河南省南阳市新未来联考2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题（含解析）

金科·新未来2024~2025学年度4月质量检测高一物理全卷满分100分，考试时间75分钟。1.关于圆周运动的概念与规律，下列说法正确的是()A．匀速圆周运动的物体所受合力完全提供向心力B．匀速圆周运动的线速度保持不变C．匀速圆周运动是一种匀变速运动D.做匀速圆周运动的物体所受合力增大将做离心运动2.某卫星运行轨道从圆轨道I变成椭圆轨道II再变成圆轨道III的情景如图所示，A、B分别为I与II、II与III相切的点，且分别为近地点和远地点。下列说法正确的是()A．由I到II，卫星应在A点减速B．卫星分别在轨道II、III上运行经过B点时加速度相等C．在轨道II上，卫星从A到B的过程速度增大D.在任意相等的时间内，在轨道II上卫星与中心天体的连线扫过的面积与在轨道II上卫星与中心天体的连线扫过的面积相等3.如图所示，轻质细绳跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，两端分别与水平面上的物块A和倾角为30。的固定斜面上的物块B连接。当A,B到达如图所示位置时，定滑轮两侧轻绳与水平面的夹角分别为37。、60,A,B的速度大小分别为vA、vB，已知B均可视为质点。则此时vA、vB的关系为()4.如图甲所示，人类用太空望远镜观测到某颗球形星体周围存在着环状物质。为了测定环状物质是星体的3组成部分，还是环绕该星体的卫星群，对其做了精确的观测，发现环状物质到星体中心距离的三次方r与环状物质绕星体运行周期的平方T2的关系图像如图乙所示，将环状物质的运动视为匀速圆周运动。已知图像的斜率为k，引力常量为G，下列说法正确的是()3A．环状物质是球形星体的组成部分B．可求出球形星体的半径C．可求出球形星体的密度D.球形星体的质量为5.如图所示，光滑的斜面abcd是边长为L的正方形，其倾角θ为未知量，在a点给小球（可视为质点）一个由a指向b的初速度v0，小球沿斜面运动到c点，重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是 2LA．小球从a到c的运动时间为v0B．小球从a到c的平均速度大小为2v0EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(2),0)C．斜面倾角θ的正弦值为gL55D.小球在c点速度方向与cd边间夹角的正切值为26.在坐标系xOy中，从0时刻起，一质量为m的物体（视为质点）沿x轴、y轴的分位移与时间的关系图像如图甲、乙所示，已知甲图像在0时刻和乙图像在t0时刻的切线斜率均为0，两图像中倾斜虚线的斜率均为k，两图像均为抛物线，下列说法正确的是()A．物体在t0时刻的速度大于2k2kB．物体沿y轴方向的分加速度大小为t04kmC．物体受到的合力大小为t0D.0至t0时间内物体的位移大小为2kt07.如图甲所示，质量为m的小球（视为质点）用轻质细线悬挂于O点在竖直面内做圆周运动，小球以不同的角速度通过最高点时，细线的拉力F与其角速度的平方2的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是()A．F=0时，小球在最高点的角速度大小为a2B．当地的重力加速度大小为mb C．细线的长度为ma的大小为b，方向竖直向上8.如图所示，A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，绕行方向相同，已知A、B的转动周期分别为T1,T2。不计其他天体对卫星的影响，不计A,B之间的引力，则下列说法正确的是()A．A的角速度大于B的角速度B．A的线速度小于B的线速度C．A的向心力大于B的向心力D.A,B两颗卫星相邻两次间距最小的时间间隔为9.如图所示，甲、乙两个小球（均视为质点）先、后从一水平虚线上的a点斜向上抛出，甲以与虚线成60。角斜向上的速度v0抛出，经过一段时间运动到虚线上b点（未画出），乙以与虚线成30。角斜向上，大小仍为v0的速度抛出，经过一段时间运动到虚线上。点（未画出不计空气阻力，下列说法正确的是()A．甲、乙在最高点的速度大小之比为B．甲从a运动到b的时间与乙从a运动到c的时间之比为:1C．甲、乙在题述运动过程中离水平虚线的最大距离之比为2:1D.a,b与a,c间距离之比为1:110.如图甲所示表面光滑的圆锥体固定在水平面上，锥面与竖直轴线之间的夹角为θ（大小未知），长度为L的轻质细线一端固定在锥体的顶点O，另一端连接在可视为质点的小球上，观让小球绕着轴线做匀速圆周运动，细线的拉力F与小球角速度的平方2间的关系如图乙所示，重力加速度为g，小球离开斜面后，细线与轴线间的夹角为β,根据图乙所提供的信息，下列说法正确的是()A．F与2成正比B．当小球角速度大于0时，cosβ与2成反比C．锥面与竖直轴线间夹角θ的余弦值为D.小球的质量为11.用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球做匀速圆周运动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力大小的比值。回答下列问题：（1）该实验采用的实验方法是____________（填字母）；A．等效替代法B．控制变量法（2）在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此次实验可研究向心力的大小与____________（填字母）的关系；A．角速度大小wB．质量mC．半径r（3）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的示数____________；两标尺示数的比值____________。（均填“变大”“变小”或“不变”）12.实验小组利用下面三种方法来研究平抛运动规律。（1）甲图中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹，发现它们会____________（填“同时”或“先后”）落地，由此可判断小球A在竖直方向做____________运动；（2）乙图中两个完全相同的斜槽M、N,N固定于可视为光滑的水平地面上，M固定在N正上方，两斜槽在同一竖直平面内且末端均水平，从两斜槽最高点同时释放两个完全相同的小球P、Q,P球落地时正好与Q球相碰，可判断P球水平方向做____________运动；（3）如图丙研究斜面上的平抛运动。实验装置如图（a）所示，每次将小球以相同的水平初速度v0从斜面顶端抛出，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的水平射程x（小球始终落在斜面上），最后作出了如图（b）所示的x-tanθ图像，写出x与tanθ间的关系式x=____________（重力加速度为g，用题中所给物理量字母表示），若g取10m/s2，则由图（b）中数据可得，小球在斜面顶端水平抛出时13.假设一探测器在到达火星表面附近时，先以速度v0匀速直线竖直下落，后匀减速直线运动直到速度为0，做匀减速运动的加速度大小等于火星表面的重力加速度，两个过程下落的总高度为h，总时间为t，已知火星的质量为M，万有引力常量为G，忽略星球自转的影响。求：（1）火星表面的重力加速度大小；（2）火星的半径及第一宇宙速度的大小。14.如图所示，从一高楼顶部向一较低的平台水平抛射物品（可视为质点），已知抛出点P和平台上Q点的连线与水平方向夹角为53,P、Q连线的长度为L=25m,M为P、Q连线上的一点，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，sin53。=0.8,cos53。=0.6。（1）某次水平抛射由于速度不够大，物品经过M点，求此时物品速度的方向与水平方向间夹角的正切值：（2）某次水平抛射，物品恰好落在Q点，求物品在空中飞行的时间t及水平抛射初速度v0的大小；（3）在（2）中的情况下，求物品离PQ连线的最远距离。15.直角支架KOO9由水平杆KO和竖直杆O9O组成，整个装置可以O9O为轴转动，现有一可视为质点的小环A套在杆KO上，位于距O点d=0.5m处的N点，如图甲所示。当装置以角速度①0=4rad/s匀速转动时，小环A恰好能在N点随装置一起匀速转动。重力加速度g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求小环A与杆KO间的动摩擦因数μ;（2）如图乙所示，小环A仍在N点，现在A下方用轻质细线与小球B（可视为质点）连接。另一水平轻质细线的两端分别连接B与杆O9O上的P点，各段细线均伸直，A,B间细线与竖直方向的夹角θ=53。，mB=0.3kg,A、B间细线长L=0.5m,sin53。=0.8,cos53。=0.6。（以下情况中A始终在N点）细线上拉力T的大小；②当装置以不同的角速度①匀速转动时，小环A受到的摩擦力大小为f。请写出小环A与杆发生相对滑动前f的大小与①间的关系式。金科·新未来2024~2025学年度4月质量检测·高一物理参考答案、提示及评分细则题号123456789答案ABCDCBCADBDBC1.【答案】A【解析】句速圆周运动切向力等于0，合力指向圆心完全提供向心力，A正确；匀速圆周运动的线速度大小不变，但方向改变，B错误；匀速圆周运动的加速度大小不变，但方向改变，加速度变化，是一种变加速曲线运动，C错误；做圆周运动的物体，向心力突然消失或减小时将做离心运动，D错误。2.【答案】B【解析】卫星从I到II应在A点加速，A错误；卫星在II、III上经过B点加速度相等，B正确；由开普勒行星运动定律可知，在6上，卫星从A到B的过程速度减小，在同一轨道上，卫星与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等，CD错误。3.【答案】C【解析】设此时绳子的速率为vM，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得4.【答案】D【解析】若环状物质是球形星体的组成部分，则环状物质随着球形星体自转，周期是定值，与乙图不符，2若环状物质绕球形星体公转，则满足开普勒第三定律，即环状物质到星体中心距离的三次方r与环状物质周期的平方T2的关系图像是倾斜直线，与乙图相符，A错误；2由万有引力充当向心力可得则有图像的斜率为k，则有解得错误，D正确。5.【答案】C【解析】由类平抛运动的规律可得小球从a到c的运动时间，A错误；小球从a到c的位移为，则平均速度为错误；由类平抛运动的规律可得综合可得正确：设小球在c点速度与dc的夹角为β,根据类平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点则有错误。6.【答案】B【解析】位移时间图像是抛物线，表示匀变速直线运动，对匀变速直线运动，平均速度等于初末速度之和的二分之一，倾斜虚线的斜率k表示平均速度，则有，物体在t0时刻沿x方向的分速度为vx=2k，沿y轴方向的分速度为0，则t0时刻物体的速度为v=vx=2k，A错误；同理，0时刻物体沿y轴方向的分速度为vy=2k，物体沿y轴方向的分加速度大小为正确；同理，物体沿x轴方向的分加速度大小为则合加速度为由牛顿第二定律可得物体受到的合力为错误：0至t0时间内x=kt0,y=kt0，物体的位移为错误。7.【答案】C22通过最高点的最小角速度，AD错误：由牛顿第二定律与向心力公式可得F+mg=mr①2，即F=-mg+mr①2，则乙图的纵截距-b=-mg，解得m错误；乙图的斜率a，解得ma正确。8.【答案】ADA的线速度、角速度均大于B的线速度、角速度、B错误，A正确；由于A、B卫星的质量大小未知，故向心力大小无法比较，C错误；设A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间间隔为t，则有解得正确。9.【答案】BD1设甲、乙的运动时间分别为t甲、t乙、v甲y=g×t甲、甲、乙在该段时间中离水平虚线的最大距离之比为错误：a、b与a、c间距离之比为正确。10.【答案】BC2成正比，A错误； -2成正比，即cosβ与①2成反比，B正确；0，小球离开斜面，对小球受力分析，F沿水平方向的分力充当向心力，则有Fsinβ=m①2Lsinβ,可得F=mL①2，乙图的斜率解得，当①=0，小球静止在锥面上，由三力得F0=mgcosθ,综合解得正确，D错误。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.【答案】（1）B（2）A（3）变大不变【解析】（1）探究向心力F的大小与质量m、角速度①和半径r之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另外一个物理量的关系，本实验采用的实验方法是控制变量法，B正确；（2）F=mr①2可知，因两球的质量和半径相同，所以比较的是向心力的大小和角速度①的关系，A正确；（3）若增大手柄转动的速度，由可知向心力变大，但比值不变。12.【答案】（1）同时自由落体（2）匀速直线结果正确，形式不同可以同样得分）1【解析】（1）B做自由落体运动，A、B同时落地，所以A做自由落体运动。（2）M在N正上方且两斜槽在同一竖直平面内，从斜槽最高点同时释放两个完全相同的小球P、Q，P球落地时正好与Q球相碰，可判断P球水平方向做匀速直线运动。所以（3）物体在水平方向有x=v0t，在竖直方向有所以所以所以2GMv2GMv0t-h2v0v0t-2v0v0t-h13.【答案】（1）v0v02v0t-h2GM【解析】（1）设匀减速直线运动的时间为t0,则匀速运动的时间为t【解析】（1）设匀减速直线运动的时间为t0则有则有综合解得g火（2（2）设火星的半径为R，由 R2=mg火2R设火星的第一宇宙速度为v1，则有2GMv0t2R设火星的第一宇宙速度为v1，则有2GMv0t-hR=v=,1\2v0综合解得GMv0t-hGMv0t-h（以上计算结果正确，形式不同可以同样得分）14.【答案】（1）2）t=2sv0=7.5m/s3）314.【答案】（1）【解析】（1）设物品经过M点时速度的方向与水平方向间夹角为α,则有（2）由平抛运动规律有Lcos53。=v0t代入数据联立解得（3）将