江西省南昌市青山湖区江西科技学院附属中学2024-2025学年高一（下）期中考试物理试卷（含解析）

江西省南昌市青山湖区江西科技学院附中2024-2025学年高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B. 物体在变力作用下有可能做曲线运动
C. 做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向可能在同一条直线上
D. 物体在变力作用下不可能做直线运动
2.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A. 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力大于重力
B. “水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
C. 铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯
D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3.关于力对物体做功，以下说法正确的是( )
A. 一对作用力与反作用力的功其代数和一定为零
B. 相互作用的一对滑动摩擦力做功之和一定为零
C. 一对平衡力对物体做功之和一定为零
D. 合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态
4.“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏。如图所示，某大人和小孩直立在界外，在同一条竖直线上的不同高度分别水平同向抛出圆环，并以与水平成角的速度各套中前方一物品。假设圆环的运动可以视为平抛运动，大人与小孩抛出圆环的高度之比为，则大人和小孩抛出的圆环( )
A. 运动时间之比为 B. 初速度之比为
C. 落地时的速度之比为 D. 落点距抛出点的水平位移之比为
5.两物体质量之比为，它们的初动能之比为，它们与水平路面的动摩擦因数之比为则它们在水平路面上滑行的最大距离之比为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一同样的小球乙在油中由静止开始下落。两小球均从高度为的初始位置下落到高度为的位置。在这两种情况下( )
A. 甲球的重力做功多 B. 甲球的重力平均功率大
C. 甲球的重力势能变化量大 D. 甲球的机械能变化量大
7.如图所示，与水平面夹角为锐角的斜面底端向上有三个等距点，和，即，点距水平面高为，小滑块以初速从点出发，沿斜面向上运动。若斜面光滑，则滑块到达位置时速度为零；若斜面部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块上滑到位置时速度为零，然后下滑。已知重力加速度为，则在有摩擦的情况下( )
A. 从位置返回到位置的过程中，克服阻力做功为
B. 滑块从位置返回到位置的过程中，动能变化
C. 滑块从位置返回到位置时的动能为
D. 滑块从位置返回到位置时的动能为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动不计一切阻力，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 当地的重力加速度为
B. 轻质绳长为
C. 当时，轻质绳的拉力大小为
D. 当时，轻质绳的拉力大小为
9.如图所示为星际探测器发射后的运动轨道示意图，探测器首先被发射到近地轨道Ⅰ，然后在近地轨道的点经过多次变轨进入轨道Ⅱ、轨道Ⅲ，最终进入逃逸轨道，飞入茫茫太空。若不计其他星体的影响，下列说法正确的是( )
A. 探测器在近地轨道Ⅰ上点时引力的功率等于在轨道Ⅱ上点时引力的功率
B. 探测器在近地轨道Ⅰ上点时的速率小于在轨道Ⅱ上点时的速率
C. 探测器在轨道Ⅰ上点时的加速度等于在轨道Ⅱ上点时的加速度
D. 要使探测器能够从轨道Ⅲ进入逃逸轨道，应该在点点火减速
10.如图所示，一个小滑块可视为质点从离点高处，由静止开始通过光滑弧形轨道，进入半径的竖直圆环，且滑块与圆环动摩擦因数处处相等．当到达环顶时，刚好对轨道压力为零：沿圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道，且到达离点高的点时，速度为零．则不可能为( )
A. B. C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某学习小组做探究平抛运动规律的实验。
甲同学在图甲中用小锤敲击铁片，观察到球水平抛出，同时球被松开自由下落，关于该实验，下列说法正确的是______。
A.两小球质量必须相等
B.两球将同时落地
C.敲击的力度越大，球在空中运动的时间就越长
D.实验说明球在竖直方向做自由落体运动
乙同学接着研究事先描出的小钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示，以抛出点为坐标原点，取水平向右为轴，竖直向下为轴，如图乙所示，在轨迹上任取点和，坐标分别为和，使得：：，如果发现：_______，就可说明了小钢球在水平方向做匀速直线运动。
丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，分析可知，点______填“是”或“不是”平抛运动的起点；该小球平抛运动的初速度大小为_______保留两位有效数字取。
12.在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中。
下列器材中不必要的是____单选，只需填字母代号。
A.重物 B.纸带 C.铁架台
D.低压直流电源
E.毫米刻度尺
关于本实验的误差，下列说法正确的是______多选，只需填字母代号。
A.选择质量较大的重物，有利于减小误差
B.精确测出重物的质量，有利于减小误差
C.用手托住重物，接通电源后，撤手释放纸带，可以减小误差
D.实验产生系统误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
在实验中，质量的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为，那么从打点计时器打下起点到打下点的过程中，物体在点的瞬时速度________，物体重力势能的减少量________，此过程中物体动能的增加量________。取，保留三位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处。取地球表面重力加速度，空气阻力不计
求该星球表面附近的重力加速度；
已知该星球的半径与地球半径之比为：：，求该星球的质量与地球质量之比：。
14.汽车发动机的功率为，汽车的质量为，当它行驶在坡度为的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的倍，求：
汽车所能达到的最大速度．
若汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
15.如图是翻滚过山车的模型，光滑的竖直圆规道半径为，入口的平直轨道和出口的平直轨道均是粗糙的，质量为的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为，加速阶段的长度为，小车从以静止开始受到水平拉力的作用，在点撤去拉力，试问：
要使小车恰好通过圆轨道的最高点，小车在点的速度为多少？
满足第的条件下，小车沿着出口平轨道滑行多远的距离？
要使小车不脱离轨道，平直轨道段的长度范围？
答案和解析
1.【答案】
【解析】、物体做曲线运动的条件是所受合力的方向与速度方向不在同一条直线上，即速度方向与加速度方向不在同一条直线上，可以是恒力也可以是变力，故 AC错误，B正确；
D、当物体所受合力的方向与速度方向在同一条直线上时，物体做直线运动，可以是恒力也可以是变力，故D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】【A.汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力与支持力的合力提供向心力，即有，可知，故A正确；
B.演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，受重力和筒底的支持力，加速度向下，处于失重状态，而当“水流星”刚好能通过最高点时，仅受重力，支持力等于零，处于完全失重状态，故B错误；
C.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而避免轮缘对外轨的挤压，故C错误；
D.衣机脱水桶的脱水原理是：水滴需要提供的向心力较大，水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】A、一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，故它们的代数和不一定为零，故A错误；
B、一对滑动摩擦力，大小相等，但两物体有相对运动，位移不相等，所以总功不为零，用功能关系理解，由于滑动摩擦产生内能，内能从机械能转化而来，所以机械能减少，也就是一对滑动摩擦力做的总功为负值，故B错误；
C、一对平衡力大小相等，作用的位移也一定相等，所以一对平衡力对物体做功之和一定为零，故C正确；
D、合外力对物体不做功，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】A.根据得，，因为大人与小孩抛出的高度之比为：，则运动的时间之比为，故A错误；
B.根据平行四边形定则知，，则初速度，因为时间之比为，则初速度之比为，故B错误；
C.根据平行四边形定则知，落地速度，因为初速度之比为，则落地点的速度之比为，故C错误；
D.落点距抛出点的水平位移，因为初速度之比为，运动的时间之比为，则落点距抛出点的水平位移之比为：，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】根据动能定理，
对物体：
对物体：
由两式得：
故选：．
6.【答案】
【解析】、在这两种情况下，小球下落高度相同，由可知，重力做功相等，则重力势能变化量相等，故AC错误；
B、球甲做自由落体运动，球乙在运动过程中受到重力与油的阻力作用，球乙下落的加速度小于球甲做自由落体运动的加速度，即，由于两球下落的高度相等，球运动时间，则，重力的平均功率，由于、相等，则，故B正确；
D、球甲运动过程只受重力作用，机械能守恒，机械能变化量为零；球乙下落过程受重力与阻力作用，球乙要克服阻力做功，机械能有损失，机械能变化量不为零，球乙机械能的变化量大于球甲机械能的变化量，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】A、设滑块的初速度为，若无摩擦，滑块从到过程，由动能定理可得
若粗糙，滑块从到过程，由动能定理可得
解得
在上滑过程中和下滑过程中摩擦力做功相同，所以从位置返回到位置的过程中，克服阻力做功为，故A错误；
B、滑块从位置返回到位置的过程中，重力做功为
摩擦力做功为，总功为，故动能变化为零，故B正确；
C、从到的过程中，只有重力做功，故滑块从位置返回到位置时的动能为，故C正确；
D、在从到的过程中，重力做功为，摩擦力做功为，总功为，故返回到达时的动能为，故D错误；
故选：。
8.【答案】
【解析】、在最高点，根据
可得：，
可和纵轴截距的绝对值为，
解得当地的重力加速度，
图线的斜率，
解得绳子的长，故B错误，A正确。
、当时，轻质绳的拉力大小为：，故C错误，D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】A、探测器在近地轨道上点、轨道Ⅱ上点时，所受的万有引力的方向均与其速度方向垂直，故引力功率均为零，故A正确；
B、探测器从轨道到轨道Ⅱ做离心运动，需要在点点火加速，则探测器在近地轨道运行到点的速度小于在椭圆轨道运行到点的速度，故B正确；
C、由牛顿第二定律可得
得可知，探测器在轨道上点时的加速度等于在轨道Ⅱ上点时的加速度，故C正确；
D、探测器从轨道Ⅲ进入逃逸轨道，在点做离心运动，应该在点点火加速，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：到达环顶时，刚好对轨道压力为零，所以在点，重力充当向心力，根据牛顿第二定律有：
所以
所以在点，小球动能为，因为圆环半径是，
因此在点，以点为零势能面，小球重力势能
开始小球从高处，由静止开始通过光滑弧形轨道
因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得：
所以摩擦力做功，此时机械能等于，
之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速度小，
因此对轨道压力变小，所受摩擦力变小，所以下滑时，摩擦力做功大小小于，机械能有损失，到达底端时小于
此时小球机械能大于，而小于
所以进入光滑弧形轨道时，小球机械能的范围为，
所以高度范围为，故不可能是；
故选：。
11.【答案】；：；不是；
【解析】、实验要求两个小球的最初高度相等，但对质量没有要求，故A错误；
、球做平抛运动，球做自由落体运动，球在竖直方向上的运动情况与球相同，两球同时落地，故BD正确；
C、敲击的力度越大，影响的是球水平方向的初速度，竖直方向上的运动没有影响，所以球的下落时间不变，故C错误；
故选：。
在轨迹上任取点和，坐标分别为和，使得：：，则相邻两点的时间相等，如果发现：：，就可说明了小钢球在水平方向做匀速直线运动。
由图可知，相邻两点间水平距离相等，则时间相等，竖直方向两点间距为：：，不符合匀变速直线运动初速度为的规律，则点不是平抛运动起点；
根据竖直方向上的运动特点可得：
解得：
小球的初速度为：
解得
12.【答案】；；；；。
【解析】该实验需要重物、纸带、铁架台与毫米刻度尺，实验需要交流电源，不需要直流电流源，故选：。
、为减小空气阻力的影响，应选择质量较大二体积较小的重物，有利于减小误差，故A正确；
B、实验需要验证重力势能的减少量与动能增加量是否相等，重物的质量可以约去，不需要测出重物的质量，故B错误；
C、为减小摩擦阻力对实验的影响，应用手竖直提着纸带，接通电源后撤手释放纸带，故C错误；
D、实验产生系统误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D正确。
故选：。
物体在点的瞬时速度，
物体重力势能的减少量，
此过程中物体动能的增加量。
13.【解析】小球在地球上做竖直上抛运动，有：
小球在星球上做竖直上抛运动，有：，
故：。
地星球表面物体所受重力大小近似于万有引力，即：
得：，
可解得：：：：
答：星球表面的重力加速度为；
该星球的质量与地球质量之比：为：
14.【解析】汽车在坡路上行驶，所受阻力．
当汽车加速度为零时，达到的速度最大，此时有时，
由发动机的功率，所以
．
汽车从静止开始，以 匀加速行驶，根据牛顿第二定律得：
，
所以牵引力
保持这一牵引力，当汽车的实际功率等于额定功率时，匀加速运动的速度达到最大，设匀加速行驶的最大速度为，
则有 ．
由运动学规律得：匀加速行驶的时间为：
答：汽车所能达到的最大速度为；
若汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持时间。
15.【解析】要使小球通过最高点，则有：
解得：；
对过程由机械能守恒定律可得：
解得：；
对小球从点到最后停止过程由动能定理可得：
解得：；
要使小车不脱离轨道，有两种可能；
一、小球能通过最高点，即到达点的速度大于；
则对过程由动能定理可得：
；
解得：；
要使到通过最高点，应小于；
二、小球无法通过最高点，但到达的高度为时速度为零，小球同样不会脱离轨道；
则对全程由动能定理可得：
解得：；
故要使不脱离轨道长度可以小于或大于；
答：小车恰好通过圆轨道的最高点，小车在点的速度为；
满足第的条件下，小车沿着出口平轨道滑行；
要使小车不脱离轨道，平直轨道段的长度范围小于或大于
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