【物理】贵州省黔南布依族苗族自治州2024-2025学年高一下学期4月期中试题（解析版）

这是一份【物理】贵州省黔南布依族苗族自治州2024-2025学年高一下学期4月期中试题（解析版），共26页。
注意事项：
1.本试卷共4页，满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑，若需改动，须擦净另涂；非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
一、选择题（共43分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，每小题5分，错选不得分，少选漏选得3分，全对得5分）
1. 以下物理学观点说法正确的是（ ）
A. 伽利略认为物体的运动需要力来维持，推翻了亚里士多德的观点
B. 开普勒发现所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的自转周期的二次方的比都相等
C. 人们通过万有引力定律计算发现海王星，这颗行星被人们称为“笔尖下发现的行星”
D. 牛顿在前人研究的基础上发现了万有引力定律，是第一个“称量地球的重量”的人
【答案】C
【解析】A．伽利略通过理想斜面实验，并合理外推认为物体的运动不需要力来维持，推翻了亚里士多德的观点，故A错误；
B．开普勒发现所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等，故B错误；
C．人们通过万有引力定律计算发现海王星，这颗行星被人们称为“笔尖下发现的行星”，故C正确；
D．牛顿发现了万有引力定律，但不是第一个计算出地球质量的人，因为当时引力常量G还未测出来，第一个“称量地球的重量”的人是一百多年以后的英国物理学家卡文迪什，故D错误。
故选C。
2. 2022年2月6日，我国女足逆转夺得亚洲杯冠军。比赛中，球员利用任意球攻破球门，足球的轨迹示意如图所示。足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，并且轨迹向合外力方向弯曲。
故选D。
3. 下图为飞船运动过程的示意图。飞船先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3完成对接任务。地球轨道2分别与轨道1、轨道3相切于A点、B点。则飞船（ ）
A. 在轨道1的运行周期大于在轨道3的运行周期
B. 在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大
C. 在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点小
D. 从轨道2进入轨道3时需要在B点处减速
【答案】B
【解析】A．根据
得
轨道1的运动半径小于轨道3的运动半径，则在轨道1的运行周期小于在轨道3的运行周期，A错误；
B．在轨道2运动过程中，A点为近地点，速度最大；B点为远地点，速度最小，B正确；
C．根据
得
可知，经过A点时的加速度比B点大，C错误；
D．从轨道2进入轨道3时需要在B点加速，使飞船所需向心力等于万有引力，D错误。
故选B。
4. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑步是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上运动了100m，那么下列说法正确的是（ ）
A. 摩擦力对轮胎做正功B. 重力对轮胎做负功
C. 拉力对轮胎做负功D. 支持力对轮胎不做功
【答案】D
【解析】A．轮胎受到地面的摩擦力方向与位移方向相反，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故A错误；
B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；
C．拉力与位移方向的夹角是锐角，所以拉力对轮胎做正功，故C错误；
D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D正确。
故选D。
5. 航天展览馆里的离心机装置如图所示，一质量为的体验者进入臂架末端的吊舱中，人和吊舱视为一体做匀速圆周运动，体验者到转动轴的等效半径为，重力加速度g取。当离心机以恒定角速度在水平面内匀速旋转时，下列说法正确的是（ ）
A. 离心机的转动周期为
B. 体验者的线速度大小为
C. 体验者做匀速圆周运动的向心加速度为
D. 体验者受到的向心力的大小为
【答案】B
【解析】A．离心机做匀速圆周运动时的周期为
A错误；
B．体验者做匀速圆周运动时的线速度大小
B正确；
C．体验者做匀速圆周运动需要的向心加速度为
C错误；
D．体验者感受到的向心力大小为
D错误。
故选B。
6. 一质量为的物体，在合外力F作用下由静止开始做直线运动，F与位移的关系图像如图所示，由图像可知（ ）
A. 在到过程中，物体做匀加速直线运动，运动时间
B. 在到过程中，物体做变加速直线运动，F做功5J
C. 物体运动到时，物体的瞬时速度为
D. 物体运动到时，物体的瞬时速度为
【答案】C
【解析】A．由题图可知在到过程中，F为恒力，所以物体做匀加速直线运动，其加速度大小为
根据运动学公式可得运动时间
故A错误；
B．在到过程中，物体先做匀加速直线运动，后做变加速直线运动，根据F-x图像的面积表示功可知此过程中F做功为
故B错误；
CD．设物体运动到时的瞬时速度为v，根据动能定理可得
解得
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，滑块从固定的光滑斜面顶端由静止下滑，以斜面底端为参考平面，从滑块开始下滑时计时，在滑块下滑到底端的过程中，下列关于重力做功的瞬时功率P、动能、重力势能、机械能E随位移x或随时间t变化的图像中，描述正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得
物体的瞬时速度为
在重力方向的瞬时功率为
瞬时功率P与时间t的关系为线性关系，A错误；
B．设物体下降高度为h，物体位移为
由机械能守恒
解得
动能与位移x的关系为正比关系，B正确；
C．设斜面体高度为H、动能
由能量守恒可得重力势能
解得
重力势能与时间t为非线性关系，C错误；
D．滑块下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒，D错误。
故选B。
8. 探测器A绕火星表面附近做匀速圆周运动时的周期为T，探测器B在离火星表面高度为h处做匀速圆周运动时的周期为，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．由公式
可得
A正确，B错误；
CD．由公式
可得
C正确，D错误。
故选AC。
9. 水平转轴O距离地面高度，一根长为的轻质绳一端系在O上，另一端系着质量为的小球，小球在竖直平面内做圆周运动，若小球通过最高点时的速度，运动到最低点时轻绳就刚好被拉断。忽略空气阻力，重力加速度大小g取，下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时，对轻绳的作用力，方向竖直向下
B. 轻绳的最大承受力
C. 小球落地点与水平转轴O的水平距离为
D. 若将轻绳换成等长的轻杆，小球在最高点的速度越大，杆受到的作用力越大
【答案】BC
【解析】A．小球在最高点速度大于临界速度
此时轻绳对小球产生向下拉力，则有
解得
由牛顿第三定律得小球对轻绳的作用力大小也为，方向竖直向上，A错误；
B．从最高点到最低点有
最低点时有
绳子拉力达到了最大值
B正确；
C．绳子断后小球做平抛运动，则有，
联立解得
C正确；
D．在最高点若，根据
可知，v越大F越小；
若，根据
可知，v越大F越大，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，质量分别为m和的物块A、B用轻质细绳连接，其中物块A放在倾角为的固定光滑斜面上，物块B通过绕过定滑轮的绳子悬挂在空中，整个系统的初始状态为静止，忽略一切阻力，重力加速度为g，当物块B下降h时，下列说法正确的是（ ）
A. 物块B的机械能不变
B. 物块B减小的重力势能大于物块A增加的重力势能和动能之和
C. 物块A获得的速度大小为
D. 物块A、B整体重力势能的减少量为
【答案】BD
【解析】A．轻绳对物块B做功，因此物块B机械能不守恒，A错误；
B．物块B减小的重力势能等于物块A增加的机械能和物块B自身增加的动能，B正确；
CD．总的重力势能变化量为
由机械能守恒
解得
C错误，D正确。
故选BD。
二、实验题（共15分。11题8分，12题7分）
11. 某学习小组用以下装置探究小球做平抛运动的规律：
（1）如图甲所示，多次改变敲击力度和装置高度，都观察到两小球同时落地，说明平抛运动在竖直方向是_____运动。
（2）如图乙所示，两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，把两个相同小球从斜槽同样高度处由静止释放，多次改变释放点的高度，都会观察到上方的小球落到水平面上时总是刚好撞到下方的小球，说明平抛运动在水平方向是_____运动。
（3）该组同学用高速摄像机录制平抛运动过程，如图丙所示是每隔18帧记录的小球所在位置。已知一个小方格的边长为，重力加速度g取，则该摄像机的拍摄频率是_____帧/秒，小球的平抛初速度是_____。
【答案】（1）自由落体 （2）匀速直线 （3）600
【解析】
【小问1解析】
两小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向的运动是自由落体。
【小问2解析】
两小球总是相撞，说明平抛运动在水平方向的运动是匀速直线运动。
【小问3解析】
在竖直方向由逐差公式
解得
摄像机的拍摄频率为帧/秒帧/秒
水平初速度
12. 某实验小组同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒。
（1）关于此实验，下列说法正确的是_____（填字母序号）。
A. 重物质量需要用天平来称量
B. 电火花打点计时器应该用电压为的直流电
C. 实验时应该先接通电源，后释放纸带
D. 不需要用秒表测量时间
（2）如图乙所示，释放重物前手和纸带的位置均合理的是_____。
（3）如图丙所示为该组同学正确操作之后得到的一条纸带，若电源频率为f，起始点标记为0号点，在连续的点上依次标号，同时测量连续3个点到起始点的长度分别为，当地重力加速度为g，重物质量记为m，则0到5号点过程中物体动能增加量为_____，重力势能减少量为_____。
【答案】（1）CD （2）D （3）
【解析】
【小问1解析】
A．本实验不需要称量物体质量，因为它不影响比较动能增加量和重力势能减少量，A错误；
BD．不需要测量时间，因为电火花打点计时器本身就能测量时间；电火花打点计时器应该用电压为的交流电，B错误，D正确；
C．所有使用电火花打点计时器的实验都应该先接通电源，后释放纸带。
故选CD。
【小问2解析】
手要提着纸带保持竖直并且让重物靠近电火花打点计时器。
故选D。
【小问3解析】
在匀变速直线运动中可用平均速度法求得第5点速度
代入动能公式
再减去初动能可得
重力势能的减小量
三、解答题（共42分）
13. 假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的，重力加速度g取10m/s2，在飞机滑跑过程中，求：
（1）飞机克服阻力所做的功；
（2）牵引力的大小；
（3）牵引力对飞机所做的功。
【答案】（1）1.12×108J；（2）2.1×105N；（3）3.36×108J
【解析】（1）飞机克服阻力所做的功
Wf=F阻·x
又
F阻=0.1mg
解得
Wf=1.12×108J
（2）飞机做匀变速直线运动，有
v2=2ax
由牛顿第二定律，有
F-F阻=ma
联立解得
F=2.1×105N
（3）在滑跑阶段，牵引力所做的功
W=Fx
解得
W=3.36×108J
14. 中国自主研发的高铁动车组在沪渝蓉高铁武宜段试验以超高的速度刷新纪录成为全球最快的高铁列车。该动车组额定输出功率，某次载客后的总质量，以的最大速度匀速直线行驶，重力加速度g取，假设动车组所受阻力仅与重力成正比，求：
（1）动车组所受的阻力与重力的比例系数k；
（2）若动车组从静止开始以加速度匀加速启动，求动车组匀加速运动的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
动车组以最大时速匀速运动时，则有
由题可知，阻力与重力的关系
则动车组的功率
联立解得
【小问2解析】
匀加速过程由牛顿第二定律可得
匀加速结束时，动车组达到额定功率则有
根据匀变速直线运动规律
代入数据解得
15. 如图所示，水平传送带长度为，以恒定速度逆时针转动，其右端连接光滑水平平台，左端与半径为的光滑半圆轨道相切于B点。一质量为的物块（可视为质点）以某一初动能从平台上向左冲上传送带，恰好能通过半圆形轨道的最高点C，物块与传送带的动摩擦因数为，重力加速度g取，求：
（1）物块到达C点时的速率；
（2）物块第一次运动到轨道的最低点B时，物块对轨道压力的大小；
（3）请分析证明在传送带不转动的情况下，其他条件不变，物块能否运动到与圆心等高的D点。
【答案】（1） （2） （3）不能
【解析】【小问1解析】
刚好通过C点时，根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2解析】
物块由B运动到C时由机械能守恒定律可得
解得
物块B点时对物体受力分析，根据牛顿第二定律则有
由牛顿第三定律，物块对轨道的压力
【小问3解析】
当传送带转动时，因为，所以物块从A点到B点一直做匀加速直线运动。物块从A点运动到B点的过程中，根据动能定理则有
解得
若传送带不转动，假设物块能通过B点且上升高度h，由动能定理可得
解得
故不能到达D点。