山西省2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份山西省2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷（解析版），共16页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
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。
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，只有一项符合题目要求。
1. 一架轰炸机正在斜向下俯冲，俯冲过程中释放一枚炸弹，不计空气对炸弹的阻力，则炸弹在空中运动过程中（ ）
A. 做匀速直线运动B. 做匀加速直线运动
C. 做变加速曲线运动D. 做匀变速曲线运动
【答案】D
【解析】轰炸机俯冲过程中释放一枚炸弹，炸弹有斜向下的初速度，且只受重力，加速度g恒定，初速度方向与重力方向不共线，根据曲线运动条件（物体所受合力方向与速度方向不在同一直线上 ），可知炸弹做匀变速曲线运动。
故选D。
2. 如图所示，轻绳的两端系在桶上，用手钩着绳子中点将桶拎起，桶处于静止状态，若绳变长，则下列说法正确的是（ ）
A. 手对绳的作用力变小B. 手对绳的作用力变大
C. 绳上的弹力变小D. 绳上的弹力变大
【答案】C
【解析】AB．由平衡条件可知，手对绳的作用力始终与桶的重力等大反向，即手对绳的作用力不变，故AB错误；
CD．设绳子与竖直方向夹角为，设桶重力为mg，对桶，由平衡条件有
解得绳上的弹力
若绳变长，减小，增大，则F减小，故C正确，D错误。
故选C。
3. 铅球比赛时，运动员将铅球从点斜向上抛出，轨迹如图所示，为轨迹的最高点，点与点在同一高度，落地点在点，不计空气阻力，不计铅球大小，则下列判断正确的是（ ）
A. 铅球在、两点速度相同
B. 铅球运动过程中，加速度不断变化
C. 铅球从运动到，速度变化越来越慢
D. 铅球从运动到的时间由点离地面的高度决定
【答案】D
【解析】A．速度是矢量，有大小和方向。铅球在A、C两点高度相同，由于不计空气阻力，则小球机械能守恒，可知铅球在A、C两点动能相同，速度大小相等，但方向不同 ，所以速度不相同，故A错误；
B．不计空气阻力，铅球运动过程中只受重力，故加速度为重力加速度g，加速度保持不变，故B错误；
C．加速度表示速度变化的快慢，铅球运动过程中加速度a=g不变，所以速度变化快慢不变，故C错误；
D．铅球从B运动到D过程，在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动位移公式
解得
所以运动时间由B点离地面的高度h决定，故D正确。
故选D。
4. 我国将于2026年发射嫦娥七号探测器，设嫦娥七号到达月球后贴近月球表面飞行一周所用时间为，某近地卫星环绕地球运行一周所用时间为，将月球和地球均看成质量分布均匀的球体，则月球与地球的密度之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设中心天体质量为M，半径为R，环绕天体质量为m，环绕天体周期为T，对环绕天体有
中心天体密度
联立解得
可知密度与周期平方成反比，故月球与地球的密度之比
故选C。
5. 如图甲所示，某建筑工地正用起重机吊起质量为2t的重物，重物上升过程的速度－时间图像如图乙所示，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 内，重物处于失重状态
B. 重物上升的最大高度为36m
C. 内，吊索对重物的作用力小于重物对吊索的作用力
D. 重物向上运动过程中，吊索对重物的最大作用力大小为20200N
【答案】D
【解析】A．图像可知内，重物竖直向上加速运动，加速度竖直向上，重物处于超重状态，故A错误；
B．图面积表示位移，结合图像可知重物上升的最大高度为0到36s内的位移，即
故B错误；
C．根据牛顿第三定律可知，吊索对重物的作用力等于重物对吊索的作用力，故C错误；
D．吊索对重物的作用力最大出现在加速上升过程，即出现在内，由牛顿第二定律有
其中质量
图像可知0到10s内加速度
联立以上，解得
故D正确。
故选D。
6. 老鹰在空中盘旋时可看成老鹰在水平面内做匀速圆周运动，老鹰运动时受到重力及空气对翅膀的作用力的共同作用，已知空气对翅膀的作用力大小为，与水平方向的夹角为，老鹰做圆周运动的半径为，则在老鹰做水平面内的匀速圆周运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 空气对翅膀的作用力小于老鹰的重力
B. 只要不变，则空气对翅膀的作用力大小就不变
C. 保持不变，老鹰做圆周运动的半径越大，越大
D. 保持不变，越大，老鹰做圆周运动的线速度越大
【答案】B
【解析】A．老鹰受到重力、空气对翅膀的作用力F而做匀速圆周运动，如图
对老鹰，竖直方向有
可知
故空气对翅膀的作用力大于老鹰的重力，故A错误；
BC．根据
可知只要不变，则空气对翅膀的作用力大小就不变，与老鹰做圆周运动的半径r无关，故B正确，C错误；
D．对老鹰，由牛顿第二定律有
解得线速度
可知保持不变，越大，越大，则v越小，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，半径为的光滑圆管固定在竖直面内，为管的竖直直径，为管的水平直径，一个直径比管的内径略小的小球在管内运动，远大于管的内径，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球要能通过点，则在点的速度应满足
B. 小球在点的速度越大，小球对管壁的压力越大
C. 小球在点和点的加速度一定不同
D. 若小球运动到点时对管壁的压力为其重力的5倍，则小球的速度大小一定为
【答案】D
【解析】A．对于小球在圆管内的圆周运动，在最高点C点，由于圆管能提供向上的支持力，所以小球通过C点的最小速度为0，故小球要能通过点，则在点的速度应满足，故A错误；
B．在C点小球恰好只受重力，则有
解得
若小球过最高点速度速度，根据牛顿第二定律
可知v越大，管给球的支持力N越小，根据牛顿第三定律，可知小球对管壁的压力越小，故B错误；
C．由于是光滑圆管，小球机械能守恒，可知小球过BD的速度大小相同，若在BD点速度恰好为0，则在BD点小球只受重力，则加速度为重力加速度g，可知过BD点小球加速度可能相同，故C错误；
D．若小球运动到点时对管壁的压力为其重力的5倍，根据牛顿第二定律
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示为拍电影时吊威亚情景，A、B两人同步快速向右运动，将演员C沿竖直方向加速向上吊起，当滑轮两边的绳间的夹角为时，A、B运动的速度大小为，演员C运动的速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. A、B两人一定是加速向右运动
D. A、B两人有可能匀速向右运动
【答案】BD
【解析】AB．由于细线不可伸长，故细线两端的速度沿着细线方向的分速度是相等的，则有
故A错误，B正确；
CD．根据
由于演员C沿竖直方向加速向上吊起，即有增大，增大，增大，可知可能增大、可能不变，即A、B两人不一定是加速向右运动，A、B两人有可能匀速向右运动，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 2025年2月11日，我国在海南文昌航天发射中心使用长征八号改运载火箭，成功将卫星互联网02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图所示为发射过程，卫星发射后进入近地轨道1，在点变轨进入椭圆轨道2，在椭圆轨道2的远地点点再变轨进入最终运行的圆轨道，已知地球半径为6400km，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上的运行周期不可能小于1h
B. 在点变轨使卫星加速，在点变轨使卫星减速
C. 卫星在轨道1上运动经过点的加速度小于在轨道2上运动经过点的加速度
D. 卫星在轨道1上的运行速度，小于在轨道2上运动经过点的速度，大于在轨道2上运动经过点的速度
【答案】AD
【解析】A．题意可知轨道1的轨道半径约为R，则该轨道卫星运行速度约为7.9km/h，则卫星在轨道1上的运行周期
可知卫星在轨道1上的运行周期不可能小于1h，故A正确；
B．卫星从轨道1变轨到轨道2，在P点做离心运动，需要加速；在Q点从椭圆轨道3变轨到圆轨道，同样是做离心运动，需要加速，而不是减速，故B错误；
C．对卫星，根据牛顿第二定律有
解得加速度
故卫星在轨道1上运动经过点的加速度等于在轨道2上运动经过点的加速度，故C错误；
D．卫星从轨道1变轨到轨道2，在P点加速，所以卫星在轨道1上的运行速度小于在轨道2运动经过P点的速度；根据开普勒第二定律，近地点速度大于远地点速度，在轨道2上P点是近地点，Q点是远地点 ，所以卫星在轨道2上经过P点的速度大于经过Q点的速度，进而卫星在轨道 1上的运行速度大于在轨道2上运动经过Q点的速度，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，足够长的水平传送带沿逆时针方向以大小为的速度匀速转动，一个物块以大小为的速度从传送带左端向右滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为，物块最终从传送带左端滑离传送带，不计物块的大小，则下列判断正确的是（ ）
A. 物块向右减速运动与向左加速运动的加速度相同
B. 传送带的速度越大，物块向右运动的最大位移越小
C. 若，物块在传送带上运动的时间为
D. 若物块底部有一小块石墨且，则传送带上的划痕长度为
【答案】AC
【解析】A．物块向右减速和向左加速时，受到的滑动摩擦力大小不变、方向不变，故加速度不变，故A正确；
B．由牛第二定律有
解得加速度大小
则物块向右运动的最大位移
可知物块向右运动的最大位移与传送带的速度无关，故B错误；
C．物块先向右减速到速度为零的时间为
因为，运动是对称的，速度增大到时离开传送带，则所用时间
故物块在传送带上运动的时间为
故C正确；
D．物块向右减速时，划痕
因为，可知物块向左先加速运动后匀速运动，则物块向左加速到与传送带共速用时
则物块向左加速时，划痕
则则传送带上的划痕长度为
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图甲，某同学用频闪照相研究平抛运动的规律，使小球沿水平平台向前运动并从点水平抛出。用频闪照相机记录小球在空中运动时不同时刻的位置，如图乙所示，重力加速度取。
（1）分析图乙发现，小球在相同时间内的水平位移相同，说明______。
（2）进一步研究图乙，测得坐标纸每一小格边长，则照相机的闪光频率为______Hz；小球做平抛运动的初速度大小为______，小球经过点时竖直方向的分速度大小为______。
（3）小王同学说，小球在点的位置就是抛出点的位置，请说明小王同学说的是否正确，并说明理由______。
【答案】（1）小球在水平方向做匀速直线运动
（2） 10 0.5 2 （3）正确，理由见解析
【解析】
【小问1解析】
小球在相同时间内的水平位移相同，说明小球在水平方向做匀速直线运动。
【小问2解析】
根据匀变速直线运动规律，竖直方向有
代入题中数据，解得
则频率
水平方向小球做匀速直线运动，则平抛初速度
小球经过点时竖直方向的分速度大小
【小问3解析】
图乙发现，竖直方向，在相同时间内位移比
故小球在点的位置就是抛出点的位置，小王同学说法正确。
12. 某同学用如图甲所示装置探究向心力与角速度的关系。小铁块套在光滑水平横杆上可自由滑动，水平横杆固定在竖直转轴上，可随竖直转轴一起转动，力传感器固定在竖直转轴上，水平轻绳连接铁块与力传感器，力传感器可以测出轻绳对铁块的拉力。铁块经过磁传感器正上方时，与磁传感器连接的记录仪上会产生一个磁脉冲，记录仪同时能测出产生多个脉冲所用的时间。铁块的质量为，铁块到转轴的距离为。
（1）实验时，使竖直转轴匀速转动，若磁传感器记录到第1个磁脉冲到第个磁脉冲的总时间为，则铁块做圆周运动的周期______，铁块做圆周运动的角速度______。
（2）多次改变转轴转动的角速度进行实验，测得多组力传感器的示数，并求得每次实验时铁块转动的角速度，填在下表中，请在图乙中描点作图______，根据作出的图像得到的结论是：在质量和半径不变时，铁块所受向心力与______成正比。
（3）若换用另一质量较小的铁块重新实验，保持铁块到转轴的距离仍为，则实验得到的图像的斜率比图乙中图像的斜率______（填“大”或“小”）。
【答案】（1）
（2） 角速度的平方（或） （3）小
【解析】
【小问1解析】
题意可知铁块做圆周运动的周期
角速度
【小问2解析】
根据表格数据作出的图像如图所示
由图像可知，在质量和半径不变时，铁块所受向心力与角速度的平方（或）成正比。
【小问3解析】
由
可知图像斜率为mL，若换用另一质量较小的铁块重新实验，得到的图像的斜率比图乙中图像的斜率小。
13. 我国天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务，实现火星样品返回地球。已知火星的半径为地球半径的，质量为地球质量的，地球表面的重力加速度为，不考虑地球、火星的自转，引力常量为。
（1）求火星表面的重力加速度大小；
（2）若天问三号到达火星时，在离火星中心距离为的圆轨道上做圆周运动，测得天问三号在圆轨道上做圆周运动的周期为，则火星质量为多大。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设地球质量为M，地球半径为R，在地球表面有
同理，在火星表面有
联立解得
【小问2解析】
设天问三号质量为，根据万有引力提供向心力，有
联立解得火星质量
14. 某同学用无人机模拟投弹，开始时无人机悬停在地面点正上方高为20m高空，某时刻无人机以的加速度向前沿水平方向做匀加速直线运动，同时点处一辆小车沿水平地面也做初速度为零的匀加速运动，小车与无人机运动方向相同，无人机运动1s时释放一个小铁球，铁球刚好落在小车上，重力加速度取，不计空气阻力，不计小车和小铁球的大小，求：
（1）小球从被释放到落到小车上所用的时间；
（2）小球落到小车上时，小车离点的水平距离；
（3）小车做匀加速运动的加速度大小。
【答案】（1）2s （2）5m （3）
【解析】
【小问1解析】
根据平抛运动规律，对小球，竖直方向有
解得小球从被释放到落到小车上所用的时间
【小问2解析】
题意知无人机水平方向加速度，无人机运动时释放一个小铁球，则此时小球速度
则小车离点的水平距离
小问3解析】
设小车做匀加速运动的加速度大小为，由于小车与小球水平位移相同，则有
联立以上，解得
15. 如图所示，一个内径很小的光滑圆管竖直固定，一根长为的细线穿过圆管，一端与静止在管正下方质量为的重物连接，另一端与质量为的小球连接，让小球在水平面内做圆周运动，圆管上端点与小球间的细线长为，且该段细线与竖直方向的夹角为，忽略空气阻力，不计、的大小，重力加速度为。
（1）求小球做圆周运动的角速度；
（2）求重物对地面的压力及细线对圆管的作用力分别为多大；
（3）某时刻连接小球的细线断开，小球与地面碰撞前后的水平方向的分速度不变，碰撞后一瞬间小球竖直方向的分速度大小是碰撞前一瞬间竖直方向分速度大小的，求小球第二次落地点离重物的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
对B，由牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
设粒子拉力为T，对B竖直方向有
解得
故对地面的压力
由平行四边形定则可知，细线对圆管的作用力大小
小问3解析】
分析可知细线断开时球B速度
根据平抛运动规律，有
解得从断开到第一次落地用时
第一次落地前瞬间竖直方向速度
第一次落地反弹后竖直方向速度
第一次落地到第二次落地用时
则小球第二次落地点离重物的距离
联立解得
0
0.5
1.0
1.5
2.0
0
0.13
0.50
1.12
2.00