，故A错误； B．探测器在轨道2上由点向点运动过程，万有引力做正功，根据动能定理可知，其动能增大，故B正确； C．根据开普勒第三定律，由于轨道1的半径小于轨道3的半径，所以探测器在轨道1上运行的周期比在轨道3上运行的周期小，故C正确； D．探测器从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以探测器由轨道2变轨到轨道1运动时需要在点减速，故D错误。 故选BC。 二、填空题（本题共两个小题，10个小空，每空2分，共20分） 11. 用如图（a）所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）关于本实验的一些说法，正确的是（双选）___________。 A. 斜槽必须是光滑的 B. 每次释放小球的初位置相同 C. 应该将斜槽轨道的末端调成水平 D. 以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点 （2）调节斜槽末端水平时，将钢球轻放在斜槽末端，发现钢球往左运动，可将图（a）中支脚螺丝调___________（选填“高”或“低”） （3）图（b）___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）中小球球心处为最合理的坐标原点位置； （4）在“探究平抛运动特点”的实验中，将白纸换成方格纸，每个小方格边长。实验记录了小球在运动中的3个点迹，如图（c）所示，则___________（选填“<”、“=”或“>”），小球平抛的初速度是___________（取，计算结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）BC （2）高 （3）乙 （4） ①. = ②. 2.0 【解析】 【小问1详解】 AB．为了使小球每次抛出时的速度相同，每次释放小球的初位置相同，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误，B正确； C．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，应该将斜槽轨道的末端调成水平，故C正确； D．因小球自身有大小，因此斜槽末端槽口的位置，不能作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，应该用小球球心通过槽口末端时，球心在白纸上的垂直投影位置作为平抛运动的起点和坐标系的原点，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 调节斜槽末端水平时，将钢球轻放在斜槽末端，发现钢球往左运动，说明A端低，B端高，可将图（a）中支脚螺丝A调高。 【小问3详解】 坐标原点位置应选择小球处于斜槽末端时球心的水平投影处，所以图（b）乙中小球球心处为最合理的坐标原点位置。 【小问4详解】 [1]平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，由图可知AB水平位移等于BC水平位移，则有 [2]平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，则有 解得 水平方向有 则该小球做平抛运动的初速度为 12. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力与小球质量、运动半径和角速度之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是，和（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的处和长槽的（或）处，分别到左右塔轮中心的距离相等，到左塔轮中心的距离是到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格的格子数显示出两个小球所受向心力的大小。 （1）本实验采用的主要实验方法为___________； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）若传动皮带套在塔轮第一层，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为___________若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，、两处的角速度之比为___________； （3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第一层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为___________； （4）某同学通过实验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（标尺格子数之比） 1 2 3 根据上述数据可以得到的结论是：___________ 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3） （4）小球质量、圆周运动半径不变，向心力与角速度的平方成正比 【解析】 【小问1详解】 探究小球做圆周运动所需的向心力与小球质量、运动半径和角速度之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，采用的主要实验方法为控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 [1]由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，若传动皮带套在塔轮第一层，则左、右塔轮半径之比为，根据可知，、两处的角速度之比为； [2]若传动皮带套在塔轮第二层，则左、右塔轮半径之比为，根据可知，、两处的角速度之比为。 【小问3详解】 在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，则两球做圆周运动的半径之比为；传动皮带位于第一层，则两球做圆周运动的角速度之比为；根据，可知左、右两小球的向心力之比为，左右两标尺露出的格子数之比为。 【小问4详解】 根据上述数据可以得到的结论是：小球质量、圆周运动半径不变，向心力与角速度的平方成正比。 三、计算题（本题共3个小题。13题8分，14题10分，15题12分，合计30分。要求有必要的文字说明和相应的基本公式和步骤） 13. 一根长的轻质杆一端固定一个小球，给小球一定的初速度使之在竖直平面内做圆周运动。忽略小球的大小，已知球的质量，。 （1）如果小球在最高点时杆对小球的作用力为零，求小球此时的速度大小？ （2）如果小球在最高点的速度为，求杆对小球作用力的大小和方向？ 【答案】（1） （2），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 如果小球在最高点时杆对小球的作用力为零，此时重力刚好提供向心力，则有 解得小球此时的速度大小为 【小问2详解】 如果小球在最高点的速度为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得 解得杆对小球作用力的大小为 方向竖直向下。 14. 如图所示，倾角为、长度为的粗糙斜面固定在地面上，一质量为的物体从斜面顶端由静止开始下滑，物体所受的摩擦力大小为，，物体在由斜面顶端滑到底端的过程中，求： （1）重力做的功； （2）支持力做的功； （3）摩擦力做的功； （4）合力做的总功。 【答案】（1） （2）0 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 重力做的功为 【小问2详解】 由于支持力方向垂直斜面向上，与运动方向垂直，所以支持力做的功为 【小问3详解】 物体所受的摩擦力大小为，则摩擦力做的功为 【小问4详解】 合力做的总功为 15. 2021年5月7日，我们成功将遥感三十号08组卫星发射升空，卫星进入预定轨道。假设卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。地球半径为，引力常量为。求： （1）卫星的向心加速度大小； （2）地球的质量； （3）地球的平均密度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 已知卫星的运动周期为，则角速度为 卫星的向心加速度大小为 【小问2详解】 设地球质量为，卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 解得 【小问3详解】 设地球的平均密度为，由 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $