湖南省部分学校2024-2025学年高一下4月期中联考物理试卷（解析版）

这是一份湖南省部分学校2024-2025学年高一下4月期中联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 神舟十九号航天员乘组于2025年3月21日晚圆满完成第三次出舱活动。出舱活动中，航天员相对于空间站静止，空间站绕地球做圆周运动。对于该状态下的航天员，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员处于失重状态，不受地球引力
B. 航天员的速度大小大于第一宇宙速度
C. 地球对航天员的引力使得航天员也绕地球做圆周运动
D. 该状态下航天员的惯性比在地球上的惯性小
【答案】C
【解析】AC．航天员处于失重状态，受地球引力提供向心力，使得航天员也绕地球做圆周运动，故A错误，C正确；
B．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，则航天员的速度大小小于第一宇宙速度，故B错误；
D．惯性由物体的质量决定，该状态下航天员的惯性与在地球上的惯性一样大，故D错误；
故选C。
2. 关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车经过拱形桥的最高点时处于超重状态
B. 公交车拐弯时乘客有倒向弯道内侧的趋势
C. 秋千摆到最低点时，坐在秋千上的小孩对秋千的压力可能小于小孩受到的重力
D. 火车轨道在弯道处外轨略高于内轨，可使火车拐弯时轮缘对内、外轨的弹力均为0
【答案】D
【解析】A．汽车经过拱形桥的最高点时，加速度竖直向下，处于失重状态，故A错误；
B．因为惯性公交车拐弯时乘客有倒向弯道外侧的趋势，故B错误；
C．秋千摆到最低点时，根据牛顿第二定律
可得秋千对小孩的支持力
根据牛顿第三定律可知坐在秋千上的小孩对秋千的压力大于小孩受到的重力，故C错误；
D．火车转弯时，外轨略高于内轨的设计是为了利用重力和支持力的合力提供向心力，从而减少轮缘对铁轨的侧向压力。理想情况下，如果倾角设计合理，火车可以完全依靠重力和支持力的合力提供向心力，此时轮缘对内、外轨的弹力均为0，故D正确。
故选D。
3. 2025年3月26日，天链二号04星搭乘长征三号乙运载火箭，于西昌卫星发射中心成功发射。已知天链二号04星绕地球做圆周运动的轨道半径比近地卫星的轨道半径大，假设近地卫星和天链二号04星的质量相等，则相较于近地卫星，在轨运行的天链二号04星的（ ）
A. 动能更小B. 向心加速度更大
C. 角速度更大D. 周期更小
【答案】A
【解析】A．根据万有引力提供向心力
可得
可知天链二号04星绕地球做圆周运动的线速度比近地卫星的线速度小，它们质量相等，根据
可知在轨运行的天链二号04星的动能更小，故A正确；
B．根据牛顿第二定律
可得
可知在轨运行的天链二号04星的向心加速度更小，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
可得
可知在轨运行的天链二号04星的角速度更小，故C错误；
D．根据
结合C选项分析可知在轨运行的天链二号04星的周期更大，故D错误。
故选A。
4. 交警在处理某次交通事故时，测量出汽车在路面上留下的刹车痕迹的长度为62.5m，已知该汽车刹车时加速度大小恒为，汽车刹车前瞬间的速度大小为（ ）
A. 20m/sB. 22.5m/sC. 25m/sD. 35m/s
【答案】C
【解析】根据速度位移关系
代入数据可得
故选C。
5. 如图所示，水平轻杆两端分别固定质量为2kg的物块A和质量为4kg的物块B，物块A、B与水平地面间的动摩擦因数均为0.2。现用水平向左、大小为24N的恒力推物块B，物块A、B一起做匀加速直线运动，取重力加速度大小。施加恒力后轻杆对物块B的弹力大小和方向分别为（ ）
A. 16N、水平向右B. 8N、水平向右
C. 16N、水平向左D. 8N、水平向左
【答案】B
【解析】对系统受力分析，根据牛顿第二定律
对A受力分析，根据牛顿第二定律
联立解得
杆对A的弹力方向是水平向左的推力，故杆对B的弹力方向水平向右，大小也是8N。
故选 B。
6. 如图所示，圆心为O点、最高点为A点、半径为R的竖直半圆轨道固定在水平平台上，O、A点连线竖直。可视为质点、质量为m的小球经过轨道上的A点时对轨道的弹力大小为4mg，小球从A点飞出后恰好以方向平行于斜面的速度落在斜面顶端B点。已知斜面倾角为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球经过A点时的速度大小为
B. 小球在空中运动的时间为
C. 小球落在B点时的速度大小为
D.
【答案】C
【解析】A．小球经过A点时小球对轨道的弹力大小为4mg，由牛顿第三定律轨道对小球的弹力大小也为4mg 由
解得小球经过A点时的速度大小
故A错误；
B．从A点到到B点小球做平抛运动，由竖直方向小球做自由落体运动可知
得
故B错误；
C．从A点到到B点对小球应用动能定理
解得
故C正确；
D．B点小球速度方向平行于斜面，小球竖直方向的速度
则
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 2025年3月15日上午，国内首款具备空投功能的大型无人运输机TP1000成功首飞。某次无人机测试时，通过传感器获得无人机在水平方向上的加速度-时间（ax-t）图像和在竖直方向上的速度-时间（vy-t）图像分别如图甲、乙所示，已知0时刻无人机在水平方向上的速度大小为4.5m/s，方向与水平方向加速度方向相同。下列说法正确的是（ ）
A. 0~2s内无人机在做曲线运动
B. 0~2s内无人机在做直线运动
C. 第1s末无人机的速度大小为12.5m/s
D. 第1s末无人机的速度大小为17.5m/s
【答案】BC
【解析】AB．无人机的初速度，
可得
无人机的加速度，
可得
0~2s内无人机初速度方向与加速度方向相同，无人机在做直线运动， A错误，B正确；
CD．第1s末无人机的水平分速度大小为
第1s末无人机的竖直分速度大小为
第1s末无人机的速度大小为
故C正确，D错误。
故选BC。
8. 如图所示，质量为m的汽车（视为质点）在倾角为的倾斜路面上以速率v转弯（可视为在水平面内做匀速圆周运动）时汽车的向心力恰好由重力和支持力的合力提供。取重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车受到的支持力大小为
B. 汽车的向心加速度大小为
C. 汽车拐弯的半径为
D. 若仅路面变为水平平面，汽车仍以速率v过该弯道（未侧滑），则汽车受到的径向摩擦力大小为
【答案】AD
【解析】A．对汽车受力分析有
解得
选项A正确；
B．汽车在水平方向上有
解得
选项错误；
C．由
解得
选项C错误；
D．若仅路面变为水平平面，汽车做圆周运动所需的向心力不变，由径向摩擦力提供，因此有
选项D正确
故选AD。
9. 如图所示，一表面光滑均质球形工件静止于竖直墙壁与水平横杆之间，横杆始终与墙壁平行。若轻微移动横杆，使横杆到墙面的距离略微减小，则下列说法正确的是（ ）
A. 横杆对工件的弹力增大B. 横杆对工件的弹力减小
C. 墙面对工件的弹力增大D. 墙面对工件的弹力减小
【答案】BD
【解析】对工件进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有，
横杆到墙面的距离减小，则减小，减小，增大，所以横杆、墙面对工件的弹力均减小。
故选BD。
10. 如图所示，固定光滑斜面的倾角为74°，与光滑水平面在O点连接。质量均为m的两个小球a、b用长为L的轻杆相连，外力作用在小球b上，使得小球a靠在斜面上，小球b位于水平面上的O点。撤去外力后两球由静止开始运动。取重力加速度大小为g，，。对于从两球开始运动到轻杆与水平面的夹角为37°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球a的动能增加量大于小球b的动能增加量
B. 小球a的机械能减少量等于小球b的动能增加量
C. 小球a的动能增加量为
D. 轻杆对小球b做的功为
【答案】BC
【解析】B．系统只有动能和重力势能相互转化，系统的机械能守恒，所以小球a的机械能减少量等于小球b的动能增加量， B正确；
AC．根据机械能守恒定律得
根据题意得
解得 ，
小球a的动能增加量等于小球b的动能增加量，均等于， A错误，C正确；
D．根据动能定理，轻杆对小球b做的功为， D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. “天工”实验小组利用图甲所示的装置来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。小车后面固定一条纸带，纸带穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端跨过光滑定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器可测量出小车受到的拉力大小。
（1）实验中________（填“需要”或“不需要”）平衡小车受到的阻力。
（2）某次实验获得纸带的一部分，如图乙所示，部分计时点的间距已标出。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s。纸带上打出A点时小车的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为________。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）需要 （2）1.6 1.8
【解析】
【小问1解析】
实验中，是把拉力传感器的示数当作小车所受到的合外力，所以本实验需要平衡小车受到的阻力。
【小问2解析】
根据纸带提供数据，可得打出A点时小车的速度大小为
根据逐差法，可得小车的加速度大小为
12. 某探究小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。已知物块A（含遮光片）的质量为m，物块B的质量为M(M＞m)，测得遮光片的宽度为d，光电门1、2的高度差为h。初始时，滑轮两侧细线处于绷紧状态。由静止释放物块B，遮光片通过光电门1、2的遮光时间分别为t1、t2，已知重力加速度大小为g。
（1）遮光片通过光电门2时物块B的速度大小为______。从遮光片通过光电门1到通过光电门2的过程中，物块A、B组成的系统重力势能的减少量为______，动能的增加量为______，若两者相等，则可验证物块A、B组成的系统机械能守恒。（均用题中给定物理量的符号表示）
（2）实验测得系统重力势能的减少量始终比动能的增加量大，造成这一误差的原因可能是______（写出一条即可）。
【答案】（1） (M-m)gh
（2）细线与滑轮间存在摩擦力
【解析】
【小问1解析】
遮光片通过光电门2时物块B的速度大小为
物块A、B组成的系统重力势能的减少量为
遮光片通过光电门1时物块B的速度大小为
动能增加量为
【小问2解析】
实验测得系统重力势能的减少量始终比动能的增加量大，造成这一误差的原因可能是细线与滑轮间存在摩擦力。
13. 如图所示，小明用高度h2=1.0m的水桶取水时，将水桶放置在水平地面上，水平细水管到水桶桶口（桶口处于水桶横截面中心位置且厚度可忽略）的高度h1=0.8m。调整水桶位置，使得水恰好从水桶桶口中心处无阻挡地落到桶底边缘，此时水桶桶口中心到细水管管口的水平距离x=1.2m。已知重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）水从细水管管口落到水桶桶口中心所用的时间t1；
（2）水落到水桶桶口中心处时的速度大小v；
（3）水桶的半径R。
【答案】（1） （2） （3）R=0.6m
【解析】
【小问1解析】
水在空中做平抛运动，竖直方向上有
解得
【小问2解析】
水平方向上有
水落到水桶桶口中心处时的竖直分速度大小
合速度大小
解得
【小问3解析】
水从细水管管口落到桶底，竖直方向上有
水平方向上有
解得R=0.6m
14. 我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统目前由天链二号01至04星组成，这些卫星绕地球做匀速圆周运动，为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务。已知天链二号01星的轨道半径为r，运行周期为T，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G。求：
（1）地球的质量M；
（2）地球的半径R；
（3）地球的第一宇宙速度大小v。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
设天链二号01星的质量为m，地球的质量为M，有
解得
【小问2解析】
对于放在地球表面且质量为m'的物体，有
解得
【小问3解析】
设质量为m"的近地卫星绕地球表面做圆周运动，有
解得
15. 如图所示，固定在水平地面上、倾角的斜面底端固定着平行于斜面的轻质弹簧，弹簧处于原长时末端处于斜面上的点。质量的物块（可视为质点）静止在斜面右侧的光滑水平平台上。现用水平向左的恒力拉着物块由静止开始运动，物块运动到平台左边缘点时撤去恒力，物块恰好以平行于斜面方向的速度落在斜面顶端点。物块沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短时弹簧的压缩量，稍后物块离开弹簧后运动至斜面上的点（图中未画出）静止。已知、两点的高度差，、两点间的距离，物块与斜面间的动摩擦因数且接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小，，。求：
（1）恒力对物块做的功；
（2）弹簧被压缩到最短时的弹性势能；
（3）、两点间的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
设物块从点飞出时的初速度大小为，落在A点时速度大小为，则有
物块在平台上运动有
物块从O点运动到A点有
联立解得，
【小问2解析】
物块从A点到压缩弹簧至最短的过程中有
其中，
解得
【小问3解析】
物块从A点运动到C点的过程中有
解得