河南部分名校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份河南部分名校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试卷（解析版），共19页。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了如今比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述正确的是（ ）
A. 第谷否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说
B. 开普勒对行星的运动进行了长期的观测和记录，并提出了关于行星运动的三条定律
C. 牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三定律
D. 卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，并被称为“称量地球质量的第一人”
【答案】CD
【解析】A．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说。故A错误；
B．第谷对行星的运动进行了长期的观测和记录，开普勒提出了关于行星运动的三条定律。故B错误；
C．牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三定律。故C正确；
D．卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，并被称为“称量地球质量的第一人”。故D正确。
2. 如图所示为中国古代手摇纺车，匀速转动手柄，带动绳轮匀速转动，A、B为绳轮上的两点，A、B两点到转轴O的距离之比为3：1。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的周期之比为3：1
B. A、B两点的角速度之比为1：3
C. A、B两点的线速度大小之比为3：1
D. A、B两点的向心加速度大小之比为9：1
【答案】C
【解析】AB．A、B两点一起做圆周运动，为同轴传动，所以角速度相同，根据
可知，周期也相同，故AB错误；
C．根据线速度
因为
所以
故C正确；
D．根据
所以
故D错误。
故选C。
3. 如图所示，物块甲套在倾斜固定的细直杆上，杆与水平方向的夹角为53°，轻质细线跨过定滑轮，与物块甲、乙（均可视为质点）相连。物块乙悬在空中，细线伸直，在A点给甲一个沿斜面向下的初速度，当甲运动到B点时，与甲连接的细线沿水平方向。当甲运动到C点时，与甲连接的细线与杆垂直。已知甲在B、C两点的速度大小分别为、，乙始终未落地。，下列说法正确的是（ ）
A. 甲从A运动到B的过程中，甲、乙的速度大小有可能相等
B. 甲从A运动到C的过程中，乙先下降后上升
C. 甲运动到B点时，乙的速度大小为
D. 甲运动到C点时，乙的速度大小为
【答案】C
【解析】A．把甲的速度分别沿着绳和垂直绳分解，沿绳方向的分速度小于甲的速度，乙的速度等于甲沿绳方向的分速度，所以甲从A到B的运动过程中，乙的速度小于甲的速度，故A错误；
B．甲从A到C的运动过程中，滑轮与杆间细线长度一直减小，则滑轮与乙之间的细线一直增加，乙一直下降，故B错误；
C．甲运动到B点时，乙的速度大小为
故C正确；
D．甲运动到C点时，滑轮与甲之间的绳与杆垂直，则甲的速度沿绳方向的分速度等于0，即乙的速度为0，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的双星系统，甲、乙两颗恒星绕连线上的O点做匀速圆周运动，间距L保持不变，已知一段时间t内乙转过的角度为θ，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙圆周运动的半径与两恒星质量成反比
B. 甲、乙的线速度大小与两恒星质量成正比
C. 甲的周期大于
D. 甲、乙的总质量为
【答案】A
【解析】C．对双星系统在相等的时间内转过的角度相等，周期相等，由角速度的定义式
可得甲的周期
故C错误；
A．对双星系统由相互作用的万有引力充当向心力
可得
即
故甲、乙圆周运动的半径与两恒星质量成反比，故A正确；
B．由匀速圆周运动的规律可得，
可得
故甲、乙的线速度大小与两恒星质量成反比，故B错误；
D．由，
解得
其中
综合可得甲、乙的总质量为
故D错误。
故选A。
5. 如图所示，质量为m的火车在转弯时的角速度为ω，内外轨的高度差为h，内外轨间的距离为L（L>>h），重力加速度为g，转弯时轨道对车轮没有侧向压力，已知角度很小时有。下列说法正确的是（ ）
A. 火车转弯时做圆周运动所在平面与两铁轨所在的斜面平行
B. 火车转弯时的线速度大小为
C. 火车转弯时的向心力大小为
D. 火车转弯时的轨道半径为
【答案】B
【解析】A．火车转弯时，圆弧轨道所在圆面在水平面内，A错误；
BCD．设两铁轨所在斜面与水平面的夹角为θ，由几何关系可得
有火车转弯时的合力大小为
由支持力与重力的合力充当向心力，则
可得火车转弯时的线速度大小为
火车转弯时的轨道半径为
故B正确，CD错误。
故选B。
6. 在竖直平面内建立如图所示的平面直角坐标系。0时刻，将可视为质点的小球从坐标原点水平向右抛出，其运动轨迹的表达式为，重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A. 小球的初速度大小为
B. t时刻小球所在位置的坐标为（，）
C. 0至t时间内小球的位移大小为
D. 0至t时间内小球平均速度大小为
【答案】B
【解析】A．由平抛运动的规律可得，
综合可得
对比，可得
解得小球的初速度大小为
故A错误；
B．0至t时间内，有，
则t时刻的坐标为（，），故B正确；
C．0至t时间内的位移为
故C错误；
D．0至t时间内的平均速度为
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，质量为m的小球用轻质细线悬挂在天花板上的O1点，使之绕O1正下方、光滑水平桌面上的O2点做匀速圆周运动，已知O1、O2两点间的距离为H，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，细线始终伸直且小球始终未离开桌面。下列说法正确的是（ ）
A. 细线的拉力大小可能为0
B. 当桌面对小球的支持力等于小球重力的一半时，小球的向心加速度大小为2gtanθ
C. 当小球的周期等于时，桌面对小球的支持力刚好为0
D. 当小球的线速度大小为v时，桌面对小球的支持力大小为
【答案】C
【解析】A．若细线的拉力0，则重力与支持力为一对平衡力，水平方向没有力提供向心力，则小球不可能做匀速圆周运动，则细线一定有拉力，A错误；
B．当桌面对小球的支持力为等于小球重力的一半时，对小球受力分析，设细线的拉力为F，则Fcsθ=0.5mg
由Fsinθ=man
综合可得
故B错误；
C．若桌面对小球的支持力刚好为0时，对小球进行受力分析，由牛顿第二定律
其中
综合可得小球的周期为
故C正确；
D．当小球的线速度为v时，对小球受力分析，水平方向有
竖直方向有
其中
综合可得
故D错误。
故选C。
二、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. 2025年3月全国两会期间，天问三号总设计师刘继忠提出要推动航天产业向“智能航天”加速迈进。比如，将来嫦娥六号探月着陆器可通过人工智能自主识别选择着陆区域。如图所示是我国发射的某探月卫星在升空后顺利进入捕获轨道运行，后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行的示意图，两轨道的近月点重合。则该卫星在冻结轨道运行时（ ）
A. 周期小于在捕获轨道运行时的周期
B. 近月点的速度大小等于远月点的速度大小
C. 近月点的速度大于在捕获轨道运行时近月点的速度
D. 近月点的加速度大小与在捕获轨道运行时近月点的加速度大小相等
【答案】AD
【解析】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得，
因，可得在冻结轨道运行时的周期小于在捕获轨道上的周期，故A正确；
B．在冻结轨道运行时，根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，故B错误；
C．从捕获轨道变轨到冻结轨道需要在近月点点火减速，所以在冻结轨道运行时近月点的速度小于在捕获轨道运行时近月点的速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律，
可得
可知在冻结轨道运行时近月点的加速度大小等于在捕获轨道运行时近月点的加速度大小，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，倾角均为30°的两个光滑斜面体固定放置，两个斜面ABCD、abcd均是正方形，ABCD的边长为2L，abcd的边长未知，a是CD的中点，O是ABCD的中心，a、C、b在同一条直线上。质量为m的小球（视为质点）用长为L的轻质细线系于O点，在a点给小球一个沿ab方向、大小为的初速度，绕O点在斜面内做圆周运动，当小球再次运动到a点时，突然剪断细线（不影响小球的速度），此后小球沿斜面abcd运动并从c点离开，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 剪断细线前，小球在a点时细线的拉力大小为4mg
B. 小球在c点的速度大小为
C. abcd的边长为16L
D. 剪断细线后，小球从a到c的运动时间为
【答案】BCD
【解析】A．在a点对小球进行受力分析，把重力分别沿着斜面和垂直斜面分解，则有
其中
可得剪断细线前，小球在a点时细线的拉力大小为F=4.5mg
故A错误；
B．设小球在c点速度的反向延长线与bc的夹角为θ，小球从a到c做类平抛运动，匀速直线分运动与匀加速直线分运动的位移大小相等，类平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点，设abcd的边长为d，则有
解得
则小球在c点的速度大小为
故B正确；
CD．小球在斜面abcd上的加速度为
由类平抛运动的规律可得，，
结合
可得abcd的边长为
剪断细线后，小球从a到c的运动时间为
故CD正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示，倾斜挡板OA与竖直方向的夹角为θ，小球从O点的正上方高度为H的P点以水平速度v0水平抛出，落到挡板时，小球的位移与挡板垂直；现让挡板绕O点在竖直面内转动，改变挡板与竖直方向夹角θ（0°