湖北省云学名校联盟2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题（Word版附解析）

这是一份湖北省云学名校联盟2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题（Word版附解析），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.在物理学的发展过程中，有很多物理学家作出了卓越的贡献，以下说法正确的是( )
A. 伽利略在研究自由落体运动时，测出自由落体小球的速度，得出小球的速度与时间成正比的结论。
B. 随着科学的不断进步，涉及到牛顿第一定律中的理想实验可以在实验室完成。
C. 开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律
D. 牛顿利用数学工具推理，并通过实验测出万有引力常量，最终提出了万有引力定律
2.两个互相垂直的力 和 作用在同一物体上，使物体运动，如图所示。物体通过一段位移时，力 对物
体做功 6J，力 对物体做功 ，则力 与 的合力对物体做功为( )
A. 10J B. 2J C. D. 14J
3.如图所示，用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直杆上升，某一时刻，小车的速度
大小 ，拴在小车上的绳子与水平方向的夹角 ，拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角
。则此时滑块竖直上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
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4.某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车，新车沿平直公路匀变速行驶，一段时间内的 图像如图
所示，下列说法正确的是( )
A. 该车做匀加速直线运动 B. 该车行驶的加速度为大小为
C. 该车行驶的初速度大小为 D. 该车在前 3 秒的位移是
5.某行星为质量分布均匀的球体，半径为 R，质量为 M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发
现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的 n倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为( )
A. B. C. D.
6.圆锥摆是我们在研究生活中的圆周运动时常遇到的一类物理模型。如图所示，质量分别为 2m 和 m 的 1、
2 两个小摆球 均可视为质点 用长度相等的细线拴在同一悬点，组成具有相同摆长和不同摆角的圆锥摆，若
两个小摆球均在水平面内均做匀速圆周运动，球 1 和球 2 摆线与竖直夹角分别为 和 ，不计空气阻力。
则( )
A. 摆球 1 比摆球 2 的角速度小
B. 细线对球 1 的拉力与细线对球 2 的拉力之比为
C. 摆球 1 与摆球 2 的向心力大小之比为
D. 摆球 1 与摆球 2 的线速度之比为
7.如图所示，用轻绳 a 将质量为 m 的小球 A 悬挂于质量为 M 的木箱顶部，小球 A 通过一根轻质弹簧与质量
同为 m 的小球 B 相连，小球 B 底端与木箱接触而不挤压，木箱通过轻绳 b 悬挂于天花板。已知重力加速度
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为 g，现仅剪断其中一根轻绳，下列说法正确的是( )
A. 剪断轻绳 a 瞬间，小球 A 的加速度大小为 g
B. 剪断轻绳 a 瞬间，轻绳 b 的拉力为
C. 剪断轻绳 b 瞬间，小球 A 的加速度大小为 g
D. 剪断轻绳 b 瞬间，小球 A 的加速度大小为
二、多选题：本大题共 3 小题，共 12 分。
8.某同学用额定功率 1800W、最大拉力 300N 的提升装置，把静置于地面上质量为 20kg 的重物竖直向上提
起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计
空气阻力，重力加速度 g 取 ，则下列说法正确的是( )
A. 重物上升过程中的最大加速度为 B. 重物匀加速上升的时间为
C. 重物上升过程中的最大速度为 D. 重物速度为 时，加速度为
9.如图是发射的一颗人造卫星在绕地球轨道上的几次变轨图，轨道Ⅰ是近地圆轨道 可以近似认为，轨道Ⅰ
的轨道半径和地球半径相等 ，轨道Ⅱ和轨道Ⅲ是依次在 P 点变轨后的椭圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上运动到 Q 点时的速度一定小于地球第一宇宙速度
B. 卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上稳定运动时，经过 P 点时加速度大小相等
C. 卫星在轨道Ⅲ上运动到 P 点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上任何位置的速度
D. 卫星从轨道Ⅱ上的 P 点进入轨道Ⅲ后机械能减少
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10.如图，质量分别为 4m、3m 的小球 A、B 固定在质量不计的等腰直角支架两端， ，支架可
绕着固定点 O 在竖直平面内无摩擦地转动。现将小球 A 拉到与 O 等高处由静止释放，已知重力加速度大小
为 g， ，下列说法正确的是( )
A. 小球 A 运动到最低点的过程中，A 球重力的瞬时功率一直变大
B. 小球 A 运动到最低点时，A 的速度为
C. 小球 A 运动到最低点的过程中，支架对小球 A 做的功为
D. 运动过程中，小球 A 的最大速度大小为
三、实验题：本大题共 2 小题，共 16 分。
11.某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来完成“探究加速度与合力、质量的关系”实验。
该实验同时研究三个物理量间的关系是很困难的，因此本实验采用的研究方法是 。
图甲所示的实验装置中明显安装错误的是 写出一条即可 。
平衡摩擦力时，应调节木板的倾角，使小车在 填“受”或“不受” 牵引时能拖动纸带沿木板匀速
运动。
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该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到
了图乙中的曲线图像。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是 .
\
A.没有补偿摩擦阻力，且小车和砝码质量较大
B.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且槽码的质量较大
C.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且槽码的质量较大
D.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车和砝码质量较大
12.下面为某学习小组“探究平抛运动规律”的实验操作：
同学选取抛出点球心位置为坐标原点建立 直角坐标系，在轨迹上选取间距较大的几个点并测出其
坐标值，重新建立直角坐标系 ，并绘出了图像如图所示。已知重力加速度为 g，该钢球平抛的初速
度大小为 结果用 g、a 和 b 表示 。
用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中记录了 1、2、3、4 四个位
置，图中背景方格的边长为 40 cm，不计空气阻力，重力加速度 。则： 计算结果均保留 2 位
有效数字
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照相机两次闪光的时间间隔 小球水平抛出时的初速度 ，若取 1 为坐标原点，
取向下和向右为坐标轴正方向，则抛出点坐标为 。
四、计算题：本大题共 3 小题，共 44 分。
13.如图，光滑斜面上有一个重力为 200 N 的小球被轻绳栓住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角
为 ，斜面倾角为 ，整个装置处于静止状态， ，求：
绳对小球拉力的大小和斜面对球支持力的大小。
地面对斜面的摩擦力大小和方向。
14.如图所示，质量 的小球与固定在 O 点的不可伸长的轻绳相连，绳子最大拉力为 25N。小球在
水平面内做匀速圆周运动，使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角为 时，轻绳恰好断裂，然后
小球落地。已知 O 点距离地面的竖直高度 ，轻绳长度 ，不计空气阻力及绳断时的能量损失，
取重力加速度大小 ， ， 。求
绳子恰好断裂时小球的线速度的大小;
小球落地时重力的瞬时功率;
点与小球落地点之间的水平距离 d。
15.某种装置如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，弹簧原长小于 AB 间距离且始终处
于弹性限度内。质量 的小滑块紧靠弹簧右端，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面的右端在 B 点与倾
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角 的传送带平滑连接，传送带以恒定速率 顺时针转动，传送带两转轴间的距离
，滑块与传送带的动摩擦因数 ，传送带在 C 点与光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道半径 ，E
为圆弧最高点，D 与圆心等高。已知重力加速度 ， 。
当弹簧锁定后所储存的弹性势能是 时，将滑块由静止释放，求滑块到达 B 点时 已与弹簧分离
的速度 的大小;
求滑块通过传送带的过程中，因摩擦产生的热量 Q 以及电动机因传送滑块多做的功
若轻弹簧锁定位置可调，为了使物块可以进入圆弧轨道 ，又不会中途脱离圆轨道，求弹簧的弹
性势能大小应满足的条件。
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答案和解析
1.【答案】C
【解析】A、伽利略的年代，受限于当时技术，瞬时速度无法直接测量，故 A 错误；
B、尽管科技不断进步，牛顿第一定律中的理想实验仍无法在实验室完全实现。其本质原因在于“理想实验”
是逻辑推演而非真实实验，且现实中无法彻底消除所有外力，故 B 错误；
C、开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律，故 C 正确；
D、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测量了万有引力常量，故 D 错误。
故选 C。
2.【答案】C
【解析】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力 对物
体做功 6J，力 对物体做功 ，所以 与 的合力对物体做的总功就为： ，故 C
正确，ABD 错误。
3.【答案】C
【解析】将两个物体的速度分解，如图所示：
，
设此时滑块竖直上升的速度大小为 v，
由速度的分解知识可知： ，解得： ，故 C 正确，ABD 错误。
4.【答案】D
【解析】解： 根据匀变速直线运动位移规律 ，可得 ，由图像的斜率
和截距可得 ；当 时， ，得 ，该车做
匀减速直线运动，故 ABC 错误；
D.根据求解的加速度和初速度可知，该车做减速运动，且刹车时间为 ，即在 末
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车已停止，前 3s 的位移为 ，故 D 正确。
故选：D。
5.【答案】C
【解析】设物体质量为 ，极地的重力加速度为 g，赤道的重力加速度为
由万有引力定律和重力的定义可知： ，
由牛顿第二定律可得：
联立可得： ，故 C 正确。
故选 C。
6.【答案】A
【解析】A、对于圆锥摆，根据牛顿第二定律 ，化简可得 。球 1 摆线与
竖直夹角 ，球 2 摆线与竖直夹角 ，因为 ，所以 ， A 正确；
B 、对摆球进行受力分析，摆球受到重力 mg 和细线的拉力 T，在竖直方向上 ，则 。
对于球 1， 对于球 2， 。所以 ，B 错误；
C、摆球的向心力 。对于球 1， 对于球 2，
。则 ，C 错误；
D 、由 可得 。对于球 1， 对于球 2，
。 ，D 错误。
7.【答案】D
【解析】A.剪断前，对小球 B 分析，由平衡条件知 ，在剪断绳 a 的瞬间，弹簧的弹力没有来得及
变化，A 受到重力 mg 和弹簧向下的拉力 mg，A 的合力为向下的 2mg，由牛顿第二定律有 ，得
剪断轻绳 a 瞬间，小球 A 的加速度大小为 2g，故 A 错误；
B.剪断轻绳 a 瞬间，轻绳 a 对小球 A 向上的拉力减为零，弹簧形变不变，小球 A 所受合力向下，具有向下
的加速度 2g，在剪断绳 a 的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B 的受力情况没有变化，则 B 所受合力为
零，小球 B 的加速度大小为零，对系统，应用牛顿第二定律 ，解得 ，
故 B 错误；
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剪断轻绳 b 瞬间，轻绳 b 的拉力突变为零，若轻绳 a 松弛，则木箱只受重力作用开始以加速度 g 加速下
落，对小球 A，根据牛顿第二定律 ，解得 ，加速下落，则轻绳 a 未松弛，木
箱与小球 A 同步，根据系统牛顿第二定律
解得小球 A 的加速度大小为 ，故 C 错误，D 正确。
8.【答案】AC
【解析】A.重物上升过程中的最大加速度为 ，选项 A 正确;
B.重物匀加速上升， ， ，选项 B 错误;
C.匀加速能达到的最大速度 vm ，选项 C 正确；
D.重物速度为 时，物体仍匀加速运动，加速度为 ，选项 D 错误。
9.【答案】ABC
【解析】A、设地球球心为 O 点，则根据卫星从低轨变高轨需要加速可知以 O 为圆心，以 OQ 为半径的圆
轨道的线速度大于在轨道Ⅱ上 Q 点的线速度，该圆轨道上的线速度一定小于第一宇宙速度，故 A 正确；
B、卫星经过同一点时，受到的万有引力是相同的，则加速度是相同的，故 B 正确；
C、卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在 P 点加速，故卫星在轨道Ⅲ上运动到 P 点时的速度大于卫星在轨
道Ⅱ上任何位置的速度，故 C 正确；
D、卫星从轨道Ⅱ上的 P 点进入轨道Ⅲ后，发动机做正功使其加速，机械能增加，故 D 错误。
10.【答案】BD
【解析】A.当 A 滑到最低点时，速度与重力垂直，重力的瞬时功率为 0，则 A 球重力的瞬时功率先增大后减
小，故 A 错误;
B.小球 A 运动到最低点时，小球 A 的重力势能与小球 B 的重力势能分别为 ， ，
小球 A 运动到最低点时， A、B 的速度为 v，小球 A 的动能与小球 B 的动能为 ，
，
由能量守恒定律得 ，
联立以上方程整理得 ，故 B 正确;
C.小球 A 运动到最低点的过程中，支架对小球 A 做的功为 W，能量守恒定律有
，得 ，故 C 错误;
D.设小球 A 速度最大时， AO 与竖直方向夹角为 ，由机械能守恒
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，由数学知识可得 ，故 D 正确。
故选 BD。
11.【答案】控制变量法
连接小车的细线未与木板表面平行
/小车释放位置未靠近打点计时器
不受
C
【解析】 本实验采用的研究方法是控制变量法。
题图甲所示的实验装置中明显安装错误的是连接小车的细线未与木板表面平行。
补偿阻力时，应调节木板的倾角，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动。
由图可知，已经加外力了，还没有加速度，说明没有平衡摩擦力或补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过
小;以小车为对象，根据牛顿第二定律可得 ，以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得
，
联立可得 ， ，
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力;所以图线上部弯曲的原
因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量，综合以上故选 C。
12.【答案】
取正整数
【解析】 根据平抛运动规律，在竖直方向有 ，水平方向有 ，联立可得 ，可
知 图线的斜率为 ，解得钢球平抛的初速度大小为 。
小球做平抛运动，竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论 ，
照相机相邻两次闪光的时间间隔 t0 ，
则两次闪光的时间间隔 或 取正整数
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小球水平抛出时的初速度为 ，
经过位置 2 时，小球竖直方向的速度为 ，
运动总时间： ，
水平总位移 ，竖直总位移 ，
则抛出点横坐标为 ，
抛出点纵坐标为 ，
所以抛出点坐标为 。
13.【答案】 小球受力分析如图甲所示，
建系，对小球所受力分解列方程有
沿 x 轴方向：
沿 y 轴方向：
解得： ， 。
斜面体受力分析如图乙所示，
建系，对斜面体所受力分解列方程有
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沿 x 轴方向：
根据牛顿第三定律 ，解得： ，方向水平向右。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解： 有 ，当 时，轻绳恰好断裂，
，解得 。
小球在轻绳断裂前做匀速圆周运动，轻绳断裂后小球做平抛运动，竖直方向有 ，
解得 ，
，
解得 。
轻绳断裂后小球在水平方向位移有 ，
O 点与小球落地点之间的水平距离 ，
解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解： 对 AB 段分析，由能量守恒得 ，
解得 。
，又因为 ，所以滑块在传送带上减速运动，
根据牛顿第二定律 ，
解得 ，
设滑块在传送带上运动时间为 ，则 ，
解得 ，
因此时滑块的速度 ，故可达到传送带顶端，
传送带的位移 ，
则滑块与传送带的相对位移为 ，
摩擦产生的热量 ，
电动机因传送滑块多做的功 。
物体不脱离圆轨道有两种情况：一种是最高运动至 D 点，一种是能过 E 点。
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①物块恰能进入圆弧轨道，即
物块从 B 到 ，则此时 ，
物块恰能到达 D 点：物块从 C 到 ，
物块从 B 到 ，则此时 ，
②物块恰能到达 E 点： ，
物块从 C 到 ，
物块从 B 到 ，则此时 ，
综上所述，弹性势能的取值范围是 或 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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