四川省达州市万源中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题（含答案）

第第页四川省达州市万源中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题一、单项选择题（本题包括7小题，每题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意．）1．对于做平抛运动的物体，下列说法中正确的是（）A．物体落地时的水平位移与初速度无关B．初速度越大，物体在空中运动的时间越长C．物体落地时的水平位移与抛出点的高度及初速度有关D．在相等的时间内，物体速度的变化量不相同2．如图所示，一个杯子放在水平餐桌的转盘上随转盘做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．杯子受到桌面的摩擦力指向转盘中心B．杯子受重力、支持力、向心力作用C．转盘转速一定时，杯子越靠近中心越容易做离心运动D．转盘转速一定时，杯子里装满水比空杯子更容易做离心运动3．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移x随时间t变化的图像如图甲所示，竖直方向的速度vy随时间t变化的图像如图乙所示。关于无人机的运动，下列说法正确的是（）A．0~2s内做匀加速直线运动 B．t=2s时速度大小为5m/sC．2s~4s内加速度大小为1m/s2 D．0~4s内位移大小为10m4．一根轻质细绳一端缠绕在一半径为r的圆盘边缘，另一端和一放在水平面上的物体相连，如图所示，圆盘在电动机的带动下以角速度ω逆时针匀速转动，此过程中物体沿水平面向左移动，则在绳子变为竖直之前（）A．物体沿水平面加速运动，速度始终小于ωrB．物体沿水平面加速运动，速度始终大于ωrC．物体沿水平面减速运动，速度始终小于ωrD．物体沿水平面减速运动，速度始终大于ωr5．旋转飞椅是小朋友们特别喜爱的游乐项目。某飞椅的绳长5m，悬点到转轴中心的距离为2m。某时刻飞椅以20π/minA．飞椅的旋转周期为12sB．悬绳与竖直面的夹角可能是53°C．若飞椅的角速度逐渐缓慢增加，线速度大小会成正比增大D．某时刻绳与竖直面的夹角为37°，ω=6．国产科幻巨作《流浪地球》开创了中国科幻电影的新纪元，引起了人们对地球如何离开太阳系的热烈讨论。其中有一种思路是不断加速地球使其围绕太阳做半长轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最终离开太阳系。假如其中某一过程地球刚好围绕太阳做椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R，最远距离为7R（R为加速前地球与太阳间的距离），则在该轨道上地球公转周期将变为（）A．8年 B．6年 C．4年 D．2年7．四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相等（连接D球的绳较长），则下列说法错误的是（）A．小球A、B角速度相等B．小球A、B线速度大小相等C．小球C、D所需的向心加速度大小相等D．小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等二、多项选择题（本题包括3小题，每题6分，共18分，每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）8．一足够大且光滑的矩形斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处沿平行于底边的初速度v0A．小球的运动轨迹为抛物线B．小球的加速度为gC．小球从A处到达B处所用的时间为1D．小球从A处到达B处的位移为v9．若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1（地球自转周期），一年的时间为T2（地球公转周期），地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2，下列说法正确的是（）A．地球的质量m地=GC．月球的质量m月=410．如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则（）A．子弹在圆筒中的水平速度为vB．子弹在圆筒中的水平速度为vC．圆筒转动的角速度可能为ω=πD．圆筒转动的角速度可能为ω=3π三、实验探究题（本题共2小题，每空2分，共12分）11．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的特点。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为抛出轨迹上某点。（1）乙图中，A处拍摄的频闪照片为（选填“a”或“b”）。（2）测得图乙a中OP距离为45cm，b中OP距离为30cm，已知重力加速度g取10m/s2，则物体平抛运动的初速度为m/s，物体通过P点时的速度为m/s。12．如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。（1）该同学采用的实验方法为。A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法D．微元法（2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v1.01.52.02.53.0F0.882.003.505.507.90该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。①在以上图乙中作出F−v2图线②若圆柱体运动半径r=0.2m，由作出的F−v2的图线可得圆柱体的质量四、计算题（本题共3小题，共42分，解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不给分）13．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽120m，水流速度为5m/s的河流中渡河，求该小船：(1)渡河的最短时间；(2)渡河的最短位移。14．如图所示，轻质杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，当球B运动到最低点时，杆对球B的作用力大小为4mg，已知当地重力加速度为g，求此时：（1）球B转动的角速度大小，线速度大小；（2）A球对杆的作用力大小以及方向；（3）在点O处，轻质杆对水平转动轴的作用力大小和方向。15．如图所示，图1是某游乐场中水上过山车的实物图片，图2是其原理示意图。在原理图中半径为R=8m的圆形轨道固定在离水面高h=3.2m的水平平台上，圆轨道与水平平台相切于A点，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。过山车（实际是一艘带轮子的气垫小船，可视作质点）高速行驶，先后会通过多个圆形轨道，然后从A点离开圆轨道而进入光滑的水平轨道AC，最后从C点水平飞出落入水中，整个过程刺激惊险，受到很多年轻人的喜爱。已知水面宽度为s=12m，假设运动中不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，结果可保留根号。（1）若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点B，则其在B点的速度为多大？（2）为使过山车安全落入水中，则过山车在C点的最大速度为多少？（3）某次运动过程中乘客在圆轨道最低点A对座椅的压力为自身重力的3倍，则气垫船落入水中时的速度大小是多少？

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】ABC．根据平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由位移时间公式得h=解得运动时间为t=做平抛运动的时间是由物体所处的高度决定的，与初速度无关，根据运动学公式，可得物体落地时的水平位移x=所以落地时的水平位移由初速度和所处高度决定，A、B错误，C正确；D．由于做平抛运动的物体只受重力的作用，加速度为重力加速度g，根据公式Δv＝gΔt可知在相等的时间内，物体速度的变化量是相同的，故D错误。故答案为：C。

【分析】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，运动时间由竖直方向的高度决定，水平位移由初速度和运动时间共同决定，速度变化量由恒定的重力加速度决定。2．【答案】A【解析】【解答】AB．杯子做匀速圆周运动，对杯子受力分析，竖直方向上受重力、支持力作用，水平方向上只受到摩擦力，桌面的摩擦力提供杯子做匀速圆周运动的向心力，则指向转盘中心，故B错误，A正确；C．根据角速度和转速的关系式ω=2πn和向心力的表达式F=mωF=m⋅4转盘转速一定时，杯子越靠近中心所需向心力越小，不容易做离心运动，故C错误；D．桌面对杯子的摩擦力提供向心力，当转盘转速一定时，杯子和桌面间的最大静摩擦力不足以提供杯子做圆周运动的向心力时，杯子发生离心运动，根据最大静摩擦力小于向心力则有μmg<m⋅4即μg<4根据表达式可以得出杯子做离心运动的条件与质量无关，所以杯子里装满水与空杯子一样，故D错误。故选A。

【分析】对杯子受力分析，竖直方向上受重力、支持力作用，水平方向上只受到摩擦力，桌面的摩擦力提供杯子做匀速圆周运动的向心力；3．【答案】B【解析】【解答】A.0~2s内，在甲图中，由于图像斜率代表速度，由于速度不变所以在水平方向做匀速直线运动，由图乙知，由于图像斜率代表加速度，加速度不变所以在竖直方向做匀加速直线运动，根据速度的合成可以得出物体在0~2s内做匀加速曲线运动，故A错误；B．根据图像斜率可以得出水平方向速度大小为vt=2s时竖直方向速度大小为v根据速度合成可以得出t=2s时速度大小为v=故B正确；C.2s~4s内根据速度保持不变可以得出水平方向、竖直方向均做匀速直线运动，加速度大小为0，故C错误；D.根据甲图初末坐标可以得出0~4s内水平方向位移大小为x=4根据图像面积可以得出竖直方向位移大小为y=根据位移的合成可以得出实际位移大小为s=故D错误。故选B。

【分析】利用甲图图像斜率不变可以判别物体在水平方向做匀速直线运动，利用乙图的图像斜率可以判别物体在竖直方向先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，利用运动的合成可以判别前2s做匀变速曲线运动；利用甲图斜率可以求出速度的大小，结合速度的合成可以求出合速度的大小；利用两图速度不变可以判别加速度等于0；利用甲图坐标可以求出水平方向的位移，利用乙图面积可以求出竖直反方向的位移，两者合成可以求出实际位移的大小。4．【答案】B【解析】【解答】令绳与水平方向夹角为θ，物体速度为v，则有v解得v=物体沿水平面向左移动，夹角θ增大，可知速度v增大，即物体沿水平面加速运动，速度始终大于ωr。故答案为：B。

【分析】将物体的速度分解为沿绳和垂直绳的分量，利用圆盘边缘线速度与绳速的关系，结合角度变化分析物体速度的大小和变化趋势。5．【答案】D【解析】【解答】A．根据角速度与周期的关系有ω=解得T=6sBD．设悬绳与竖直夹角为θ，有mg当θ=53°时，当θ=37°时，C．根据角速度与线速度的关系，有v=ω(Lsinθ+2)，由于θ会改变，故v与故答案为：D。

【分析】先将角速度单位换算为国际单位，再利用圆周运动周期公式、向心力公式及线速度与角速度的关系，逐一分析各选项。6．【答案】A【解析】【解答】由开普勒第三定律得R解得T1＝8年故答案为：A。

【分析】先根据椭圆近、远日点距离求出椭圆轨道的半长轴，再利用开普勒第三定律，结合地球原圆周轨道的半径（等效为原半长轴）和周期，列比例式求解新轨道的公转周期。7．【答案】B【解析】【解答】AB．对题图甲中A、B分析，由于AB两个小球在水平面内做匀速圆周运动，重力和拉力的合力提供向心力，设绳与竖直方向的夹角为θ，绳长为l，小球的质量为m，小球A、B到悬点O的竖直距离为h，根据牛顿第二定律有mg解得ω=根据角速度的表达式可以得出小球A、B的角速度相等，由于两小球的半径不同，根据v=ωr可以得出线速度大小不相等，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；CD．对题图乙中C、D分析，设绳与竖直方向的夹角为α，小球的质量为m，绳上拉力为FT，由于CD两个小球在水平面内做匀速圆周运动，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mgtanα=m得an=g由于两个小球与水平方向的夹角相等，所以小球C、D所需的向心加速度大小相等，小球C、D受到绳的拉力大小也相等，故CD正确，不符合题意。故选B。

【分析】由于AB两个小球在水平面内做匀速圆周运动，利用重力和拉力的合力提供向心力可以求出角速度的表达式，进而比较角速度和线速度的大小；由于CD两个小球在水平面内做匀速圆周运动，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可以比较加速度的大小，利用平衡方程可以比较绳子拉力的大小。8．【答案】A,B,C【解析】【解答】A．小球受重力和支持力两个力作用，对重力和支持力进行合成，合力为mgsinB．小球在平行与底边方向做匀速直线运动，在沿着斜面方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律知，有mg解得a故B项正确；C．小球在平行与斜面向下方向做匀加速直线运动，根据几何关系可以得出位移为y根据位移公式有y解得t故C项正确；D．小球在沿着初速度方向做匀速直线运动，根据位移公式可以得出小球在沿初速度方向的位移为x则小球从A处到达B处的位移为s故D项错误。故选ABC。

【分析】利用小球受到的合力方向与初速度方向不共线，小球的运动轨迹为曲线；利用牛顿第二定律可以求出小球加速度的大小；利用位移公式可以求出运动的时间，结合初速度方向的位移公式可以求出位移的大小。9．【答案】B,D【解析】【解答】A．根据地球表面万有引力近似等于重力，有Gm地mRB．根据太阳对地球的万有引力提供向心力，有Gm太m地L22＝m地4π2D．由m地＝gR2G和ρ地＝m地V地，V地＝C．由题中数据无法求出月球的质量，故C错误。故答案为：BD。

【分析】利用万有引力等于重力和万有引力提供向心力两个核心关系，分别推导地球、太阳的质量，再结合密度公式判断各选项的正确性。10．【答案】A,C,D【解析】【解答】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道圆周运动的周期性。AB.子弹在圆筒中运动的时间与自由下落高度h的时间相同，即t=则v故A正确，B错误；CD.在此段时间内圆筒转过的圈数为半圈的奇数倍，即ωt＝（2n＋1）π（n＝0，1，2，…）所以ω=故CD正确。故选ACD。

【分析】子弹在桶中做平抛运动，根据高度求出运动的时间，结合水平位移求出子弹的初速度．在子弹平抛运动的过程中，运动的时间是转筒半个周期的奇数倍，根据该关系求出圆筒转动的角速度。11．【答案】b；1；10【解析】【解答】（1）A处拍摄的是小球水平方向的位移，应是匀速直线运动，所以相同时间位移大小相等所以频闪照片是b。（2）根据平抛运动的位移公式有x=v0将x=0.30m，y=0.45t=0.3s，根据速度的合成可以得出P点速度vP=v012．【答案】B；；0.18【解析】【解答】（1）实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的是控制变量法。故答案为：B。（2）①针对题目中坐标纸上描出的五个点，连线得到如下图所示②根据向心力的公式F=mv2r可知代入图线上随意两点坐标，例如(0,0)和(9,8)以及r=0.2m可得m≈0.18kg

故答案为：①；②0.18

(2)①根据表格数据，在图乙中描点，并用一条直线（或平滑曲线）拟合这些点，使点尽量均匀分布在图线两侧。②根据向心力公式F=mv2r，可知F−v213．【答案】(1)解：头垂直岸时渡河时间最短，所以t=(2)解：当船头垂直合速度方向时，渡河位移最短，如图所示，由三角形知识可知：sin又sin所以最短位移x=200【解析】【分析】(1)渡河时间由垂直河岸的分速度决定，当船头垂直河岸时，该分速度最大，时间最短。

(2)因为船在静水中的速度小于水流速度，所以无法垂直河岸渡河。最短位移出现在船速方向与合速度方向垂直时，利用三角函数关系求解。14．【答案】（1）解：小球B受重力和弹力提供向心力，根据牛顿第二定律F代入F1=4mg则v（2）解：根据共轴转动特点，A球的角速度等于B球的角速度，设杆对A球是向下的拉