河北省廊坊市部分高中2024-2025学年高一年级下册5月期中物理试题（解析版）

高一年级物理考试

试卷满分100分考试时间75分钟

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，第卜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.如图所示的四种情形中，所研究对象机械能守恒的是（）

『一在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶

B.

C.打开降落伞后匀速下降的跳伞运动员

D.在真空管中自由下落的羽毛

【答案】D

【解析】A.在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶，机械能逐渐减小，故A错误；

B.在摩擦很小的雪坡上〈滑的滑雪运动员，摩擦力做功，机械能不守恒，故B错误;

C.打开降落伞后匀速下降的跳伞运动员，空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误;

D.在真空管中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。

故选D。

2.如图所示是一只半径为R的光滑半球形碗，现有一质量为〃?的物体由静止从碗口滑到

碗底中心。重力加速度为g,则该过程中

A.物体受到的合外力不变

B.物体支持力的瞬时功率始终为零

C.物体到达碗底中心时，重力瞬时功率大于0

D.物体到达碗底中心时，重力势能变化量为"取农

【答案】B

【解析】A.碗的内壁对物体的支持力方向不断变化，则物体受到的合外力不断变化，选

项A错误；

B.支持力始终与速度垂直，则支持力的瞬时功率始终为零，选项B正确；

C.物体到达碗底中心时，重力的瞬时功率等于0,选项C错误；

D.物体到达碗底中心时，重力势能变化量为-mgR,选项D错误。

故选B

3.如图所示，长为/的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为机的铁球由弹簧的正上方人

高处自由下落，小球运动到最低点时，弹簧被压缩了X。不计空气阻力，重力加速度为g,

则小球从下落到最低点的过程中，小球克服弹簧弹力做的功为()

°T

h

if

i/

ii

7777777777/

A.mghB.mgx

C.mg(h+l)D.mg("+x)

【答案】D

【解析】根据机械能守恒，取压缩最低点为零势面

mg(h+x)=Ep

根据功能关系，小球克服弹簧弹力做的功为

W=Ep=〃?g(/?+x)

故选D。

4.如图所示，波轮洗衣机中的脱水筒在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗

衣机的有关规格如表所示，在运行脱水程序时，有一质量m=6g的硬币被甩到筒壁上，

随筒壁一起做匀速圆周运动，硬币与筒壁间的动摩擦因数为4=0.2,重力加速度取

10m/s2o则(在解答本题时可以选择表格中用的数据)()

型号XX

额定电压、频

〜220V、50Hz

率

额定脱水功率225W

质量31kg

脱水转速600r/min

脱水筒尺寸直径300mm,高370mm

外观尺寸长5551nm,宽510mm,高

得

a=G--

R2

可得星在轨道2上运动到P点时的加速度大小等于在轨道3上运动到P点的加速度大小，

故A正确；

B.卫星从轨道1到轨道2需要卫星在Q点加速，使其做离心运动，则卫星在轨道1上运

动到。点时的速度小于在轨道2L运动到Q点时的速度，故B错误；

C.卫星在轨道2上从P点运动到。点的过程，万有引力做正功，卫星的动能增大，但机

械能守恒，故C错误；

D.由万有引力提供向心力公式

2

MmV

G=m—

R

解得卫星的速度

可知卫星在轨道1上运行的速度大于在轨道3上运行的速度，但在轨道3上，卫星的高度

较大，其发射速度较大，机械能较大，故D错误。

故选Ao

6.随着“碳中和、碳达峰”的提出，新能源汽车的发展日臻成熟，某新能源汽车生产厂家在

测试汽车的性能时，司机驾驶汽车静止在平直的公路上，从片0时刻开始汽车由静止开始

以恒定的加速度启动，汽车的速度达到某值后保持该速度不变，假设汽车所受的阻力恒

定。则下列能正确反映该过程汽车的输出功率关于时间变化规律的是（）

【答案】A

【解析】汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度一定，根据牛顿第二定律有

F-F{=ma

得出

F=F{+ma

汽车的功率为

P=Fv=(Ff+ma)at

故开始时P与/的图像是一条过原点的直线；当汽车达到最大功率时，据题意汽车运动状

态立刻变为匀速，此时牵引力瞬间从耳■+〃心变成工，而速度没有突变，故汽车的功率变

小且为恒定值，选项A正确，BCD错误。

故选A。

7.如图所示，两个斜面体固定在水平面上并用一小段平滑的圆瓠衔接于。点。现将一可视

为质点的物体由户点无初述释放，经过一段时间，物体运动到右侧斜面体的最高点。该

过程中物体在两斜面体上的位移均为，物体与两斜面体的动摩擦因数均为〃，物体通过

0点时没有机械能的损失，重力加速度为g,已知。=53。，4=37。，sin37。=0.6,假

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是()。

B.物体运动到Q点后，物体在右侧斜面体上静止

C.若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到。点的距离为5£

D.若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到。点的距离为5.6L

【答案】C

【解析】A.物体从。处由静止释放，恰好滑到Q速度减为零，由动能定理得

mgLsin53°-从mgLcos53°-mgLsin37°-cos37°=0

解得

故A错误；

B.物体运动到Q点后，重力沿斜面向下的分力为

mgsin37O=0.6〃2g

最大静摩擦力为

08

cos37°=mg<mgsin37°

物体不可能静止在右侧的斜面上，故B错误；

CD.若右侧斜面体水平放置，物体从释放到停止运动，由动能定理得

nigLsin53°-田ngLcos53°-pirngx=0

解得

x=5L

故C正确，D错误。

故选C。

8.如图所示，〃、b、c均为地球卫星，且。是地球静止卫星，c,是与赤道共面的某近地卫

星，d是静止在地球赤道地面上的一个物体，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速

度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（）

C.aa>ab>ac>adD.Tc<Tb<Ta=Td

【答案】AD

【解析】BD.静止卫星周期和地球赤道上物体的周期相同，所以（=5,对于围绕地

球运动的卫星，由

「Mm471八

G——=m——R

R2T2

可得

2兀鸟

T=

可得“＜刀,＜T.所以有“＜7；＜%=4,由

24

co-——

T

可得

0d=4<9，<4

故D正确，B错误;

A.由

v=coR

可得

对于围绕地球转动的卫星，由

—Mtnv

G—丁二m—

R2R

可得

GM

V=

~R

得匕＞%＞匕，则匕.＞%＞匕,＞力，A正确;

C.由

a=(D2R

可得

%<aa

对于围绕地球转动的卫星，由

cMm

G—丁=ma

R?

可得

GM

a=——

R2

可得则《.>%>〃“>%,故C错误。

故选AD.

9.将一物体从地面以一定初速度竖直上抛，空气阻力不计，以地面为零势能面。则从抛出

到落回原点的过程中，下列能正确反映物体重力的瞬时切率尸、机械能从动能线及重力

势能「随距地面高度,变化关系的图象是（）

【答案】BD

【解析】A.由

，一年二-2gh

可得

丫=土网-2gh

由

P=mg\v\=mgy]vl-2gh

可得A选项错误；

由于在竖直上抛中只有重力做功，所以机械能守恒，故机械能不随高度〃发生变化,

故B正确:

C.由动能定理得

-mgh=Ek-EkQ

得4与人的关系式为

Ek=Ek（「〃igh

故C选项错误；

D.由

Ep=mgh

可得「与高度〃的关系过原点的倾斜直线，故D正确。

故选BDo

10.如图所示，一质量为2kg的木板静止放置在光滑水平面上，质量为1kg的物块以6m/s

的速度滑上木板，最后相对静止在木板匕已知木板与物块间的动摩擦因数为0.4,重力加

速度&取10m/s2,不计空气阻力，下列关于该过程的说法正确的是（）

—

物块I_I______________

木板

/77Z77777777777777777777777777777777

A.物块滑上木板瞬间，木板的加速度大小为4m/s2

B.木板加速运动的时间为Is

C.摩擦力对物块做的功为-16J

D.摩擦力对木板做的功为16J

【答案】BC

【解析】A.设物块质量为机，木板质量为M,物块滑上木板瞬间，木板受到物块对它水

平向右的滑动摩擦力作用，将做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有

=Ma

代入数据可得木板的加速度大小为

〃〃火0.4x1x10,2C,2

a==--------------m/s2=2m/s-

M2

故A错误；

B.物块冲上木板，受到木板对它水平向左的滑动摩擦力作用，将做匀减速直线运动，根

据牛顿第二定律有

〃〃7g=mci

代入数据可得物块的加速度大小为

a'=4g=0.4xl0m/s2=4m/s2

当木板与物块二者速度相同时，以后一起匀速，设物块的初速度为％,则有

%—a't=at

即

6-4r=2r

可求得木板加速运动的时旬为

t=Is

故B正确;

CD.物块在摩擦力作用做减速运动时，发生的位移为

$==(6xl--^x4xl2)m=4m

木板在摩擦力作用下做加速运动时，发生的位移为

5,=-6Z/2=-x2xI2m=1m

-22

所以，摩擦力对物块做的功为

叱=一从〃igS[=-16J

摩擦力对木板做的功为

W2="mgsa=4J

故C正确，D错误。

故选BCo

二、实验题(本题共2小题，共14分)

11.用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小尸与质量〃?、角速度

。和半径「之间的关系，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球

也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过

横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出

两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题：

(1)在探究向心力与半役、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是_______o(填正

确答案标号)

A.微元法B.等效替代法C.控制变量法D.理想化模型法

(2)在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，4、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，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻

度，左i力标尺露出1格，右i力标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径方比为

(3)在(2)的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实

际的是________。(填正确答案标号)

A.左右两标尺的示数将变大,两标尺示数的比值变大

B.左右两标尺的示数将变大,两标尺示数的比值变小

C.左右两标尺的示数将变小,两标尺示数的比值变小

D.左右两标尺的示数将变小,两标尺示数的比值不变

【答案】(1)C(2)2:1(3)D

【解析】

【小问I解析】

在探究向心力大小厂与半径厂、质量加、角速度3的关系时，需要先控制某些量不变，探

究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。

故选C。

【小问2解析】

由

F=marr

可知，两球的向心力之比为1:4,两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之

比为1:2,因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由

v=cor

可知，左、右塔轮半径之比为2:1。

【小问3解析】

其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的

示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。

故选D。

12.某同学用图示装置做“验证机械能守恒定律''的实验。

寺T占

计时器一纸书

T夹子

台-重物

甲乙

(1)下列选项中，是实验所需的物理量且需通过计算得到的是。

A.重锤下落的加速度B.重锤下落的高度

C.重锤底部距水平地面的高度D.重锤下落的瞬时速度

(2)已知打点计时器所用电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,纸带

上。点是打点计时器打下的第一个点，A,8,C,。是连续打出的四个点(O和A之间还

有一些点)，它们到。点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.78cm。根

据以上数据可知，打点计时器打下计数点。时物体的速度为忆，则:吆=

m2/s2：重锤由。点运动到C点的过程中下落的距离为〃，则g〃二m2/s2(计算

结果均保留三位有效数字)。

(3)若实验结果发现重力势能的减少量总小于动能的增加量，造成这种现象的可能原因是

A.选用的重锤密度过大B.交流电源的频率小于50Hz

C.交流电源的电压偏岛D.空气对重踵的阻力和扪点计时器对纸带的阻力

【答案】（1）D(2)7.617.62(3)B

【解析】（I）根据

.I1

nigh=—

可得

/1，

gh=J

可见实验中不需要计算加速度，力可以通过刻度尺测量，速度V可以通过计算得到。

故选D。

（2）根据匀变速直线运4中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有

XBD（85.78-70.18）乂10一2

也.==-----------------m/s=3.9m/s

（2T2x0.02

则有

=lx392m2/s2%761m2/s2

2,2

从打下计数点O到打下计数点C的过程中，有

gh=9.8x77.76xlO2m2/s2«7.62m2/s2

（3）A.重锤密度越大，空气阻力和限位孔对纸带的阻力的影响越小，但仍会使得重唾减

少的重力势能一部分转化为内能，重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，A错误；

B.由

_（X,+X）/

v——2

2T2

可知，若实际交流电源的频率小于50Hz，而将/=50Hz代入上式求出的速度要大于实

际速度，从而导致

△EkK>pAEn

B正确；

C.测量结果与电压U无关，C错误；

D.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力，使得重锤减少的重力势能一部分转化

为内能，根据能量守恒定律可■知，重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，D错误。

故选B。

三、计算题（本题共3小题，共40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知单

位）

13.火星探测器“天间•号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左

右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号''提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信

员目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火

星表面的距离为人,环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为7,

火星的半径为R火星的自转周期为"，引力常量为G,球体体积（,,为球体半

径），求：

（1）火星’密度夕；

（2）火星赤道处的重力加速度大小g（）；

（3）火星的第一宇宙速度丫。

3/(R+/Z)3=4/(/?+娟4/R

【答案】（1）

GT2R3g°―干

⑶口2个+力）回

TR

【解析】（1）根据

Mm4-TT~

G，二m3(R+h)

(R+〃)2T2

可得火星质量

4乃2(R+/?)

M=—)、)

GT2

又

M

P--

V

火星的密度

M_3^(/?+/?)3

="=GT"

3

（2）在赤道处

「Mm4乃2

6/="吸成不

解得

,_4,（/?+/?）'4/R

go-—干

（3）卫星在火星表面运行时

八Mm工

G——="?—

R-R

解得

l27r（R+〃）JR+6

"TVR

14.加图所示，某快递公司使用电动传输机输送快件，电动传输机由倾角〃二24。的斜面体

与水平传送带组成，斜面体与传送带在。点平滑连接，传送带OP间距L=2.3m,传送带

由电动机带动，始终沿顺时针匀速转动，现让质量〃7=1kg的快件（可视为质点）以水平

速度%=5m/s从。点滑上传送带，快件运动到p时的速度i==6m/s,然后快件滑上斜

面恰好滑到Q点，已知快件与斜面体和传送带之间的动摩擦因数分别为

〃=£,4=0.5,重力加速度大小火取lOm/s?,sin24°=0.4,cos24°=0.9,求:

45

（1）PQ间的竖直高度〃；

（2）快件由。运动。所需要的时间/。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】⑴”=lm；（2）0.4s

【解析】（1）快件从P运动到。过程，由动能定理可得

H

-mgH-*ngcos24°x=0——mvl

sin24°2°

解得PQ间的竖直高度

H=Im

（2）设快件从。运动到P过程摩擦力做功的位移是「由动能定理可得

1212

-mvp--mv~=^mgx

解得

x=1.1m

因x<L,则皮带顺时针匀速转动的速度

v=vp=6m/s

即快件在传送带上先匀加速到以，然后匀速运动。设快件在传送带上匀加速时间为有

1%十%

又