广东省广州市大同中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

广东省广州市大同中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年月珠海航展表演中，我国自主研发的歼正式亮相，展示了其卓越的飞行性能和隐身能力。如图所示，歼沿着近似圆弧的曲线从运动到后沿陡斜线直入云霄。设此段飞行路径在同一竖直面内，飞行速率保持不变。关于战机从运动到这一段，下列说法正确的是( )
A. 战斗机合力可能一直竖直向上 B. 战斗机的速度一直在变化
C. 战斗机的加速度可能保持不变 D. 战斗机做匀变速曲线连动
2.在篮球比赛中，篮球投出的初速度大小和方向都会影响投篮的命中率。如图甲所示为某运动员在投篮训练。两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球运动的轨迹如图乙中、所示，则( )
A. 轨迹运动的时间长 B. 轨迹最高点时速度大
C. 轨迹抛出的初速度一定大 D. 轨迹速度变化小
3.如图甲所示，直升机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地带。前内被困人员水平方向和竖直方向的图像如图乙、丙所示。不计空气阻力，以地面为参考系，则在这内，下列说法正确的是( )
A. 时，被困人员的速度大小为
B. 时，被困人员的速度大小为
C. 时，被困人员的速度大小为
D. 时，被困人员的位移大小为
4.如图，在某次飞行演习中，以水平匀速飞行的飞机，某时释放一颗模拟弹，经时间后炸弹垂直击中倾角为的山坡。则时间为( )
A.
B.
C.
D.
5.把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，如图所示。若圆周运动的半径越大，则小球( )
A. 对漏斗壁的压力越大
B. 加速度越小
C. 角速度越小
D. 线速度越小
6.如图所示，小车以速度匀速向右运动，通过滑轮拖动物体上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是( )
A. 物体的速度大小为 B. 物体的速度大小为
C. 物体减速上升 D. 绳子对物体的拉力等于物体的重力
7.如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，则下列关于小球运动的说法正确的是( )
A. 突然变大，小球将沿轨迹做离心运动
B. 突然变大，小球将沿轨迹做近心运动
C. 突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
D. 突然变小，小球将沿轨迹做近心运动
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.从某高度处以的初速度水平抛出一物体，经落地。忽略空气阻力，取重力加速度，则( )
A. 物体落地时，速度大小为
B. 当水平位移为时，竖直位移为
C. 物体从抛出到落地的过程中，任意相等时间内速度变化量相等
D. 物体从抛出到落地的过程中，速度与水平方向的夹角逐渐变小
9.如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上、两点绕点转动的角速度大小为、，线速度大小为、，则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
10.“神舟十九号”载人飞船在太空变轨时，先沿椭圆轨道运行，之后在远地点处点火加速，由椭圆轨道变成高度约为的圆轨道，在圆轨道上运行周期约为，则飞船在圆轨道运行时( )
A. 航天员处于平衡状态
B. 速度小于
C. 角速度大于同步卫星运行的角速度
D. 加速度小于沿椭圆轨道通过处时的加速度
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随两个变速轮塔匀速转动，槽内的小球随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分标记显示出两个小球所受向心力的大小关系。
下列实验与本实验采用的方法相同的是______。
A.探究平抛运动的特点
B.探究小车速度与时间的关系
C.探究加速度与力和质量的关系
D.探究两个互成角度的力的合成规律
当皮带套在半径不同的轮盘上，两轮盘边缘处的______选填“线速度”或“角速度”大小相同。
探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板与______选填“挡板”或“挡板”处，同时选择半径______选填“相同”或“不同”的两个塔轮。
12.某实验小组利用电子秤和频闪照相机测量一把弹弓发射出的钢珠弹的动能，具体步骤如下：
用电子秤测得钢珠弹的质量；
在背景方格前使用弹弓水平发射钢珠弹，使用频闪照相机每隔相等时间拍一次照片拍摄钢珠弹在空中的位置。
如图所示为钢珠弹运动的频闪照片的一部分，已知图中背景小方格的边长表示实际长度为，重力加速度为，则：
钢珠弹在点的水平速度______填“大于”、“小于”或“等于”在点的水平速度。
钢珠弹从到的下落高度为，从到的下落高度为，则 ______。
照相机的频闪周期 ______；
钢珠弹刚发射出时的动能 ______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.天问一号探测器测出火星表面重力加速度为，已知火星的质量为，自转周期为，引力常量为，求：
火星的半径；
火星的第一宇宙速度；
火星同步卫星轨道离火星表面的高度。
14.如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为的赛车视为质点从处出发，以速率驶过半径的凸形桥的顶端，经段直线加速后从点进入半径为的竖直圆轨道，并以某速度驶过圆轨的最高点，此时赛车对轨道的作用力恰好为零。重力加速度取，求：
画出赛车在点的受力分析图，求赛车受到轨道支持力的大小；
赛车驶过圆轨的最高点时的；
若赛车以的速率经过点，画出此时赛车在点的受力分析图，求轨道受到来自赛车的弹力。
15.如图所示，质量为的小滑块静止在足够大的粗糙水平转盘上，一根长为的细线一端连接在滑块上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，重力加速度为，使转盘绕转轴在水平面内转动，并缓慢增大转动的角速度，滑块与转盘间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
当为多少时，绳子恰好有拉力；
当为多少时，滑块恰好与转盘脱离；
当时，细线恰好断裂，滑块在圆盘上的落点与转轴的距离为多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、由于战斗机的速率不变，故合外力一定始终与速度方向相互垂直，所以不可能始终竖直向上，故A错误；
B、战斗机做曲线运动时方向时刻变化，故其速度不断变化，故B正确；
、由于战斗机受到的合外力的方向时刻改变，故战斗机受变力作用，所以加速度改变，做变加速曲线运动，故CD错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、篮球从最高点运动到篮筐过程做平抛运动，竖直方向，解得，篮球在空中的运动时间，由图示可知，轨迹的运动时间长，故A错误；
B、轨迹斜抛运动到最高点时间短，采用逆向思维法，由平抛规律有，图中可知的水平位移大，由于时间短，故平抛初速度大，即轨迹最高点时速度大，故B正确；
C、轨迹最高点水平速度 比轨迹的小，但由于轨迹的高度大，则落地时竖直方向速度比轨迹的大，则轨迹抛出的初速度，轨迹抛出的初速度不一定大，故C错误；
D、篮球只受重力，加速度，速度变化量，因为轨迹 运动时间长，加速度不变，所以轨迹的速度变化量大，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、由图可知，时，被困人员的速度大小为，故A错误；
、时，被困人员水平方向的速度大小为，竖直方向的速度为，则合速度为
故BC错误；
D、由图乙可知，被困人员沿水平方向的位移为
图丙可知，在竖直方向的位移为
则被困人员的位移为
故D正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】模拟弹落地时速度如图所示
竖直分速度
解得模拟弹的运动时间，故D正确，ABC错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】小球在漏斗中做圆周运动受力情况如图
A.根据平衡条件，得，可知无论轨道半径的大小如何，漏斗壁对小球的支持力大小都是相等，结合牛顿第三定律可知，压力大小也相同，故A错误；
水平方向上，有，可知加速度大小相等，越大的，角速度越小，线速度越大，故C正确，BD错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】将小车的速度沿绳方向和垂直绳方向分解，如图
可得，故A错误，B正确；
小车向右匀速运动，不变，减小，增大，所以增大，物体加速上升，加速度向上，合外力向上，绳子对物体的拉力大于物体的重力，故CD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】A、、小球在拉力作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，突然变大，拉力大于向心力，小球将做向心运动，故A错误，故B正确
C、、小球在拉力作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，突然变小，拉力小于向心力，小球将做离心运动，故C错误，故D错误
故选：。
A、、根据向心运动的条件，拉力大于物体做圆周运动所需要的向心力，小球将做向心运动，可解
C、、根据离心运动的条件，拉力小于物体做圆周运动所需要的向心力，小球将做离心运动，可解
8.【答案】
【解析】、物体做平抛运动，落地时竖直方向的分速度
物体落地时速度的大小
故A错误；
B、当水平位移为时，物体运动的时间
竖直方向的位移
故B正确；
C、物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，则物体做匀变速曲线运动，加速度不变，所以物体从抛出到落地的过程中，任意相等时间内速度变化量相等，故C正确；
D、物体从抛出到落地的过程中，速度与水平方向的夹角的正切值
可知速度方向与水平方向之间的夹角逐渐变大。故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】汽车雨刮器杆上、两点绕点做同轴转动，因此它们的角速度相等，即，故A错误，B正确；
根据线速度与角速度的关系可知，角速度相同时，质点做圆周运动的半径越大，线速度越大，因此，故C错误，D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】、飞船在圆轨道运行时，宇航员受到的万有引力提供向心力，航天员不是处于平衡状态，故A错误；
B、第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，由万有引力提供向心力有：，解得：，所以飞船在圆轨道运行时，速度小于第一宇宙速度，故B正确；
C、由万有引力提供向心力有：，解得：，飞船在圆轨道运行时，其轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以飞船在圆轨道运行时角速度大于同步卫星运行的角速度，故C正确；
D、根据牛顿第二定律可得，解得，飞船在圆轨道运行时，加速度大于沿椭圆轨道通过处时的加速度，故D错误。
故选：。
11.【答案】； 线速度； 挡板；不同
【解析】探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系时，采用了控制变量法，探究平抛运动的特点实验中将曲线运动转化为直线运动，即采用了“化曲为直”的方法，实验中并没有采用控制变量法，故A错误；
B.探究小车速度与时间的关系仅仅研究速度与时间两个物理量的关系，并没有采用控制变量法，故B错误；
C.探究加速度与力和质量的关系，研究多个物理量之间的关系，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法，故C正确；
D.探究两个互成角度的力的合成规律采用了等效替代法，并没有采用控制变量法，故D错误。
故选：。
当皮带套在半径不同的轮盘上，两轮盘边缘处的线速度大小相同。
探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，同时确保圆周运动的半径相等，即分别放在挡板与挡板处；
为了使角速度不相同，实验中应选择半径不同的两个塔轮。
故答案为：；线速度；挡板；不同
12.【答案】等于；；；
【解析】钢珠弹做平抛运动，所以水平方向上做匀速直线运动，则钢珠弹在点的水平速度等于在点的水平速度；
由图可知钢珠弹从到的下落高度为，从到的下落高度为，则
钢珠弹竖直方向上自由落体运动：
代入数据解得照相机的频闪周期
钢珠弹水平方向上做匀速直线运动：
则钢珠弹刚发射出时的动能
故答案为：等于；；；。
13.【答案】火星的半径等于；
火星的第一宇宙速度等于；
火星同步卫星轨道离火星表面的高度等于
【解析】火星表面上的物体，受到的重力等于万有引力，则有
可得火星的半径为
火星的第一宇宙速度等于卫星在火星表面绕火星做匀速圆周运动线速度，则有
可得火星的第一宇宙速度为
火星同步卫星绕火星做匀速圆周运动的周期等于火星自转周期，则有
解得火星同步卫星轨道离火星表面的高度为
答：火星的半径等于；
火星的第一宇宙速度等于；
火星同步卫星轨道离火星表面的高度等于。
14.【答案】赛车在点的受力分析图如上，赛车受到轨道支持力的大小为；
赛车驶过圆轨的最高点时的为；
赛车在点的受力分析图如上，轨道受到来自赛车的弹力为
【解析】赛车在点的受力如图所示
根据牛顿第二定律，处的赛车满足，即赛车受到的支持力为，代入数据得；
根据牛顿第二定律，处的赛车满足，即赛车的速率为；
根据分析可知以过点时，会受到轨道对其指向圆心的压力，受力如图所示
根据牛顿第二定律，处的赛车满足，解得。
答：赛车在点的受力分析图如上，赛车受到轨道支持力的大小；
赛车驶过圆轨的最高点时的；
赛车在点的受力分析图如上，轨道受到来自赛车的弹力为。
15.【解析】根据最大静摩擦力等于向心力有
解得
滑块恰好脱离转盘时滑块与转盘的作用力为，根据牛顿第二定律有
解得
当时，滑块已经脱离转盘，设细线与转轴的夹角为，根据牛顿第二定律有
解得，所以
此时滑块距离圆盘的高度为
滑块线速度大小为
细线断裂后小球做平抛运动，根据平抛运动规律有
则滑块在圆盘上的落点与转轴的距离为
解得
答：当为时，绳子恰好有拉力；
当为时，滑块恰好与转盘脱离；
当时，细线恰好断裂，滑块在圆盘上的落点与转轴的距离为。
第1页，共1页