河南省多校2024-2025学年高一（下）联考期中物理试卷（含解析）

河南省多校2024-2025学年高一（下）联考期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，一物体在光滑水平面上受到三个水平恒力的作用，物体沿图中速度方向做匀速直线运动，图中速度方向和的方向相反，的方向与的方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 撤掉，物体做加速度变化的曲线运动
B. 撤掉，物体做匀变速直线运动
C. 撤掉，物体做匀速圆周运动
D. 同时撤掉和，物体做加速度变化的曲线运动
2.年月日，神舟十九号航天员蔡旭哲、宋令东长达小时的太空行走，刷新了由美国宇航员保持了多年的世界最长太空行走纪录。航天员每要经历一次日出日落，他们要适应昼夜交替的节奏，学会在黑暗中工作，在不同的光照切换中，完成各种复杂的操作，这对他们的视力和判断力都是巨大的考验。航天员在太空行走时，下列说法正确的是( )
A. 处于平衡状态 B. 处于超重状态
C. 绕地球运动的周期为 D. 线速度比同步卫星的线速度大
3.如图所示，暗室中有一匀速转动的自行车轮，车轮均匀分布有根辐条，为车轮的轴心。有一频闪发光源，发光频率为，一观察者看到车轮“不转动”，则在闪光周期内车轮转动的角度可能为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，一两岸平行的河宽为，、点为两侧河岸上正对着的两点。一艘小船从点出发渡河，渡河过程中小船保持船头始终与河岸垂直，在垂直河岸方向小船以的加速度从静止开始做匀加速直线运动。已知水流速度保持不变，小船到达对岸下游距离点处的点，下列说法正确的是( )
A. 小船到达对岸的时间为
B. 水流速度为
C. 只增大水流速度，过河时间变短
D. 只增大水流速度，小船到达对岸时的速度大小不变
5.假设宇航员乘坐星际飞船着陆某星球后，在星球表面以初速度水平抛出一小球，测得小球下落的高度与水平位移的平方关系图像如图所示。已知引力常量为，忽略星球表面空气阻力和星球的自转，下列说法正确的是( )
A. 星球表面的重力加速度为 B. 可以求得该星球的第一宇宙速度
C. 可以求得星球的质量 D. 可以求得星球的密度
6.如图所示，半径为的大圆环固定在竖直面内，一质量为的光滑小环套在大环上做圆周运动，当小环在最高点的速度分别为和时，大环对小环的作用力大小相同。已知重力加速度为，该作用力的大小为( )
A. B. C. D.
7.地球的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星在卫星的外侧，绕行方向相同，测得两卫星之间的距离随时间变化的关系如图所示，图中和已知。引力常量为，则地球质量为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，某同学玩套圈游戏，某次套圈水平抛出，正好套中该同学正前方的一只鸭子玩具。已知此次抛出点离地高度为，套圈落地时的速度方向与水平方向的夹角为，重力加速取，不计空气阻力，忽略玩具和套圈的大小，，，下列说法正确的是( )
A. 套圈平抛的初速度大小为
B. 鸭子距离抛出点的水平距离为
C. 抛出速度大小不变，斜上抛也可能套中该鸭子
D. 抛出速度大小不变，斜下抛也可能套中该鸭子
9.如图所示，在水平转台上放一可视为质点的木块，细绳的一端系在木块上，另一端穿过固定在转台圆心处的光滑圆筒后悬挂一轻质砂桶，段细绳水平，木块与点间距离。初始时砂桶装有质量为砂子，木块和转台一起做匀速圆周运动的角速度为，木块和转台恰好不相对滑动。砂桶缓慢漏砂，当砂子漏完时，木块和转台也恰好不相对滑动。已知木块和转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计砂桶的质量，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 转台转动的角速度
B. 木块的质量为
C. 漏砂的过程中，木块所需向心力减小
D. 漏砂的过程中，木块所受摩擦力先减小后增大
10.一小球从距离水平地面高为处的点，以水平向右的速度抛出，抛出后小球受到水平向左的恒定风力作用，小球正好落在点正下方的点。已知重力加速度为，小球的质量为，小球可看作质点，则( )
A. 小球的运动为平抛运动
B. 小球在空中的运动时间为
C. 小球运动过程中距离直线的最大距离为
D. 水平风力的大小为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.如图所示是验证向心力表达式的装置。电动机的竖直转轴上固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的遮光条。水平直杆上套有质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过水平细线连接。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力大小可由力传感器测得，遮光条经过光电门的遮光时间可由与光电门连接的光电计时器测得。
某次电动机转动时，遮光条通过光电门的挡光时间为，则物块的角速度为
保持物块到转轴的距离为不变，物块质量不变，改变直杆转动的角速度，若力
传感器示数 填“”或“”，则可得。
验证向心力公式时，若保证不变，改变物块质量，调节直杆转动的角速度，使力传感器示数不变，则可得 填“”或“”。
12.某实验小组用如图所示的装置探究平抛运动的规律。是一倾角为的木板，为水平台面，到水平地面的高度为。当地重力加速度为，实验步骤如下：
将小滑块置于木板上的处，测出的长度
滑块从处由静止释放，然后从平台边缘点水平抛出，落在复写纸上，并在复写纸下面的白纸上印出一个印迹
用刻度尺测出平抛运动的水平位移
改变的位置，重复。
回答下列问题：
滑块平抛运动的初速度大小为 用、和表示。
若及段均光滑，滑块运动到点时仅改变速度方向，速度大小不变，以的长度为横坐标，抛出后水平位移的平方为纵坐标画出图像如图所示，得
图像的斜率为，则斜面的倾角满足 用题中给出的物理量表示
若滑块与及段间的动摩擦因数均为，滑块运动到点时仅改变速度方向，速度大小不变，仍将小滑块从处由静止释放，小滑块仍从水平抛出，则图的图像将发生的变化为 填正确选项序号。
A.仅图像的斜率变化
B.仅图像的截距变化
C.不仅图像的斜率变化，图像的截距也变化
D.图像将变为曲线
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.如图所示，一中学生站在倾角的斜面上，将手中的小球沿斜面向下抛出，抛出时小球距离斜面的距离为，一段时间后小球落到斜面上。已知抛出点与落点沿斜面方向的距离为，不计空气阻力，重力加速度取，，。求小球抛出的初速度为多大。
14.如图所示，某行星周围有一宽为的卫星环，卫星环中有大量绕行星做圆周运动的卫星。已知卫星环中的卫星最大线速度为，最小周期为，引力常量为，求：
卫星环中卫星的最小半径及行星的质量
卫星环中卫星的最小线速度。
15.如图所示，一轻质光滑圆环通过一竖直轻杆悬挂在可绕竖直轴旋转的装置上，在水平地面上的投影为，的高度为，平行于斜面。一条轻绳穿过圆环，两端分别连接物块和小球，当小球自然下垂时，静止在倾角的斜面上恰好不下滑。已知物块和斜面间的动摩擦因数，球的质量为，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
物块的质量
若的长度为，现使在水平面内做圆周运动，要使滑块相对斜面不滑动，细绳的最大拉力为多大及小球转动的最大角速度为多大
在的条件下，小球以最大角速度转动时，细绳突然断裂，小球落地时距离的距离为多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】撤掉，物体受到的力为恒力，加速度不会变化，选项A错误
撤掉，物体受到与反方向的合外力，与方向相同，物体做匀变速直线运动，选项B正确
撤掉，物体受到恒力作用，不会做匀速圆周运动，选项C错误
撤掉和，物体受到恒力，加速度恒定，选项D错误。
2.【答案】
【解析】航天员出舱后仍受地球引力作用，引力提供向心力，有向下的加速度，处于完全失重状态，选项 A、B错误
航天员每经历一次日出日落，故环绕周期为，选项C错误
根据，因宇航员的环绕半径小于同步卫星的环绕半径，故宇航员的线速度比同步卫星的线速度大，选项 D正确。
3.【答案】
【解析】在该段时间内车轮转过的角度为，四个选项中只有选项为整数，选项C正确。
4.【答案】
【解析】根据可得，选项A正确
水流速为，选项B错误
根据运动的独立性原理，只增大水流速度，过河时间不变，垂直对岸的速度不变，到达对岸的合速度变大，选项 C、D错误。
5.【答案】
【解析】根据， 解得，与所给图像对照，可得，选项A正确
由于不知道星球半径，故无法求得星球的第一宇宙速度以及星球的质量和密度，选项 B、、D错误。
6.【答案】
【解析】根据题意有
，
，
解得，选项B正确。
7.【答案】
【解析】设卫星的绕行半径为，卫星的绕行半径为，则有
，，
解得，，
设卫星的角速度为，卫星的角速度为，，
可得，
同理可得，
，
解得，选项C正确。
8.【答案】
【解析】根据可得，，根据，可得，选项A错误
根据，选项B正确
抛出速度大小不变，斜上抛时，套圈落在鸭子头部中心的时间变长，水平速度变小，水平距离可能不变，选项 C正确， D错误。
9.【答案】
【解析】当漏砂完毕时，根据，解得，选项A正确
未漏砂时，根据，解得，选项B错误
漏砂过程中，木块的角速度不变，木块所需向心力不变，细绳的拉力逐渐减小，木块所受摩擦力开始时沿半径向外，逐渐减小，减小为后，木块所受摩擦力沿半径指向圆心，摩擦力又逐渐增大，选项 C错误，D正确。
10.【答案】
【解析】由于小球受到水平方向的风力作用，故小球的运动不是平抛运动，选项A错误
根据运动的独立性，在竖直方向，可得，选项B正确
小球在水平方向，，解得，根据牛顿第二定律，可得，小球运动过程中距离直线的最大距离满足，解得，选项C正确，D错误。
11.【答案】
【解析】遮光条处的线速度为，直杆转动角速度为，解得。
，保证不变，物块质量不变，保证不变，不变，。
12.【答案】
【解析】根据，，解得。
滑块在下滑过程中，满足，，因，可得，则有，解得
设长度为，运动到点的速度为，滑块沿木板下滑的加速度，在水平台面上的加速度，根据，，，可得，对比，图像仍为直线，斜率变化，截距也变化，选项C正确。
13.【答案】本题以斜面上的抛体运动为背景，考查运动的合成与分解，考查分析综合能力的学科素养。
将小球的加速度分解，沿斜面方向
垂直于斜面方向
根据
解得
14.【答案】解：根据
可知半径越小，线速度越大，周期越小
将、代入解得
卫星环最内侧卫星的半径
最外侧卫星的半径
根据
可得，即
解得
15.【答案】解：当小球自然下垂时
解得
设细绳的最大拉力为，则有
解得
设角速度最大时与连接的绳子与竖直方向的夹角为，根据
可知细绳拉力越大，角速度越大
当时，
由
可得，
小球做圆周运动的半径
小球做圆周运动的速度
剪断细绳后，小球做平抛运动，平抛的高度
小球距离的距离为
解得
第11页，共11页