河南省驻马店市2024-2025学年高一下学期5月期中联考物理试卷（解析版）

这是一份河南省驻马店市2024-2025学年高一下学期5月期中联考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每小题4分，共28分）
1. 在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（ ）
A. 速度方向一定变化
B. 速度大小一定变化
C. 所受合力为零
D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上
【答案】A
【解析】AB．战机沿曲线运动过程中，速度的方向一定变化，速度的大小是否变化无法确定，故A正确，B错误；
C．战机的速度变化，则合外力一定不为零，故C错误；
D．战机做曲线运动，战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上，故D错误。
故选A。
2. 2024年9月25日，我国向太平洋相关海域成功发射了一枚携载模拟弹头的洲际弹道导弹，导弹精准落入预定海域，如图所示。图中、、、四点所在的曲线是该导弹的飞行轨迹，则导弹经过、、、四点时的速度、、、的方向与所受的合外力、、、的方向可能正确的是在（ ）
A. 点B. 点C. 点D. 点
【答案】B
【解析】根据曲线运动的特点，可知速度v方向沿运动轨迹的切线方向，合外力F方向指向运动轨迹的凹侧，轨迹在两者之间，故图中点符合要求，A点、C点、D点不符合要求。
3. 潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在（ ）
A. a处最大B. b处最大
C. c处最大D. a、c处相等，b处最小
【答案】A
【解析】根据万有引力公式
可知图中a处单位质量的海水收到月球的引力最大；
故选A。
4. 质量为1kg的质点在x—y平面上运动，x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示，则质点（ ）
A. 初速度为4m/s
B. 所受合外力为2N
C. 做匀变速直线运动
D. 初速度的方向与合外力的方向垂直
【答案】B
【解析】A．x轴方向初速度为，y轴方向初速度，质点的初速度
A错误;
B．在y轴方向质点做匀速直线运动，x轴方向的加速度
则质点受到的合力
B正确；
C．x轴方向的合力恒定不变，y轴做匀速直线运动，合力为零，则质点的合力恒定不变，做匀变速曲线运动，C错误；
D．合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度方向与合外力方向不垂直，D错误。
故选B。
5. 如图所示，某次演习中轰炸机以某一速度沿水平方向投放一枚炸弹，垂直击中山坡上的目标。已知山坡的倾角，重力加速度，不计空气阻力。在此过程中炸弹竖直方向分位移与水平方向分位移的大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】炸弹垂直击中山坡上的目标，此时有
又炸弹在竖直方向做初速度为零匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则竖直方向与水平方向通过的距离之比为
解得
故选C。
6. 如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，则下列关于小球运动的说法正确的是（ ）
A. F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B. F突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动
C. F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
D. F突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动
【答案】B
【解析】AB．若F突然变大，拉力大于需要的向心力，物体沿着轨迹Pc做向心运动，故A错误，B正确。
CD．在水平面上，细绳的拉力提供小球所需的向心力，当F突然变小时，拉力小于需要的向心力，将沿轨迹Pb做离心运动，故CD错误。
故选B。
7. 如图甲所示是隆阳城区九龙环岛的俯视图，九龙雕塑根据“九隆传说”命名为“九龙”，环形花坛由绿色植被拼剪为“保山欢迎您”五个大字，充分彰显保山古城历久弥香的文化底蕴和开放融通的人文情怀。A、B两车（同种型号可认为质量相等）正在绕环岛做线速度大小相等的匀速圆周运动，如图乙所示。已知A、B两车做匀速圆周运动的半径之比满足rA∶rB=2∶3，下列说法正确的是（ ）
A. A车的角速度与B车的角速度之比
B. A车的角速度与B车的角速度之比
C. A、B两车所受的合力大小之比
D. A、B两车所需的向心力大小之比
【答案】A
【解析】AB．根据角速度与线速度的关系，可知A车的角速度与B车的角速度之比
A正确，B错误。
CD．A、B两车正在绕环岛做线速度大小相等匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体合力提供所需的向心力，根据
可得
CD错误。
故选A。
二、多选题（每小题6分，共18分）
8. 关于下列各图，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，传动装置转动过程中两轮边缘的a，b两点的角速度相等
B. 图乙中，无论用多大的力打击，A、B两钢球总是同时落地
C. 图丙中，汽车通过拱桥顶端速度越大，汽车对桥面的压力就越小
D. 图丁中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力
【答案】BCD
【解析】A．靠齿轮传动时，齿轮上线速度大小相等， A错误；
B．演示平抛的装置，无论多大的打击力，B、A两球总是同时落地，因为在竖直方向上是自由落体运动，B正确；
C．当汽车通过拱形桥的最高点时，重力与桥面对汽车的弹力之差提供向心力
所以汽车对桥面的压力
显然速度越大，压力越小，C正确；
D．火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车有侧压力，D正确。
故选BCD。
9. 如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，小球通过最高点时的速率为，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若，则小球对管无压力
B. 若，则小球对管内上壁有压力
C. 若，则小球对管内上壁有压力
D. 不论多大，小球对管内下壁都有压力
【答案】AB
【解析】A．在最高点，只有重力提供向心力时，由
解得
此时小球对管内壁无压力，选项A正确；
B．若，则有
表明小球对管内上壁有压力，选项B正确；
C．若0＜v0＜，则有
表明小球对管内下壁有压力，选项C错误；
D．综上分析，选项D错误。
故选AB。
10. 北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十九号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。不计火箭发射过程中的质量变化，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭竖直加速升空的过程中速度与加速度方向相同
B. “4时27分”“10分钟”都指的是时间间隔
C. 火箭加速升空时喷出气体对火箭作用力大于火箭对喷出气体的作用力
D. 火箭发射过程中以载人飞船为参考系，火箭是静止的
【答案】AD
【解析】A．火箭竖直加速升空的过程中速度与加速度方向均竖直向上，即方向相同，故A正确；
B．时刻指的是某一瞬间，在时间轴上用点表示，时间间隔是两个时刻间的间隔，在时间轴上用线段表示。“4时27分”指的是时刻，“10分钟”指的是时间间隔，故B错误；
C．火箭加速升空时喷出气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对相互作用力，等大反向，故C错误；
D．火箭发射过程中以载人飞船为参考系，火箭位置不发生变化，是静止的，故D正确。
故选 AD。
三、实验题
11. 用图1所示的装置探究向心力与线速度之间的关系。光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为，边缘处安装了宽度为的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。
（1）为了测量滑块做圆周运动的线速度，需测量遮光片的宽度。用游标卡尺测量遮光片的宽度如图2所示，则________。
（2）若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为，测得遮光片的挡光时间为，则滑块做圆周运动线速度的大小为________（用、、、表示）。
（3）保持滑块质量及滑块到转轴的距离不变，仅改变电机转速，测量多组不同及对应力传感器的示数，采用图像法处理数据，得到图3所示图线。已知图线斜率为，若在误差允许的范围内滑块的质量________（用、、、表示），则可知质量及半径不变时，向心力与线速度的平方成正比。
【答案】（1）5.30 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
遮光片的宽度为
【小问2解析】
滑块与遮光片是同轴传动，角速度相同。故滑块线速度为
【小问3解析】
由
若质量及半径不变时，向心力与线速度的平方成正比，则
求得
12. 卡文迪什利用如图甲所示的扭称实验装置测量了引力常量。
（1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取“微小量放大”思想的措施是 。
A. 增大石英丝的直径B. 减小T形架横梁的长度
C. 利用平面镜对光线的反射D. 减小刻度尺与平面镜的距离
（2）如图甲所示，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，则引力常量G=_______。（用题中所给物理量符号表示）
（3）已知某星球半径为R，引力常量为G，现要测该天体的质量。用如图乙所示装置做如下实验：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。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图丙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置。
①已知频闪数码照相机连续拍照的时间间隔T=0.1s，照片中坐标为物体运动的实际距离，则该星球表面的重力加速度大小g=_______m/s2。（保留两位有效数字）
②该星球的质量M=_______。（用G、R和g表示）
【答案】（1）C （2） （3） ①. 8.0 ②.
【解析】
【小问1解析】
A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故A错误；
B．当减小T形架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故B错误；
CD．利用平面镜对光线的反射来体现微小形变，或增大刻度尺与平面镜的距离，转动的角度也会更明显，故C正确，D错误。
故选C。
【小问2解析】
根据万有引力公式有
解得引力常量
【小问3解析】
①竖直方向，根据，解得
g=8.0m/s2
②根据，解得
四、解答题
13. 如图所示，小球用细线悬于P点，悬挂小球的细线长为L，使小球在水平面内做匀速圆周运动，当细线与竖直方向的夹角为时，绳对小球的拉力为F，重力加速度为g。求：
（1）小球的质量m；
（2）小球做匀速圆周运动的角速度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
小球受竖直向下的重力mg和沿细线向上的拉力F，根据竖直方向受力平衡，有
求得
【小问2解析】
拉力与重力的合力提供向心力，有
求得
14. “福建舰”航母首次采用了电磁弹射技术，并于2023年11月份进行“静载”发射测试。在平直长飞行甲板上，弹射轨道长。模拟飞机的弹射小车质量，航母甲板距离水面的高度。设小车被水平弹射离开航母后作平抛运动水平飞行。 落入大海。小车在轨道弹射加速过程中，加速度视为恒定且空气阻力和轨道摩擦不计，取重力加速度。求：
（1）小车离开甲板后在空中飞行的时间；
（2）小车落水瞬间的速度大小；
（3）小车在弹射轨道加速过程中受到的电磁推力大小。
【答案】（1）2s；（2）；（3）
【解析】（1）小车离开甲板后，在空中做平抛运动，竖直方向有
解得小车离开甲板后在空中飞行的时间为
（2）小车落水瞬间，水平分速度为
竖直分速度为
则小车落水瞬间的速度大小
（3）小车在轨道弹射做匀加速直线运动，末速度即平抛的水平速度，则有
，
可得电磁推力大小为
15. 多星系统是目前天文观测中科学家比较感兴趣的天体系统，在探寻宇宙天体规律中有着特殊的作用。在天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星可视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B均围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，且它们之间的距离保持L不变。
（1）若观察到可见星A的运行周期为T，万用引力常量为G，则可见星A和不可见星B的质量总和为多少？
（2）若可见星A所受暗星B的引力可等效为位于O点处质量为的虚拟星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为、，试求虚拟星体质量为多少？（结论用、表示）。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）两星的周期相等，根据万有引力提供向心力有
其中
解得
（2）设A、B的圆轨道半径分别为、，角速度均为，由双星所受向心力大小相同，可得
设A、B之间的距离为L，又
由上述各式得
由万有引力定律得，双星间的引力为
解得
由题意，将此引力视为O点处质量为的星体对可见星A的引力，则
可得