陕西省渭南市韩城市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 陕西省渭南市韩城市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-11 10:55:21 | ||
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文档简介
陕西省韩城市2024-2025学年高一下学期期中物理试卷
一、单选题
1．辘轳是古代庭院汲水的重要机械。如图，井架上装有可用手柄摇转的辘轳，辘轳上缠绕绳索，绳索一端系水桶，摇转手柄，使水桶起落，提取井水。P是辘轳边缘上的一点，Q是手柄上的一点，当手柄以恒定的角速度转动时，P、Q两点做圆周运动的（ ）
A．半径相等 B．线速度大小相等 C．角速度大小相等 D．向心加速度大小相等
2．下列说法正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直
B．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大
C．由万有引力定律可知，当时，
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力
3．将质量为m的篮球从距地面h高处抛出，篮球能达到的最高点距地面高度为H。以地面为参考平面，重力加速度为g，则篮球在最高点的重力势能为（ ）
A．mgh B．mgH C．mg（H-h） D．0
4．如图所示，一辆质量为m的汽车先过一段凹形桥，再过一段拱形桥，M、N分别为桥的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为0，汽车在通过两种桥面的过程中均未脱离桥面。下列说法正确的是（ ）
A．汽车通过N点时处于超重状态
B．汽车通过M点时的加速度可能为0
C．汽车通过N点时，无论速度多大，对桥面始终有压力
D．汽车通过M点时对桥面的压力一定比通过N点时对桥面的压力大
5．阋神星是一个已知最大的属于柯伊伯带及海王星外天体的矮行星，因观测估算比冥王星大，在公布发现时曾被其发现者和NASA等组织称为“第十大行星”。若将地球和阋神星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知阋神星绕太阳运行一周的时间约为n年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则阋神星绕太阳运行的轨道半径约为（ ）
A． B． C． D．
6．民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，旅客可沿斜面滑行到地上，如图甲所示。图乙是其简化模型，紧急出口距地面的高度为4m，气囊所构成的斜面长度为5m，旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与气囊间的动摩擦因数为，不计空气阻力及斜面的形变，下滑过程中该旅客可视为质点，重力加速度大小，该旅客滑到斜面底端时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，半径为R且内壁光滑的半球形容器静置于水平桌面上，容器内一质量为m的物块（视为质点）绕竖直轴做匀速圆周运动，物块和半球球心O点的连线与之间的夹角，重力加速度大小为g，，，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到重力、支持力和向心力三个力的作用
B．物块做匀速圆周运动的向心力大小为
C．物块做匀速圆周运动的线速度大小为
D．物块做匀速圆周运动的角速度大小为
二、多选题
8．某同学分别乘坐如图所示的斜行电梯（甲）、直升电梯（乙）、阶梯式电梯（丙）从一楼到四楼，若三种电梯均在二楼到三楼处于匀速运动，则该同学乘坐这三种电梯在二楼到三楼的过程中，各力做功分析正确的是（ ）
A．甲图中电梯对该同学的支持力做正功
B．甲图中电梯对该同学的摩擦力做负功
C．丙图中电梯对该同学的支持力做正功
D．三个图中合力对该同学做功大小相同
9．在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，则下列说法正确的是（ ）
A．从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速
B．地球在第二次变轨点，变轨前后加速度大小不变
C．地球在转移轨道上运行时，速度不断增大
D．地球在转移轨道的运行周期大于在木星轨道运行的周期
10．如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F-v2（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，重力而速度大小，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.1kg
B．轻杆的长度为3.6m
C．若小球通过最高点时的速度大小为3.0m/s，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D．若小球通过最高点时的速度大小为9m/s，则小球受到的合力为22.5N
三、实验题
11．为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。
（1）滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度 （用t、l、d表示）。
（2）为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与 （填“”、“”、“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线，表明此实验过程中向心力与 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。
（3）若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是 。
12．(1)卡文迪什利用如图1所示的扭秤实验装置测量了引力常量，横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离为L，两球间的万有引力大小为F。则可以表示出引力常量G= 。
(2)在下列的实验中，与“卡文迪什扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是（ ）
A．探究力的合成规律
B．通过平面镜观察桌面的微小形变
C．探究加速度与力、质量的关系
D．探究小车速度随时间变化的规律
(3)2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知某天体半径为R、现要测得该天体质量，宇航员用如图2甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图2乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔为0.10s，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知引力常量为G，则：
①由以实验数据，可推算出该星球表面的重力加速度g为 m/s2；（保留两位有效数字）
②该星球质量为 。（用G、R、g表示）
四、解答题
13．如图所示，高速公路转弯处弯道半径R=100m，汽车的质量m=2000kg，重力加速度g=10m/s2。
(1)当汽车以v1=15m/s的速率行驶时，其所需的向心力为多大？
(2)若路面是水平的，已知汽车轮胎与路面间的动摩擦因数 =0.9，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求汽车转弯时不发生径向滑动所允许的最大速率vm为多少？
(3)通过对弯道路面内外高度差的合理设计，可实现汽车转弯时刚好不受径向的摩擦力作用的效果。若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率vm运动，则转弯处的路面与水平面夹角的正切值为多少？
14．2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知地球的半径为R、地球表面的重力加速度大小为g，卫星入轨后在距地面高度为kR（k为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。引力常量为G，不计地球自转的影响。求：
(1)地球的平均密度；
(2)地球的第一宇宙速度；
(3)卫星绕地球运行的周期T。
15．如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始竖着向上做匀加速直线运动，加速度，当起重机输出功率达到额定功率时，保持该功率继续加速直到重物做的匀速运动。重力加速度g取，不计额外功。求。
(1)起重机的额定功率；
(2)起重机在第1s末的输出功率；。
(3)若起重机历时5.5s使重物由静止达到最大速度，求该过程中重物上升的高度。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B D C D C CD AB BD
11． 角速度平方 滑块与水平杆之间有摩擦力
12．(1)
(2)B
(3) 8.0
13．(1)4500N
(2)30m/s
(3)0.9
【详解】（1）由题意，根据向心力公式
代入数据解得所需向心力
（2）当以最大速率转弯时，最大静摩擦力提供向心力，此时有
解得最大速率
（3）若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率vm，且要求汽车刚好不受径向的摩擦力作用，则转弯处的路面应设计成“外高内低”的情况，设路面的斜角为θ，作出汽车的受力示意图如图所示
根据牛顿第二定律有
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设地球质量为M，由于忽略地球自转，在地球表面有
解得
地球的体积为
则地球的密度
（2）第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度。此时，卫星受到的万有引力近似等于重力，且万有引力提供向心力，则有
联立解得
（3）设该卫星的质量，对卫星，由牛顿第二定律有
在地球表面有
联立解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）当起重机的速度达到最大时，重力与绳子的拉力大小相等，则起重机的额定功率为
（2）重物在匀加速运动阶段，根据牛顿第二定律可得
解得牵引力为
起重机匀加速结束时的速度为
起重机匀加速阶段所用时间为
由于在末，起重机处于匀加速阶段，则起重机在第1s末的速度为
起重机在第1s末的输出功率为
（3）起重机匀加速阶段的位移为
若起重机历时5.5s使重物由静止达到最大速度，设这一过程重物上升的高度为H，根据动能定理可得
其中
联立解得
一、单选题
1．辘轳是古代庭院汲水的重要机械。如图，井架上装有可用手柄摇转的辘轳，辘轳上缠绕绳索，绳索一端系水桶，摇转手柄，使水桶起落，提取井水。P是辘轳边缘上的一点，Q是手柄上的一点，当手柄以恒定的角速度转动时，P、Q两点做圆周运动的（ ）
A．半径相等 B．线速度大小相等 C．角速度大小相等 D．向心加速度大小相等
2．下列说法正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直
B．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大
C．由万有引力定律可知，当时，
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力
3．将质量为m的篮球从距地面h高处抛出，篮球能达到的最高点距地面高度为H。以地面为参考平面，重力加速度为g，则篮球在最高点的重力势能为（ ）
A．mgh B．mgH C．mg（H-h） D．0
4．如图所示，一辆质量为m的汽车先过一段凹形桥，再过一段拱形桥，M、N分别为桥的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为0，汽车在通过两种桥面的过程中均未脱离桥面。下列说法正确的是（ ）
A．汽车通过N点时处于超重状态
B．汽车通过M点时的加速度可能为0
C．汽车通过N点时，无论速度多大，对桥面始终有压力
D．汽车通过M点时对桥面的压力一定比通过N点时对桥面的压力大
5．阋神星是一个已知最大的属于柯伊伯带及海王星外天体的矮行星，因观测估算比冥王星大，在公布发现时曾被其发现者和NASA等组织称为“第十大行星”。若将地球和阋神星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知阋神星绕太阳运行一周的时间约为n年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则阋神星绕太阳运行的轨道半径约为（ ）
A． B． C． D．
6．民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，旅客可沿斜面滑行到地上，如图甲所示。图乙是其简化模型，紧急出口距地面的高度为4m，气囊所构成的斜面长度为5m，旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与气囊间的动摩擦因数为，不计空气阻力及斜面的形变，下滑过程中该旅客可视为质点，重力加速度大小，该旅客滑到斜面底端时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，半径为R且内壁光滑的半球形容器静置于水平桌面上，容器内一质量为m的物块（视为质点）绕竖直轴做匀速圆周运动，物块和半球球心O点的连线与之间的夹角，重力加速度大小为g，，，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到重力、支持力和向心力三个力的作用
B．物块做匀速圆周运动的向心力大小为
C．物块做匀速圆周运动的线速度大小为
D．物块做匀速圆周运动的角速度大小为
二、多选题
8．某同学分别乘坐如图所示的斜行电梯（甲）、直升电梯（乙）、阶梯式电梯（丙）从一楼到四楼，若三种电梯均在二楼到三楼处于匀速运动，则该同学乘坐这三种电梯在二楼到三楼的过程中，各力做功分析正确的是（ ）
A．甲图中电梯对该同学的支持力做正功
B．甲图中电梯对该同学的摩擦力做负功
C．丙图中电梯对该同学的支持力做正功
D．三个图中合力对该同学做功大小相同
9．在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，则下列说法正确的是（ ）
A．从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速
B．地球在第二次变轨点，变轨前后加速度大小不变
C．地球在转移轨道上运行时，速度不断增大
D．地球在转移轨道的运行周期大于在木星轨道运行的周期
10．如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F-v2（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，重力而速度大小，g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.1kg
B．轻杆的长度为3.6m
C．若小球通过最高点时的速度大小为3.0m/s，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D．若小球通过最高点时的速度大小为9m/s，则小球受到的合力为22.5N
三、实验题
11．为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。
（1）滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度 （用t、l、d表示）。
（2）为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与 （填“”、“”、“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线，表明此实验过程中向心力与 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。
（3）若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是 。
12．(1)卡文迪什利用如图1所示的扭秤实验装置测量了引力常量，横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离为L，两球间的万有引力大小为F。则可以表示出引力常量G= 。
(2)在下列的实验中，与“卡文迪什扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是（ ）
A．探究力的合成规律
B．通过平面镜观察桌面的微小形变
C．探究加速度与力、质量的关系
D．探究小车速度随时间变化的规律
(3)2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知某天体半径为R、现要测得该天体质量，宇航员用如图2甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图2乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔为0.10s，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知引力常量为G，则：
①由以实验数据，可推算出该星球表面的重力加速度g为 m/s2；（保留两位有效数字）
②该星球质量为 。（用G、R、g表示）
四、解答题
13．如图所示，高速公路转弯处弯道半径R=100m，汽车的质量m=2000kg，重力加速度g=10m/s2。
(1)当汽车以v1=15m/s的速率行驶时，其所需的向心力为多大？
(2)若路面是水平的，已知汽车轮胎与路面间的动摩擦因数 =0.9，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求汽车转弯时不发生径向滑动所允许的最大速率vm为多少？
(3)通过对弯道路面内外高度差的合理设计，可实现汽车转弯时刚好不受径向的摩擦力作用的效果。若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率vm运动，则转弯处的路面与水平面夹角的正切值为多少？
14．2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知地球的半径为R、地球表面的重力加速度大小为g，卫星入轨后在距地面高度为kR（k为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。引力常量为G，不计地球自转的影响。求：
(1)地球的平均密度；
(2)地球的第一宇宙速度；
(3)卫星绕地球运行的周期T。
15．如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始竖着向上做匀加速直线运动，加速度，当起重机输出功率达到额定功率时，保持该功率继续加速直到重物做的匀速运动。重力加速度g取，不计额外功。求。
(1)起重机的额定功率；
(2)起重机在第1s末的输出功率；。
(3)若起重机历时5.5s使重物由静止达到最大速度，求该过程中重物上升的高度。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B D C D C CD AB BD
11． 角速度平方 滑块与水平杆之间有摩擦力
12．(1)
(2)B
(3) 8.0
13．(1)4500N
(2)30m/s
(3)0.9
【详解】（1）由题意，根据向心力公式
代入数据解得所需向心力
（2）当以最大速率转弯时，最大静摩擦力提供向心力，此时有
解得最大速率
（3）若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率vm，且要求汽车刚好不受径向的摩擦力作用，则转弯处的路面应设计成“外高内低”的情况，设路面的斜角为θ，作出汽车的受力示意图如图所示
根据牛顿第二定律有
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设地球质量为M，由于忽略地球自转，在地球表面有
解得
地球的体积为
则地球的密度
（2）第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度。此时，卫星受到的万有引力近似等于重力，且万有引力提供向心力，则有
联立解得
（3）设该卫星的质量，对卫星，由牛顿第二定律有
在地球表面有
联立解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）当起重机的速度达到最大时，重力与绳子的拉力大小相等，则起重机的额定功率为
（2）重物在匀加速运动阶段，根据牛顿第二定律可得
解得牵引力为
起重机匀加速结束时的速度为
起重机匀加速阶段所用时间为
由于在末，起重机处于匀加速阶段，则起重机在第1s末的速度为
起重机在第1s末的输出功率为
（3）起重机匀加速阶段的位移为
若起重机历时5.5s使重物由静止达到最大速度，设这一过程重物上升的高度为H，根据动能定理可得
其中
联立解得
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