天津市二十一中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

天津二十一中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.下列关于运动的说法正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动，但不可能是匀变速运动
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
C. 做平抛运动的物体，在相同时间内速度的变化量相同
D. 匀速圆周运动的向心力指向圆心，但非匀速圆周运动的向心力不一定指向圆心
2.对以下物理问题探究过程的认识，下列说法正确的是( )
A. 图一般曲线运动的研究方法利用了放大法
B. 图装置利用等效法探究影响向心力大小的因素
C. 图中卡文迪什扭秤实验装置利用了控制变量法
D. 图中研究物体沿曲面运动时重力做功用到了微元法的思想
3.如图所示是小刚玩“蹦极”游戏时的真实照片。小刚将一根长为的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下。其中为弹性绳子的原长，点是绳子弹力等于小刚重力的位置，点是小刚所能到达的最低点，下列说法正确的是( )
A. 从到，小刚先做加速运动后做减速运动
B. 从到，合外力对小刚所做的总功为零
C. 从到，小刚在点获得的动能最大
D. 从到，弹性绳子的弹性势能一直增加
4.如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力( )
A. 仅适当增大抛出时的水平初速度 B. 仅将抛出点的位置适当上移
C. 保持其他条件不变，套圈者适当后移 D. 保持其他条件不变，套圈者适当前移
二、多选题：本大题共6小题，共24分。
5.力对物体所做的功可由公式求得，但用这个公式求功是有条件的，即力必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是( )
A. 甲图中若大小不变，物块从到过程中力做的功为
B. 乙图中，全过程中做的总功为
C. 丙图中，绳长为，若空气阻力大小不变，小球从运动到过程中空气阻力做的功
D. 图丁中，始终保持水平，无论是缓慢将小球从拉到，还是为恒力将小球从拉到，做的功都是
6.年月日，上观新闻消息，我国年将发射神舟二十号、神舟二十一号载人飞船和一艘货运飞船，执行二次载人飞行任务的航天员乘组已经选定，正在开展相关训练。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道即近地圆形轨道，之后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与天和核心舱对接，如图所示。已知中国空间站轨道为圆形轨道，距地面高度为，飞船在停泊轨道运行的周期为，地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 从停泊轨道进入转移轨道在点需要减速
B. 天和核心舱的向心加速度大小为
C. 可估得地球密度为
D. 飞船从点运行到点需要的时间为
7.年月日至日，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验。如图所示为处于完全失重状态下的水珠，下列说法正确的是( )
A. 水珠仍受重力的作用 B. 水珠受力平衡
C. 水珠所受重力等于所需的向心力 D. 水珠不受重力的作用
8.摄制组在某大楼旁边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶。如图所示，导演在某房顶离地处架设了滑轮人和车均视为质点，且滑轮直径远小于，若轨道车从处以的速度匀速运动到处，绳与水平方向的夹角为。由于绕在滑轮上细钢丝的拉动，使质量为的特技演员从地面由静止开始向上运动。在车从运动到的过程中取，，( )
A. 演员上升高度为 B. 演员最大速度为
C. 演员受到钢丝对他的拉力等于他的重力 D. 演员受到钢丝对他的拉力小于他的重力
9.我国将在年上半年发射嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，测得探测器在时间内环绕月球转圈。已知引力常量为，月球的半径为。根据以上信息可求出( )
A. 探测器环绕月球运行的周期为 B. 月球的质量
C. 月球的平均密度 D. 嫦娥六号的运行速度
10.如图所示，一木块放在光滑的水平面上，一颗子弹水平射入木块的过程中，子弹受到的平均阻力为，射入木块的深度为，此过程木块移动了，则该过程有( )
A. 子弹损失的动能为
B. 子弹对木块做功为
C. 子弹动能的减少量等于木块动能的增加量
D. 子弹、木块组成的系统损失的机械能为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。
下列做法中正确的有______
A.必须要称出重物的质量
B.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
C.图中两限位孔必须在同一竖直线上
D.可以用或者计算某点速度
选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，、、为三个相邻的计时点，打点计时器通过频率为的交变电流，用刻度尺测得，，，重锤的质量为，取。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______；此时重锤的速度为______结果均保留三位有效数字。
12.研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是______填选项前的字母。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度大、体积小的钢球
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
某同学在做“研究平抛运动”的实验时，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，为小球运动一段时间后的位置，以为坐标原点建立的坐标系如图所示，由图可求出小球做平抛运动的初速度为______，小球在经过位置时的速度 ______。计算时取
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.在某次赛前训练课上，一排球运动员在网前距地面高度处用力扣球，使排球以的初速度水平飞出，如图所示。已知排球质量，排球可视为质点，忽略排球运动中受到的空气阻力，取，问：
排球刚被扣出时的动能为多少？
排球从被扣出到着地经历的时间为多少？
请用机械能守恒定律求出排球落地时的速度是多少？
14.滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，和是两段光滑圆弧形轨道，段的圆心为点，圆心角为，半径与水平轨道垂直，水平轨道段粗糙且长，一运动员从轨道上的点以的速度水平滑出，在点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道，经轨道后冲上轨道，到达点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为，、两点与水平面的竖直高度分别为和，且，，。求：
运动员从运动到达点时的速度大小和在空中飞行的时间；
轨道段的动摩擦因数、离开圆弧轨道末端时，滑板对轨道的压力；
运动员最后停在距离点多远处？
15.如图所示，水平面右端放一质量小物块，使小物块以的初速度向左运动，运动后将弹簧压至最紧，反弹回出发点物块速度大小。若水平面与一长的水平传送带平滑连接，传送带以的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。求：
小物块与水平面间的动摩擦因数；
弹簧具有的最大弹性势能；
要使小物块进入竖直圆轨道后不脱高圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数应满足的条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】对于曲线运动，其速度方向不断变化，因此一定是变速运动，若加速度恒定如平抛运动中加速度恒为重力加速度，则属于匀变速运动，因此曲线运动可能是匀变速运动，故A错误；
B.两个匀变速直线运动的合加速度恒定，但合运动的轨迹取决于合速度与合加速度的方向关系，若两者方向不共线如平抛运动的合成，合运动为匀变速曲线运动，故B错误；
C.平抛运动中加速度恒为重力加速度，则做平抛运动的物体，在相同时间内速度的变化量相同，故C正确；
D.无论匀速还是非匀速圆周运动，向心力始终指向圆心，故D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】图一般曲线运动的研究方法，此实验中运用了等效替代的方法，故A错误；
B.图“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了控制变量法，故B错误；
C.图所示为卡文迪什扭秤实验，此实验中运用了微小量放大法，故C错误；
D.图中研究物体沿曲面运动时重力做功，采用极限思想将曲线变成小的直线运动进行分析，采用了微元法的思想，故D正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】从到，小刚做自由落体运动；从到因重力大于弹力，则小刚仍做加速运动，即从到小刚一直做加速运动，故A错误；
B.从到，始末位置速度都为，根据动能定理可知，故合外力对小刚所做的总功为零，故B正确；
C.从到因重力大于弹力，则小刚加速运动向下；从到，重力小于弹力，加速度向上，即从到，小刚在点获得的动能最大，故C错误；
D.人下降，重力做正功，重力势能减小，但从到弹性势能不变，从到，弹性绳被拉长，则弹性势能增加，则从到，弹性绳子的弹性势能先不变，再增加，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】铁丝圈做平抛运动，竖直方向，水平方向，解得
A、适当增大抛出时的水平速度，水平位移增大，不能套中物体，故A错误；
B、仅将抛出点的位置适当上移，增大，增大，不能套中物体，故B错误；
C、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当后移，可能套中物体，故C正确；
D、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当前移，不可能套中物体，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、甲图中若大小，物块从到过程中力做的功为，故A正确；
B、乙图中，根据图像与轴所围的面积表示功，可知全过程中做的总功为，故B正确；
C、利用微元法知：小球从运动到过程中空气阻力做的功，故C正确；
D、只有当为恒力时，，当是变力时，需要根据动能定理求解做功，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、飞船需要通过加速从停泊轨道进入转移轨道，故A错误；
B、设天和核心舱的向心加速度大小为。在地球表面上，物体受到的重力等于地球对物体的万有引力，即有
对天和核心舱，根据万有引力提供向心力有
联立解得天和核心舱的向心加速度大小为，B正确；
C、飞船在停泊轨道运行的周期为，根据万有引力提供向心力有，解得地球的质量为
，则地球的密度为，解得，故C正确；
D、设飞船在转移轨道运行的周期为，由开普勒第三定律有，整理可得，则飞船在转移轨道上从点飞到点所需的时间为，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】做匀速圆周运动的空间站中的物体，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非不受重力的作用，故AC正确，BD错误；
故选：。
8.【答案】
【解析】、轨道车从运动到的过程中，演员上升高度为，故A正确；
、轨道车在行驶过程中，将轨道车速度沿着绳子方向和垂直于绳子的方向分解如图所示，可得演员的速度为：
不变，随着轨道车向前走，绳子与水平方向的夹角逐渐减小，最大，则演员的速度增大，
当时，最大，人的速度最大，且最大速度为：。
所以演员加速上升，加速度向上，处于超重状态，则演员受到钢丝对他的拉力大于他的重力，故B正确，CD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】根据题意可得，探测器绕月球做圆周运动的周期为，故A正确；
B.对应近月轨道的探测器，根据万有引力提供向心力有，联立解得月球质量，故B错误；
C.由，而，解得，故C正确；
D.嫦娥六号的运行速度，得，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】根据动能定理，对子弹，有，可知子弹损失的动能为，故A正确；
B.对木块，有可知木块增加的动能为，则子弹对木块做功为，故B正确；
C.根据能量守恒，子弹动能的减少量等于木块动能的增加量和系统产生热量之和，故C错误；
D.系统机械能损失为，故D正确。
故选：。
11.【答案】； 、。
【解析】、由于验证机械能守恒定律的表达式中质量可以约去，所以不需要称出重物的质量，故A错误；
B、为了减小误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，故B错误；
C、为了减小摩擦阻力的影响，图中两限位孔必须在同一竖直线上，故C正确；
D、求解速度时需利用纸带上的点迹，用平均速度等于中间时刻的瞬时速度的思想方法去求解，不可以用或者计算某点速度，因为这样默认重物机械能守恒，失去了验证的意义，故D错误。
故选：。
当打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了：
根据匀变速直线运动时间中点的瞬时速度，等于这段时间的平均速度，可以求出此时重锤的速度为：
故答案为：；、。
12.【答案】； ；
【解析】该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响，故A错误，D正确；
B.使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力，故B正确；
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下，确保初速度大小相等，故C正确；
故选：。
小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，连续相等时间内下落高度差相等
小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由可得
平抛运动的初速度
点竖直方向上的分速度
解得
故答案为：；；
13.【解析】排球刚被扣出时的动能为
排球刚被扣出做平抛运动，竖直方向上有
代入数据，解得
排球运动过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律
解得
答：排球刚被扣出时的动能为；
排球从被扣出到着地经历的时间为；
排球落地时的速度是。
14.【解析】从到运动员做平抛运动，在点，由题意可得
，
解得
在点竖直方向的速度为
由得空中飞行的时间为
由点到点，由动能定理可得
代入数据解得
由点到点，由动能定理可得
在点，对运动员和滑板，由牛顿第二定律可得
由几何知识
联立解得
根据牛顿第三定律，滑板对轨道的压力为，方向竖直向下；
设运动员在段运动的总路程为，对整体过程，由动能定理可得
代入数据解得
因为
所以运动员最后停在距离点左侧处。
答：运动员从运动到达点时的速度大小为，在空中飞行的时间为；
轨道段的动摩擦因数为，离开圆弧轨道末端时，滑板对轨道的压力为，方向竖直向下；
最后停在距离点左侧处。
15.【解析】小物块在水平面向左运动再返回的过程，根据能量守恒定律得
代入数据解得
小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程，由能量守恒定律得弹簧具有的最大弹性势能为：
代入数据解得
本题分两种情况讨论：设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆心右侧等高点。
根据机械能守恒得，得，说明物块在传送带上一直做匀加速运动。
小物块在传送带上运动的过程，由动能定理得：
代入数据解得
设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆轨道最高点。
在圆轨道最高点有：
从圆轨道最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得
解得，说明物块在传送带上一直做匀加速运动。
小物块在传送带上运动的过程，由动能定理得：
解得
所以，要使物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数应满足的条件是或．
答：小物块与水平面间的动摩擦因数为
弹簧具有的最大弹性势能为
要使小物块进入竖直圆轨道后不脱高圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数应满足的条件为或。
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