2024年山西省孝义市物理高一年级下册期中考试试题含解析

2024年山西省孝义市)物理高一下期中考试试题

考生须知：

1.全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色

字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有

的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分)

1、一个质量为M的箱子放在水平地面上，箱内用一段固定长度的轻质细线拴一质量为m的小球，线的另一端拴在箱子

的顶板上，现把细线和球拉到左侧与竖直方向成0角处静止释放，如图所示，在小球摆动的过程中箱子始终保持静止，则以

A.在小球摆动的过程中，线的张力呈周期性变化，但箱子对地面的作用力始终保持不变

B.小球摆到右侧最高点时，地面受到的压力为(M+m)g,箱子受到地面向左的静摩擦力

C.小球摆到最低点时，地面受到的压力为(M+m)g,箱子不受地面的摩擦力

D.小球摆到最低点时,线对箱顶的拉力大于mg,箱子对地面的压力大于(M+m)g

2、甲为近地圆轨道地球卫星，乙为近月圆轨道月球卫星，若地球半径为月球半径的4倍，地球表面重力加速度为月球

表面重力加速度的6倍，则

A.甲、乙的周期之比为2：V6

B.甲、乙的角速度之比为2：3

C.甲、乙的线速度之比为1：6

D.地球与月球质量之比为128：3

3、如图所示，小车加以速度v沿斜面匀速向下运动，并通过绳子带动重物M沿竖直杆上滑。则当滑轮右侧的绳子与

竖直方向成，角时，重物M上滑的速度为()

A.vsin0B.vcosgC.vtan0D.--

cos。

4、在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为vi,摩托艇在静水中

的航速为V2,战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.若战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地

点离O点的距离为（）

5、一个物体自由下落，在第1s末、第2s末重力的瞬时功率之比为

A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4

6、以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为九空气阻力的大小恒为外，则从抛出至落回到原出发点

的过程中，空气阻力对小球做的功为（）

A.0B.~FfhC.—4FfhD.~2Ffh

7、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1,然后经变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后再次变轨，将卫星

送入同步圆轨道3。轨道1与2相切于Q点，轨道2与3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正

常运行时，以下说法正确的是

A.卫星在轨道3上的速率大于它在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度小于它在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率

D.卫星在轨道2上经过P点时的速率小于它在轨道3上经过P点时的速率

8、我国成功发射的“天宫一号”飞行器绕地球做匀速圆周运动的运行轨道高度为350km,地球同步卫星的高度约为

3.6x104km,关于“天宫一号”和同步卫星，下列说法中正确的是（）

A.“天宫一号”的运行速度大于同步卫星的运行速度，并且均大于7.9km/s

B.“天宫一号”的周期大于24h

C.“天宫一号”的角速度大于同步卫星的角速度

D.“天宫一号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度

9、下列说法中正确的是（）

A.总结出关于行星运动三条定律的科学家是开普勒

B.总结出万有引力定律的物理学家是伽俐略

C.总结出万有引力定律的物理学家是牛顿

D.第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是卡文迪许

10、一艘小船在静水中的速度为3m/s,渡过一条宽150m,水流速度为4m/s的河流，则该小船（）

A.能到达正对岸

B.渡河的时间可能少于50s

C.以最短位移渡河时，位移大小为200m

D.以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为200m

11、2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道H,5为轨道

II上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的是（）

轨道L-------

/轨道工.

A.在轨道II上经过A的速度小于经过5的速度

B.在轨道II上经过A的速度小于在轨道I上经过A的速度

C.在轨道II上运动的周期小于在轨道I上运动的周期

D.在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度

12、如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为机的运动员踩在与水平面成。角的静止皮带上，运动员用力向后蹬

皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为了.使皮带以速度v匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是：

A.人脚对此皮带的摩擦力是皮带运动的动力

B.人对皮带不做功

C.人对皮带做功的功率为mgv

D.人对皮带做功的功率为。

二.填空题（每小题6分，共18分）

13、用如图实验装置验证质量分别为加1、加2的用轻绳连接的重物组成的系统机械能守恒，加।从高处由静止开始下

落，根,上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，右图给出的是实验中

获取的一条纸带：A、B、C、。、E、尸为所取计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离

如图所示，已知打点计时器所用电源的频率为了,当的重力加速度为g;

m

①在打B-E点过程中，系统重力势能的减少量△石/,系统动能的增量△£.=（用题中和图中给出

的字母表示）；

②经计算发现现，△石「总是略大于AEA，其主要原因是（写出两条即可）.

14、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为机=1.00依的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出

一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示.。为第一个点，A、B,C为从合适位置开始选取连续点中的

三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80机/§2,那么：

»0UfC•

L—1555cm—：~~：

,19.20rm«

h23J3rm—

（1）根据图上所得的数据，应取图中。点到点来验证机械能守恒定律.

（2）从。点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量凶"=J,动能增加量AE*=J.

请简述两者不完全相等的原因______,（结果取三位有效数字）

2

（3）若测出纸带上所有点到。点之间的距离，根据纸带算出各点的速度u及物体下落的高度/?,则以匕为纵轴，以〃

2

为横轴画出的图像是图中的

15、“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.

（i）本实验中，除铁架台、夹子、交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是

A.秒表B.刻度尺C.天平D.打点计时器

（2）在验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要直接测量的有

A.重物的质量B.重力加速度

C.重物下落的高度D.与重物下落高度对应的重物的瞬时速度

（3）在验证机械能守恒定律的实验中，得到一条纸带如图2所示，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动

的起点，若重物的质量为1kg,己知相邻两点时间间隔为0.02s,图中长度单位是cm,g取9.8m/s2,则打点计时器打下B点时,

重物的速度VB=m/s.从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量△&=J,重力势能的减小量AE片J,

经过计算发现动能的增加量略小于重力势能的减少量，这是因为——.（以上计算结果均保留两位有效数字）

三.计算题（22分）

16、（12分）水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53。，（g^l0m/s2）o

试求：

（1）石子的抛出点距地面的高度；

（2）石子抛出的水平初速度。

17、（10分）如图，一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37。的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道

上3处，弹簧处于自然状态.AC=7R,A、B、C均在同一竖直平面内.质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑,

最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，A尸=4R.已知P与直轨道间的动摩擦因数重

一金一一

⑴求尸第一次运动到B点时速度的大小;

⑵求P运动到E点时弹簧的弹性势能;

参考答案

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有

的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）

1、D

【解析】

2

在小球摆动的过程中，速度越来越大，对小球受力分析根据牛顿第二定律可知：F-mgcos3=m—,绳子在竖直方

r

（石

向的分力为：F'=FcosO=mgcos0+m—cosO,由于速度越来越大，角度。越来越小，故尸越大，故箱子对地

Ir）

面的作用力增大，在整个运动过程中箱子对地面的作用力时刻变化，故A错误；小球摆到右侧最高点时，小球有垂直

于绳斜向下的加速度，对整体由于箱子不动加速度为=0,"为小球在竖直方向的加速度，根据牛顿第二定律可

知：（M+m）g-FN=M-aM+ma',则有：FN=（M+m）g-nia',故弓＜（/+〃z）g,根据牛顿第三定律可知

对地面的压力小于（M+m）g,故B错误；在最低点，小球受到的重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有:

T-mg=m—,联立解得：T=mg+m—,则根据牛顿第三定律知，球对箱的拉力大小为：T'=T=mg+m—,

故此时箱子对地面的压力为：N=（^M+ni）g+T'=（Af+ni）g+mg+m—,故小球摆到最低点时，绳对箱顶的拉

力大于mg,,箱子对地面的压力大于+故C错误，D正确，故选D.

【点睛】对m运动分析，判断出速度大小的变化，根据牛顿第二定律求得绳子的拉力，即可判断出M与地面间的相

互作用力的变化，在最低点，球受到的重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出绳子的拉力，从而得到箱

子对地面的压力.

2、A

【解析】

空强=叫“时

A、对甲卫星，由万有引力提供向心力:

用也

GM地

解得：,

GM目

对卫星乙飞行角速度：

VA月

根据0=下2兀,得厂V27'r贝人门Tffl=:G:h口,2故人正确‘B错误;

C、根据…H,有＞簧=2亚故c错误;

D、地球表面物体m的重力：*=mg,整理得：中里=g

KuhNwi

同理月球表面的重力加速度：一GM葭月且=亳g

R月6

M地96

由两式取比值得：7詈=丁，故D错误.

取月1

点睛：求解贴近中心天体表面的速度即为第一宇宙速度、角速度、向心加速度应该根据万有引力提供向心力来计算；

忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式解出两星球质量之比；要比较一个物理量大小或变化，我们应

该把这个物理量先表示出来，再进行比较，注意向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选

取应用.

3、D

【解析】

将"物体的速度按图示两个方向分解，如图所示

则有

v=vMcos0

解得

cos6

故D正确，ABC错误。

故选D。

4、D

【解析】

根据s=vt,

因此摩托艇登陆的最短时间：

d

t=—,

%

登陆时到达O点的距离：

dV]

S=Vlt=；

V2

故选D.

点睛：摩托艇在水中一方面自己航行前进，另一方面沿水向下漂流，当摩托艇垂直于河岸方向航行时，到达岸上的时

间最短，由速度公式的变形公式求出到达河岸的最短时间，然后求出摩托艇登陆的地点到0点的距离.

5、B

【解析】

物体自由下落，在第1s末物体速度：％=gf=10m/s,第2s末物体速度：%=g〃=20m/s,重力瞬时功率：

P=Fv=mgv,所以重力瞬时功率之比为1：2,ACD错误B正确

6、D

【解析】

上升过程：空气阻力对小球做功：M=-F也；下落过程：空气阻力对小球做功：W2=-Ff/i；则从抛出到落回到抛出点的

过程中，空气阻力对小球做的功为：W=W!+Wi=-2Fth,故选D。

7、BCD

【解析】

也GM可知，卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，选项A错误；根据①=J与可知卫星在轨道

根据v=

3上的角速度小于在轨道1上的角速度，选项B错误；卫星从轨道1进入轨道2要在Q点点火加速，则卫星在轨道1

上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度，选项C正确；根据。可知，卫星在轨道2上经过P

r

点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项D错误；故选C.

8、CD

【解析】

2

rr,I___,rri,、rGMmmV472r9

根据万有引力提供向心力有：—=—=m^=m«j2r=ma

“天宫一号”飞行器绕地球做匀速圆周运动的运行轨道高度为350km,地球同步卫星的高度约为

3.6X104km,“天宫一号”的运行速度大于同步卫星的运行速度，但是小于7.9km/s,故A错误；“天

宫一号”的周期小于24h,故B错误；“天宫一号”的角速度大于同步卫星的角速度，故C正确；“天

宫一号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故D正确；故选CD.

点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与

轨道半径的关系.

9,ACD

【解析】

开普勒发现了开普勒三定律，A正确；伽利略通过理想斜面实验推出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运

动的原因，牛顿发现了万有引力定律，B错误C正确；卡文迪许通过扭秤实验测得了万有引力常量，D正确.

10、BCD

【解析】

A.因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达

对岸，故A错误；

B.当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短，为

d

Lin=—=50S

匕

故B正确；

C.因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达

对岸，船以最短位移渡河时，船速度与合速度方向垂直，则合速度与河岸的夹角。满足

sin0=—=—

v水4

则船的位移为:

x=d=200m

sing

故C正确；

D.船以最短时间渡河时，沿水流方向的位移：Xi=4"min=4x50m=200m,故D正确。

故选BCDo

【点睛】

船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，

这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中

的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸。

11、ABC

【解析】

A.根据开普勒第二定律，相同的时间内扫过相同的面积，因此半径越大，速度越小，故在轨道II上经过A的速度小

于经过3的速度，A正确；

B.在轨道I上做匀速圆周运动

GMm_mvf

r2r

而在轨道II上经过A点后将做近心运动

GMm〉mv1

r2r

因此在轨道H上经过A的速度小于在轨道I上经过A的速度，B正确；

C.根据开普勒第三定律

3

叁r=恒量

轨道n的半长轨小于轨道I的半径，因此在轨道II上运动的周期小于在轨道I上运动的周期，c正确；

D.根据万有引力定律和牛顿第二定律

GMm

——--=ma

r~

在同一位置，加速度相同，D错误。

故选ABCo

12、AD

【解析】

皮带受摩擦力而运动，故皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力，故A正确；人对皮带的摩擦力使皮带产生了位移，故

人对皮带做正功；故B错误；人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率P=fv；故C正确，D错误；故选AC.

二.填空题（每小题6分，共18分）

2

/、/、1/、2/(AX2+AX3)2/2(A%+A%)

+

13、(m,-m2)(AX2AX3+AX4)-(m2+^)------------------------------见解析

乙AUUJ.

【解析】

①计数点B的瞬时速度为:点=若='Of

同理，计数点E的瞬时速度为：v=退=%+8/

2T10

系统动能的增加量为：AE/=g(叫+加2)1Ax41Ax5

㈣的重力势能减小了：rn^gh=mjg(AX2+AX3+Ax4)

m2的重力势能增加了：m2gh=m2g(Ax2+Ax3+Ax4)

系统重力势能的减小量为：=(m1-/n2)g(Ax2+Ax3+Ax4)；

②由上述计算得△/VAE.,造成这种结果的主要原因是纸带通过打点计时器受摩擦力、打点阻力及重物受空气阻力

等影响的结果.

14、B1.881.84重物下落时受到空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力作用A

【解析】

解：⑴验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能△约」咫〃和增加的动能AELJ加之间的关系，由3点

能够测/?和v的数据，而4、。两点不方便测出速度L故应取图中。点和3点来验证机械能守恒定律；

2

⑵减少的重力势能：AE/7=mg/z=1.00x9.8x19.20xIO-J«1.88J,根据利用匀变速直线运动的推论可得B点的速

度：y=至=02323-0.1555mzs=]92m/s,3点的动能为：后始=」机说QL84J,动能增加量为：

2T0.042

=E*B-0=L84J,动能的增加量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点计时器与

纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能；

22

⑶从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出，咫/7=:机商，可得匕=无，所以以匕为纵轴，以〃为横轴

222

画出的图线应是过原点的倾斜直线，故选项A正确.

15、BDC0.970.470.48重物克服阻力做功

【解析】

(1)A、实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，A错误；

B、在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正确；

C、而在数据处理中物体的质量可以消去，故不需要测物体的质量，故不用天平，C错误；

D、在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，我们是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打

出的点求得动能及变化的势能，故需要打点计时器，D正确；

故选BD.

(2)ABC、在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要验证的方程是：=直接测量的有：用刻度尺测量重

锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量，重力加速度是当地的重力加速度，查表得到，故AB错误，C正

确；

D、根据匀变速运动的推论，通过计算可求得与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度，故D错误；

故选C.

(3)根据匀变