安徽省滁州市定远县育才学校2024-2025学年第二学期高一期中检测物理试题（含解析）

2024-2025学年第二学期高一期中检测物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图，一架飞机水平的匀速飞行，飞机上每隔释放一个铁球，先后共释放个，若不计空气阻力，则落地前地面上的人看到的四个铁球在空中的排列情况是
A. B. C. D.
2.如图所示，小明投篮时，抛出篮球的初速度大小为，仰角为。篮球刚好垂直撞击在篮板上，撞击速度为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，、、分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，三点到各自转动轴的距离分别为、和支起自行车后轮，在匀速转动踏板的过程中，链条不打滑，则、、三点( )
A. 转速之比是 B. 角速度大小之比是
C. 线速度大小之比是 D. 周期之比是
4.我国运动员王铮在东京奥运会女子链球决赛中成功拿下一枚银牌，这是中国女子链球首次在奥运会上夺银。如图甲所示为王铮比赛瞬间的照片，若运动员在开始甩动链球时，可认为链球在水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，不计空气阻力，对此下列说法正确的是( )
A. 链球球体受到重力、拉力及向心力共三个力的作用
B. 链条与竖直方向夹角越大，对球体施加的力越小，运动员越省力
C. 链条与竖直方向的夹角越大，链球球体的周期越大
D. 若运动员此时松手，链球将沿松手时的速度方向做平抛运动
5.年月日，航天员翟志刚、王亚平和叶光富在我国空间站内为大家开设了“天宫课堂”，已知地球质量为，半径为，引力常量为。若我国空间站质量为，在离地面高度为的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 空间站受到的地球引力大小为
B. 空间站受到的地球引力大小为
C. 空间站环绕地球的速度小于第一宇宙速度
D. 在空间站内宇航员不受重力
6.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知、、三颗卫星的运动均看做匀速圆周运动，其中是地球同步静止卫星，则( )
A. 卫星的周期等于
B. 卫星的线速度比卫星的大
C. 卫星的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
D. 卫星在运行时可以经过南京的正上方，且离地面的高度是一定的
7.如图是古代人民“簸扬糠秕”的劳动场景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止落下因质量不同的米粒和糠秕米粒的质量大于糠秕的质量落到地面不同位置而达到分离米粒和糠秕的目的。若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 糠秕在空中运动的时间大于米粒的运动时间
B. 落地时，米粒和糠秕重力的瞬时功率相等
C. 从释放到落地的过程中，重力对米粒和糠秕做的功相同
D. 从释放到落地的过程中，水平方向上位移较大的是糠秕
8.如图所示，摆球质量为，悬线长度为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是( )
A. 重力的瞬时功率在不断增大 B. 悬线的拉力做功为
C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( )
A. 运动员到达最低点前，重力势能始终减小
B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加
C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D. 蹦极过程中，重力势能的改变与零势能面的选取有关
10.避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车道，如图甲是某高速公路旁建设的避险车道，简化为图乙所示。若质量为的货车刹车失灵后以速度经点冲上避险车道，运动到点速度减为，货车所受摩擦阻力恒定，不计空气阻力。已知、两点高度差为，重力加速度为，下列关于该货车从运动到的过程说法正确的是( )
A. 重力做的功为 B. 合外力做的功为
C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

A.让小球多次从同一位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意调节斜槽末端水平，记下平抛初位置点和过点的竖直线；
C.取下白纸，以为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
上述实验步骤的合理顺序是 ；
为保证小球从斜槽末端抛出后的运动是平抛运动，必须使斜槽末端 选填“水平”或“倾斜”；斜槽 光滑选填“需要”或“不需要”
在记录小球轨迹的白纸上，记录了竖直向下的轴方向和水平轴方向以及轨迹上三个点的位置，如图所示。测量和间水平距离，竖直方向的距离，，由此可以计算出小球做平抛运动的初速度大小 ，小球通过点的瞬时速度的大小 。取
12.某兴趣小组在实验室完成了以下两个实验．
实验一：用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力与半径的大小关系：
装置附件有体积相等的个钢球和个铝球，本次实验应选择 和 ．
均选填“钢球”或“铝球”
将所选小球分别置于图甲中位置 和 处．均选填“”“”或“”
如图乙所示，左右两侧塔轮第一层半径之比为，第二层半径之比为，第三层半径之比为本次实验应选择第 层塔轮并套上皮带．选填“一”“二”或“三”
实验二：如图丙所示，在暗室中用频闪光源照射带有一个白点的匀质黑色圆盘，已知圆盘绕其中心沿顺时针方向匀速转动，转速为．
若观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，则频闪光源的频率最小值为 ．
若频闪光源每秒闪光次，则应观察到白点 ．
A.顺时针转动 逆时针转动 静止不动
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图为一网球场示意图，左边发球线离网的距离为，某一运动员在一次击球时，击球点刚好在发球线上方高处，设击球后瞬间球的速度大小为，方向水平且垂直于网，试求不计空气阻力，重力加速度取：
网球的直接落地点到击球点的水平距离？
若球网高为，通过计算说明网球能否过网？
14.如图所示，半径为的水平圆盘距地面的高度，质量均的、两个物块，均可看成质点，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心，、两物块的转动半径，在转盘边缘。和一起随圆盘绕竖直中心轴转动为转盘圆心在地面沿竖直方向的投影，转动角速度从零开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为，求：
当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小；
绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，是否有物体受到的摩擦力为零？如果有，求出此时圆盘角速度大小；
若水平圆盘距地面的高度为，随着角速度进一步缓慢增加，两物块相对圆盘滑动，假设滑动瞬间绳子断裂，求落地的位置与之间的距离。
15.有一质量的物块在水平外力作用下，从点由静止开始向右运动，物块与水平面之间的动摩擦因数，右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道，圆弧轨道的最低点为，圆心为，为圆弧轨道最高点且与水平方向夹角。物块在到达点之前已撤去外力。经过点时物块对圆弧轨道的压力是物块重力的倍，已知间距离，圆弧的半径，重力加速度。求：
物块经过点时的速度大小；
外力做的功；
物块在点受到的弹力大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】飞机上释放的铁球做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的铁球全部在飞机的正下方。在竖直方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内的位移越来越大。故C正确，ABD错误
故选：。
2.【答案】
【解析】由于篮球刚好垂直撞击在篮板上，其逆运动为平抛运动，根据平行四边形定则知撞击速度为
故选B。
3.【答案】
【解析】、两点是链条传动，相等时间内通过弧长相等，即线速度相等，由，得；、两点绕共同的轴转动，相等时间内转过角度相等，即角速度相等，由得，综合可知，，故C正确，B错误；
A.由，得，故A错误；
D.，故D错误。
4.【答案】
【解析】A.链球在水平面内做匀速圆周运动，受力分析可知其受重力和拉力两个力作用，故A错误；
B.由题意可知，重力与拉力的合力指向圆心，提供向心力，根据平行四边形定则可得，其中为拉力与竖直方向的夹角，根据关系式可知越大，拉力越大，故B错误；
C.根据受力分析可得，故，所以夹角越大，周期越小，故C错误；
D.若运动员松手，拉力消失，链球只受重力作用，且具有水平初速度，接下来将沿松手时的速度方向做平抛运动，故D正确；
5.【答案】
【解析】根据万有引力定律可知，离地高度的空间站受到的引力大小为，、B错误；
C.环绕地球表面的速度为，高度越高速度越小，C正确；
D.在空间站内宇航员处于完全失重状态，仍受重力作用，D错误。
6.【答案】
【解析】A、卫星是地球同步卫星，则，由图知，卫星、做圆周运动的半径相同，由开普勒第三定律知，，故A正确；
B、由，得，卫星的轨道半径大于卫星的轨道半径，所以卫星的线速度比卫星的小，故B错误；
C、卫星离地一定高度，绕地球做匀速圆周运动，未脱离地球引力的束缚，其发射速度应大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故C错误；
D、卫星是同步卫星，其离地高度是一定的，轨道平面与赤道面重合，定点在赤道正上方，不可能经过南京的正上方，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】A.糠粃和米粒在竖直方向均做自由落体运动，下落的高度相同，根据可知，从释放到落地的过程中，糠粃的运动时间等于米粒的运动时间，故A错误；
B.落地时，米粒的竖直速度等于糠粃的竖直速度，根据，因米粒的重力大于糠粃的重力，则米粒重力的瞬时功率大于糠粃重力的瞬时功率，故B错误；
C.根据，因米粒和糠粃质量不同，则从释放到落地的过程中，米粒和糠粃重力做功不相同，故C错误；
D.从释放到落地的过程中，因米粒质量较大，由牛顿第二定律知加速度较小，落地时水平位移较小，所以水平方向上位移较大的是糠粃，故D正确。
8.【答案】
【解析】A.在最初的位置，因为小球的速度为零，则重力做功的功率为零；在摆动过程中，重力与小球的速度成锐角，功率不为零；在最低点时，小球的速度与重力垂直，则重力做功的功率为零，由此可知，重力做功的功率先增大后减小，A错误；
B.悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为，B正确；
空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为，CD错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】到达最低点前运动员的高度始终在降低，所以其重力势能始终减小，选项A正确；
绳张紧后的下落过程中，绳的伸长量逐渐增大，绳的弹力做负功，弹性势能增大，选项B正确；
在蹦极过程中，只有重力与系统内弹力做功，故运动员、地球、蹦极绳组成的系统机械能守恒，选项C正确；
重力势能的改变量与重力做功有关，重力做功只与初、末位置高度差有关，与零势能面的选取无关，选项D错误。
10.【答案】
【解析】A.该货车从运动到的过程中重力做的功为，故A错误；
B.根据动能定理可知合外力做的功为，故B正确；
根据动能定理有，解得摩擦阻力做的功为，故C正确，D错误。
11.【答案】 水平 不需要
【解析】实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：，，．
为保证小球从斜槽末端抛出后的运动是平抛运动，必须使斜槽末端水平；斜槽不需要光滑，只有同一组实验中，让小球从同一高度滑下即可保证初速度相同；
在竖直方向上有：，则则
点的竖直方向的分速度
所以点的瞬时速度为：
12.【答案】钢球 钢球 一
【解析】用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力与半径的大小关系，应保证两球的质量相等，则次实验应选择钢球和钢球
用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力与半径的大小关系，两球的半径不同，则将所选小球分别置于图甲中位置和处；
用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力与半径的大小关系，两球的角速度相同，左右两侧塔轮半径相同；本次实验应选择第一层塔轮并套上皮带；
在暗室中用频闪光源照射圆盘，观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，可知圆盘每转过半周拍摄一次，或转过周拍摄一次，频闪光源的频率最小是圆盘每转过半周拍摄一次，则频闪光源拍摄的时间间隔：，频闪光源的最小频率：；
由题意圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转圈，即频率为，若频闪光源每秒闪光次，即，则，所以观察到白点顺时针旋转，故A正确；
13.【解析】击球后网球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，则有
可得网球到落地时历时
水平方向的距离
网球在水平方向通过网所在处历时为
下落高度
因，故网球可过网．
答：网球的直接落地点到击球点的水平距离是．
若球网高为，网球能过网．
14.【解析】绳上恰好出现拉力时，与转盘之间为最大静摩擦力，即最大静摩擦力提供其向心力，则有：
解得圆盘的角速度为： ，即当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小为；
绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，此时对物体受力分析有： ，对物体受力分析有： ，联立两式可得：
，可知：随着角速度的缓慢增加，物体收到的摩擦力逐渐减小，当 时，即： ，可得： ；
当圆盘的角速度大于时，此时对物体受力分析有： ，对物体受力分析有：，联立两式可得： ，可知：随着角速度的缓慢增加，物体收到的摩擦力逐渐增大，当物体受到的静摩擦力最大时，两物块即将相对圆盘滑动，即： ，可得： ，此时物体是速度 ，此后物体将做平抛运动，有： ， ，联立两式带入数据可得：，由几何关系可知： 落地的位置与之间的距离．
15.【解析】对物块在点时进行受力分析，根据牛顿第二定律有
其中
解得
物块由点运动至点过程中，根据动能定理有
可得外力做的功
物块由点到点过程，根据动能定理有
解得
在点根据牛顿第二定律有
解得
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