甘肃金昌市某校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1金昌市第一中学2024-2025学年度第二学期期中考试一、选择题：本题共15小题，共49分。在每小题给出的四个选项中，第1~11题只有一项符合题目要求，每小题3分；第12~15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.以下叙述中符合物理史实的是（）A.伽利略通过观测、分析和计算发现了行星绕太阳运动的规律B.第谷经过多年的天文观测，发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆C.开普勒利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个计算出地球质量的人D.牛顿通过月地检验证明了地球对月球的引力与地球吸引苹果的力是同一种力【答案】D【解析】AB．伽利略通过研究第谷多年的天文观测数据，发现了行星绕太阳运动的规律，故AB错误；C．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个计算出地球质量的人，故C错误；D．牛顿通过月地检验证明了地球对月球的引力与地球吸引苹果的力是同一种力，故D正确。故选D。2.羽毛球休闲活动成为我校社团活动及课外活动特色，活动时间在学校的羽毛球场上总是热闹非凡。这项活动不仅成为校园体育文化的亮点，更成为同学们放松身心、增进友谊的重要方式。如图所示是打出的羽毛球在空中飞行时，同一底片上多次曝光得到的照片，图中能合理表示羽毛球瞬时速度方向的是（）A.① B.② C.③ D.④【答案】D【解析】根据曲线运动速度方向在该点的轨迹切线方向上，可知图中能合理表示羽毛球瞬时速度方向的是④。3.有一质点做匀速圆周运动，在t时间内转动n周，已知该质点的运动半径为r，则该质点线速度的大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】在时间t内转动n周，根据线速度定义，该质点的线速度大小为故选B。4.关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C.表达式，k与中心天体有关D.表达式，T代表行星运动的公转周期【答案】B【解析】A．根据开普勒第一定律可知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正确，不符合题意；B．根据开普勒第二定律可知相同时间内，同一行星与太阳连线扫过的面积相等，故B错误，符合题意；CD．根据开普勒第三定律可知表达式，k与中心天体质量有关，T代表行星运动的公转周期，故CD正确，不符合题意。故选B。5.如图所示，两个均匀球体A、B，质量分别为M、m，半径分别为、，引力常量为G。当A、B两球球心间距为r时，它们之间的万有引力大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】质量分布均匀的球体间的距离指球心间距离，故两球间的万有引力大小为故选A。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的悬绳固定于O点，在O点的正下方处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，则小球从右向左摆的过程中，悬绳碰到钉子前后小球的向心加速度大小之比为（）A.1∶4 B.2∶3C.3∶1 D.4∶3【答案】B【解析】在悬绳碰到钉子的前后瞬间，速度不变。做圆周运动的半径从L变成了，则根据加速度公式有，两次a之比为半径之反比，即2∶3。故选B。7.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A.铁路转弯处外轨比内轨高是为了利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯B.“水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用C.汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的重力大于支持力D.脱水桶的脱水原理是水滴受到衣物的“附着力”小于其所需的向心力，从而沿切线方向甩出【答案】D【解析】A．铁路转弯处外轨比内轨高是为了利用火车的重力和斜轨道的支持力的合力提供向心力，助火车安全转弯，A错误；B．“水流星”表演中，通过最高点时，由重力提供向心力或部分向心力，因此可能处于完全失重状态，但仍受重力作用，B错误；C．汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律可得解得汽车受到的重力小于支持力，C错误；D．脱水桶的脱水原理是水滴受到衣物的“附着力”小于其所需的向心力，从而沿切线方向甩出，D正确。故选D。8.过水门仪式是国际民航中最高级别的礼仪。如图所示，“过水门”仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。已知两水柱均沿与水平方向成45°角喷出，且从喷出到在最高点相遇所用时间为3s。重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力和水流之间的相互作用，下列说法正确的是（）A.“水门”的高度一定为90m B.“水门”的跨度一定为180mC.在最高点相遇时，水柱的速度为零 D.水喷出的瞬间，速度水平方向分量为15m/s【答案】B【解析】A．在竖直方向上，水做竖直上抛运动，则解得故A错误；BD．由于两水柱均沿与水平方向成45°角喷出，所以水在水平方向的初速度与竖直方向的初速度相等，即所以“水门”的跨度为故B正确，D错误；C．在最高点相遇时，水柱竖直方向速度为零，水柱的速度即为水平速度30m/s，故C错误。故选B。9.设地球质量为，半径为，万有引力常量为，重力加速度为，地球上的物体质量为，关于地球表面上万有引力与重力的关系，考虑地球的自转，把地球看作质量均匀分布的球体，下列说法正确的是（）A.在任何地方重力都等于万有引力，方向都指向地心B.地球两极处物体的万有引力等于重力，即C.在地球除两极的其他位置，重力是万有引力的一个分力，重力的大小D.赤道上物体的万有引力等于物体的向心力，即【答案】B【解析】B．考虑地球的自转，地球表面的物体相对地轴做圆周运动，向心力方向垂直于地轴，万有引力始终沿半径指向球心，在地球两极处，物体不随地球自转，向心力为零，重力等于万有引力，即有故B正确；AC．结合上述可知，在除两极的其他位置，万有引力的一个分力提供向心力，另一个分力即重力，两个分力的夹角小于，故重力小于万有引力，即有可知，除两极和赤道，重力都不指向地心，故AC错误；D．结合上述可知，在赤道上，物体的重力和向心力在一条直线上，与万有引力方向相同，则有故D错误。故选B。10.如图所示，水平圆台转动的角速度，质量为的小物块A放在距离轴心处与圆台相对静止一起转动，小物块受到的静摩擦力大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】所需的向心力由静摩擦力提供故选A。11.如图所示，两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）A.角速度相同 B.线速度大小相同C.向心加速度大小相同 D.受到的向心力大小相同【答案】A【解析】A．设细线与竖直方向的夹角为，根据合力提供向心力根据几何关系解得所以它们的角速度相同，故A正确；B．两个小球的角速度相同，根据两个小球的圆周运动半径不同，所以线速度大小不同，故B错误；C．设细线与竖直方向的夹角为，根据合力提供向心力解得因为细线与竖直方向的夹角为不同，故向心加速度大小不同，故C错误；D．设细线与竖直方向的夹角为，根据合力提供向心力因为细线与竖直方向的夹角为不同，故向心加速度大小不同，故D错误。12.下列关于向心力的说法正确的是（）A.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力B.向心力是沿着半径指向圆心方向的力C.向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，向心力是一个恒力D.向心力只改变物体线速度的方向，不能改变物体线速度的大小【答案】ABD【解析】A．向心力是效果力，向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力，故A正确；B．向心力是沿着半径指向圆心方向的力，故B正确；C．向心力总是沿半径指向圆心，方向时刻在变，故C错误；D．向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体的速度大小，故D正确。故选ABD。13.如图所示为某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机悬停在距水平地面3.2m高度处，某时刻以的加速度水平向右飞行，经过6s释放一个小球。空气阻力忽略不计，g取。下列说法正确的是（）A.小球落地时的速度大小为B.小球落地时的速度大小为C.小球落地点与开始悬停点之间的水平距离为4.8mD.小球落地时与开始悬停点之间的水平距离为22.8m【答案】AD【解析】AB．小球竖直方向做自由落体运动由可得故小球飞离飞机时水平方向的速度为落地速度为A正确，B错误；CD．前6s飞机水平方向飞行的距离为小球平抛的水平距离为故小球落地点与开始悬停点之间的水平距离为C错误，D正确。故选AD。14.2021年2月10日，“天问一号”探测器成功进入环绕火星椭圆轨道，在椭圆轨道的近火点（接近火星表面）制动后顺利进入近火轨道，点为近火轨道上的另一点，点是椭圆轨道的远地点，椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径，如图所示。下列说法正确的是（）A.探测器在点的速度最大B.探测器在点与椭圆轨道上的点的加速度大小相等C.探测器在椭圆轨道上点与点的速度之比为D.探测器在椭圆轨道与圆轨道上的周期之比为【答案】BC【解析】A．根据开普勒第二定律可知探测器在远地点点的速度最小，A错误；B．由，可知，探测器在椭圆轨道上的点与在圆轨道上的点的加速度大小相等，B正确；C．设火星的半径为，探测器在椭圆轨道上点的速度大小为，在点的速度大小为，根据开普勒第二定律有解得C正确；D．椭圆的半长轴，根据开普勒第三定律有D错误。故选BC。15.质量为2kg的质点在xOy平面内做曲线运动，在x方向的速度时间图像和y方向的位移时间图像如图所示，下列说法正确的是（）A.质点的初速度为5m/s B.2s内质点的位移大小约为9mC.2s末质点速度大小为6m/s D.质点所受的合外力为3N，做匀变速曲线运动【答案】AD【解析】A．根据题意可知，质点在方向做匀加速直线运动，在方向做匀速直线运动；由图像可知在方向的速度大小为则质点的初速度为，故A正确；C．末质点速度大小为，故C错误；B．内质点的轴方向位移大小为则内质点的位移大小为，故B错误；D．质点的加速度沿方向，大小为则质点所受的合外力为因为合力的方向与初速度方向不共线，所以质点做匀变速曲线运动。故D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共51分。16.在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验的简要步骤如下：A．让小球多次由静止从斜槽上的___________（选填“同一”或“不同”）位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。B．按图1安装好器材，注意调整斜槽末端沿___________方向，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹。D．完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。E．上述实验步骤A、B、C的合理顺序是___________。F．某同学在做平抛运动实验时得到了如图2中的运动轨迹，a、b、c点的位置在运动轨迹上已标出。则：小球平抛的初速度为___________m/s。（g=10m/s2，计算结果保留一位有效数字）【答案】同一水平BAC2【解析】A为控制小球做平抛运动的初速度一定，需要让小球多次由静止从斜槽上的同一位置滚下；B为确保小球初速度沿水平方向，安装器材时应调整斜槽末端沿水平方向；E实验步骤应该先按要求安装好器材，然后进行实验操作并记录数据，最后作实验数据的处理，所以应该按BAC的顺序；F小球做平抛运动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。竖直方向由纸带实验推论公式可得相邻两个点之间的时间间隔所以初速度满足17.如图所示的装置可以用来探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力大小与哪些因素有关。两个变速塔轮通过皮带连接，半径分别为Ra和Rb，选变速塔轮上不同的轮可以改变Ra、Rb的大小。长槽和短槽分别与塔轮a、塔轮b同轴固定，长槽上两个挡板与转轴相距分别为r0和2r0，短槽上挡板与转轴相距r0，质量分别为m1、m2的钢球1、2放在槽中。实验中，匀速转动手柄带动塔轮a和塔轮b转动，钢球随之做匀速圆周运动，最后从标尺上读出两个钢球所受向心力F1、F2的比值。（1）本实验采用的科学方法是（填选项前的字母）。A.控制变量法 B.极限法C.微元法 D.等效替代法（2）某次实验中钢球的质量相同，要探究向心力大小与半径的关系，则钢球1应放在长槽挡板距转轴_________（选填“r0”或“2r0”）处，并且调节皮带连接的两个塔轮的半径之比Ra：Rb=_________。（3）若实验时钢球的质量相同，均放在距转轴r0处，调节两个塔轮的半径之比Ra：Rb=2：1，实验读出两个钢球所受向心力之比F1：F2=1：4，则根据实验结果可以推出的结论是：（填选项前的字母）。A.在质量和运动半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B.在质量和运动半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比【答案】（1）A（2）1：1（3）B【解析】【小问1解析】本实验采用控制变量法。故选A。【小问2解析】本实验要探究向心力大小与半径的关系，小球2放在短槽上挡板与转轴相距r0处，则小球1应放在长槽上挡板与转轴相距2r0处。同时控制两小球转动的角速度相同，由于皮带连接的两个塔轮边缘的线速度大小相等，根据v=ωR则调节皮带连接的两个塔轮的半径之比应为Ra：Rb=1：1【小问3解析】根据上一问分析可知实验结果结合数学关系可以推出的结论是质量和运动半径一定时，可知向心力大小与角速度的平方成正比。故选B。18.河面宽度为90m，河水流速为，小船在静水中的速度恒为，求（1）小船渡河最短时间是多少？（2）小船如何渡河位移最短？最短位移是多少？【答案】（1）15s；（2）船头指向与河岸的夹角为60°；最短位移90m【