河北省张家口市2024-2025学年高一年级下册期中考试物理试题（解析版）

张家口市2024-2025学年度高一年级第二学期期中考试

物理试卷

考生注意：

1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡

上对应题日的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5亳米黑色墨水签字笔在答题卡上各题

的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

3、本卷命题范围：人教版必修第二册第六章~第八章第3节。

一、选择题（本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第八8题只有一项

符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的

得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1.卜列关于重力势能的说法中止确的是（）

A.质量大的物体其重力势能大

B.位置高的物体其重力势能大

C.水平地面上的物体重力势能都为零

D.物体做自由落体运动时重力势能一定变小

【答案】D

【解析】AB.物体的重力势能为£p

由此可知，重力势能取决于重力和物体所处的高度，质量大的物体所处的高度可能较小，

位置高的物体的重力可能较小，因此它们的重力势能可能较小，故AB错误；

C.参考平面不选水平地面时，地面上的物体重力势能不等于0,故c错误；

D.物体做自由落体运动时重力做正功，重力势能一定变小，故D正确。

故选D。

2.开普勒定律揭示了天体运动的运动学本质，并为万有引力定律提供了“实验基础”，下列

有关开普勒定律的说法正确的是（）

A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心

B.同•个行星离太阳较近时速度较小，较远时速度较大

C.所有行星轨道半长轴的二次方跟它公转周期的三次方的比值都相等

D.距太阳最近的行星角速度最大

【答案】D

【解析】A.根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆

的一个焦点上，故A错误；

B.根据开普勒第二定律，可知同•个行星围绕太阳运动，当离太阳较近时速度较大，较

远时速度较小，故B错误；

C.根据开普勒第三定律，可知所有行星轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比

值都相等，故C错误；

D.根据开普勒第三定律，可知距太阳最近的行星，其公转半径最小，所以其公转周期最

小，根据G=-----

T

可知其角速度最大，故D正确。

故选D。

3.我国的CR450动车组运营时速可达400km/h,是全球最快的高铁列车组。当列车以

360km/h的速度在平直轨道上匀速行驶时，发动机的功密为7200kW,此时列车受到的阻力

为（）

A.2xlO3NB.2X104N

C.7.2X103ND.7.2X104N

【答案】D

【解析】列车的速度v=360knVh=lOOnVs

P

牵引力P=二=7.2X1（）4N

v

列车匀速行驶时，阻力等于牵引力，则/=7.2x1（TN

故选D。

4.齿轮在机械领域中的应用极其广泛，我国在公元前400~200年就已开始使用齿轮。如图

为齿轮传动的示意图，A、8两点到各自齿轮中心的距离相等。齿轮匀速转动时，下列说法

正确的是（）

A.A、B两点的转动方向相反

B.A、B两点的角速度大小相等

CA、8两点的线速度大小相等

D.A、8两点的加速度大小相等

【答案】A

【解析】A.两齿轮接触点的线速度方向相同，两齿轮的转动方向相反，故A正确；

B.两齿轮边缘的线速度大小相等：根据口=啰，.可得左边齿轮的半径较大，角速度较小，

故A点的角速度小于8点的，故B错误；

CD.A、B两点做圆周运动的半径相等，但A点角速度较小，则根据口=。，•以及

4.可得人点的线速度、加速度均小于8点的，故CD错误。

故选A。

5.火星轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍，从地球向火星发射探测器，比较简单而节省

能量的做法是在地球表面对探测器加速，使其进入地球轨道，在适当时刻对探测器再次加

速，使其沿椭圆轨道进入火星轨道，如图所示。若地球、火星绕太阳做圆周运动的速度分

别为“、匕，探测器在椭圆轨道上近日点、远日点的速度分别为匕、v4,这四个速度中最

大的是（）

地球（勺阳

火星

探测器

A.v,B.匕C.匕D.匕

摩擦和地球的自转，从地表到地心，物块的速度-时间图像，加速度-时间图像大致正确的

是（）

【答案】B

【解析】AB.设地球的密度为当物块距地心的距离为“时，受到的万有引力为

厂「Mm

F-G——

x

4

其中M=p—iuc

3

解得产=±^1

根据牛顿第二定律，可得加速度为。=£=出"R

m3

因x越来越小，所以加速度〃越来越小；。一，图像斜率包二垃Q包二士如u

\t3A/3

因物块向地心下落，速率越来越大，故。图像斜率增大，故A错误，B正确；

CD.速度一时间图像的斜率是加速度，由上分析可知，加速度越来越小，故CD错误，

故选B。

8.如图甲所示，某种心电图仪工作时，卷成柱形的记录纸匀速抽出，记录笔前后移动，描

绘出心电图。图乙为心电图检查报告的部分截图。已知记录纸纸卷的直径为10cm,转动的

角速度为0.5rad/s,纸中每小格的长和宽均为1mm,则测试者的心率约为（）

A.60次/分钟B.75次/分钟

C.80次/分钟D.90次/分钟

【答案】B

【解析】记录纸的走纸速度为u==0.025m/s

相邻两次心跳的时间内，记录纸移动的距离为/=204=0.02m

V

心脏跳动的频率为/=7=1.25次/秒=75次/分钟

故诜B。

9.如图所示，汽车以恒定的速率沿一段圆弧转弯，下列关于该汽车运动的说法正确的是

A.该汽车做匀变速运动

B.牵引力提供该汽车转弯的向心力

C.地面的摩擦力提供该汽车转弯的向心力

D.汽车速度过大时，将做离心运动

【答案】CD

【解析】A.汽车做匀速圆周运动，加速度时刻变化，故A错误；

BC.地面的摩擦力提供该汽车转弯的向心力，故B错误C正确；

D.汽车速度过大时，需要的向心力大于地面对汽车的最大静摩擦力，汽车将做离心运

动，故D正确。

故选CD.

10.如图所示，半径为次的半圆形粗糙轨道A8C竖直固定，人、C均与圆心。点等高，B

为轨道的最低点，质量为〃?、可视为质点的小滑块从A点由静止释放，向右最远可运动到

。点。已知。。与水平方向的夹角为30。，重力加速度为g。在滑块从A点运动到。点的

过程中，下列说法正确的是（）

A,重力对滑块先做正功后做负功

B.轨道对滑块先做负功后做正功

C.摩擦力对滑块做功为

D.运动到8点时,重力对滑块的功率最大

【答案】AC

【解析】A.滑块先向下运动，后向上运动，重力对滑块先做正功，后做负功，A正确；

B.轨道支持力与滑块运动方向垂直，对滑块不做功，摩擦力对滑块做负功，所以轨道

对滑块一直做负功，B错误；

C.由动能定理得〃吆Rsin300+W/=0

摩擦力对滑块做功为二—；〃?gR

C正确；

D.滑块在B点的速度沿水平方向，重力的功率为0,D错误。

故选ACo

11.有人反。三颗地球卫星，卫星。还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫

星力在近地轨道上正常运行，c是地球静止卫星，如图所示。已知卫星。、/Ac的角速度

分别为①”、你、叫，线速度分别为9、以、匕，则（）

A.(oc<cob<(OaB.RUb

C.匕＜以＜匕D.匕＜匕＜%

【答案】BD

【解析】对于卫星氏c,由万有引力提供向心力得空巴二根匕二〃?02不

r~r

可得0=

因为?＞与，则有&＜例，匕＜以

地球静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，即。，=4

根据u•可得匕〉匕

所以以,=%＜为〃，匕＜匕〈以

故选BD。

12.如图所示，光滑支架408固定，0A杆竖直，08杆水平。小球〃、〃分别穿在两杆上

并用轻绳连接，对方施加一水平向右的外力尸，使。向上做匀速运动，则在运动过程中

)

A.0B杆对小球b的支持力不变

B.小球〃的速度大小始终保持不变

C.轻绳对小球〃做的功等于小球〃动能的改变量

D.F对小球b做的功大于小球b动能的改变量

【答案】AD

【解析】A.对整体受力分析，由竖直方向平衡，支持力等于总重力，则0B杆对小球力

的支持力不变，故A正确。

B.设轻绳与竖直方向的夹角为a,。球、。球速度关联有

v（icosa=v^sina

。向上做匀速运动，而a逐渐增大，则cosa逐渐减小，sina逐渐增大，因此b球速度逐渐

减小，故B错误。

CD.对〃球由动能定理有

叫-弧=△凡

轻绳对小球。做的功大于小球〃动能的改变量；

对力球由动能定理有

啤-叫=△%

联立可得

叫一

则尸做的功等于小球a和力的系统机械能的改变量，大于小球。动能的改变量，故CE背

误，D正确。

故选AD。

二、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.用如图所示的“向心力演示器''来探究匀速圆周运动的规律。挡板A、B、C到左右塔轮

中心轴的距国之比为1:2:1,标尺露出的格数与小球的向心力成正比。

（1）该实验主要用到的物理研究方法是______。

A.控制变量法B.等效替代法C.演绎推理法

（2）探究向心力与质量的关系时，应将质量不同的两个小球放在______（选填“A和夕”下

和C”或“A和C”）挡板处。

（3）将质量相等的两个小球分别放在挡板A、C处，所选左右塔轮的半径之比为2:1,转

动手柄，左右标尺露出的格数之比为o

【答案】（1）A（2）A和C（3）1:4

【解析】

【小问1解析】

该实验主要用到的研究方法是控制变量法。

故选A

【小问2解析】

探究向心力与质量的关系时，需要控制小球做圆周运动H勺半径相同，应将小球放在挡板A

和挡板C处。

【小问3解析】

左右塔轮的半径之比为2:1,线速度相等，根据口=0厂

可知左右塔轮转动的角速度之比为1:2；两球的质量相等，做圆周运动的半径相等，根据

%=加-

可得两球的向心力之比为1:4,故左右标尺露出的格数之比为1:4o

14.某实验小组用如图甲所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题：

（1）纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长

木板做匀速运动。这样做的目的是________。

（2）纸带穿过打点计时器，小车置于靠近打点计时器的位置，通过绕过定滑轮的细线与钩

码相连。启动打点计时器，释放小车，小车在牵引力的作用下运动，得到的•条较为理想

的纸带，如图乙所示。。点为打点计时器打的第一点，4、8、C为连续的三个计数点，相

邻两点的时间间隔T仍=TBC=002S。

①以小车为研窕对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量小和小车的质

量M应满足的条件是________。

②此次实验中，钩码的质量m二20g,小车的质量M=400g,根据纸带上提供的数据可

知，从O到4的过程中，合力对小车做的功为卬=J,小车在8点的动能为

Jo（g取10m/sL结果均保留3位有效数字）

【答案】(I)平衡摩擦力

(2)①.,n<M0.1300.128

【解析】

【小问1解析】

纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板

做匀速运动。这样做的目的是平衡摩擦力。

【小问2解析】

在平衡了摩擦力的情况下，由牛顿笫二定律可得，对小车/=加〃

对钩码mg-F=ma

M1

联立解得歹r=瓦77*=在'郎<感

当〃z<M时，尸=mg,才能用钩码的重力表示细线对小车的拉力。

从。到8的过程中，合力对小车做的功为W=〃?g%B=0/30Jo

小车在B点的速度为u=芳=0.80m/s,动能为七=g=0.128J。

15.将一小球从水池上方由静止释放，1s后小球到达水面，又经过1s小球以4m/s的速度

到达池底。已知小球的质量为0.2kg,池中水深2m,g取lOm/s?,不计空气阻力，求:

(1)小球释放时到水面的距离；

(2)小球从水面运动到池底的过程中，水对小球做功的平均功率大小。

【答案】(1)5m(2)I2.4W

【解析】

小问1解析】

小球落水前做自由落体运动,释放时到水面的距离为々=gg¥

其中=，2=ls

联立解得九二5m

【小问2解析】

2

由动能定理可得〃吆(匕+/?2)-Pr2=-mv

其中均=2m,v=4m/s,〃?=0.2kg

解得水对小球做功的平均功率大小为P=12.4W

16.如图所示，原长为/=0.5m、劲度系数为Z=14N/m轻质弹簧一端固定在水平转

盘的转轴上，另一端连接质量为〃2=1kg的小物块。初始时弹簧处于原长状态，现启动转

盘，并缓慢增大其转速。已知物块与转盘的动摩擦因数为〃=0.2,转盘的半径为

R=lm，重力加速度为g=10m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块可视为质

点，求：

（1）物块刚要相对转盘滑动时，转盘的角速度；

（2）物块滑到转盘边缘时的线速度大小。

【答案】（1）2rad/s（2）3m/s

【解析】（1）开始时，静摩擦力提供物块做圆周运动的向心力

物块刚要相对转盘滑动时，向心力等于最大静摩擦力，即=

（2）物块滑到转盘边缘时，弹簧的拉力厂与摩擦力•起提供物块做圆周运动的向心尢

2

由牛顿第二定律得F+/〃〃g=加］

由胡克定律得弹簧的拉力F=k（R-l）

联立解得物块的线速度u=3m/s

17.我国北斗三号全球星座由地球静止轨道、倾斜地球同步轨道、中圆地球轨道三种轨

道卫星组成，每颗卫星各司其职，为全球用户提供高质量的定位导航授时服务。已知地球

静止轨道卫星绕地球做匀速圆周运动的速度为％、轨道半径为，，地球半径为R。求:

(1)地球的第一宇宙速度；

(2)地球北极与赤道处的重力加速度之差。

【答案】(1)-二%「(2)颂=乎

【解析】

【小问1解析】

地球静止轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得G"a二叫位

r~r

2

卫星在地球表面做匀速圆周运动时有G丝"=如—

R2一R

可得地球的第一宇宙速度为v=

【小问2解析】

地球自转的角速度等于地球静止轨道卫星的角速度，为①'

在地球北极有G整”

在地球赤道处有G粤-〃次’二R

K-

R

可得地球北极与赤道处的重力加速度之差为Ag=g-5=衅

厂

18.如图所示，粗糙的水平轨道8C的右端与半径R=0.45m的光滑竖宜圆轨道在。点相

切，左端与光滑的倾斜轨道A8相连，A