【物理】浙江省宁波六校2024-2025学年高一下学期4月期中试题（解析版）

这是一份【物理】浙江省宁波六校2024-2025学年高一下学期4月期中试题（解析版），共26页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题I（本大题共10小题，每题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求，不选、错选、多选均不得分）
1. 下列国际单位制中表示能量单位的是（ ）
A. kg·m2/s2B. kg·m/s2C. WD. J/s
【答案】A
【解析】A．因为1kg·m2/s2=1kg·m/s2∙m=1N∙m=1J，A正确；
B．因为1kg·m/s2=1N，B错误；
C．W是功率单位，C错误；
D．1J/s=1W是功率单位，D错误。
故选A。
2. 小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速，恰好使小船到达河对岸时速度为0，若小船在静水中的行驶速度和水的流速如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 小船的运动轨迹为直线
B. 小船渡河的河宽是240m
C. 小船到达对岸时沿河岸方向运动了180m
D. 小船渡河的过程中最大速度是
【答案】C
【解析】A．根据图像可知小船垂直河方向先做匀加速运动后做匀减速运动，同时沿河岸方向做匀速直线运动，则小船的合运动为曲线运动，小船的运动轨迹为曲线，故A错误；
B．研究垂直于河岸方向的运动，速度—时间图像围成的面积表示位移，则小船渡河的宽度为
故B错误；
C．根据运动的等时性可知，小船沿河岸方向运动了60s，小船到达对岸时沿河岸方向运动的距离为
故C正确；
D．根据矢量合成法则可知，小船在静水中的速度最大时，渡河速度最大，则有
故D错误。
故选C。
3. 某同学参加立定跳远比赛，起跳到落地的过程如图所示，其比赛成绩是2.5m，在空中时脚离地的最大高度约为0.8m，忽略空气阻力，g取10m/s2，则该同学到达最高点时的速度约为（ ）
A. 3m/sB. 5m/s
C. 8m/sD. 10m/s
【答案】A
【解析】该同学腾空过程中离地面的最大高度为0.8m，下降过程做平抛运动，根据运动学公式
从最高点到落地的时间为
该同学在空中的时间约为
在空中最高点的速度即该同学起跳时水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，水平方向的分速度为
故选A。
4. 在篮球课上，某同学先后两次投出同一个篮球，两次篮球均垂直打在篮板上，第二次打在篮板上的位置略低一点，假设两次篮球出手位置相同，打到篮板前均未碰到篮圈，不计空气阻力，则（ ）
A. 两次篮球打在篮板的速度大小相等
B. 第二次篮球在空中上升的时间较长
C. 两次投篮，该同学对篮球做的功可能相等
D. 两次篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率相等
【答案】C
【解析】B．根据逆向思维，可以将篮球运动看为逆方向的平抛运动，根据
解得
由于第二次打在篮板上的位置略低一点，则其竖直高度小一点，即第二次篮球在空中上升的时间较短，B错误；
A．篮球水平方向做匀速运动
根据
解得
根据上述可知，第二次篮球在空中上升的时间较短，则第二次篮球打在篮板的速度较大，A错误；
C．篮球出手时的速度
根据上述可知，第二次篮球在空中上升的时间较短，第二次篮球打在篮板的速度较大，则两次篮球出手时的速度可能大小相等，根据
可知，两次投篮，该同学对篮球做的功可能相等，C正确；
D．篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率大小为
根据上述，第二次篮球在空中上升的时间较短，则第二次篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率较小，D错误。
故选C。
5. 如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中，空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功为
B. 悬线拉力做负功
C. 空气阻力做功为
D. 空气阻力做功为
【答案】D
【解析】A．重力做功与初末位置的高度差有关，所以重力做功为
故A错误；
B．因为悬线的拉力F始终与球的运动方向垂直，故不做功，故B错误；
CD．阻力f做功时，阻力大小不变，方向与运动方向相反，阻力f做功等于阻力与路程的乘积，阻力f做的功为
故C错误，D正确。
故选D。
6. a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，向心加速度为；b处于较低的轨道上，离地心距离为r，运行角速度为，加速度为；c是地球静止卫星，离地心距离为4r，运行角速度为，加速度为；d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R。则以下说法正确的是（ ）

A.
B. 卫星d的运动周期有可能是24小时
C.
D. 卫星b每天可以观测到8次的日出
【答案】D
【解析】A．卫星围绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力有
可得，卫星绕地球运动的向心加速度大小为
可知卫星绕地球运动的向心加速度与其轨道半径的平方成反比。然而卫星a在地球赤道上随地球一起转动，向心力只来自于万有引力的一小部分，所以卫星a的向心加速度不与轨道半径的平方成反比，则，故A错误；
B．根据开普勒第三定律有
c是地球静止卫星，其周期为24小时，由于卫星d的轨道半径大于卫星C的轨道半径，所以卫星d的运动周期大于24小时，故B错误；
CD．卫星围绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力有
可得
则有
则卫星b每天可以观测到8次的日出，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖直立在水平面上，上端放一只小球，用力F将小球缓慢地压到D点静止，弹簧始终处于弹性限度内．突然撤去力F，小球从静止开始向上运动，B点是弹簧原长时上端的位置，在C位置时小球所受弹力大小等于重力，在A位置时小球的速度为零．小球运动过程中，下列说法中正确的是（ ）

A. 在B位置小球动能最大
B. D→B位置小球加速度一直减少
C. C→A位置小球重力势能的增加等于小球动能的减少
D. D→A位置小球重力势能的增加等于弹簧弹性势能的减少
【答案】D
【解析】A、小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速，C到D，重力小于弹力，合力向上，小球减速，故在C点动能最大，故A错误；
B、D→B位置小球受弹力和重力的作用，由于开始时弹力大于重力，故在上升过程中，合外力先减小后增大，故加速度先减小后增大，故B错误；
C、C→A位置小球重力势能的增加等于小球动能的减少量和弹性势能的减小量，故C错误；
D、AD两点处的速度均为零，因此D→A位置小球重力势能的增加等于弹簧弹性势能的减少量，故D正确；
故选D．
【点睛】明确小球的运动过程，知道小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒，在平衡位置C动能最大．
8. “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）
A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月
C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
【答案】C
【解析】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；
B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；
C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；
D．卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度，而由
可得
可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度，故D错误；
故选C。
9. 今年7月份，国之重器——爆轰驱动高超音速激波风洞JF—22通过验收，作为全世界最先进的风洞之一，它将帮助我国航空航天技术的发展走上新的巅峰！风洞是研究空气动力学的关键设施，现有一小球从风洞中的点M竖直向上抛出，小球受到大小恒定的水平风力，其运动轨迹大致如图所示，其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球在M点动能为64J，在O点动能为16J，不计空气阻力，下列说法不正确的是（ ）
A. 小球所受重力和风力大小之比为
B. 小球落到N点时的动能为128J
C. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为
D. 小球从M点运动到N点过程中机械能不断增加
【答案】A
【解析】A．设风力大小为F，小球的质量为m，小球的初速度为v0，MO的水平距离为x1，竖直距离为h，根据竖直上抛运动的规律知竖直方向上有
则有
从M到O过程中，由动能定理有
Fx1-mgh=EkO-EkM
可得
Fx1=EkO=16J
又有
在水平方向上，由牛顿第二定律有
F=ma
由运动学公式有
由于运动时间相等，则
则有
解得
故A错误；
B．根据题意可知，小球在水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，由对称性可知，小球从M→O和从O→N的运动时间相等，设ON的水平距离为x2，则有
x2=3x1
小球由M→N过程中，由动能定理有
F（x1+x2）=EkN-EkM
解得
EkN=128J
故B正确；
C．由功能关系可知，小球机械能的变化量等于风力做的功，则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为
故C正确；
D．小球从M点运动到N点过程中，风力一直对小球做正功，则机械能不断增加，选项D正确。
此题选择不正确的，故选A。
10. 内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为2m的小球A，另一端固定有质量为m的小球B，将两小球放入凹槽内，小球A位于水平直径处，如图所示，已知重力加速度为g，该系统由静止释放到B球滑到与圆心O等高位置，下列说法正确的是（ ）
A. 在某一位置A球的线速度大于B球的线速度
B. A球重力势能的减少量等于B球重力势能的增加量
C. B球滑到与圆心O等高位置时的线速度大小为
D. 轻杆对B球做的功为
【答案】D
【解析】A．A和B两球都在凹槽上运动，如图所示
假设某一时刻A和B的线速度分别为vA和vB，根据几何关系，可知两线速度方向与杆的夹角相等，可设为θ，则有
vAcsθ=vBcsθ
因此
vA=vB
故A错误；
B．从初始位置到B球滑到与O等高位置，轻杆及A球和B球组成的系统的重力势能减少，由公式
Ep=mgh
可知，A球重力势能的减少量大于B球重力势能的增加量，故B错误；
C．设B球滑到与O等高位置时，两球的线速度大小为v，对轻杆、A球和B球组成的系统，根据系统机械能守恒有
解得
故C错误；
D．由静止释放到B球滑到与O等高位置的过程中，设轻杆对B球做的功为W，则有
解得
故D正确。
故选D
二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2L。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）

A. a、b所受的摩擦力始终相等
B. b一定比a先开始滑动
C. ω＝是b开始滑动的临界角速度
D. 当ω＝时，a所受摩擦力的大小为kmg
【答案】BC
【解析】A．a、b两物体一起随圆盘转动时，静摩擦力提供向心力
因为a、b半径不同故摩擦力不同，故A错误；
B．当a、b两物体一起随圆盘转动时，相同，b物体的半径是a的2倍，故b物体的静摩擦力是a的2倍，随着角速度的增加，b物体先达到最大静摩擦，故b先滑动，故B正确；
C．当b恰好滑动时有
得
故C正确；
D．当a恰好滑动时
得
故a物体还没达到最大静摩擦，故D错误。
故选BC。
12. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示，则（ ）

A. 小球的质量为
B. 当地的重力加速度大小为
C. v2=c时，小球对杆弹力方向向下
D. v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等
【答案】AD
【解析】B．由图乙可知，当v2=b时，杆对球的弹力恰好为零，此时小球只受重力，重力提供向心力，即
解得重力加速度为
故B错误；
A．当v2=0时，向心力为零，杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向，即
即小球的质量为
故A正确；
C．根据圆周运动的规律，当v2=b时杆对球的弹力为零，当v2b时，有
杆对球的弹力方向向下，所以v2=c>b，杆对小球的弹力方向向下，根据牛顿第三定律，小球对杆的弹力方向向上，故C错误；
D．当v2=2b时，有
解得
故D正确。
故选AD。
13. 如图，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。现在将圆环从A点静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零；在C点使得圆环获得一个沿杆向左的速度v，其恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度之内，下列说法正确的是（ ）
A. 从A到C的过程中，圆环经过B点速度最大
B. 从C回到A的过程中，弹力先做正功，后做负功
C. 从A到C克服摩擦力做功为
D. 从A到C弹簧弹性势能减少了
【答案】BC
【解析】A．圆环从A到C过程中，合力是0时圆环的速度最大，故A错误；
B． 由C回到A的过程中，弹性势能先减小，后增大，弹力先做正功，再做负功，故B正确；
CD．从A到C，再由C回到A，根据对称特点可知，摩擦力做功相等，弹性势能变化相同，根据动能定理，有
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（每空2分，共14分）
14. 一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。
（1）以下实验操作合理且必要的是________（填正确答案标号）
A. 调整斜槽末端，必须使末端保持水平
B. 小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放
C. 以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系
D. 用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些
（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。取，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O________（选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为________s；平抛运动的初速度是________m/s。
【答案】（1）AC （2）不是 0.1 2
【解析】
【小问1解析】
A．该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动。故A正确；
B．小球每次必须从相同的高度位置滚下，以保证小球水平抛出时的速度相同。故B错误；
C．以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系。故C正确；
D．只要小球每次从相同的高度位置滚下，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响。故D错误。
故选AC。
【小问2解析】
由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比是1：2，可知O点不是抛出点。
在竖直上有
解得
即小球从A点运动到B点的时间为0.1s。
平抛运动的初速度是
15. 关于“验证机械能守恒”实验如下：如图所示为实验装置。

（1）实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量_________，动能的增加量_________。

（2）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图像是图中的_________。

【答案】 （1） （2）A
【解析】（1）从打下O点到打下B点的过程中，重锤下落的高度为，则重锤重力势能的减少量
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，重锤下落高度时，重锤的速度为
则动能的增加量为
（2）若实验中重锤所受阻力不可忽略，由动能定理有
整理可得
可知，图像为过原点的直线。
故选A。
四、解答题（16题9分，17题10分，18题12分，19题13分，共44分）
16. 如图甲，这是湖南电视台“智勇大冲关”游戏节目中的大转盘游戏环节，经验不足的人会坐在转盘边缘，当转盘转速达到某一数值时，人恰好滑离转盘落入水中，等效模型如图乙。现测得转盘半径R=0.5m，离水面的高度H=0.8m，人落水过程的水平位移大小x=0.4m。设人所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，人视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）人恰好离开转盘时的初速度大小v0；
（2）人与转盘间的动摩擦因数μ。
（3）人落水时的速度大小v。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有
在水平方向上有
解得
（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有
代入数据解得
（3）根据动能定理
解得
v=
17. 如图a所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图像如图b所示，在t=20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）f1=2000N。（解题时将汽车看成质点）求：

(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P；
(2)汽车速度减至8m/s的加速度a大小；
(3)BC路段的长度。
【答案】(1)20kW；(2)0.75m/s2；(3)93.75m
【解析】(1)汽车在AB路段时，牵引力和阻力相等
F1=f1
P=F1v1
联立解得
P=20kW
(2)t=15s后汽车处于匀速运动状态，有
F2=f2
P=F2v2
f2=
联立解得
f2=4000N
v=8m/s时汽车在做减速运动，有

F=
解得
a=075m/s2
(3)由动能定理有
解得
s=93.75m
18. 光滑管状轨道由直轨道和圆弧形轨道组成，二者在处相切并平滑连接，为圆心，、在同一条水平线上，竖直．一直径略小于圆管直径质量为的小球，用细线穿过管道与质量为的物块连接，将小球由点静止释放，当小球运动到处时细线断裂，小球继续运动．已知弧形轨道的半径为，所对应的圆心角为，、，．
（1）若，求小球在直轨道部分运动时的加速度大小．
（2）若，求小球从点抛出后下落高度时到点的水平位移．
（3）、满足什么关系时，小球能够运动到点？
【答案】（1）7m/s2（2）m；（3）M ≥m．
【解析】（1）设细线中张力为F，对小球：
F-mgsin53°=ma
对物块：
Mg-F=Ma
联立解得：
a=7m/s2
（2）在Rt△OAB中，得：
；
由v2=2axAB代入数据解得：
从B到C，根据机械能守恒，有：
小球离开C后做平抛运动，有：
x=vCt
联立并代入数据解得：
（3）小球A→B：M、m系统机械能守恒，有：
线断后，小球B→C，
联立解得：
19. 如图所示，光滑平台上一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量、可视为质点的小物块压缩，且弹簧与物块不拴接，弹簧储存的弹性势能为，弹簧原长小于平台的长度。在平台的右端有一传送带，AB间距离为，传送带以的速率顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数（不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失）。与传送带相邻的粗糙水平面BC长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直半圆轨道与BC平滑连接，在圆弧的最高点F处有一竖直固定弹性挡板。现将小物体释放，小物块恰能滑到半圆轨道最高点F，且物块撞上挡板后以原速率反弹。g取。求：
（1）小物块第一次滑上传送带运动到B点时能否与传送带共速？求出在该过程中产生的热量Q？
（2）半圆轨道的半径R？
（3）小物块最终停下的位置距离B点的距离d？
【答案】（1）能，2J；（2）0.32m；（3）
【解析】（1）依题意，设物块冲上传送带时的速度为，由能量守恒定律有
求得
则物块冲上传送带时将加速，设物块在传送带上加速到与传送带速度相同时，发生的位移为，则有
联立代入相关已知数据解得
，，
因为，故物块与传送带能共速，所以物块到达B点时的速度为
可得在该过程中产生的热量
解得
（2）物块恰能滑到F点，有
从B到F，由动能定理有
解得
（3）物块反弹后从F返回B点，由动能定理有
解得
物体再次滑上传送带后将以原速度返回B点，设第二次物体从传送带滑到BC平台后滑行的路程为，则
求得
所以，最终物块将停在BC平台上距B点处。