陕西省西安市西安市高新第一中学2024-2025学年高一下学期期中 物理试题（含解析）

2024-2025学年陕西省西安市高新一中高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.物体受到如图所示的恒力F的作用，在光滑的水平面上做直线运动，则时间t内(

)A.拉力的冲量大小为Ftsinθ

B.拉力的冲量大小为Ftcosθ

C.2.2024年5月20日，我国使用运载火箭成功将“北京三号卫星”送入预定轨道，用于提供高时空分辨率遥感卫星数据。若卫星在距地面500km的轨道上绕地球稳定运行，则该卫星的(

)A.运行周期小于地球的自转周期 B.线速度大于地球的第一宇宙速度

C.角速度等于地球同步卫星的角速度 D.加速度小于地球同步卫星的加速度3.泡沫塑料由于其良好的缓冲性能成为近代广泛使用的缓冲材料，在易碎物品的长途运输中起着重要作用。运输车在颠簸的路面上行驶，用泡沫塑料包装物品，泡沫塑料所起的作用是(

)A.减小物品与包装箱的接触时间，减小合力冲量

B.延长物品与包装箱的接触时间，增大合力冲量

C.延长物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力

D.减小物品与包装箱的接触时间，减小包装箱对物品的平均冲击力4.北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功对接于空间站天和核心舱，发射取得圆满成功。载人飞船的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，载人飞船首先从圆轨道Ⅰ的A点变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在椭圆轨道Ⅲ的B点再变轨进入预定轨道Ⅲ，下列说法正确的是(

)A.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要在A点减速

B.若飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3

C.飞船分别在轨道Ⅰ和轨道5.如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面底端与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ，A点到O点的距离为x，斜面倾角为θ。则下列说法正确的是(

)A.木块沿斜面下滑的过程中，摩擦力对木块做功为μmgx

B.若保持h和μ不变，θ增大，木块停止位置到O点距离大于x

C.若保持h和μ不变，θ增大，木块停止位置到O点距离小于x

D.若保持h和μ6.如图，2023年8月27日发生了土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳三者近似排成一条直线，地球位于太阳与土星之间。已知地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹均近似为圆，土星绕太阳公转周期约30年。下次出现土星冲日现象应该在(

)A.2024年 B.2038年 C.2050年 D.2053年7.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/mA.1.6×103W

B.1.6×108.固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小圆环，小环从大环顶端P点由静止开始自由下滑，当小环与大环间的相互作用力为零时，小环转过的圆心角θ在以下哪个范围内(

)A.0∘<θ<30∘

B.30

二、多选题：本大题共4小题，共16分。9.经典力学有一定的适用范围和局限性，适用于经典力学描述的运动是(

)A.子弹的飞行 B.飞船绕地球的运行

C.列车的运行 D.粒子接近光速的运动10.厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光斑，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，研究成果于2022年9月22日发表在《自然⋅天文》期刊上。中子星与红矮星的质量比约为2：1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(

)A.中子星角速度小于红矮星的角速度

B.中子星与红矮星做圆周运动的半径之比为1：2

C.中子星与红矮星做圆周运动的向心加速度之比2：1

D.若假设两颗恒星间的距离为L，中子星的公转周期为T，则中子星与红矮星质量之和为411.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1

A.汽车的最大速度为80m/s

B.汽车的额定功率为100kW

C.汽车在前5s内的牵引力做的功为2.5×10512.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A的质量为m，B的质量为2m，轻绳足够长。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)A.运动过程中A的加速度大小为35g

B.运动过程中B的加速度大小为23g

C.当B下降高度h时，A的速度大小为gh

D.当B下降高度三、填空题：本大题共1小题，共4分。13.如图所示，同步卫星的运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，已知同步卫星的轨道半径为r，地球半径为R，则a1a2=______；v1v2=

四、实验题：本大题共1小题，共8分。14.某实验小组采用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。

(1)已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，交流电的频率f=50Hz，重物质量m=1kg，则根据纸带所给数据(其中O点为打点计时器打下的第一个点)，可知OC过程中，重物动能的增加量ΔEk=______J，重物重力势能的减少量ΔEp=______J(结果均保留2位有效数字)；一般情况下ΔE五、计算题：本大题共4小题，共40分。15.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。高空抛物的危害究竟有多大呢？让我们通过数据说明。若质量为0.2kg的苹果，从一居民楼的16层坠下。假设每层楼的高度为3m，则苹果下落的高度为45m，重力加速度为10m/s2。

(1)苹果撞击地面的过程中，求苹果的动量变化量(取竖直向下为正方向)16.已知某星球半径为R且质量分布均匀，星球两极表面的重力加速度大小为g，赤道表面重力加速度大小为ng(n<1)，引力常量为G。求：

(1)该星球的密度ρ17.如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道，B为圆轨道的最低点，D为轨道的最高点。有一小物块质量为m=1.0kg，小物块在F=10N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，物块恰好可以通过最高点，不计空气阻力以及物块与水平轨道的摩擦。g取10m/s2，求：

(1)小物块通过B18.如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，AB长为L=12m，与传送带相邻的粗糙水平面BC长为x=4m，物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为μ=0.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直半圆弧与BC平滑连接，在半圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以v=6m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失。当弹簧储存的Ep=8J答案和解析1.【答案】D

【解析】解：AB、根据I=Ft，拉力的冲量为Ft，故AB错误；

C、重力的冲量为mgt，故C错误；

D、物体的合力水平向右，大小为Fcosθ，故合力的冲量为Ftcosθ，D正确。2.【答案】A

【解析】解：根据万有引力提供向心力有

GMmr2=mv2r=m4π2T2r=mω2r=ma

所以

v=G3.【答案】C

【解析】解：AB、根据题意可知，泡沫塑料的作用是延长了物品与包装箱的接触时间Δt，而物品的动量变化量Δp未发生变化，根据动量定理，合力冲量不变，故AB错误；

CD、设物品撞击时所受合力为F，根据动量定理

F⋅Δt=Δp

可得

F=ΔpΔt

可知泡沫塑料的作用是延长了物品与包装箱的接触时间Δ4.【答案】B

【解析】解：A.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，做离心运动，需要在A点加速，故A错误；

B.由开普勒第三定律，由图可知轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的半径逐渐变大，所以周期关系为T1<T2<T3，故B正确；

C.轨道Ⅰ和轨道Ⅱ不是同一个轨道，不适用于开普勒第二定律，故C错误；

D.根据第一宇宙速度知识，由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需在B点加速，所以B点速度一定小于7.9km/5.【答案】D

【解析】解：BC.对木块运动的整个过程，根据动能定理可得：

mgh−μmgcosθ⋅hsinθ−μmg(x−htanθ)=0，

解得：

x=hμ，

由此可知，x与θ无关，若保持h和μ不变，θ增大，木块停止位置到O点距离仍为x，

故BC错误；

A.木块沿斜面下滑的过程中，重力对木块做功为：

WG=mgh，

结合前面分析可知：

h=μx，

木块沿斜面下滑的过程中，根据动能定理可得：

WG+Wf=12mv2，

联立可得，摩擦力对木块做功为：

Wf6.【答案】A

【解析】解：根据题意，设经过时间t再次出现土星冲日现象，则ω地⋅t−ω土⋅t=2π

由公式ω=2πT

则有(2πT地−2πT土)t7.【答案】B

【解析】解：在t时间内空气动能为：Ek=12mv2=12ρvtSv2=12ρπr2v8.【答案】C

【解析】解：根据题意作图如下

假设小球运动到A点时，小环与大环间的相互作用力为零时，则F1=mgcosθ=mv2R，

P点到A点，由动能定理得mg(R−Rcosθ)=12mv29.【答案】ABC

【解析】解：子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属于低速运动的物体，经典力学能适用；

而粒子接近光速运动，是高速运动的物体，则经典力学就不再适用。故ABC正确，D错误。

故选：ABC。

牛顿力学的局限性：牛顿力学对于高速运动的物体和电子、质子、中子等微观粒子是不适用的。

解题关键是掌握牛顿力学的局限性。属于基础题。10.【答案】BD

【解析】解：A、中子星与红矮星组成双星系统，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，可知中子星绕O点运动的角速度等于红矮星的角速度，故A错误；

B、中子星与红矮星之间的万有引力是一对相互作用力，大小相等，由万有引力提供向心力，则知中子星与红矮星做匀速圆周运动的向心力大小相等，即有

m中ω2r中=m红ω2r红

解得中子星与红矮星做圆周运动的半径之比为r中r红=m红m中=12，故B正确；

C、由于中子星与红矮星做匀速圆周运动的向心力大小相等，根据牛顿第二定律可知

m中a中=m红a红

所以中子星与红矮星做圆周运动的向心加速度之比为a中a红=m红m中=11.【答案】BC

【解析】解：B.由题意可知，汽车所受阻力为：

f=0.1mg=0.1×1×103×10N=1×103N，

由图可知，汽车在前5s内的加速度大小为：

a=205m/s2=4m/s2，

设汽车在前5s内所受牵引力为F′，

根据牛顿第二定律可得：

F′−f=ma，

解得：

F′=5×103N，

则汽车的额定功率为：

P额=F′v1=5×103×20W=100×103W=100kW，故B正确；

A.当汽车所受牵引力与阻力相等时，汽车的速度最大，则汽车的最大速度为：

vm=Pf=100×1012.【答案】BD

【解析】解：AB.设绳子拉力为F，B的加速度大小为a，根据滑轮的特点可知A的加速度大小为a2，对A和B分别根据牛顿第二定律可得：

2mg−F=2ma

2F−mg=ma2

解得：a=23g

故A错误，B正确；

CD.因为滑轮组之间的关系可知

vB=13.【答案】rR

【解析】解：地球同步卫星和地球赤道上的物体的角速度都与地球的自转角速度相同，则由向心加速度公式a=ω2r，得a1a2=rR，第一宇宙速度是近地卫星的速度，根据万有引力提供向心力GMmr2=14.【答案】2.5，2.6，重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功；

2g

【解析】解：(1)OC运动过程中，重物动能的增加量为ΔEk=12mvC2−0=12×1×[(OD−OB)f2]15.【答案】苹果撞击地面的过程中，苹果的动量变化量为6kg⋅m/s，方向竖直向上；

【解析】解：选择竖直向下的方向为正方向

(1)设苹果撞击地面前瞬间速度为v，由v2=2gh，解得

v=30m/s

苹果的末速度为0，则苹果撞击地面的过程中动量变化量

Δp=0−mv

可得：Δp=−6kg⋅m/s

负号表示方向竖直向上。

(2)设苹果撞击地面的过程中，地面对苹果的撞击力大小为F，由动量定理

(16.【答案】该星球的密度ρ为3g4πGR；

【解析】解：(1)(2)物体在两极处，有GMmR2=mg，物体在赤道处有GMmR2−mR4π2T2=mn17.【答案】解：(1)A到B过程根据动能定理得

Fs=12mvB2

解得

vB=5m/s

在B点根据牛顿第二定律

FN−mg=mvB2R

根据牛顿第三定律物块通过B点瞬间对轨道的压力大小为

FN′=FN

联立解得

FN′=72.5N

(2)物块恰好可以通过最高点，可得

mg=mvD2R

解得

vD=【解析】(1)小物体在水平方向受拉力，由动能定理求解撤去力F时小物块的速度大小，根据牛顿第二定律求解轨道对小物块的支持力，根据牛顿第三定律求解物块对轨道的压力大小；

(2)物块恰好可以通过最高点D点，根据重力提供向心力求解小物块在D点的速度，物块通过D点后做平抛运动，由运动学公式求解落点和B点之间的距离大小；

(3)小物块由18.