湖北省云学名校联盟2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析）

2024-2025学年湖北省云学名校联盟高一（下）期中考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.在物理学的发展过程中，有很多物理学家作出了卓越的贡献，以下说法正确的是(

)A.伽利略在研究自由落体运动时，测出自由落体小球的速度，得出小球的速度与时间成正比的结论。

B.随着科学的不断进步，涉及到牛顿第一定律中的理想实验可以在实验室完成。

C.开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律

D.牛顿利用数学工具推理，并通过实验测出万有引力常量，最终提出了万有引力定律2.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，如图所示。物体通过一段位移时，力F1对物体做功6J，力F2对物体做功−8J，则力F1与F2A.10J B.2J C.−2J D.14J3.如图所示，用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直杆上升，某一时刻，小车的速度大小v0=12m/s，拴在小车上的绳子与水平方向的夹角θ=30∘，拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角α=45∘A.12m/s B.10m/s C.66m/s4.某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车，新车沿平直公路匀变速行驶，一段时间内的xt2−1t图像如图所示，下列说法正确的是A.该车做匀加速直线运动 B.该车行驶的加速度为大小为10m/s2

C.该车行驶的初速度大小为2m/s D.该车在前35.某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的n倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为(

)A.GMR3 B.(n+1)GMnR6.圆锥摆是我们在研究生活中的圆周运动时常遇到的一类物理模型。如图所示，质量分别为2m和m的1、2两个小摆球(均可视为质点)用长度相等的细线拴在同一悬点，组成具有相同摆长和不同摆角的圆锥摆，若两个小摆球均在水平面内均做匀速圆周运动，球1和球2摆线与竖直夹角分别为30∘和60∘，不计空气阻力。则(

)

A.摆球1比摆球2的角速度小

B.细线对球1的拉力与细线对球2的拉力之比为3:2

C.摆球1与摆球2的向心力大小之比为3:2

D.摆球1与摆球27.如图所示，用轻绳a将质量为m的小球A悬挂于质量为M的木箱顶部，小球A通过一根轻质弹簧与质量同为m的小球B相连，小球B底端与木箱接触而不挤压，木箱通过轻绳b悬挂于天花板。已知重力加速度为g，现仅剪断其中一根轻绳，下列说法正确的是(

)

A.剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为g

B.剪断轻绳a瞬间，轻绳b的拉力为(M+m)g

C.剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为g

D.剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为(M+2m)二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.某同学用额定功率1800W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是(

)A.重物上升过程中的最大加速度为5m/s2 B.重物匀加速上升的时间为0.8s

C.重物上升过程中的最大速度为9m/s D.重物速度为5m/s9.如图是发射的一颗人造卫星在绕地球轨道上的几次变轨图，轨道Ⅰ是近地圆轨道(可以近似认为，轨道Ⅰ的轨道半径和地球半径相等)，轨道Ⅱ和轨道Ⅲ是依次在P点变轨后的椭圆轨道。下列说法正确的是(

)

A.卫星在轨道Ⅱ上运动到Q点时的速度一定小于地球第一宇宙速度

B.卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上稳定运动时，经过P点时加速度大小相等

C.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上任何位置的速度

D.卫星从轨道Ⅱ上的P点进入轨道Ⅲ后机械能减少10.如图，质量分别为4m、3m的小球A、B固定在质量不计的等腰直角支架两端，AO=BO=L，支架可绕着固定点O在竖直平面内无摩擦地转动。现将小球A拉到与O等高处由静止释放，已知重力加速度大小为g，sin37∘=35，下列说法正确的是A.小球A运动到最低点的过程中，A球重力的瞬时功率一直变大

B.小球A运动到最低点时，A的速度为2gL7

C.小球A运动到最低点的过程中，支架对小球A做的功为27mgL7

D.运动过程中，小球三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来完成“探究加速度与合力、质量的关系”实验。

(1)该实验同时研究三个物理量间的关系是很困难的，因此本实验采用的研究方法是

。(2)图甲所示的实验装置中明显安装错误的是

(写出一条即可)。(3)平衡摩擦力时，应调节木板的倾角，使小车在

(填“受”或“不受”)牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。(4)该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图乙中的曲线图像。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是

.

\

A.没有补偿摩擦阻力，且小车和砝码质量较大B.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且槽码的质量较大C.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且槽码的质量较大D.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车和砝码质量较大12.下面为某学习小组“探究平抛运动规律”的实验操作：

(1)同学选取抛出点球心位置为坐标原点建立y−x直角坐标系，在轨迹上选取间距较大的几个点并测出其坐标值，重新建立直角坐标系y−x2，并绘出了图像如图所示。已知重力加速度为g，该钢球平抛的初速度大小为

(结果用g、a和b表示)。

(2)用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中记录了1、2、3、4四个位置，图中背景方格的边长为40cm，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则：(计算结果均保留2位有效数字)

照相机两次闪光的时间间隔Δt=

s;小球水平抛出时的初速度v0=

m/s，若取1四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.如图，光滑斜面上有一个重力为200N的小球被轻绳栓住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为53∘，斜面倾角为37∘，整个装置处于静止状态，sin(1)绳对小球拉力的大小和斜面对球支持力的大小。(2)地面对斜面的摩擦力大小和方向。14.如图所示，质量m=2kg的小球与固定在O点的不可伸长的轻绳相连，绳子最大拉力为25N。小球在水平面内做匀速圆周运动，使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角为θ时，轻绳恰好断裂，然后小球落地。已知O点距离地面的竖直高度ℎ=2.4m，轻绳长度l=2m，不计空气阻力及绳断时的能量损失，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，(1)绳子恰好断裂时小球的线速度的大小;(2)小球落地时重力的瞬时功率;(3)O点与小球落地点之间的水平距离d。15.某种装置如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，弹簧原长小于AB间距离且始终处于弹性限度内。质量m=2kg的小滑块紧靠弹簧右端，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面的右端在B点与倾角θ=37∘的传送带平滑连接，传送带以恒定速率v=10m/s顺时针转动，传送带两转轴间的距离L=5m，滑块与传送带的动摩擦因数μ=0.5，传送带在C点与光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道半径R=1m，E为圆弧最高点，D与圆心等高。已知重力加速度g=10m/s2，sin(1)当弹簧锁定后所储存的弹性势能是Ep=36J时，将滑块由静止释放，求滑块到达B点时(已与弹簧分离)的速度v(2)求滑块通过传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q以及电动机因传送滑块多做的功W;(3)若轻弹簧锁定位置可调，为了使物块可以进入圆弧轨道(vC≥0)答案和解析1.【答案】C

【解析】A、伽利略的年代，受限于当时技术，瞬时速度无法直接测量，故A错误；

B、‌尽管科技不断进步，牛顿第一定律中的理想实验仍无法在实验室完全实现。‌其本质原因在于“理想实验”是逻辑推演而非真实实验，且现实中无法彻底消除所有外力，故B错误；

C、开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律，故C正确；

D、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测量了万有引力常量，故D错误。

故选C。2.【答案】C

【解析】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功6J，力F2对物体做功−8J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为：W=6J−8J=−2J，故3.【答案】C

【解析】将两个物体的速度分解，如图所示：

，

设此时滑块竖直上升的速度大小为v，

由速度的分解知识可知：v0cosθ=vcosα，解得：v=64.【答案】D

【解析】解：ABC.根据匀变速直线运动位移规律x=v0t+12at2，可得xt2=v0⋅1t+12a，由图像的斜率和截距可得k=v0=20.2m/s=10m/s；当15.【答案】C

【解析】设物体质量为m′，极地的重力加速度为g，赤道的重力加速度为g1

由万有引力定律和重力的定义可知：GMm′R2=m′g=nm′g1，

由牛顿第二定律可得：GMm′R26.【答案】A

【解析】A、对于圆锥摆，根据牛顿第二定律mgtanθ=mω2Lsinθ，化简可得ω=gLcosθ。球1摆线与竖直夹角θ 1=30∘，球2摆线与竖直夹角θ 2=60∘，因为cos30∘>cos60∘，所以ω 1<ω 2，A正确；

B、对摆球进行受力分析，摆球受到重力mg和细线的拉力T，在竖直方向上Tcosθ=mg，则T=mgcosθ。对于球1，T1=2mgcos30∘=7.【答案】D

【解析】A.剪断前，对小球B分析，由平衡条件知

kx=mg，在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，A受到重力mg和弹簧向下的拉力mg，A的合力为向下的2mg，由牛顿第二定律有2mg=maA，得剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为2g，故B.剪断轻绳a瞬间，轻绳a对小球A向上的拉力减为零，弹簧形变不变，小球A所受合力向下，具有向下的加速度2g，在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受合力为零，小球B的加速度大小为零，对系统，应用牛顿第二定律

(M+2m)g−FT=2mg，解得FCD.剪断轻绳b瞬间，轻绳b的拉力突变为零，若轻绳a松弛，则木箱只受重力作用开始以加速度g加速下落，对小球A，根据牛顿第二定律

mg+kx=ma1，解得

a1=2g>g，加速下落，则轻绳a未松弛，木箱与小球解得小球A的加速度大小为

a=(M+2m)gm+M，故C错误，8.【答案】AC

【解析】A.重物上升过程中的最大加速度为a=Fm−mgm=300−20020m/s2=5m/s2，选项A正确;

B.重物匀加速上升，P=(mg+ma)at，t=1800(200+20×5)×5s=1.2s，选项B错误;

C.匀加速能达到的最大速度9.【答案】ABC

【解析】A、设地球球心为O点，则根据卫星从低轨变高轨需要加速可知以O为圆心，以OQ为半径的圆轨道的线速度大于在轨道Ⅱ上Q点的线速度，该圆轨道上的线速度一定小于第一宇宙速度，故A正确；

B、卫星经过同一点时，受到的万有引力是相同的，则加速度是相同的，故B正确；

C、卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在P点加速，故卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上任何位置的速度，故C正确；

D、卫星从轨道Ⅱ上的P点进入轨道Ⅲ后，发动机做正功使其加速，机械能增加，故D错误。10.【答案】BD

【解析】A.当A滑到最低点时，速度与重力垂直，重力的瞬时功率为0，则A球重力的瞬时功率先增大后减小，故A错误;

B.小球A运动到最低点时，小球A的重力势能与小球B的重力势能分别为EPA2=−4mgL，EpB=0，

小球A运动到最低点时，A、B的速度为v，小球A的动能与小球B的动能为EkA2=12mv2=2mv2，EkB2=32mv2，

由能量守恒定律得EpA1+EpB1=EpA2+EpB2+EkA2+EkB2，

联立以上方程整理得v=2gL7，故11.【答案】控制变量法连接小车的细线未与木板表面平行

/小车释放位置未靠近打点计时器不受C

【解析】(1)本实验采用的研究方法是控制变量法。

(2)题图甲所示的实验装置中明显安装错误的是连接小车的细线未与木板表面平行。

(3)补偿阻力时，应调节木板的倾角，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动。

(4)由图可知，已经加外力了，还没有加速度，说明没有平衡摩擦力或补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小;以小车为对象，根据牛顿第二定律可得F=Ma，以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得mg−F=ma，

联立可得a=mgM+m，F=MmgM+m=mg1+12.【答案】0.20/0.20n(n取正整数)4.0(−40cm,−5.0cm)

【解析】(1)根据平抛运动规律，在竖直方向有y=12gt2，水平方向有x=v0t，联立可得y=g2v02x2，可知y−x2图线的斜率为k=g2v02=ab，解得钢球平抛的初速度大小为v0=gb2a。

(2)小球做平抛运动，竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论Δy=y23−y12=L=gt02，

照