广东省深圳市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份广东省深圳市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版）试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷满分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：必修第二册第五章至第七章。
一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体在恒力作用下可能做曲线运动
B. 做匀速圆周运动的物体，加速度保持不变
C. 开普勒第三定律公式中，T是行星的自转周期，k与中心天体有关
D. 牛顿利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个计算出地球质量的人
【答案】A
【解析】A．物体受恒力作用时，如果该力与初速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动，A正确；
B．做匀速圆周运动的物体，加速度大小不变，但方向一直改变，B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，公式中是行星的公转周期，与中心天体有关，C错误；
D．卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个“计算”出地球质量的人，D错误。
故选A。
2. 春节期间，某同学随家人去海边游玩，在该同学乘坐的小船渡过某段紧挨平直海岸、宽度为200m的水域过程中，小船在静水中的速度大小为1m/s，海水沿海岸方向的流速与船到海岸的距离关系如图所示。关于小船渡过这段水域的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 渡过这段水域的最短时间为100s
B. 小船的最小位移为200m
C. 小船不可能垂直海岸渡过该段水域
D. 小船的运动轨迹一定为直线
【答案】C
【解析】A．小船垂直海岸渡过水域时，时间最短，有
A错误；
BC．由于水流速度不断变化，当水流速度大于船在静水中的速度时，船将不能垂直海岸渡过水域，所以最小位移大于水域宽度，即最小位移大于200m，B错误，C正确；
D．若船垂直海岸渡过水域，运动轨迹为曲线运动，D错误。
故选C。
3. 如图所示，倾角的斜劈的劈尖顶着竖直墙壁静止于水平地面上，现将一球放在墙面与斜劈之间，并从图示位置由静止释放，不计一切摩擦．若球落地前瞬间，斜劈的速度大小为v，则此时球的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可知，球沿直线下落，斜劈水平向右运动，将二者的实际速度分别沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向分解，如图所示，对球有，
其中
联立解得
故选D。
4. 如图所示，跳台斜坡与水平面的夹角，滑雪运动员从斜坡的起点A水平飞出，经过落到斜坡上的B点。不计空气阻力，重力加速度取，则运动员离开A点时的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设A点与B点的距离为L，竖直方向有
解得L=10m
设运动员离开A点时的速度大小为，运动员在水平方向有
解得
故选B。
5. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点，两者之间的万有引力大小为。现从球体中挖去一个半径为的小球体，如图所示，剩余球体部分对质点的万有引力大小为，则的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由公式和
解得挖去的小体质量
由题意及万有引力公式，可知
挖去的小球体与质点间的万有引力大小
则剩余球体部分对质点的万有引力大小
可知
故选C。
6. 某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶，自行车的部分简化图如图所示。已知自行车小齿轮的半径为，大齿轮的半径为，车轮的半径为。若大齿轮转动的转速为，则自行车前进的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】小齿轮与大齿轮边缘各点线速度大小相等，有
解得
小齿轮与车轮同轴转动，故小齿轮角速度等于车轮角速度，则自行车前进的速度大小
故选A。
7. 如图所示，“鹊桥二号”在进入近月点、远月点的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行，经过多次轨道控制，“鹊桥二号”最终进入近月点和远月点、周期为的环月椭圆轨道。关于“鹊桥二号”，下列说法正确的是（ ）
A. 发射速度大于
B. 在捕获轨道运行的周期大于
C. 经过点的加速度大于经过点的加速度
D. 在捕获轨道上经过点的速度小于在环月轨道上经过点的速度
【答案】B
【解析】A．“鹊桥二号”绕月飞行时，并没有脱离地球引力的约束，所以“鹊桥二号”的发射速度满足，故A错误；
B．由开普勒第三定律，可知“鹊桥二号”在捕获轨道运行的周期大于环月椭圆轨道运行的周期，即捕获轨道运行的周期大于，故B正确；
C．由牛顿第二定律有
解得
可知“鹊桥二号”经过点的加速度小于经过点的加速度，故C错误；
D．“鹊桥二号”经过捕获轨道近月点时，需点火减速才能进入环月轨道，故“鹊桥二号”在捕获轨道上经过点的速度大于在环月轨道上经过点的速度，故D错误。
故选B。
8. 关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 它们的轨道一定在赤道正上方
B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相等
C. 它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同
D. 不同卫星的轨道半径都相同，它们的运行速度均小于第一宇宙速度
【答案】BD
【解析】A．地球静止卫星只能在赤道正上方，但地球同步卫星轨道可以和赤道平面有夹角，A错误；
B．地球同步卫星的角速度、周期与地球自转的角速度、周期相等，B正确；
C．地球同步卫星的轨道半径是定值，所以不同卫星的轨道半径一定相同，C错误；
D．不同地球同步卫星的轨道半径都相同，它们的运行速度小于第一宇宙速度，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，质量分别为和的A、B两颗星体绕它们连线上的点做匀速圆周运动。已知A、B两颗星体球心的距离为，引力常量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 星的角速度等于星的角速度
B. 星的向心力大于星的向心力
C. 星的质量大于星的质量
D. 星体做圆周运动的周期为
【答案】AD
【解析】A．双星绕同一点转动，可知角速度相等，A正确；
BC．根据
可知A星的向心力等于B星的向心力，因
则A星的质量小于B星的质量，BC错误；
D．根据和
联立解得星体做圆周运动的周期
D正确。
故选AD。
10. 如图所示，为水平转盘的圆心，物块A和B的质量均为，中间用轻绳连接在一起，A与竖直转轴之间也用轻绳连接，两绳恰好伸直且能承受的张力足够大，A、B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。已知A与点距离为，B与点距离为，A、B与转盘之间的动摩擦因数均为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。水平转盘的角速度从零开始缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，绳开始有张力
B. 当时，绳开始有张力
C. 当时，绳开始有张力
D. 当时，绳开始有张力
【答案】BC
【解析】AB．由题可知A、B具有相同的角速度，根据向心力公式有
可知角速度相同时，圆周运动半径越大，向心力越大，B的圆周半径较大，当B达到最大静摩擦力时，绳即将产生拉力，此时对B有
解得
A错误，B正确；
CD．当A、B整体达到最大静摩擦力时，绳即将产生拉力，设绳的拉力为T，此时对A有
对B有
联立解得
C正确，D错误。
故选BC。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力的大小；宽为的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。
（1）在该实验中，主要采用______方法来探究向心力与质量、半径、角速度的关系。
A．控制变量法 B．理想实验法 C．微元法 D．等效替代法
（2）挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，砝码做圆周运动的角速度大小为______（用表示）。
（3）以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为，则滑块的质量为______（用表示）。
【答案】（1） A （2） （3）
【解析】（1）探究一个物理量与多个物理量之间的关系时，需要用控制变量法。
故选A。
（2）根据题意可知，每次经过光电门时的速度为
由公式可知，砝码做圆周运动角速度大小为
（3）根据题意，由公式可得
结合图像有
解得
12. 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．金属片把 A 球沿水平方向弹出，同时 B 球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变 A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______________
（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道 M、N，两小铁球 P、Q 能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出．实验可观察到的现象应是______．仅仅改变弧形轨道 M 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象， 这说明_________
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图（3）所示的“小球做平抛运动”的照 片．图中每个小方格的边长为 10cm，则由图可求得拍摄时每______s 曝光一次，该小球平抛的初速度大小为______m/s，经过 b点时速度大小为_________m/s；（g 取10m/s2）
【答案】 （1）平抛运动在竖直方向做自由落体运动； （2）P球落地时刚好和Q球相遇； 平抛运动在水平方向做匀速直线运动； （3）0.1； 2；
【解析】（1）在打击金属片时，金属片把A球沿水平方向弹出，做平抛运动，同时B球被松开，做自由落体运动，两小球同时落地，说明A球与B球在竖直方向的运动规律相同，即：说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．
（2）两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出，小球P做平抛运动，小球Q在水平方向做匀速直线运动，可以看到：P球落地时刚好和Q球相遇；当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，这说明：初速度相同时，平抛运动在水平方向的运动规律与匀速运动规律相同，即：说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动．
（3）平抛运动可分解为：竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；在竖直方向：由△h=gt2可得：；
小球的初速度：；
在竖直方向上：
小球经过b点时的速度大小：；
三、计算题（本题共3小题，共38分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知二十五号卫星的离地高度为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转的影响，求：
（1）地球的密度；
（2）二十五号卫星的线速度大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
小问1解析】
在地球表面有
解得
地球体积
则地球的密度
【小问2解析】
根据万有引力提供向心力，有
解得
14. 如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，一小球（可视为质点）以一定的初速度从斜面底端正上方某处水平抛出，经的时间，小球恰好垂直击中斜面。不计空气阻力，重力加速度g取，，，求：
（1）小球抛出时初速度大小；
（2）小球从抛出到击中斜面过程的位移大小；
（3）小球抛出点到斜面底端的高度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设小球击中斜面时的竖直分速度大小为，小球在空中做平抛运动，竖直方向有
因小球垂直击中斜面，由几何关系有
解得小球抛出时的初速度大小
（2）水平方向有
竖直方向有
则小球从抛出到击中斜面过程的位移大小
（3）设小球抛出点到斜面底端的高度为，由几何关系有
解得
15. 如图所示，一个质量为的小球C由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处，A处绳长为，B处绳长为，B处的细绳张紧时恰好水平，两根绳能承受的最大拉力均为。重力加速度大小为，转轴带动小球转动，求：
（1）当B处绳子刚好被拉直时，小球的线速度的大小；
（2）为使两绳都不被拉断，转轴转动最大角速度；
（3）两绳都被拉断时，转轴转动的角速度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
B处绳刚好拉直时，设A处绳与竖直方向夹角为，对小球C受力分析，如图甲所示：
由几何关系得
解得
由向心力公式有
解得
【小问2解析】
B处绳张紧时，A处绳的拉力大小
故A处绳未断，之后夹角不变，则此后不变，要保证两绳都不断，只要B处绳不断即可。B处绳刚要断时，由向心力公式有
解得
【小问3解析】
A处绳刚要断时，受力分析如图乙所示：
由向心力公式得
解得