四川省遂宁中学校2024-2025学年高一下学期4月期中 物理试题（含解析）

遂宁中学2024~2025学年度下期半期考试
高一物理
考试时间：75分钟 满分：100分
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名和准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题用2B铅笔在对应的题号涂黑答案。主观题用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡上对应的答题区域内。
3.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡上交。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单选题（每题4分，共28分）
1.下列对机械能守恒定律的理解正确的是（ ）
A.物体除受重力、弹力外还受其他力，机械能一定不守恒
B.合力为零，物体的机械能一定守恒
C.在机械能守恒过程中的任意两点，物体的机械能总相等
D.在机械能守恒过程中，只有初末位置的机械能才相等
2.将一质量为的小球从地面竖直向上抛出，小球上升后又落回地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为，重力加速度为，则关于这个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A.重力做的功为，空气阻力做的功为
B.空气阻力做的功为0，合力做功为
C.空气阻力做的功为，合力做功也为
D.重力做的功为，合力做的功为
3.下列关于功和功率说法中正确的是（ ）
A.摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功
B.若一个力对物体做功为零，则该物体一定处于静止状态
C.速度大的汽车其发动机功率一定大
D.有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做功
4.如图所示，两质量相等的人造卫星A、B均绕地球做匀速圆周运动，用、、分别表示卫星的加速度、动能、周期、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
5.如图所示，物体A用跨过定滑轮的轻绳与汽车连接，汽车以的速度向右匀速运动，连接小车端的轻绳与水平方向的夹角为，在物体A上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A.物体A向上做减速运动
B.绳子拉力大于物体A的重力
C.时物体A的速度大小为
D.物体A始终处于失重状态
6.如图所示，桌面上放置一内壁光滑的固定竖直圆环轨道，质量为，半径为。可视为质点的小球在轨道内做圆周运动，其质量为。小球在轨道最高点的速度大小为，重力加速度为，不计空气阻力，则（ ）
A.当时，轨道对小球无支持力
B.当时，轨道对桌面的压力为
C.小球运动到球心等高处，轨道对桌面的压力为
D.小球做圆周运动的过程中，合外力提供向心力，
7.如图，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A.此时绳子张力为
B.此时圆盘的角速度为
C.此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D.此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
二、多选题（每题6分，共计18分，全对6分，选对但不全3分，有错选0分）
8.如图是某运动员在撑杆跳比赛过程中的分解动作图，下列说法中正确的是（ ）
A.从1到3过程中，杆的弹性势能不变
B.从4到7过程中，杆的弹性势能增加
C.从6到8过程中，运动员的重力势能减小
D.从4到9过程中，地面对杆的弹力不做功
9.用两根长度不等的细绳吊着半径相等的两个小球甲和乙，细绳悬挂在同一位置，甲和乙两个小球在同一水平面做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角分别为和，如图所示。不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A.甲、乙两个小球受到重力、拉力和向心力3个力的作用
B.甲、乙两个小球做匀速圆周运动的半径之比为
C.甲、乙两个小球做匀速圆周运动的角速度之比为
D.甲乙两个小球的质量一定相等
10.有一辆质量为的电动玩具车，从时刻在水平面上由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，当前进的距离时，马达输出的功率达到额定功率，此后保持额定功率直到玩具车最后匀速直线运动。玩具车所受阻力恒为在匀加速直线运动时牵引力的，则玩具车（ ）
A.匀加速运动的时间为 B.最大速度等于
C.匀加速时的牵引力等于 D.玩具车额定功率为
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、实验题（每空2分，共计16分）
11.学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。
（1）关于本实验，下列说法或操作正确的是______。
A.通过调节，使木板保持竖直
B.通过调节，使斜槽末端切线水平
C.尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
D.每次都需要从不同位置由静止释放小球
（2）某同学在白纸上记录的小球做平抛运动的轨迹的一部分如图乙所示，轴沿水平方向，轴沿竖直方向，则图乙中的坐标原点______（填“是”或“不是”）抛出点。若取重力加速度大小，则小球从点运动到点所用的时间为______s，小球水平抛出时的初速度大小为______。（计算结果均保留两位有效数字）
12.某同学用向心力演示仪探究向心力与质量、半径、角速度的关系，实验情境如甲、乙、丙三图所示，其中铝球、钢球大小相等。
（1）本实验采用的主要实验方法为______（填“等效替代法”或“控制变量法”）。
（2）三个情境中，钢球或铝球在长槽和短槽位置如甲图、乙图、丙图所示，且对应两个变速塔轮的半径之比分别为：、、，则图______情境是探究向心力大小与质量关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）；在甲图情境中，变速塔轮的半径，则两钢球所受向心力的比值为______。
（3）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图丁所示.装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块放在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力与角速度的关系，作出图线如图戊所示，若滑块和角速度传感器运动半径，细线的质量和一切摩擦可忽略，由图线可得滑块和角速度传感器总质量______（结果保留2位有效数字）。
四、解答题（13题10分，14题14分，15题14分）
13.2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度大小为，卫星入轨后在距地面高度为（为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。求：
（1）地球的第一宇宙速度；
（2）卫星的向心加速度大小；
（3）卫星绕地球运行的线速度大小。
14.如图所示，倾角为的足够长斜面的底端与固定在水平桌面上的半径为的光滑半圆形圆管轨道平滑地衔接在点，、位于桌面边缘；在水平地面上有一倾角为的斜劈垂直桌面边缘放置，斜劈的底端在点正下方。质量为的滑块从斜面上的点静止释放，释放点到点的距离为，经过一段时间滑块由点进入圆管轨道，最终从点离开圆管并垂直地打在斜劈上。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为取，，取，忽略空气阻力。求：
（1）滑块滑到斜面底端时的速度大小；
（2）滑块在圆管中运动时，滑块对圆管的作用力大小；
（3）滑块从点释放到打在斜劈上的总时间。
15.如图所示，光滑的斜坡轨道与粗糙的水平轨道平滑连接，水平轨道与半径为的光滑半圆形轨道平滑连接，相切于点，所有轨道都在竖直平面内，、的距离为。可视为质点且质量为的小物块从半圆轨道上的点由静止滑下，运动到点速度恰好为0。，重力加速度大小为，求：
（1）小物块滑至半圆形轨道最低点时受到的支持力大小；
（2）水平轨道与小物块间的动摩擦因数；
（3）若小物块从斜坡轨道上点由静止滑下，刚好能通过半圆轨道的最高点，求点离水平轨道的高度。
遂宁中学2024~2025学年度下期半期考试
高一物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C A C B B B AD BC AD
1.C【详解】A.物体除受重力、弹力外还受其他力，若其他力不做功，则机械能守恒，故A错误；B.合力为零，可能存在重力、弹力以外的力做功，机械能不一定守恒，故B错误；
CD.在机械能守恒过程中的任意两点，物体的机械能总相等，并非只有初末位置的机械能才相等，故C正确、D错误。
2.C【详解】从抛出至落回出发点的过程中，位移为零，所以重力所做的功上升过程，空气阻力对小球做功为下落过程，空气阻力对小球做功
则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为
则合力做的功为
3.A【详解】A.当摩擦力的方向与位移方向同向时，摩擦力做正功，反向时，摩擦力做负功，二者垂直时不做功，故摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，故A正确；
B.若一个力对物体做功为零，则可能该物体位移方向与力的方向垂直，物体不一定处于静止状态，故B错误；C.根据可知，若汽车的速度大，但是牵引力较小，其发动机功率不一定大，故C错误；D.有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，但如果力与位移垂直，则力不做功，故D错误。
4.C【详解】A.根据牛顿第二定律有解得卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，则有故A错误；B.卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有卫星的动能两卫星质量相等，卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，则有故B错误；C.根据开普勒第三定律有
由于卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，则有故C正确；D.卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有卫星与地心连线单位时间内扫过的面积
解得由于卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，则有
5.B【详解】ABD.根据关联速度，物体A与小车间的速度关系为
物体A上升过程中小车与水平方向的夹角逐渐减小，则A的速度逐渐增大，A做加速运动，根据牛顿第二定律可知，绳子拉力大于物体重力，物体超重，故AD错误，B正确；
C.将小车的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的分速度大小即为A物体上升的速度大小当时，，故C错误。
6.B【详解】A.当时，设轨道对小球的支持力为对小球受力分析有解得，A错误；B.根据牛顿第三定律，小球对轨道的作用力大小为
设桌面对轨道的支持力为，对轨道受力分析得
解得根据牛顿第三定律，轨道对桌面的压力为B正确；
C.小球运动到球心等高处，小球与轨道相互作用力的方向沿水平方向，对轨道竖直方向受力分析可得轨道对桌面的压力为，C错误；D.小球做变速圆周运动，除最高点和最低点合外力提供向心力，其它位置都是合外力的分力提供向心力，D错误。
7.B【详解】ABC.两物体刚好还未发生滑动时，B有沿半径向外运动的趋势，则B受静摩擦力指向圆心，A受静摩擦力背离圆心，则对B，对A
解得，选项AC错误，B正确；D.此时烧断绳子，则A受摩擦力
B受摩擦力则AB都将做离心运动，
8.AD【详解】A.由题图可知，1~3过程中，杆没有发生形变，杆的弹性势能不变，A正确；B.4~7过程中，运动员对杆有向下的压力作用，杆的弹力方向向上，杆先处于压缩状态，而后恢复原长，则杆的弹性势能先增加后减小，B错误；C.6~8过程中，运动员的重心升高，重力做负功，运动员的重力势能增加，C错误；D.4~9过程中，地面对杆有竖直向上的弹力作用，但该力的方向上没有位移，则地面对杆的弹力不做功，D正确。
9.BC【详解】A.甲乙两个小球受到重力和细绳的拉力两个力的作用，两个力的合力提供小球做匀速圆周运动所需要的向心力，A错误；B.由几何关系可知
小球做圆周运动的半径甲、乙两个小球做匀速圆周运动的半径之比为
B正确；C.根据牛顿第二定律有：小球做匀速圆周运动的角速度
联立可得甲、乙两个小球做匀速圆周运动的角速度之比为
C正确；D.从前述分析可知两个小球的质量关系是任意的，D错误。
10.AD【详解】A.根据，解得匀加速运动的时间为
A正确；B.匀加速运动的末速度匀加速阶段结束后，玩具车开始做加速度减小的加速运动，则最大速度 B错误；C.设匀加速运动的牵引力为，根据
解得 C错误；D.玩具车的额定功率。
11.（1）AB （2）不是 0.10 4.0
【详解】（1）A.实验中，木板需保持竖直，选项A正确；B.为了使小球离开斜槽后做平抛运动，需要使斜槽末端切线水平，选项B正确；CD.要使小球每次离开斜槽后的速度相同，只需将小球从同一位置释放，无须减小小球与斜槽之间的摩擦，选项CD错误。
（2）[1]小球抛出后在竖直方向上做自由落体运动，在相等时间内的竖直位移大小之比为，题图乙中小球从点运动到点、从点运动到点、从点运动到点的竖直位移大小之比为，则点不是抛出点。[2]根据可得小球从点运动到点所用的时间为。
[3]小球水平抛出时的初速度大小
12.（1）控制变量法 （2）乙 （3）0.30
【详解】（1）探究向心力与质量、半径、角速度的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，采用的主要实验方法为控制变量法。
（2）[1]图乙中两小球的质量不同，做圆周运动的半径和角速度相同，所以图乙情境是探究向心力大小与质量关系；
[2]在甲图情境中，变速塔轮的半径，根据可知，两钢球做圆周运动的角速度之比为，根据可知，两钢球所受向心力的比值为。（3）根据
故图线的斜率为解得块和角速度传感器总质量为
13.（1）
【详解】（1）第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度。此时，卫星受到的万有引力近似等于重力，且万有引力提供向心力，设卫星质量为，则有
解得
（2）设地球质量为，对卫星，由牛顿第二定律有因为
联立解得卫星的向心加速度大小
（3）根据其中联立解得
14.（1）3m/s （2）2N （3）2.8s
【详解】（1）根据牛顿第二定律有根据速度—位移公式有
解得
（2）根据牛顿第二定律有根据牛顿第三定律可知，滑块对圆管的作用力大小为
（3）物块在斜面运动时有在圆管轨道运动有
小球最终从点离开圆管并垂直地打在斜劈上，根据速度分解有
解得总时间为
15.（1） （2）0.25 （3）
【详解】（1）设小物块滑至点时的速度为，半圆轨道在点对小物块的支持力为，
到的过程
在点，由牛顿第二定律可得
解得
（2）对到再到的过程，根据动能定理可得
解得
（3）在点，根据牛顿第二定律得
到的过程，由动能定理可得
解得