精品解析：四川省成都东部新区养马高级中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

成都东部新区养马高级中学2024-2025学年度（下） 物理试题 （总分：100分时间：75分钟） 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 关于功的概念，下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，但有正负，功的正负表大小 B. 滑动摩擦力既可能做正功，也可能做负功 C. 一对相互作用力做功之和一定为零 D. 合外力做功为零，则物体一定做匀速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．功是标量，但有正负，功的正负不表示大小，正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对物体做功，A错误； B．滑动摩擦力既可能为动力做正功，也可能为阻力做负功，B正确； C．一对相互作用力做功之和不一定为零，可能都做正功， C错误； D．合外力做功为零，物体不一定做匀速直线运动，可能静止，也可能做匀速圆周运动，D错误； 故选B。 2. 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处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 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位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，由牛顿第二定律 可知桥的支持力小于汽车的重力，汽车处于失重状态，故A错误； B．设圆锥的高度为h，其运动半径 由圆锥摆球受合力提供向心力，则有 代入R可得 可知圆锥摆的角速度与无关，故B正确； C．设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为，竖直方向根据受力平衡可得 因是同一小球，则有支持力相同，所以在A位置小球所受筒壁的支持力等于在B位置时的支持力，故C错误； D．火车转弯时，由于轨道倾斜，重力和轨道支持力的合力恰好提供火车转弯的向心力，则有内、外轨对内、外轮缘都不会有挤压作用，若火车转弯超过规定速度行驶时，火车有做离心运动的趋势，此时外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。 故选B。 3. 如图是在牛顿著作里画出的一幅原理图．图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹．物体的速度越大，落地点离山脚越远．当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。若卫星的运动可视为匀速圆周运动，已知：①引力常数；②地球质量；③地球半径；④地球表面处重力加速度；⑤地球自转周期，则由上述数据可以计算出第一宇宙速度的是（　　） A. ①②③ B. ①②⑤ C. ①④ D. ③⑤ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据万有引力提供向心力得 第一宇宙速度 v= 则已知地球的质量、半径和引力常数，可以求出第一宇宙速度，根据重力提供向心力得 mg= 解得第一宇宙速度 v= 已知地球表面的重力加速度和地球的半径，可以求出第一宇宙速度。 故选A。 4. 某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是r，周期是T，万有引力常量为G，地球半径为R，下列计算地球的密度正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 角速度 联立解得地球质量 地球为球体，体积 地球密度 故选C。 5. 如图质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为θ，则物体重力的瞬时功率为（ ） A. mgvcosθ B. mg C. mgvsinθ D. mgvtanθ 【答案】A 【解析】 【详解】汽车的实际速度为水平向右的，将其分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的两个分速度，如图所示 由于绳子不可伸长，物体上升的速度等于汽车沿绳子方向的分速度，即 因此重力瞬时功率的大小为 故选A。 6. 质量为50kg的跳水运动员保持直立状态，双脚朝下由静止开始下落。开始时双脚距离水面5m，入水后的最大深度为2m，，下列说法正确的是 A. 运动员在空中运动的时间为0.5s B. 运动员到达水面时的动能为 5000J C. 运动员入水后水的平均阻力为 1750N D. 运动员入水过程中克服水的阻力所做的功等于到达水面时的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员在空中做自由落体运动，由位移公式得 代入数据得 ，故A错误； B．运动员从静止下落到水面，由动能定理得 ，故B错误； C．设入水后水的平均阻力大小为 ，运动员入水到最大深度过程，由动能定理得 代入数据得 ，故C正确； D．入水过程中重力仍做正功，克服水的阻力做功为 ，大于到达水面时的动能，故D错误。 故选C。 7. 粗糙的水平面上，有一质量为1kg物体在水平向左的恒力F=10N的作用下，以v=3m/s的初速度向右运动，如图所示。已知物体与水平面间摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 物体向右运动的最大距离为3m B. 当物体回到出发点，摩擦力做功为3J C. 当物体回到出发点时，F做功为6J D. 当物体回到出发点时，物体动能为1.5J 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体向右运动时，根据牛顿第二定律可得 则物体向右运动的最大距离为 故A错误； B．当物体回到出发点，摩擦力做功为 故B错误； C．当物体回到出发点时，恒力F做功为0，故C错误； D．当物体回到出发点时，根据动能定理可得 解得物体回到出发点的动能为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 8. 2025年2月20日，中国航天科技研制的实践25号卫星在距离地面3.6万千米的同步轨道，成功实现了人类历史上首次太空加油。这次为服役多年的北斗2号卫星注入了142kg的燃料，提升了其轨道维持能力达300%，瞬间让它焕发活力。图中P、Q分别是“实践25号”和“北斗2号卫星”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（　　） A. 在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期 B. 在预定轨道运行时，P的速率小于Q的速率 C. 为了实现对接，P应减速 D. 为了实现对接，P应加速 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知，P的轨道半径小，所以周期也小，即在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期，故A正确； B．由万有引力提供向心力有 解得 由于P的轨道半径小，所以在预定轨道运行时，P的速率大于Q的速率，故B错误； CD．根据变轨原理可知，为了实现对接，P应加速做离心运动，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 一辆额定功率为60kW的汽车在水平路面上由静止启动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值k=0.1，取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是 A. 该启动方式为恒定加速度启动 B. 汽车在加速阶段牵引力逐渐减小 C. 汽车的最大速度为 D. 汽车速度为20m/s时，加速度为1m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据图像的切线斜率表示加速度，由题图可知，加速阶段汽车的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可得 可知汽车在加速阶段牵引力逐渐减小，该启动方式为恒定功率启动，故A错误，B正确； C．当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有，故C错误； D．当汽车速度为20m/s时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小 ，水平轴处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力，若取竖直向下为的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v 为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度。下列说法正确的是 A. 小球的质量为 B. 轻杆的长度为 C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为 D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为0 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析有 整理可得 由图乙可得， 解得，，故A正确，B错误； C．若小球通过最高点时的速度大小为，对小球由牛顿第二定律可得 解得 可知轻杆对小球的作用力大小为，故C正确； D．若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（实验题与计算题共54分） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球做匀速圆周运动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力大小的比值。回答下列问题： （1）该实验采用的实验方法是___________（填字母）； A. 等效替代法 B. 控制变量法 （2）在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此次实验可研究向心力的大小与___________（填字母）的关系； A. 角速度大小 B. 质量 C. 半径 （3）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的示数___________；两标尺示数的比值___________。（均填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）B （2）A （3） ①. 变大 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另外一个物理量的关系，本实验采用的实验方法是控制变量法。 故选。 【小问2详解】 根据可知，因两球的质量和半径相同，此次实验可研究向心力的大小与角速度大小的关系。 故选A。 【小问3详解】 [1]若增大手柄转动的速度，则小球做圆周运动的角速度增大，根据可知，两小球所需的向心力增大，则左、右两标尺的示数变大； [2]左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，根据，可知小球做圆周运动的角速度与塔轮的半径成反比，则小球做圆周运动的向心力与塔轮的半径平方成反比，若增大手柄转动的速度，由于左、右塔轮的半径之比不变，则两小球做圆周运动的向心力之比不变，所以两标尺示数的比值不变。 12. 如图1所示为验证小车所受合力做功与其动能增加量关系的实验装置。 （1）在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有标出 ，已知打点计时器所接电源的频率为，根据纸带上的数据可求出计数点5对应时刻小车的速度大小为______（结果保留 位有效数字）。 （2）在完成本实验过程中，已知砝码和砝码盘的总质量为，小车的质量为，计算测量得到计数点2、5的速度分别为、，两计数点之间的距离为，重力加速度为。若小车合力可认为等于砝码和砝码盘的总重力，那么本实验需要验证的关系式为______（用字母表示）。 （3）下列实验注意事项及有关描述正确的有______ 。 A. 薄板右端应适当垫高，平衡小车阻力 B. 砝码和砝码盘总质量应远小于小车质量 C. 改变砝码质量重复实验时需要重新调整薄板右端高度 D. 整个过程中只有重力做功 【答案】（1）1.01 （2） （3）AB 【解析】 【小问1详解】 相邻两计数点间还有四个计时点没有标出，则相邻计数点的时间间隔为 计数点5对应时刻小车的速度大小为 【小问2详解】 若小车合力可认为等于砝码和砝码盘的总重力，则本实验需要验证的关系式为 【小问3详解】 AB．要确保小车合力可认为等于砝码和砝码盘的总重力，则薄板右端适当垫高，平衡小车阻力，且砝码和砝码盘总质量应远小于小车质量，故AB正确； C．平衡小车阻力时，有 可得 可知改变砝码质量重复实验时不需要重新调整薄板右端高度，故C错误； D．以砝码、砝码盘和小车为系统，系统除了重力做功外，还有阻力做功不可忽略，故D错误。 故选AB。 四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的注明单位） 13. 质量为2kg的物块从斜面顶端由静止释放，斜面倾角为37°，斜面足够长，摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）前2s内重力做的功； （2）前2s内重力的平均功率； （3）2s末重力的瞬时功率。 【答案】（1）48J （2）24W （3）48W 【解析】 【小问1详解】 物块下滑过程，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 前2s内物块下滑的位移为 则前2s内重力做的功为 解得 【小问2详解】 前2s内重力的平均功率为 解得 【小问3详解】 2s末物块的速度大小为 2s末重力的瞬时功率为 解得 14. 一辆越野跑车额定功率为100kW，质量m=2×103kg，跑车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，若运动过程中阻力恒定为重力的。（取g=10m/s2）求： （1）跑车行驶的最大速度； （2）做匀加速直线运动的时间； （3）当跑车速度为40m/s时，牵引力多大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知跑车运动过程中受到的阻力大小为 当牵引力等于阻力时，跑车行驶的速度达到最大，则有 可得 【小问2详解】 跑车做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律可得 解得牵引力大小为 跑车结束匀加速时，有 解得匀加速阶段的末速度大小为 根据 可得跑车做匀加速直线运动的时间为 【小问3详解】 当跑车速度为40m/s时，此时跑车功率已经达到额定功率，则有 解得牵引力为 15. 如图所示，光滑水平面AB与一半圆轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆轨道的瞬间，对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g．求； （1）弹簧弹力对物块做的功； （2）物块从B到C克服阻力的功 （3）物块离开C点后，再落回到水平面上时动能的大小 【答案】（1）W=mvB2=3mgR （2） （3）Ek= 【解析】 【详解】（1）对过B点时的物块受力分析，由牛顿第二定律得： 解得： 由功能关系可知，弹簧对物块做功 （2）物块恰能过C点，所以在C点： 解得， 对物块由B到C的过程，应用动能定理得： 解得， 则物块从B到C克服阻力做功 （3）物块从C点到落地过程，应用动能定理得： 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都东部新区养马高级中学2024-2025学年度（下） 物理试题 （总分：100分时间：75分钟） 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 关于功的概念，下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，但有正负，功的正负表大小 B. 滑动摩擦力既可能做正功，也可能做负功 C. 一对相互作用力做功之和一定为零 D. 合外力做功为零，则物体一定做匀速直线运动 2. 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处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 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位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用 3. 如图是在牛顿著作里画出的一幅原理图．图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹．物体的速度越大，落地点离山脚越远．当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。若卫星的运动可视为匀速圆周运动，已知：①引力常数；②地球质量；③地球半径；④地球表面处重力加速度；⑤地球自转周期，则由上述数据可以计算出第一宇宙速度的是（　　） A. ①②③ B. ①②⑤ C. ①④ D. ③⑤ 4. 某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是r，周期是T，万有引力常量为G，地球半径为R，下列计算地球的密度正确的是 A. B. C. D. 5. 如图质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为θ，则物体重力的瞬时功率为（ ） A. mgvcosθ B. mg C. mgvsinθ D. mgvtanθ 6. 质量为50kg的跳水运动员保持直立状态，双脚朝下由静止开始下落。开始时双脚距离水面5m，入水后的最大深度为2m，，下列说法正确的是 A. 运动员在空中运动的时间为0.5s B. 运动员到达水面时的动能为 5000J C. 运动员入水后水的平均阻力为 1750N D. 运动员入水过程中克服水的阻力所做的功等于到达水面时的动能 7. 粗糙的水平面上，有一质量为1kg物体在水平向左的恒力F=10N的作用下，以v=3m/s的初速度向右运动，如图所示。已知物体与水平面间摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 物体向右运动的最大距离为3m B. 当物体回到出发点，摩擦力做功为3J C. 当物体回到出发点时，F做功为6J D. 当物体回到出发点时，物体动能为1.5J 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 8. 2025年2月20日，中国航天科技研制的实践25号卫星在距离地面3.6万千米的同步轨道，成功实现了人类历史上首次太空加油。这次为服役多年的北斗2号卫星注入了142kg的燃料，提升了其轨道维持能力达300%，瞬间让它焕发活力。图中P、Q分别是“实践25号”和“北斗2号卫星”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（　　） A. 在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期 B. 在预定轨道运行时，P的速率小于Q的速率 C. 为了实现对接，P应减速 D. 为了实现对接，P应加速 9. 一辆额定功率为60kW的汽车在水平路面上由静止启动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值k=0.1，取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是 A. 该启动方式为恒定加速度启动 B. 汽车在加速阶段牵引力逐渐减小 C. 汽车的最大速度为 D. 汽车速度为20m/s时，加速度为1m/s2 10. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小 ，水平轴处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力，若取竖直向下为的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v 为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度。下列说法正确的是 A. 小球的质量为 B. 轻杆的长度为 C. 若小球通过最高点时的速度大小为，则轻杆对小球的作用力大小为 D. 若小球通过最高点时的速度大小为，则小球受到的合力为0 第Ⅱ卷（实验题与计算题共54分） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球做匀速圆周运动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力大小的比值。回答下列问题： （1）该实验采用的实验方法是___________（填字母）； A. 等效替代法 B. 控制变量法 （2）在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此次实验可研究向心力的大小与___________（填字母）的关系； A. 角速度大小 B. 质量 C. 半径 （3）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的示数___________；两标尺示数的比值___________。（均填“变大”“变小”或“不变”） 12. 如图1所示为验证小车所受合力做功与其动能增加量关系的实验装置。 （1）在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有标出 ，已知打点计时器所接电源的频率为，根据纸带上的数据可求出计数点5对应时刻小车的速度大小为______（结果保留 位有效数字）。 （2）在完成本实验过程中，已知砝码和砝码盘的总质量为，小车的质量为，计算测量得到计数点2、5的速度分别为、，两计数点之间的距离为，重力加速度为。若小车合力可认为等于砝码和砝码盘的总重力，那么本实验需要验证的关系式为______（用字母表示）。 （3）下列实验注意事项及有关描述正确的有______ 。 A. 薄板右端应适当垫高，平衡小车阻力 B. 砝码和砝码盘总质量应远小于小车质量 C. 改变砝码质量重复实验时需要重新调整薄板右端高度 D. 整个过程中只有重力做功 四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的注明单位） 13. 质量为2kg的物块从斜面顶端由静止释放，斜面倾角为37°，斜面足够长，摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）前2s内重力做的功； （2）前2s内重力的平均功率； （3）2s末重力的瞬时功率。 14. 一辆越野跑车额定功率为100kW，质量m=2×103kg，跑车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，若运动过程中阻力恒定为重力的。（取g=10m/s2）求： （1）跑车行驶的最大速度； （2）做匀加速直线运动的时间； （3）当跑车速度为40m/s时，牵引力多大？ 15. 如图所示，光滑水平面AB与一半圆轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆轨道的瞬间，对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g．求； （1）弹簧弹力对物块做的功； （2）物块从B到C克服阻力的功 （3）物块离开C点后，再落回到水平面上时动能的大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $