重庆市万州第三中学等多校联考2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份重庆市万州第三中学等多校联考2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第七章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于运动的合成，下列说法正确的是（ ）
A. 合运动的速度一定比每个分运动的速度大
B. 两个匀速直线运动的合运动不可能是曲线运动
C. 两个匀变速直线运动的合运动不可能是直线运动
D. 运动的合成与分解不遵从矢量运算法则
【答案】B
【解析】A．合运动速度是分运动速度的矢量和，其大小取决于分速度的大小和方向。合速度可以比分速度大，也可以比分速度小，还可以和分速度大小相等，A错误；
B．两个匀速直线运动的合运动的加速度为零，合运动的速度若不为零，则为匀速直线运动，若合速度为零则物体静止，不可能是曲线运动，B正确；
C．两个匀变速直线运动的合速度与加速度若共线，则合运动为匀变速直线运动，若合速度与加速度不共线，则合运动为匀变速曲线运动，合速度与加速度若全为零，则物体静止，C错误；
D．运动的合成与分解遵从矢量运算法则，D错误。
故选B。
2. 神舟十九号航天员乘组于2025年3月21日晚圆满完成第三次出舱活动。出舱活动中，航天员相对于空间站静止，空间站绕地球做圆周运动。对于该状态下的航天员，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员处于失重状态，不受地球引力
B. 航天员的速度大小大于第一宇宙速度
C. 地球对航天员的引力使得航天员也绕地球做圆周运动
D. 该状态下航天员的惯性比在地球上的惯性小
【答案】C
【解析】AC．航天员处于失重状态，受地球引力提供向心力，使得航天员也绕地球做圆周运动，故A错误，C正确；
B．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，则航天员的速度大小小于第一宇宙速度，故B错误；
D．惯性由物体的质量决定，该状态下航天员的惯性与在地球上的惯性一样大，故D错误；
故选C。
3. 关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 火车轨道在弯道处外轨略高于内轨，可使火车拐弯时轮缘对内、外轨的弹力均为0
B. 秋千摆到最低点时，坐在秋千上的小孩对秋千的压力可能小于小孩受到的重力
C. 公交车拐弯时乘客有倒向弯道内侧的趋势
D. 汽车经过拱形桥的最高点时处于超重状态
【答案】A
【解析】A．火车转弯时，外轨略高于内轨的设计是为了利用重力和支持力的合力提供向心力，从而减少轮缘对铁轨的侧向压力。理想情况下，如果倾角设计合理，火车可以完全依靠重力和支持力的合力提供向心力，此时轮缘对内、外轨的弹力均为0。A正确；
B．秋千在最低点时，小孩运动可以近似为圆周运动的一部分。此时，小孩受到的支持力 N 和重力 mg 的合力提供向心力，即
因此，支持力大于重力，根据牛顿第三定律，小孩对秋千的压力等于支持力，所以压力一定大于重力。B错误；
C．公交车转弯时，乘客由于惯性会保持原来的运动方向（直线运动），因此相对于公交车，乘客会向外侧倾倒（即倒向弯道的外侧）。C错误；
D．汽车在拱形桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，即
因此，支持力小于重力，此时汽车处于失重状态，而非超重状态。D错误。
故选A。
4. 地球可视为质量均匀分布的球体，地球上两极处和赤道上的重力加速度大小之差为。若地球的自转速度减小，其他条件不变，则的变化情况是（ ）
A. 减小B. 增大C. 保持不变D. 无法判断
【答案】A
【解析】质量为m的物体在两极处所受地球的引力等于其所受的重力即
质量为m的物体在赤道处受的万有引力可分解为重力和随地球自转的向心力，对物体在赤道上有
解得
地球的自转速度减小，其他条件不变，则减小。
故选A。
5. 如图所示，竖直面内有一个半开口的“L”形光滑滑槽，轻杆两端分别连接小球A、B。初始时，轻杆竖直，由于微小的扰动，小球A竖直下滑，小球B水平向右滑动。当轻杆与竖直方向的夹角为60°时，小球A、B的速度大小的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将两球相对地面的速度沿杆、垂直杆方向正交分解，两球沿杆方向速度相同，则
故
故选C。
6. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以大小为v0的水平初速度抛出一个可视为质点的小球，小球落在斜面上。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在空中运动的时间为
B. 小球在空中运动的水平位移大小为
C. 若仅将小球的初速度大小变为2v0，则小球在空中运动的水平位移大小变为原来的2倍
D. 若仅改变小球的初速度大小，则小球落在斜面上时速度方向可能垂直于斜面
【答案】B
【解析】A．根据平抛规律有
解得
故A错误；
BC．水平方向有
仅将小球的初速度大小变为2v0，则小球在空中运动的水平位移大小变为原来的4倍，故B正确，C错误；
D．设落到斜面的速度与水平方向的夹角为，则
倾斜角度为定值，所以落在斜面上速度与水平方向的夹角为定值，与速度大小无关，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，竖直细杆O点处固定有一水平横杆，横杆上的A、B两点处均用长为L的轻质细线分别悬挂相同的小球a、b（均可视为质点），且OA=AB=L。当整个装置绕竖直杆匀速转动且小球a、b稳定时，悬挂小球a、b的细线与竖直方向的夹角分别为、。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球a的向心加速度大小为B. 小球a的角速度大小为
C. 小球b的线速度大小为D.
【答案】D
【解析】A．对小球a分析，在水平方向，根据牛顿第二定律有
解得向心加速度为
故A错误；
B．根据向心加速度的表达式
根据几何关系可得
解得
故B错误；
C．对小球b分析，在水平方向，根据牛顿第二定律有
根据几何关系可得
解得
故C错误；
D．小球a和小球b是同轴转动，所以有相同的角速度，则有
即
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某辆新能源汽车在水平路面上拐弯，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车受到的合力可能为0
B. 汽车一定受到水平路面的摩擦力
C. 汽车受到的力有重力、支持力、摩擦力和向心力
D. 汽车受到的合力方向与速度方向不在同一直线上
【答案】BD
【解析】A．汽车在水平路面上拐弯，做曲线运动，速度方向改变，合外力不为零，A错误；
B．汽车在水平路面上拐弯，重力支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故汽车一定受到水平路面的摩擦力，B正确；
C．汽车受到的力有重力、支持力、摩擦力，C错误；
D．汽车在水平路面上转弯时速度方向改变，合外力与速度不共线，D正确。
故选BD。
9. 我国的天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务。假设天问三号发射过程变轨示意图如图所示。天问三号先进入远火圆轨道1，在A点点火再进入椭圆轨道2，最后在B点点火进入近火圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。下列说法正确的是（ ）
A. 天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2
B. 天问三号在B点点火加速进入圆轨道3
C. 天问三号在轨道1上运行的周期小于在轨道3上运行的周期
D. 天问三号在轨道3上运行的线速度大于在轨道1上运行的线速度
【答案】AD
【解析】AB．卫星从高轨道变到低轨道，需点火减速，所以天问三号在A点点火减速进入椭圆轨道2，在B点点火减速进入圆轨道3，故A正确，B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，天问三号在轨道1上运行的周期大于在轨道3上运行的周期，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
则天问三号在轨道3上运行的线速度大于在轨道1上运行的线速度，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，长为2L的轻杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定着质量为m的小球A，质量也为m的小球B固定在轻杆的中间位置。轻杆随转轴O在竖直平面内做匀速圆周运动，小球A经过最高点时对轻杆的作用力为0。已知重力加速度大小为g，小球A、B均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球A经过最高点时，小球B的线速度大小为
B. 小球A经过最高点时，轻杆对小球B的作用力大为
C. 小球A经过最低点时，轻杆对小球A的作用力大小为
D. 小球A经过最低点时，轻杆对小球B的作用力大小为
【答案】BCD
【解析】A．由题知，A、B两小球是同轴转动，有相同角速度，设为，当小球A经过最高点时对轻杆的作用力为0，则由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
根据
可得
解得
故A错误；
B．小球A经过最高点时，设轻杆对小球B的作用力大为，方向竖直向下，此时对小球B分析，根据牛顿第二定律有
解得
负号说明方向竖直向上，大小为，故B正确；
C．小球A经过最低点时，设轻杆对小球A的作用力，方向竖直向上，根据牛顿第二定律有
解得
故C正确；
D．小球A经过最低点时，设轻杆对小球B的作用力，方向竖直向上，根据牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：共57分。
11. 某同学用如图甲所示的装置探究向心力与速度的关系。小球被细绳悬挂在铁架台上，悬挂点有一力传感器（可测细绳的拉力），悬挂点正下方有一光电门，小球经过最低点时球心恰好挡住光电门发出的光。测得小球的质量为m，直径为d，悬线长度为L，已知当地的重力加速度大小为g，。
（1）实验时，测得小球挡住光电门发出的光的时间为t，则小球经过最低点时的速度大小为________（用d、t表示）。
（2）实验时，力传感器的最大示数为F，则小球经过最低点时的合力大小为________（用F、m、g表示）。
（3）改变小球释放的高度以改变小球经过最低点时的速度大小，获得多组数据。以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据实验数据，作出如图乙所示的图像，则图像纵轴上的截距b的物理意义为_________。
【答案】（1） （2） （3）小球受到的重力大小（或mg）
【解析】
【小问1解析】
小球经过最低点时的速度大小为
【小问2解析】
小球经过最低点时的合力大小为；
【小问3解析】
根据
可得
可知图像纵轴上的截距b的物理意义为b=mg。
12. 为测量小球做平抛运动的初速度大小，某组同学先后设计了如图甲、乙所示的装置来完成实验。该组同学先用图甲装置来探究平抛运动的特点，多次实验时，让小锤用大小不同的力击打弹性金属片，可以观察到A、B两球总是同时落地，由此可得出实验结论。在图甲实验结论的基础上，该组同学继续利用图乙装置来完成实验。在地面上沿小球抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点O处的重锤的投影恰好落在刻度尺的零刻度线上，利用小球在刻度尺上的落点位置，可以得到小球做平抛运动的初速度。
（1）由图甲装置完成的实验可以得出的结论是___________________。
（2）用图乙装置来完成实验时，测得抛出点O到水平地面的高度h=1.225m，已知重力加速度大小g=9.8m/s2，则小球从抛出点落至水平地面所用的时间t=_________s。
（3）如图丙所示，小球落在刻度尺上的P点，则小球的水平位移大小为_________m，小球做平抛运动的初速度大小为_________m/s。（计算结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
（2）0.5##0.50 （3）0.180 0.360
【解析】
【小问1解析】
两球总是同时落地，可知两球在竖直方向的运动完全相同，可知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；
【小问2解析】
小球从抛出点落至水平地面所用的时间
【小问3解析】
由图可知，小球的水平位移大小为18.0cm=0.180m
小球做平抛运动的初速度大小为
13. 如图所示，小明用高度h2=1.0m的水桶取水时，将水桶放置在水平地面上，水平细水管到水桶桶口（桶口处于水桶横截面中心位置且厚度可忽略）的高度h1=0.8m。调整水桶位置，使得水恰好从水桶桶口中心处无阻挡地落到桶底边缘，此时水桶桶口中心到细水管管口的水平距离x=1.2m。已知重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）水从细水管管口落到水桶桶口中心所用的时间t1；
（2）水落到水桶桶口中心处时的速度大小v；
（3）水桶的半径R。
【答案】（1） （2） （3）R=0.6m
【解析】
【小问1解析】
水在空中做平抛运动，竖直方向上有
解得
【小问2解析】
水平方向上有
水落到水桶桶口中心处时的竖直分速度大小
合速度大小
解得
【小问3解析】
水从细水管管口落到桶底，竖直方向上有
水平方向上有
解得R=0.6m
14. 我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统目前由天链二号01至04星组成，这些卫星绕地球做匀速圆周运动，为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务。已知天链二号01星轨道半径为r，运行周期为T，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G。求：
（1）地球的质量M；
（2）地球的半径R；
（3）地球的第一宇宙速度大小v。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
设天链二号01星的质量为m，地球的质量为M，有
解得
【小问2解析】
对于放在地球表面且质量为m'的物体，有
解得
【小问3解析】
设质量为m"近地卫星绕地球表面做圆周运动，有
解得
15. 悬挂在水平天花板上的轻质弹性绳（满足胡克定律）处于原长时下端正好在A点，弹性绳穿过薄板间的光滑小孔悬挂质量m=10kg的物块（可视为质点），物块静止在水平平台上的B点处，如图甲所示，A、B两点间的距离L=0.64m，此时物块对平台的压力太小F1=36N。当平台绕AB轴匀速转动，物块相对平台静止时，弹性绳与AB轴的夹角θ=37°，如图乙所示。已知物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8，且接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，弹性绳处于弹性限度内。
（1）求弹性绳的劲度系数k；
（2）若图乙中物块恰好与平台间无摩擦力，求物块的角速度大小ω1；
（3）要保证图乙中物块与平台不发生相对滑动，求物块的角速度大小的取值范围。
【答案】（1）k=100N/m （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
对题图甲中的物块受力分析，有
由牛顿第三定律有
由胡克定律有
解得k=100N/m
【小问2解析】
若题图乙中物块恰好与平台间无摩擦力，对物块受力分析，竖直方向上有
水平方向上有
其中，
解得，
【小问3解析】
结合前面分析可知，物块与平台间的最大静摩擦力大小
物块以最小角速度相对于平台静止做圆周运动时，有
物块以最大角速度相对于平台静止做圆周运动时，有
解得，
因此物块的角速度大小的取值范围为。