广东省深圳七中2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

广东省深圳七中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.在物理学的研究中用到的思想方法很多，对如图中描述错误的是( )
A. 甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法
C. 丙图中，观察割线的变化得到点的瞬时速度方向的过程，运用了极限思想
D. 丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法
2.目前无人机多种多样，广泛应用于农业、军事、航天等领域。如图所示，是民用测绘无人机的示意图。在无风的天气中，当该无人机沿着虚线斜向上加速飞行执行测绘任务的过程中，空气对其摩擦阻力的方向沿( )
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
3.如图所示，在一段封闭的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体并塞紧管口，如图所示，将玻璃管倒置，蜡块会沿玻璃管匀速上升，如图所示，在蜡块上升的同时将玻璃管从静止开始水平向右匀加速移动，则该过程中蜡块相对地面的运动轨迹大致为( )
A. B. C. D.
4.随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大
B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量不相等
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
5.下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是( )
A. 图，汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B. 图，铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
D. 图，洗衣机的脱水是利用了失重现象
6.陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上、两质点，下列说法正确的是( )
A. 的周期比的大
B. 相同时间内，通过的路程比的大
C. 任意相等时间内通过的位移大小比的大
D. 同一时刻的向心加速度的方向与的相同
7.圆盘餐桌的上面有一直径为的转盘，可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘，并逐渐增大转速，当转速增大到一定程度时，小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取，要使小物块从转盘上滑落，转盘转动的角速度至少为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.年月日神舟十三号飞船顺利将名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为，地球半径约为，地球表面的重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 核心舱的向心加速度小于
B. 核心舱运行速度小于
C. 由题干条件可以求出核心舱的质量
D. 考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小
9.探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入距离月球表面公里的圆形轨道，在轨道上经过点时变轨进入椭圆轨道，轨道与月球表面相切于点，月球车将在点着陆月球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥三号”在轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过点的速度比在轨道上经过点时大
C. “嫦娥三号”在轨道上的运动周期比在轨道上的小
D. “嫦娥三号”在轨道上经过点时的加速度大于在轨道上经过点时的加速度
10.如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以速度抛出一个小球，落在斜面上某处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把初速度变为，则以下说法正确的是( )
A. 小球在空中的运动时间变为原来的倍 B. 夹角将变大
C. 间距一定大于原来间距的倍 D. 夹角与初速度大小无关
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度。该同学先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力大小与线速度大小的关系。
该同学采用的实验方法主要是______；填正确答案标号
A.理想模型法
B.控制变量法
C.等效替代法
该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数，算出对应的线速度及的数值，以为横轴，为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，与成______关系，若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量 ______保留位有效数字。
12.在用描点法做“探究平抛运动”的实验时，如图甲所示，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须在同一位置由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，用直尺将点连成折线
某次实验画出小球运动的轨迹如图乙中曲线，、、是曲线上的三个点的位置，点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，则点是否为平抛运动的起点______选“是”或“否”，小球做平抛运动的初速度______。计算结果保留位有效数字
在上面这次实验中，小球由点运动到点的过程中速度变化了______，方向______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，质量为的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差，斜面的高度。取，求：
小球水平抛出的初速度是多大
小球从平台水平抛出到斜面最底端所用的时间。
14.用手掌平托质量为的苹果，保持这样的姿势在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，苹果在运动过程中始终没有脱离手掌。圆周的半径为，运动一周所用时间为，重力加速度为。
求苹果做匀速圆周运动的角速度大小；
求手掌在点所受压力大小和方向；
求手掌在点对苹果施加的力的大小和方向用角度的正切表示。
15.质量的小物块在长为的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，。
小物块经过最高点的速度是多少？
若小物块在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小物块的速度大小以及对应落地时的水平射程。
若小物块落地时恰好落到一块质量为的薄木板上厚度可忽略，且竖直方向速度瞬间变为零，水平速度不变在板上滑行，小物块与薄板之间的摩擦因数为，薄板与地面摩擦不计，试计算小物块与薄板之间最大的相对位移。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A正确；
B、乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B错误；
C、丙图中，点逐渐向点靠近时，观察割线的变化，就是曲线在点的切线方向，运用了极限思想，说明质点在点的瞬时速度方向，故C正确；
D、丁图中，伽利略研究力和运动关系时，伽利略斜面实验运用了理想实验方法，故D正确。
本题选错误的，
故选：。
2.【答案】
【解析】依题意，根据摩擦阻力的方向特点可知：空气对其摩擦阻力的方向与无人机的运动方向相反，所以结合题图可知沿方向，故ACD错误，B正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】由题意可知红蜡块在竖直向上做匀速直线运动，竖直方向的加速度为零，合力为零；
而红蜡块在水平向右做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向具有向右的加速度和合力；
所以红蜡块的合初速度沿竖直方向，合力方向水平向右，根据曲线运动的条件可知蜡块的合运动为匀变速曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角的正切值为
由上式可知随的增大而逐渐减小，而蜡块速度方向沿轨迹切线方向，所以红蜡块实际运动的轨迹可能是。
故ABD错误，C正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】、竖直方向运动的高度相等，则运动时间相等，击出初速度的竖直分量相等，故BC错误；
、由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大，故A正确，D错误；
故选：。
5.【答案】
【解析】、根据题意可知，汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
故速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确；
B、根据题意可知，在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误；
C、根据牛顿第二定律可知重力和拉力的合力提供向心力，则根据牛顿第二定律有
解得物体做圆周运动的角速度为
故减小但保持圆锥的高不变时，角速度不变，故C错误；
D、洗衣机脱水筒的脱水原理是利用了离心现象，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、、两点同轴转动，两点的周期相等，故A错误；
B、线速度，路程，由图示可知：，、两点同轴转动的角速度相同，则在相等时间内，，故B正确；
C、在转动一周时，、的位移都是，任意相等时间内通过的位移大小不一定比的大，故C错误；
D、两点都做匀速圆周运动，向心加速度指向各自的圆心，都指向转轴，由图示可知，两点的向心加速度方向不同，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】小物块放在转盘边缘随转盘一起转动时，由静摩擦力提供小物块做圆周运动的向心力，随着角速度的增大静摩擦力也逐渐增大，当滑动摩擦力提供向心力时，由向心力公式得：，其中，代入数据求出角速度，故D正确，ABC错误。
8.【答案】
【解析】、根据万有引力定律可得：
对于地面处的物体有：
因此核心舱的向心加速度小于，在表达式中核心舱的质量被消掉，无法求出核心舱的质量，故A正确，C错误；
B、根据
可知
所以对于环绕物体，环绕半径越小，速度越大。第一宇宙速度为贴着地表飞行的物体的线速度，其轨道半径等于地球半径，而核心舱的轨道半径大于地球半径，因而核心舱的速度小于。故B正确；
D、考虑到稀薄大气的作用，无动力补充，核心舱速度会越来越小，会逐渐做近心运动，轨道半径逐渐减小，运行速度会逐渐增大，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、月球的第一宇宙速度是卫星环绕月球的最大速度，是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，可知“嫦娥三号”在轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A正确；
B、“嫦娥三号”在地月转移轨道点减速降轨至轨道，所以“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过点的速度比在轨道上经过点时大，故B正确；
C、根据开普勒第三定律，由于轨道的半径大于轨道的半长轴，所以“嫦娥三号”在轨道上的运动周期比在轨道上的大，故C错误；
D、根据牛顿第二定律得，得，可知“嫦娥三号”在轨道上经过点时的加速度等于在轨道上经过点时的加速度，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】、根据平抛运动规律可得：，解得小球在空中运动时间为：，由此可知，若初速度变为原来的倍，则小球在空中的运动时间变为原来的倍，故A正确；
、由于速度与水平方向夹角的正切值为：，则可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍。因为位移与水平方向夹角不变，则速度与水平方向夹角不变，所以两个角度之差，即不变，与初速度无关，故B错误，D正确；
C、根据可知初速度变为原来的倍，则水平位移变为原来的倍，由几何关系可得：，则间距变为原来的倍，故C错误。
故选：。
11.【答案】； 正比，
【解析】该同学采用的实验方法主要是控制变量法，故B正确，ACD错误。
故选：。
如图丙所示，图像为过原点的直线，可知与成正比关系；
根据
可得
解得滑块的质量
故答案为：；正比，。
12.【答案】 否 竖直向下
【解析】斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正确；
B.每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度，故B正确；
C.记录小球经过不同高度的位置时，不需要等距离下降，故C错误；
D.小球的运行轨迹是平滑曲线，不能画成折线，故D错误。
故选：；
小球在竖直方向做自由落体运功，故在竖直方向有
则有
若为起点，则竖直方向的高度为
故A不是起点，水平方向的速度为
在上面这次实验中，小球由点运动到点的过程中速度变化为
方向与重力加速度的方向相同，即竖直向下。
故答案为：；否；；；竖直向下
13.【解析】由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以
竖直位移，
得
竖直分速度
，
得
小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度
，
初速度
代入数据：
解得：
所以
答：小球水平抛出的初速度是；
小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间为。
14.【解析】匀速圆周运动的角速度大小
苹果过点时重力、支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律，手掌在点受到的压力为，手掌在点受到的压力方向竖直向下。
手在点对苹果施加两个力，竖直方向的支持力
水平方向指向圆心的静摩擦力向心力
手在点对苹果施加的力为
解得
设该力与水平方向夹角为，则
答：苹果做匀速圆周运动的角速度大小等于；
手掌在点所受压力大小等于，方向竖直向下；
手掌在点对苹果施加的力的大小等于，与水平方向夹角的正切值为。
15.【解析】依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有
解得
小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为
设此时小球的速度大小为，小球在最低点时由牛顿第二定律有
解得
根据平抛运动规律有
解得
小物块在薄木板上运动时，对小物块和薄木板根据牛顿第二定律可知
当两物体速度相等时，相对位移最大，则有
最大位移为
联立解得
答：小物块经过最高点的速度是；
小物块的速度大小等于，水平射程等于；
小物块与薄板之间最大的相对位移等于。
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