山东省高密市第一中学2024-2025学年高一下学期4月过程测试（期中） 物理试题（含解析）

2024级高一物理下学期过程性检测
注意事项：
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分，考试时间60分钟，满分100分。
2.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等填写在答题卡指定位置
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，请按照题号在答题卡上各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。
第Ⅰ卷（选择题共47分）
一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1．某质点在平面上运动，时刻，质点位于y轴上，它在x方向运动速度随时间变化的图像如图甲，它在y方向运动位移随时间变化的图像如图乙，关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　）
A．该质点在平面上做变加速运动
B．该质点在时刻的速度大小为
C．该质点在平面上的运动轨迹为双曲线一支
D．该质点在时刻的位置坐标为
2．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当汽车匀速向左运动时，物体M的受力和运动情况是（　　）
A．绳的拉力等于M的重力
B．绳的拉力大于M的重力
C．物体M向上做匀速运动
D．物体M向上做匀加速运动
3．如图所示为一皮带传动装置的示意图。右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法中正确的是（　　）
A．A、C两点的线速度之比为1∶2
B．A、B两点角速度之比为2∶1
C．B、D两点的角速度之比为1∶4
D．B、D两点的周期之比为1∶2
4．下列有关生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　）
A．图甲中，附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大
B．图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力大于重力
C．图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越近，越容易做离心运动
D．在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合的水和食用油分离，其中a、c部分是食用油
5．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，质量为的乘客随座舱转动一周时间为，乘客到转轴中心的距离为，已知重力加速度为，则转动过程乘客（　　）
A．所受合外力大小为0
B．所受合外力大小为
C．最高点时处于超重状态
D．最高点时对座舱的压力大小为
6．2025年2月28日前后，在夜空观察时，太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线，上演“七星连珠”天象。人们肉眼能看到金星、火星和木星，下表为金星、地球、火星和木星四个行星的天文数据。下列说法正确的是（　　）
行星 金星 地球 火星 木星
轨道半长轴 0.72 1.0 1.5 5.2
A．金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同
B．火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度
C．火星和木星半长轴的三次方与各自公转周期平方的比值不同
D．火星的公转周期约为金星的8倍
7．某行星的质量是地球质量的3倍，直径是地球直径的3倍．设想在该行星表面附近绕其做圆周运动的人造卫星的周期为T1，在地球表面附近绕地球做圆周运动的人造卫星的周期为T2，则T1：T2等于 ( )
A．1：1 B．3：1 C．1：3 D．6：1
8．一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 ( )
A．6倍 B．4倍 C．倍 D．12倍
二、多项选择题:本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，包括5颗静止卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星，关于这些卫星，下列说法正确的是 ( )
A．5颗静止卫星所受到的向心力一定相同
B．5颗静止卫星的运行轨道一定在同一平面内
C．导航系统中所有的卫星的运行速度都大于第一宇宙速度
D．导航系统所有卫星中，运行轨道的半径越大，运转周期越长
10．跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，测得A、B间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为。不计空气阻力，重力加速度g取，关于运动员下列说法正确的是（　　）
A．在空中飞行的时间为 B．在A点飞出的速度大小为
C．落在B点的速度大小为 D．在空中距斜坡最大距离为
11．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是 ( )
A．当时，A、B相对于转盘会滑动
B．当时，绳子一定有弹力
C．ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大
D．ω在范围内增大时，A所受摩擦力不变
第Ⅱ卷（非选择题 共53分）
非选择题:本题共4小题，共53分。
12（12分）．采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
（1）实验时不需要下列哪个器材 。（填器材前的字母）
A．弹簧测力计 B．重垂线 C．打点计时器 D．坐标纸
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 。
A．要求斜槽轨道保持水平且光滑
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（3）如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，取10m/s2，则：
①小球运动的初速度v0= m/s；
②小球过B点的竖直方向速度vBy = m/s。
13（12分）．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F与质量m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r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出图线如图戊所示，若滑块运动半径，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）。
14（10分）．如图所示，半径R=0.25m的粗糙大圆环上套有一质量为m=1kg的小环，大、小环间动摩擦因数为μ。当大圆环绕着过环心的竖直轴匀速旋转，且转速为n=120r/min 时，小环与大环间刚好没有相对运动趋势，求小环偏离圆环最低点的高度。
15（19分）．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计，人与车一直没有分离，人和车这个整体可以看成质点。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求∶
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离S；
（2）人与车整体在A点时的速度大小和方向；
（3）若人与车整体运动到圆弧轨道最低点O时，速度为v'=8m/s，求此时对轨道的压力大小。
2024级高一物理下学期过程性检测 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B B D D B B C BD AC AB
1．D【详解】AC．质点在x方向上做匀变速直线运动，在y方向上做匀速直线运动，合运动是匀变速曲线运动，轨迹为抛物线，AC错误；BD．如图所示，x方向上的初速度为，加速度为，时水平方向上的速度为，y方向上是匀速直线运动，速度大小为，时，速度大小为，B错误；时，x方向的坐标为，y方向的坐标为，即位置坐标为，D正确。故选D。
2．B【详解】CD．汽车匀速向左运动，其速度可分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度，汽车在匀速向左运动的过程中，绳子与水平方向的夹角θ减小，所以v′增大，即物体M向上做加速运动，又因为v′变化不均匀，所以不是匀加速运动，选项C、D错误；AB．由于物体M做加速运动，由所以绳子的拉力大于M的重力，选项A错误，B正确；故选B。
3．B【详解】A．由图可知，A、C两点属于同皮带传动，线速度相等，则A、C两点的线速度之比为1:1，故A错误；B．根据可知，，故B正确；CD．B、C、D点属于同轴转动，则B、D两点的角速度之比与B、D两点的周期之比均为1∶1，CD错误。故选B。
4．D【详解】A．图甲中衣服附着在脱水桶内壁上随桶一起转动，竖直方向由平衡得可知，摩擦力大小不变，故A错误；B．图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，加速度竖直向下，根据牛顿第二定律可知，即汽车受到的支持力小于重力，故B错误；C．图丙中水平圆盘转动时，圆盘对物体的摩擦力提供其做圆周运动的向心力，即可知离圆盘中心越远，物体的摩擦力越大，越容易达到最大静摩擦力，越容易做离心运动，故C错误；D．图丙中水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故a、c部分是食用油，故D正确。故选D。
5．D【详解】AB．乘客随摩天轮一起做圆周运动，所受合外力提供向心力，不为零，在与圆心等高处的向心力由静摩擦力提供，此时乘客受到的支持力等重力大小，静摩擦力一定小于重力，则所受合外力小于mg，故AB错误；C．在最高点时，加速度向下，是失重状态，故C错误；D．做圆周运动的向心力，最高点时，乘客受重力mg、座舱的支持力F，则，则座舱对乘客的支持力力为，由牛顿第三定律可知最高点时对座舱的压力大小为。故D正确。故选D。
6．B【详解】A．根据开普勒第二定律可知对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，不是同一星体，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故A错误；B．根据开普勒第二定律可知，火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度，故B正确；C．根据开普勒第三定律可知，火星和木星半长轴的三次方与各自公转周期平方的比值相同，故C错误；D．根据开普勒第三定律代入数据可得，故D错误。故选B。
7．B【详解】万有引力提供向心力：，推出：，
故，B正确．
8．C【详解】此行星其半径比地球的半径大2倍即其半径是地球半径的3倍，设星球的质量为M，半径为R，质量为m的物体在星球表面时，星球对物体的万有引力近似等于物体的重力，有：解得：，该行星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为：，故选C．
9．BD【详解】A．静止卫星的质量不一定相同，故所受向心力不一定相同，故A错误；B．静止卫星的运行轨道一定在赤道平面内，故B正确；C．第一宇宙速度是最大的运行速度，故导航系统中所有的卫星的运行速度都小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据万有引力提供向心力，解得周期，运行轨道的半径越大，运转周期越长，故D正确．
10．AC【详解】A．由平抛运动知识得，竖直方向，解得，运动员在空中的飞行时间为，A正确；B．水平方向解得，运动员在A处的速度大小为，B错误；C．运动员在B点处的速度大小为代入数据可得，C正确。D．将与g向平行斜面方向与垂直斜面方向分解，当运动员垂直斜面方向的速度减为0时高斜面最远，如图则有
在垂直斜面方向上，经时间速度减为0时高斜面最远，有，解得
最远的距离就是在垂直斜面方向上，速度减为0的位移，D错误。故选AC。
11．AB【详解】开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动。A．当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有
对B有，得，当时，A、B相对于转盘会滑动，A正确；
B．当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，解得，知时，绳子具有弹力，B正确；
C．角速度，B所受的摩擦力变大，在范围内增大时，B所受摩擦力不变，C错误；
D．当在范围内增大时，A所受摩擦力一直增大，D错误。故选AB。
12． AC/CA C 1
【详解】（1）[1]A．该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，故A不需要；
B．实验时需要用重锤线确定平抛运动的竖直方向，即y轴，故B需要；
C．该实验是用刻度尺来测量位移，用竖直方向做自由落体法求时间，不需要打点计时器，故C不需要；
D．坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D需要。故选AC。
（2）[2]A．该实验需要斜槽轨道有一定的倾斜角度，末端要水平且光滑，以确保小球初速度水平，故A不合理；BC．由于要多次描点画同一运动轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故B不合理，C合理；D．描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D不合理。故选C。
（3）[3][4]小球做平抛运动水平方向做匀速运动，由图知，所以，由竖直方向做自由落体运动，根据有，解得
由，解得，因AB与BC竖直位移之比为3:5，不是从1开始的连续奇数比，可知A点不是平抛的起点位置，从起点位置到A点已经运动了一个T的时间，则通过B点时的竖直速度为
13．(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F与质量m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
14．【详解】设如图示的圆心角为，则有，对小球受力分析如图所示：
根据牛顿第二定律可知：而且竖直方向：
根据几何知识：角速度为：
联立以上方程可以得到：
15．（1）1.2m；（2）5m/s，速度方向与水平方向的夹角53°；（3）13320N
【详解】(1)车做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可得
竖直方向上 水平方向上 可得，
(2)摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度到达A点时速度
设摩托车落至A点时，速度方向与水平方向的夹角为，则解得
(3)在最低点O，受力分析可得解得
由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为13320N。