河南部分2024-2025学年高一年级下册4月期中物理试题（解析版）

2024〜2025学年度高一年级4月质量检测

物理

全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题

卡上的指定位置。

2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的

非答题区域均无效。

3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡

上作答；字体工整，笔迹清楚。

4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

1.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、

在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了如今比较完善的体系。下列关于物理学

重大历史事件描述正确的是（）

A.第谷否定了托勒密提出的地心说，提出了bl心说

B.开普勒对行星的运动让行了长期的观测和记录，并提出了关于行星运动的三条定律

C.牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三定

律

D.卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G,并被称为“称量地球质量的第一人”

【答案】CD

【解析】A.哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说。故A错误；

B.第谷对行星的运动进行了长期的观测和记录，开普勒提出了关于行星运动的三条定

律。故B错误：

C.牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三

定律。故C正确；

D.卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G，并被称为“称量地球质量的第一人故D正

确。

2.如图所示为中国古代手摇纺车，匀速转动手柄，带动绳轮匀速转动，A、4为绳轮上

的两点，A、8两点到转轴0的距离之比为3：I。下列说法正确的是（）

A.A、8两点的周期之比为3：1

B.4,6两点的角速度之比为1：3

C.A、4两点的线速度大小之比为3：1

D.A、B两点的向心加速度大小之比为9：I

【答案】C

2%

【解析】AB.A、8两点一起做圆周运动，为同轴传动，所以角速度相同，根据7=——

CO

可知，周期也相同，故AB错误;

C.根据线速度2=也=%

,r3

因为上A二；

71

所以工L二；3

故C正确；

D.根据4=01

所以_aA.=上r.=一3

故D错误。

故选C。

3.如图所示，物块甲套在倾斜固定的细直杆上，杆与水平方向的夹角为53。，轻质细线跨

过定滑轮，与物块甲、乙（均可视为质点）相连。物块乙悬在空中，细线伸直，在4点给

甲一个沿斜面向下的初速度，当甲运动到8点时，与甲连接的细线沿水平方向。当甲运动

到C点时，与甲连接的细线与杆垂直。己知甲在从。两点的速度大小分别为0、%，

乙始终未落地。sin53°=0.8,cos53°=0.6»下列说法正确的是（）

□/C

乙/

/53。

A.甲从A运动到8的过程中，甲、乙的速度大小有可能相等

B.甲从A运动到C的过程中，乙先下降后上升

C.甲运动到〃点时,，乙的速度大小为0.60

D.甲运动到C点时，乙的速度大小为0.75%

【答案】C

【解析】A.把甲的速度分别沿着绳和垂直绳分解，沿绳方向的分速度小于甲的速度，乙

的速度等于甲沿绳方向的分速度，所以甲从A到8的运动过程中，乙的速度小于甲的速

度，故A错误；

B.甲从4到C的运动过程中，滑轮与杆间细线长度一宜减小，则滑轮与乙之间的细线一

直增加，乙一直下降，故B偌误；

C.甲运动到8点时，乙的速度大小为巳二以cos53'=0.6%

故C正确；

D.甲运动到C点时，滑轮与甲之间的绳与杆垂直，则甲的速度l沿绳方向的分速度等于

0,即乙的速度为0,故D错误。

故选C。

4.如图所示的双星系统，甲、乙两颗恒星绕连线上的O点做匀速圆周运动，间距L保持不

变，已知一段时间，内乙转过的角度为仇万有引力常量为G,下列说法正确的是（）

n.乙2〃忆2

D.由------=阳||。而，-----——tn^cor,

LL

疗£

解得加甲+根乙=

G

其中o=g

综合可得甲、乙的总质量为，a1+〃7乙

~~G?

故D错误。

故选Ao

5.如图所示，质量为〃?的火车在转弯时的角速度为①，内外轨的高度差为力，内外轨间的

距离为L(L»h),重力加速度为g,转弯时轨道对车轮没有侧向压力，已知角度很小时有

tan。asin6。下列说法正确的是()

A.火车转弯时做圆周运动所在平面与两铁轨所在的斜直平行

B.火车转弯时的线速度大小为g

Leo

C.火车转弯时的向心力大小为华

h

D.火车转弯时的轨道半径为幽

【答案】B

【解析】A.火车转弯时，圆弧轨道所在圆面在水平面内，A错误;

BCD.设两铁轨所在斜面与水平面的夹角为"由几何关系可得tan夕psin，=)

h

有火车转弯时的合力大小为F=mgtan0工mgsin3=mg—

n/J

由支持力与重力的合力充当向心力，则％=mg4

L.

可得火车转弯时的线速度大小为u=a

Leo

火车转弯时的轨道半径为r=-=-^

coLar

故B正确，CD错误。

故选Bo

6.在竖直平面内建立如图所示的平面直角坐标系。0时刻，将可视为质点的小球从坐标原

点水平向右抛出，其运动轨迹的表达式为），二奴?，重力加速度为g,空气阻力不计。下列

gg产）

时刻小球所在位置的坐标为

C0至，时间内小球的位移大小为」Jg¥+&

2Va

D.0至1时间内小球平均速度大小为Jg、2+组

【答案】B

【解析】A.由平抛运动的规律可得1y=3印2,工二卬

综合可得）'二1/

P

对比），="小,可得广二。

解得小球的初速度大小为％=

故A错误;

B.0至，时间内，有y=/，x=卬=

则/时刻的坐标为(/g,gg/)，故B正确;

C.0至I时间内的位移为S=+),2

故C错误：

D.。至f时间内的平均速度为3=e=Ljg2/+空

t2Va

故D错误。

故选Bo

7.如图所示，质量为〃?的小球用轻质细线悬挂在天花板上的Oi点，使之绕。正下方、光

滑水平桌面上的02点做匀速圆周运动，已知。、。2两点间的距离为“，细线与竖直方向

的夹角为从重力加速度为g，细线始终伸直且小球始终未离开桌面。下列说法正确的是

()

A.细线的拉力大小可能为0

B.当泉面对小球的支持力等丁小球重力的半时，小球的向心加速度大小为为⑶血

C.当小球的周期等于2;rj£时，桌面对小球的支持力刚好为0

mv

D.当小球的线速度大小为-时，桌面对小球的支持力大小为机g+

“tai?。

【答案】C

【解析】A.若细线的拉力U,则重力与支持力为对平衡力，水平方向没有力提供向心

力，则小球不可能做匀速圆周运动，则细线一定有拉力，A错误；

B.当桌面对小球的支持力为等于小球重力的一半时，对小球受力分析，设细线的拉力为

F,则Fcos0=0.5mg

由Fs\nO=man

综合可得4产等

故B错误;

C.若桌面对小球的支持力刚好为。时，对小球进行受力分析，由牛顿第二定律

mgtan0=m

其中r=Htan0

综合可得小球的周期为T二

故C正确;

D.当小球的线速度为n时，对小球受力分析，水平方向有/sinO=/〃L

竖直方向有/cose+A=mg

其中r=Htan3

综合可得/=，摩-石吗0

Htan0

故D错误。

故选C。

二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。

8.2025年3月全国两会期间，天问三号总设计师刘继忠提出要推动航天产业向“智能航天”

加速迈进。比如，将来嫦娥六号探月着陆器可通过人工智能自主识别选择着陆区域。如图

所示是我国发射的某探月卫星在升空后顺利进入捕获轨道运行，后经多次轨道调整，进入

冻结轨道运行的示意图，两轨道的近月点重合。则该卫星在冻结轨道运行时（）

近月点

A.周期小于在捕获轨道运行时的周期

B.近月点的速度大小等于远月点的速度大小

C.近月点的速度大于在捕获轨道运行时近月点的速度

D.近月点的加速度大小与在捕获轨道运行时近月点的加速度大小相等

【答案】AD

【解析】A.冻结凯道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得，冬=暮

因4<%，可得在冻结轨道运行时的周期小于在捕获轨道上的周期，故A正确；

B.在冻结轨道运行时，依据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，故

B错误；

C.从捕获轨道变轨到冻结轨道需要在近月点点火减速，所以在冻结轨道运行时近月点的

速度小于在捕获轨道运行时近月点的速度，故c错误；

D.根据牛顿第二定律，空^二〃也

广

「由

可得〃=—GM—

r

可知在冻结轨道运行时近月点的加速度大小等于在捕获轨道运行时近月点的加速度大小，

故D正确。

故选ADo

9.如图所示，倾角均为30c的两个光滑斜面体固定放置，两个斜面A6C。、a〃〃均是正方

形，A8C3的边长为2L,的边长未知，。是CQ的中点，。是ABCO的中心，。、C、

〃在同一条直线上。质量为机的小球（视为质点）用长为L的轻质细线系于。点，在。点

给小球一个沿时方向、大小为匕=2痴的初速度，绕O点在斜面内做圆周运动，当小

球再次运动到。点时，突然剪断细线（不影响小球的速度），此后小球沿斜面必〃运动并

从c点离开，重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A.剪断细线前，小球在a点时细线的拉力大小为4/〃g

B.小球在c点的速度大小为2，新

C.abed的边长为I6L

D.剪断细线后，小球从。到c的运动时间为8

【答案】BCD

【解析】A.在。点对小球讲行受力分析，杷重力分别沿着斜面和垂直斜面分解，则有

O

F-mgsin30=m;

其中匕=2疯

可得剪断细线前，小球在。点时细线的拉力大小为F=4.5mS

故A错误；

B.设小球在c•点速度的反向延长线与儿的夹角为仇小球从〃到c•做类平抛运动，匀速

直线分运动与匀加速直线分运动的位移大小相等，类平抛运动速度的反向延长线经过水平

八0.5d八「匕，

位移的中点，设Hed的边长为d,则有tan〃=F-=0.5=上

dv,

解得％.=4痴

则小球在r点的速度大小为匕.=yj\r+=2j5gL

故B正确；

CD.小球在斜面abed上的加速度为a=gsin30=0.5g

由类平抛运动的规律可得d。产，vy=at,匕=收+H

结合vc=215gL

可得。伙,"的边长为4=16L

剪断细线后，小球从“到c的运动时间为/二

故CD正确。

故选BCDo

10.如图甲所示，倾斜挡板OA与竖直方向的夹角为仇小球从。点的正上方高度为〃的

P点以水平速度用水平抛出，落到挡板时，小球的位移与挡板垂直；现让挡板绕。点在鞋

直面内转动，改变挡板与竖直方向夹角〃（0°〈890。）的同时，也改变小球从P点水平抛

出的初速度刖的大小，使每次落到挡板时，小球的位移总与挡板垂直，作出q-coYe关

甲

A.若当地的重力加速度为g，图乙的图像对应的关系式片=2H^cos20

B.若图乙的斜率为七则当地的重力加速度大小为工

H

C.若当地的重力加速度为g,则图像的斜率为

D.若当地的重力加速度为g，且％=工空，则此时依45。

【答案】BD

【解析】A.如图所示，把平抛运动的位移分别沿水平和竖直方向分解

设平抛运动的时间为t,竖直方向有%/tan。=/

水平方向有卬tan<9

\乙）

联立可得<二^COS2。，故A错误；

B.若图乙的斜率为k,则由左二丝

可得当地的重力加速度为g="，故B正确；

H

C.若当地的重力加速度为g,则图像的斜率为女=号，故c错误;

D.若当地的重力加速度为g,且平抛运动初速度％=工恒

2

图乙的图像对应的关系式说=2Hgcos?9

则有cosO=——

2

解得夕=45。，故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

II.在“探究平抛运动特点''实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。招印

有方格的纸和复写纸重叠对齐并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从。点

飞出，落在水平挡板MN上。由丁挡板靠近硬板侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面

会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系

列痕迹点，从而画出物体平抛运动的轨迹。

硬板白纸

甲

（1）下列实验条件必须满足的有（）（填字母）;

A,斜槽轨道光滑

B,斜槽轨道末段水平

C.图中挡板MN每次必须等间距下移

D.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球

（2）该小绢同学正确操作后,用印有小方格（小方格的i力长为L）的纸记录下轨讲，如

b、c、d为轨迹上四个点如图乙所示，已知重力加速度为g,不计空气阻力，则。点

（填“是”或“不是”）抛出点，小球平抛的初速度%=（用题中字母

表示）。

【答案】⑴BD（2）不是2痴

【解析】

【小问1解析】

AD.为了获得相同的初速度，需要每次从斜槽上相同佗位置无初速度释放钢球，但斜槽轨

道不需要光滑，A错误，D正确：

B.为保证小球飞出时速度水平，所以斜槽轨道末段需要水平，B正确；

C.挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置，不需要等间距变化，C错误。

故选BD。

【小问2解析】

小球竖直方向做自由落体运动，若。为抛出点，则应有y加%：yed=i：3：5,故图中

关系不符合，故。点不是物出点。

2

根据匀变速直线运动推论有Ay=yhc-yab=L=gT

解得了=

小球平抛的初速度大小为%=牛=2疯

12.用如图所示的装置来探究与向心力有关的问题，轻质细线的上端与铁架台上的力传感

器相连，下端悬挂一个直径为“、质量为，〃的小钢球，小钢球静止时位于光电门的正中

央。将钢球拉到合适的高度（细线伸直）由静止释放，捆球运动到最低点时，读出钢球通

过光电门的遮光时间为传感器的示数为凡已知重力加速度为g,悬点到球心的距离

为，回答下列问题：

（1）钢球通过光电门的线速度大小片，根据向心力公式，钢球通过最低点的向心

力大小E尸（用"hd、L、加表示）；

（2）通过受力分析，可得钢球通过最低点的合力大小尸产（用人小、g表示），比

较人与尸含在误差允许范围内是否相等；

（3）改变钢球静止释放的高度，多次测量加与户相应的值，若吊与尸含在误差允许范围

I、1

内相等，则作出的F与(填“加(加尸或"7TT关系图像是一条倾斜直

Arv7(Ar)

线，图像的斜率为（用机、d、L表示）。

md1

【答案】⑴—

A/

]md1

(2)F-ing(3)

(Vf『T

【解析】

【小问।解析】

根据光电门的测速原理可知，钢球通过光电门的线速度大小y

△t

钢球通过最低点的向心力乙=—

''L

md1

结合上述解得《=而

【小问2解析】

对钢球进行受力分析，钢球通过最低点的合力大小F合=F-mg

【小问3解析】

md1

若Fn与尸合在误差允许范围内相等,结合上述有F-mg=

3)

md~1

变形得F=〃吆

~Lw

可知，作出尸与二T关系图像是一条倾斜直线，图像的斜率为尤

(加)L

13.2024年10月30日,“神舟十九号。名航天员顺利进驻中国空间站,2025年1月21

日，“神舟十九号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动。某同学设想的对接过程如图所

示，载人飞船在圆轨道I的A处点火加速，沿椭圆转移轨道II运动到远地点儿再次点火

加速，进入圆轨道IH,并恰好与圆轨道III上的空间站对接。已知地球半径为R,地球表面

重力加速度为g,引力常量为G,圆轨道【离地高度为心圆轨道川的半径为，，忽略地球

自转的影响。求：

(1)载人飞船在圆轨道I上的运行周期T.；

(2)载人飞船在转移轨道H上的运行周期乃；

(3)地球的平均密度p。

21(R+h)〃

【答案】(1)7；=———I]——

RNg

7T(R+h+r)2(R+h+r)

2Rg

（3）。=焉

【解析】

【小问1解析】

八Mm，2"丫/、

由G2=〃?V（R+h）

在地球表面有G粤^=mg

K

解得7；=2.伟L型等厚

【小问2解析】

T；甲

根据开普勒第三定律有（R+〃+rj=（R+炉

2伊+力+厂）乃（R+〃+〃）p（R+h+r）

疏=-2RV^

【小问3解析】

在地球表面有6粤二〃吆

R-

可得M二%

G

M

由密度公式得'=4q

7lR

3

解得好焉

14.如图所示，半径均为R的圆心为。।的圆轨道和圆心为02的圆形管状轨道在同一竖直

平面内固定，与水平地面分别相切于从。点，现让质最均为〃?的小球（均可视为质点）

在两轨道内运动，小球直径略小于管内径，管内径远小于轨道半径上重力加速度为g,

不计空气阻力。

(1)若小球刚好能通过圆轨道最高点c,求此时小球的速度大小；

(2)若小球在圆轨道内向上运动至广点时恰好脱离轨道，此时9尸连线与水平方向间的

夹角为，=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求此后小球运动的最高点到水平地面的距离

(结果保留分数形式);

(3)若小球通过圆形管状轨道最高点上时，对轨道的压力大小为gmg,求此时小球在E

点的速度大小。

,—224

【答案】(1)(2)——R

125

【解析】

【小问I解析】

2

小球恰好到达最高点C,此时满足mg=

解得vc=

【小问2解析】

2

在F点恰好脱离轨道，则有sin37=m—

此后小球斜抛运动，在竖直方向上有「=VF-COS37°

V24

上升高度为力二1二R

2g125

。224

故小球离地面的最大高度为H=%+R+Rsin370=——R

125

【小问3解析】

在E点小球与轨道上侧有弹力时，有mg+（mg=tn生

解得VE1=

E点小球与轨道下侧有弹力时，有mg--mg=生■