河南省九师联盟2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份河南省九师联盟2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：圆周运动、万有引力、功与功率、动能、动能定理、重力势能。
一、单项选择题：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. 2025年3月13日，四川崇州市高空跳伞基地一名游客在跳伞教练的带领下进行4000米高空跳伞，吸引了许多年轻消费者前来体验.如图所示，运动员从高空悬停的直升机上跳下，从跳出到最后落地的过程中（ ）
A. 重力做正功，重力势能减小
B 重力做正功，重力势能增加
C. 重力做负功，重力势能减小
D. 重力做负功，重力势能增加
【答案】A
【解析】运动员从高空悬停的直升机上跳下，从跳出到最后落地的过程中，由于运动方向向下，所以重力做正功，根据
可知重力势能减小。
故选A。
2. 牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，创立了相对论.关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A. 相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中也是同时的
B. 牛顿经典力学能够很好地描述微观粒子运动的规律
C. 牛顿运动定律不适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船
D. 相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短
【答案】D
【解析】A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中不一定是同时的，故A错误；
B．牛顿经典力学能够很好地描述宏观物体的运动规律，但不能描述微观粒子运动的规律，故B错误；
C．牛顿运动定律适用于宏观、低速运动的物体，故适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船，故C错误；
D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短，故D正确。
故选D。
3. 《中国的航天》白皮书发布、未来几年、我国将持续开展月球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，必将催生更多原创性科学成果.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 所有行星分别沿不同大小的圆轨道绕太阳运动，太阳处于圆的圆心上
B. 所有行星轨道半长轴二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
C. 开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中的其他卫星绕行星运动
D. 行星绕太阳运动时，线速度大小始终不变
【答案】C
【解析】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆轨道的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故B错误；
C．开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中的其他卫星绕行星运动，故C正确；
D．行星绕太阳运动时，由于轨道是椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知，行星处于近日点时速度最大，远日点时速度最小，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，“鹊桥”中继卫星位于绕地月第二拉格朗日点的轨道，第二拉格朗日点是地月连线延长线上的一点，处于该位置的卫星与月球同步绕地球公转，月球的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径，则下列说法正确的是（ ）
A. “鹊桥”中继卫星绕地球运动的周期比月球绕地球运动的周期大
B. 月球的线速度小于地球同步卫星的线速度
C. “鹊桥”中继卫星的线速度小于月球公转的线速度
D. “鹊桥”中继卫星的加速度小于月球公转的加速度
【答案】B
【解析】ACD．“鹊桥”中继卫星与月球同步绕地球公转，所以“鹊桥”中继卫星绕地球运动的角速度等于月球绕地球运动的角速度，“鹊桥”中继卫星绕地球运动的周期等于月球绕地球运动的周期；根据，
由于“鹊桥”中继卫星的轨道半径大于月球的轨道半径，所以“鹊桥”中继卫星的线速度大于月球公转的线速度，“鹊桥”中继卫星的加速度大于月球公转的加速度，故ACD错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
可得
由于地球同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，所以月球的线速度小于地球同步卫星的线速度，故B正确。
故选B。
5. 以下四幅图片：图甲是火车转弯；图乙是飞机在水平面内转弯；图丙是小车过拱桥；图丁是脱水机．下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，火车转弯速度小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用
B. 图乙中，飞机在水平面内转弯时，重力提供向心力
C. 图丙中，小车过拱桥的情景，此过程小车处于超重状态
D. 图丁中，脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出
【答案】A
【解析】A．图甲中，火车转弯速度小于规定速度行驶时，火车有向心运动趋势，则内轨对轮缘会有挤压作用，故A正确；
B．图乙中，飞机在水平面内转弯时，空气对飞机的作用力与重力的合力提供向心力，故B错误；
C．图丙中，小车过拱桥的情景，小车的加速度方向向下，此过程小车处于失重状态，故C错误；
D．图丁中，脱水机工作时，由于附着力不足以提供水珠所需的向心力，水珠做离心运动，所以衣服中的水珠从桶孔飞出，故D错误。
故选A。
6. 中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造，在许多方面都是通过陶瓷制作来体现的．在陶瓷制作中有一道工序叫利坯，如图甲所示.简化的模型如图乙所示，粗坯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用ω、v、T、a分别表示角速度、线速度大小、周期、向心加速度大小。粗坯以某一恒定角速度转动时，下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、B两点同轴转动，所以A、B两点的角速度相等，周期相等；根据，
由于，则有，
故选B。
7. 圆锥撰是我们在研究生活中的圆周运动时经常遇到的一类物理模型．如图所示、质量相同的1、2两个小钢球（均可视为质点）用长度不等的细线拴在同一点，组成具有不同摆长和相同摆角的圆锥摆，若用手拿着细线的上端，使小钢球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力.则（ ）
A. 小钢球1的向心加速度比小钢球2的向心加速度大
B. 两个小钢球周期一定相等
C. 两个小钢球线速度大小一定相等
D. 两个小钢球向心力大小一定相等
【答案】D
【解析】ABD．设摆线与竖直方向夹角为θ，可知
可得，
可知两球的向心力和向心加速度相等，因钢球1的摆线较长，可知周期较大，选项AB错误，D正确；
C．根据
可知两个小钢球摆线长不等，则线速度大小不相等，选项C错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求．全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8. 早在两千多年前，我国就发明了汉石磨盘，如图甲所示，它是一种可使谷物脱壳、粉碎的加工工具，凝聚着人类的高度智慧.后来人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉，示意图如图乙所示，假设驴拉磨可以看作匀速圆周运动，驴对磨杆末端的平均拉力F=800N，拉力沿圆周切线方向，磨杆半径r=0.7m，驴拉磨转动一周的时间为7s，π≈3，则（ ）
A. 驴转动一周拉力所做的功为3360JB. 驴转动一周拉力所做的功为0
C. 驴转动一周拉力的平均功率为480WD. 磨杆末端的线速度大小为
【答案】AC
【解析】AB．驴转动一周拉力所做的功为
故A正确，B错误；
C．驴转动一周拉力的平均功率为
故C正确；
D．磨杆末端的线速度大小为
故D错误。
故选AC。
9. 2025年，中国载人航天工程将扎实推进空间站应用与发展和载人月球探测两大任务，推动科技强国、航天强国。发射神舟二十号载人飞船与空间站对接前，飞船先到达空间站后下方低处的轨道进行第一次停泊，最终在高处与空间站实现对接。飞船在该停泊轨道的运动及空间站的运动均可视为匀速圆周运动，已知空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则（ ）
A. 神舟二十号载人飞船在停泊轨道的速度比空间站在高轨道的速度大
B. 神舟二十号载人飞船在停泊轨道的加速度比空间站在高轨道的加速度大
C. 神舟二十号载人飞船在停泊轨道需减速才能与空间站实现对接
D. 空间站中的航天员每24小时能看见多次日出
【答案】ABD
【解析】ABD．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得，，
由于停泊轨道的半径小于空间站的轨道半径，所以神舟二十号载人飞船在停泊轨道的速度比空间站在高轨道的速度大，神舟二十号载人飞船在停泊轨道的加速度比空间站在高轨道的加速度大；由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，即小于24小时，则空间站中的航天员每24小时能看见多次日出，故ABD正确；
C．卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，所以神舟二十号载人飞船在停泊轨道需加速才能与空间站实现对接，故C错误。
故选ABD。
10. 拍篮球练习中，质量为m=500g的篮球从高h=1.2m的手掌处自由下落，若忽略空气阻力，篮球接触水平地面后能反弹到原来高度的处。已知该篮球每次碰撞后的速度大小与碰撞前速度大小的比值不变，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 该篮球每次碰撞后的速度大小与碰撞前的速度大小比值为
B. 该篮球每次碰撞后的速度大小与碰撞前的速度大小比值为
C. 为使篮球能反弹回高h=1.2m的手掌处，每次拍球需要对球做的功为1.5J
D. 为使篮球能反弹回高h=1.2m的手掌处，每次拍球需要对球做的功为1.8J
【答案】BC
【解析】AB．设篮球下落高度为，则碰撞后篮球上升高度为，篮球下落过程有
碰撞后篮球上升过程有
联立可得该篮球每次碰撞后的速度大小与碰撞前的速度大小比值为
故A错误，B正确；
CD．为使篮球能反弹回高h=1.2m的手掌处，设每次拍球需要对球做的功为，则篮球下落过程有
碰撞后篮球上升过程有
又
联立解得
故C正确，D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11. 实验小组利用以下装置进行探究外力做功、重力势能减少量与动能增加量的关系．装置如图甲所示，重物A、B的质量均为M，重物C的质量为m，一根轻绳跨过轻质定滑轮与A、B相连。在重物B的下面通过轻质挂钩悬挂重物C，重物A的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g，不计绳的伸长、绳和滑轮以及纸带的质量、摩擦阻力和空气阻力.
（1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，则系统运动的加速度大小a=_______（保留三位有效数字）；
（2）实验中，测得B和C从静止开始向下加速运动的距离为h时，C脱离B，此后A、B做匀速运动，测得A、B匀速运动的速度为v。根据测得的h和v，则加速过程中绳子拉力对A做的功为W=_______（用字母M、h、v、g表示）；
（3）根据动能定理，推导出v与h的关系为v=________（用字母M、h、m、g表示）.
【答案】（1）8.00 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
逐差法可知加速度大小
【小问2解析】
对A，由动能定理有
解得
【小问3解析】
对AB系统，由动能定理有
解得
12. 某同学用如图甲所示的装置探究向心力跟角速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上.滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。
（1）本实验采用的科学方法是 （选填选项前的字母）；
A. 理想实验法B. 等效替代法
C. 控制变量法D. 建立物理模型法
（2）为探究向心力跟角速度的关系，实验中需要保持滑块的________和转动的半径不变；
（3）已知滑块旋转半径为R，旋转过程中每次遮光片经过光电门时的遮光时间为，滑块上固定的遮光片宽度为d，则角速度__________；
（4）在探究向心力跟角速度的关系时，选用质量适当的滑块和长度适当的细线，多次改变竖直杆转速，记录多组力和计算出对应角速度，用图像法来处理数据，画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，则图像横坐标表示的物理量可能是________。（“”“”“”或“”）
【答案】（1）C （2）质量 （3） （4）
【解析】
【小问1解析】
本实验采用的科学方法是控制变量法。
故选C。
【小问2解析】
为探究向心力跟角速度的关系，实验中需要保持滑块的质量和转动的半径不变。
【小问3解析】
每次遮光片经过光电门时的遮光时间为，滑块上固定的遮光片宽度为d，则滑块的线速度大小为
根据，可得角速度为
【小问4解析】
根据
可知图像是过原点的直线，可知图乙中横坐标表示的物理量可能是。
13. 某雪上项目训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”圆盘滑雪机模拟特定的训练环境，其转速和倾角可调，某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度转动，质量为m的运动员（可视为质点）在盘面上离转轴r处以固定的滑行姿势与圆盘始终保持相对静止，运动员运动到最高点时恰好不受摩擦力，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，题中物理单位均为国际单位制单位。求：
（1）圆盘角速度大小；
（2）运动员在最低点受到的摩擦力大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
运动员运动到最高点时恰好不受摩擦力，此时运动员重力沿盘面向下分力刚好提供向心力，则有
可得圆盘的角速度大小为
【小问2解析】
运动员在最低点时，根据牛顿第二定律可得
解得受到的摩擦力大小为
14. 2025年9月21日将发生土星冲日现象，如图所示，当土星在绕日公转过程中运行到日、地连线延长线上时，会形成“土星冲日”现象．已知地球质量为M、半径为R、公转半径为r、公转周期为1年。假设土星质量是95M，半径是9.5R，公转半径是9.5r、不考虑土星和地球的自转，不计土星和地球之间的引力，假设地球、土星均绕太阳做匀速圆周运动，地球表面重力加速度大小为g取，，求：（计算结果均保留三位有效数字）
（1）质量为1kg的物体在土星地表处的重力大小：
（2）土星冲日每间隔多少年出现一次？
【答案】（1）10.5N （2）1.04年
【解析】
【小问1解析】
在行星表面有
可知土星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为
可得土星表面重力加速度为
则质量为1kg的物体在土星地表处的重力大小为
【小问2解析】
根据万有引力提供向心力可得
解得
可知土星的公转周期与地球的公转周期之比为
可得土星的公转周期为
设土星冲日每间隔时间出现一次，则有
解得
15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道NPQ固定在竖直平面内，N、Q两点等高。传送带与水平面成角，下端点N与圆弧轨道相切，电动机带动传送带以的速度顺时针匀速转动，QA为光滑曲线轨道与圆弧轨道NPQ相切于Q点，QA轨道是小物体以某一速度从A平抛后的轨迹，Q、A两点高度差为，AB是长为的水平地面，B左侧光滑且有一固定轻质弹簧，可将小物块无能量损失地弹回，质量为的小物块与传送带间的动摩擦因数为，与AB间的动摩擦因数为，小物块从传送带上S点由静止释放后第一次经过QA轨道过程中刚好对轨道无压力，（取，，重力加速度大小）求：
（1）小物块第一次经过最低点P时对轨道的压力；
（2）传送带上S点到N点的距离；
（3）小物块最终停止位置离B点的距离（计算结果可用分数表示）．
【答案】（1），方向竖直向下 （2）
（3）A点左侧处
【解析】
【小问1解析】
根据题意可知，小物块第一次经过QA轨道过程中刚好对轨道无压力，可看成从做平抛运动，则有
由几何关系可得
小物块第一次从到过程中，由机械能守恒定律有
解得
在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，小物块第一次经过最低点P时对轨道的压力
方向竖直向下。
【小问2解析】
小物块从释放到点，由动能定理有
解得
【小问3解析】
假设小物块能从A点返回，当恰好能够返回A点速度为零时，则从A点运动到N点，由机械能守恒定律有
解得
对小物块从Q→A→B→A→Q→N过程由动能定理
得
假设成立；小物块沿传送带上滑，共速时由动能定理
得
共速后的上滑过程，由动能定理
得
小物块第二次从传送带下滑，假设能到达A点，由动能定理
得
假设成立；对小物块从A点向左运动过程由动能定理
得
即小物块最终停止位置在A点左侧处。