湖北省宜昌市部分示范高中2024-2025学年高一下学期4月期中联考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省宜昌市部分示范高中2024-2025学年高一下学期4月期中联考物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 满分：100分
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1. “物理”一词最早出现在我国的晋朝，泛指事物之理，源于《庄子·天下》中的“判天地之美，析万物之理”。关于物理思想与方法，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度是位置对时间的变化率
B. 加速度公式和功率定义式都运用了比值定义法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球间的吸引力是同一种性质的力
D. 牛顿第一定律是实验定律
【答案】C
【解析】A．加速度是描述速度随时间变化快慢的物理量，是速度对时间的变化率，A错误；
B．加速度的比值定义式是，B错误；
C．地球使树上苹果下落的力与太阳、地球间的吸引力都是万有引力，C正确；
D．牛顿第一定律是以实验为基础，通过逻辑推理得来的，因绝对不受力的物体是不存在的，所以不能通过实验直接验证，D错误。
故选C。
2. 如图所示为某物体做直线运动图象，其中在和时刻物体的瞬时速度分别为和，则物体在时间的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的速度方向和加速度方向始终相同
B. 物体的速度大小和加速度大小都逐渐变小
C. 合外力对物体先做负功后做正功
D. 物体的平均速度大小大于
【答案】D
【解析】A．物体先做加速运动，后做减速运动，但速度始终大于零，物体的速度方向和加速度方向先相同后相反，选项A错误；
B．物体的速度大小先增大后减小，加速度大小先减小后增大，选项B错误；
C．根据动能定理可知合外力对物体先做正功后做负功，选项C错误；
D．若物体做匀变速直线运动，则在运动过程中物体的平均速度为
因物体在运动过程中的位移大于做匀变速直线运动的位移，所以物体运动的平均速度大小大于，D正确。
故选D。
3. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）
A. 方向向左，大小不变B. 方向向左，逐渐减小
C. 方向向右，大小不变D. 方向向右，逐渐减小
【答案】A
【解析】根据题意可知，A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体，根据牛顿第二定律有
解得
然后隔离B，根据牛顿第二定律有
大小不变，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左。
故选A。
4. 如图所示，游乐场中的磨天轮以恒定的角速度在竖直平面内顺时针匀速转动。游客从最低点A进入游览车后坐在观光椅上，经轮心等高位置B到达最高点C后，再经轮心等高位置D点返回A点下车，完成游览过程。关于游客在游览过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 游客在全过程中，由于速率始终不变，所以其加速度为定值
B. 游客在全过程中，只受重力和支持力的作用
C. 游客从D点之后运动到B点之前的过程中，一直处于超重状态
D. 若观光椅到磨天轮中心的距离为R，当地的重力加速度为g，游客要安全通过最高点C，在C点速度至少为
【答案】C
【解析】A．由于游客做匀速圆周运动，速率始终不变，但时刻都需要向心力的作用，其加速度大小不变，但方向时刻变化，故A错误；
B．由于游客做匀速圆周运动，加速度方向时刻指向圆心，所以座椅会给游客提供水平方向的摩擦力，故B错误；
C．游客从D点之后运动到B点之前过程中，合外力指向圆心，向心加速度有向上的分量，则支持力大于重力，游客处于超重状态，故C正确；
D．在最高点C，当支持力为零时，速度最小，此时重力提供向心力，根据
解得
但实际情况中，由于有支持力的存在，所以在C点的速度可以小于，故D错误。
故选C。
5. 已知某车的质量为m，额定功率为P，运动过程中，若保持额定功率P不变，汽车所受的阻力大小恒定，汽车能达到的最大速度为v。若司机以的恒定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为时，汽车的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】汽车受的阻力为
若司机以的恒定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为时的牵引力
加速度
故选B。
6. 如图所示，两物块用绕过光滑滑轮的轻绳连接，分别置于光滑斜面和光滑水平面上，质量为2m的物块在外力控制下（图中未画出外力），使整过系统处于静止状态。现撤去外力，当质量为m的物块沿着斜面下滑L时间内，绳子的拉力对物块m做功为（已知重力加速度为）（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对质量为的物块进行受力分析得
对质量为的物块进行受力分析得
两个公式联立得
绳子拉力对质量为的物块做功，故B符合题意。
故选B。
7. 我国航天科学家在进行深空探索的过程中发现有颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕AB轴自转，CD所在的赤道平面将星球分为南北半球，OE连线与赤道平面的夹角为30°，经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为g，则E位置的向心加速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A位置的重力加速度为g，在A位置，根据万有引力等于重力，得
在D位置，物体受到的地球的万有引力等于物体的重力与向心力的合力，则得
E位置的向心加速度为
解得
故选B。
8. 质量为m的足球在地面1的位置以速度被踢出后，以速度落到地面3的位置，飞行轨迹如图所示。足球在空中达到最高点2的速度为，高度为h，重力加速度为g，空气阻力不可忽略，则下列说法中正确的是（ ）

A. 足球由位置1到位置2，重力做功为
B. 足球由位置1到位置2，空气阻力做功为
C. 足球由位置2到位置3，合力做功为
D. 足球在地面上时，踢力对足球做的功为
【答案】BC
【解析】A．足球由位置1到位置2重力做的功为
故A错误；
B．足球由位置1到位置2，根据动能定理可知
则空气阻力做的功为
故B正确；
C．足球由位置2到位置3，根据动能定理可知合力做的功为
故C正确；
D．足球在地面上时，踢力对足球做的功为
故D错误。
故选BC。
9. 据报道，中核集团原子能科学研究院团队利用核技术对“嫦娥五号”月球土壤样品进行分析研究，准确测定了月壤样品中40多种元素的含量。当“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行时，飞行周期为T，已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 月球的质量为
B. 月球的密度为
C. 月球的第一宇宙速度为
D. 月球表面的重力加速度为
【答案】AC
【解析】A．“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行时，万有引力提供重力，由牛顿第二定律
故月球质量为
故A正确；
B．月球的体积为
故月球的密度为
故B错误；
C．对于月球表面附近运行的卫星，有
故第一宇宙速度为
故C正确；
D．月球表面的物体万有引力近似等于重力
故
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，一倾角为的足够长的传送带由电动机带动，始终保持恒定速率顺时针转动，物块从传送带底端由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数为，物块从传送带底端运动到顶端时恰好与传送带速度相等。在此过程中，传送带对物块做的功为；传送带克服摩擦力做的功为，物块与传送带之间因摩擦产生的热量为Q，物块机械能变化量为，电动机多消耗的电能为E。下列表达式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】A．由功能关系可知，物块机械能变化等于除物块重力之外的其他力所做的功，所以
故A正确；
B．传送带对物块做的功为
传送带克服摩擦力做的功为
物块与传送带之间因摩擦产生的热量为
故B正确；
C．由题意可知
结合B项分析知
故C错误；
D．由能量守恒可知电动机多消耗的电能转化为物块的机械能和系统的热能，所以
故D正确。
故选ABD。
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11. 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有：
A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；
B．测出挡光条宽度d；
C．分别测出滑块与挡光条总质量M及托盘与砝码的总质量m；
D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l；
E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t；
F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组l和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题：
（1）本实验中_____________（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。
（2）某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t0，滑块由静止释放至光电门的过程，为验证机械能守恒，需要满足的关系式___________________（用以上物理量表示）。
（3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中符合实验要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1）不需要 （2） （3）D
【解析】
【小问1解析】
对砝码和滑块系统来说，验证机械能守恒律，系统减少的重力势能和增加的动能均可以测量，不必测拉力，故不需要满足m远小于M。
【小问2解析】
由于砝码向下运动，所以系统减少的重力势能为
滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，则
所以系统动能增加量为
联立可得系统机械能守恒成立的表达式为
【小问3解析】
由以上分析可得
所以的图线为一条过原点的直线。
故选D。
12. 探究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分方向进行实验探究：
（1）先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图1）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下列说法中正确的是 。
A. 两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择
B. 改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序
C. 如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
（2）由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤1中的对比法。下面先用如图2所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下做法中不正确的是___________。
A. 调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
B. 将坐标纸上竖线与重垂线平行
C. 将斜槽末端位置投影在背板上，并记录为抛出点
D. 不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
E. 不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置
F. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接
（3）正确操作步骤2后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平运动的特点。在坐标纸上以抛出点为坐标原点建立水平轴、竖直轴的坐标系，在轴上从点开始，按1：3的比例顺次截取、，如图3所示，在轨迹上对应标出A、B两个点，测量OA、AB的水平距离、，在误差允许的范围内，若___，则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
（4）另一小组在实验中遗漏了对平抛轨迹起始点的记录，利用以上结论可以计算出平抛速度：在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，如图4所示，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则______（选填“＞”、“=”或者“＜”），平抛的初速度大小的 _____________ （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
【答案】（1）C （2）CDF
（3） （4）>
【解析】
【小问1解析】
A．两球的材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B．改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度，改变小球距地面的高度，可以改变空中的运动时间，但只要两球的起始高度相同，两球总是同时落地，故B错误；
C．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确。
故选C。
【小问2解析】
A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，故A正确，不满足题意要求；
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行，故B正确，不满足题意要求；
C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，故C错误，满足题意要求；
D．为了保证每次小球抛出的速度相同，应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，故D错误，满足题意要求；
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置，故E正确，不满足题意要求；
F．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，故F错误，满足题意要求。
故选CDF。
【小问3解析】
由题知，在轴上从点开始，按的比例顺次截取、，根据初速度为0的匀变速直线运动规律可知，相邻竖直位移所用的时间相等；则在误差允许的范围内，若满足
则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
【小问4解析】
因另一小组在实验中遗漏了对平抛轨迹起始点的记录，则A点竖直方向的速度不为零，又A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为、，则有，
可得
根据平抛运动规律有
解得
则平抛的初速度大小为
13. 一辆卡车运载着规格相同、质量均为m的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，油桶与车厢间均相互紧贴，上一层只有一只桶 C，自由地摆放在桶 A、B之间，没有用绳索固定，卡车在平直路面上行驶，如图所示，已知重力加速度为g。
（1）当卡车匀速行驶时，求油桶C对油桶B的弹力大小和车厢对油桶B的弹力大小；
（2）若牢牢固定下层油桶，C仍自由地摆放在桶A、B之间，为保证行车安全，求卡车刹车时的最大加速度的大小。
【答案】（1）， （2）
【解析】
【小问1解析】
对C受力分析，如图
由平衡条件得
解得
由牛顿第三定律，油桶C对油桶 B的弹力大小为
对ABC整体2
得车厢对B的弹力
【小问2解析】
当B对C弹力恰好为0时，加速度最大，对C受力如图所示
有
得
14. 如图所示，一固定斜面底端B处有一弹性挡板，现将物块从斜面顶端A点由静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的v-t图像如图乙所示，已知物块与弹性挡板碰撞后都原速率弹回，重力加速度取g=10 m/s2。求∶
（1）物块与斜面之间的动摩擦因数。
（2）物块在斜面上滑过的总路程s。
【答案】（1）0.25 （2）6m
【解析】
【小问1解析】
由图像可知，物块下滑的加速度
上滑时的加速度大小
设斜面的倾角为，物块的质量为m，物块与斜面间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得，
代入数据得，，
【小问2解析】
对物块整个过程分析知：物块最终停在挡板处，由知斜面长L=2 m
设物块运动的路程为s，由动能定理得
代入数据得s=6m
15. 如图所示为某一游戏装置的示意图。AB为倾角θ＝37°的足够长的倾斜直轨道，圆轨道最低点分别与水平直轨道BC、EF相接于C、E两点（C与E前后略错开），轨道各部分平滑连接，轨道右侧存在一挡板MN，轨道与挡板均在同一个竖直平面内。已知EF长，圆轨道半径R＝0.2 m，M点位于F点正下方H＝2 m处，以M点为坐标原点建立直角坐标系，挡板形状满足。将质量m＝0.2 kg的滑块（可视为质点）从斜轨道上距B点处静止释放。滑块与轨道AB、EF之间的动摩擦因数μ＝0.25，其余轨道均光滑。受材料结构强度的限制，圆轨道能够承受来自滑块的最大压力。（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，g=10m/s2）
（1）若滑块恰好能通过圆轨道的最高点D，求滑块过最高点时的速度；
（2）要使滑块经过圆轨道时不脱轨且能最终落在挡板MN上，求需满足的条件；
（3）当为何值时，滑块落在挡板上时的动能最小？的最小值为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）2.75m；3J
【解析】（1）若滑块恰好能通过圆轨道的最高点D，则
解得
（2）滑块经过圆轨道时不脱轨
则根据动能定理
解得L1最小为
恰好到达F点，则
解得
综上，滑块经过圆轨道时不脱轨且能最终落在挡板MN上，则
承受来自滑块的最大压力，当在最低点有
解得
所以，满足条件的范围
（3）设平抛速度为，则
且
整理得
动能
当y=1时，动能最小，为
则代入上面方程解得
根据
解得