安徽省皖南八校2024-2025学年高一下学期期中考试 （乙）物理试卷（解析版）

这是一份安徽省皖南八校2024-2025学年高一下学期期中考试 （乙）物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷，草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围：人教版必修第二册第五章~第七章第二节。
一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 开普勒定律揭示了天体运动的运动学本质，并为万有引力定律提供了“实验基础”，下列有关开普勒定律的说法正确的是（ ）
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心
B. 同一个行星离太阳较近时速度较小，较远时速度较大
C. 所有行星轨道半长轴的二次方跟它公转周期的三次方的比值都相等
D. 距太阳最近的行星角速度最大
【答案】D
【解析】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，可知同一个行星围绕太阳运动，当离太阳较近时速度较大，较远时速度较小，故B错误；
C．根据开普勒第三定律，可知所有行星轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等，故C错误；
D．根据开普勒第三定律，可知距太阳最近的行星，其公转半径最小，所以其公转周期最小，根据
可知其角速度最大，故D正确。
故选D。
2. 齿轮在机械领域中的应用极其广泛，我国在公元前年就已开始使用齿轮。如图为齿轮传动的示意图，A、两点到齿轮中心的距离相等。齿轮转动时，下列说法正确的是（ ）
A. A、两点的转动方向一致
B. A、两点的线速度大小相等
C. A、两点的角速度相等
D. A、两点的加速度大小相等
【答案】A
【解析】A．左右两个齿轮的转动方向均与中间齿轮相反，A、两点的转动方向一致，故A正确；
BCD．左右两齿轮边缘的线速度大小相等，根据
因左边齿轮的半径较大，所以左边齿轮的角速度较小，即A点的角速度小于点的角速度；A、两点做圆周运动的半径相等，根据
可知A点的线速度小于点的线速度；
根据
可知A点的加速度小于点的加速度，故BCD错误。
故选A。
3. 跳绳是较受欢迎的健身运动，有有绳跳绳和无绳跳绳两种方式。有绳跳绳绳子的长度为，质量为，无绳跳绳单根绳子的长度为、质量不计，下端连接一个质量为的绳球，跳绳的绳长可调节。跳绳时可认为绳子与绳球均做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 无绳跳绳时，绳球在最高点的加速度最大
B. 无绳跳绳时，绳球在最高点时受到绳子的拉力最大
C. 无绳跳绳时，若感觉手柄对手的力太小，可适当增大绳子的长度
D. 忽略重力的影响，若跳绳时有绳跳绳和无绳跳绳手柄对手的作用力相等，则
【答案】C
【解析】A．跳绳时绳球做匀速圆周运动，加速度大小不变，故A错误；
B．当绳球在最高点时
解得
在最低点时
解得
可知，则绳球在最高点时受到绳子的拉力最小，故B错误；
C．绳子越长，绳球做匀速圆周运动需要的向心力越大，绳子对绳球的拉力越大，手柄对手的作用力越大，故C正确；
D．忽略重力的影响，对无绳跳绳有
有绳跳绳绳子的重心到手柄的距离约为，则
可得
故D错误。
故选C。
4. 在我国东北地区，狗拉雪橇是重要的交通工具。如图乙所示，狗拉着雪橇转弯时，狗与雪橇的速度大小分别为、，方向与绳子之间的夹角分别为、，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】狗与雪橇在绳子方向的速度相等，即
可得
故选C。
5. 如图甲所示，某种心电图仪工作时，卷成柱形的记录纸匀速抽出，记录笔前后移动，描绘出心电图。图乙为心电图检查报告的部分截图。已知记录纸纸卷的直径为10cm，转动的角速度为，纸中每小格的长和宽均为1mm，则测试者的心率约为（ ）
A. 60次／分钟B. 75次／分钟C. 80次／分钟D. 90次／分钟
【答案】B
【解析】记录纸的走纸速度为
相邻两次心跳的时间内，记录纸移动的距离为
心脏跳动的频率为次／秒次／分钟
故选B。
6. 如图甲所示，质量分布均匀的球壳，对其内部任意一点的万有引力为零。将地球视为质量分布均匀的球体，从地表往地心挖一条很窄的矿井，从井口静止释放一物块。忽略一切摩擦和地球的自转，从地表到地心，物块的速度-时间图像，加速度-时间图像大致正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB．设地球的密度为，当物块距地心的距离为时，受到的万有引力为
其中
解得
根据牛顿第二定律，可得加速度为
因越来越小，所以加速度越来越小；图像斜率
因物块向地心下落，速率越来越大，故图像斜率增大，故A错误，B正确；
CD．速度一时间图像的斜率是加速度，由上分析可知，加速度越来越小，故CD错误。
故选B。
7. 如图所示，一小球在水平地面上沿直线滚动（不打滑），球心的速度为。小球的运动可分解为匀速直线运动与绕球心的匀速转动。当球面上的点运动到与球心等高的位置时，其速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将A点的运动分解为匀速直线运动与绕球心的匀速圆周运动，当A点运动到A1位置时，相对地面的速度为0，可知A点匀速直线运动与匀速圆周运动的速度大小均为v。当A点运动到A4位置时，匀速圆周运动速度的方向向下，由速度的合成可知其速度大小为。
故选B。
8. 如图所示，足够长的固定斜面倾角为，将一小球从斜面上的A点以某一速度抛出。若欲使小球落到斜面上的位置距抛出点最远，小球初速度与斜面之间的夹角应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将小球的速度v和加速度g，沿平行斜面方向和垂直斜面分解，如图所示
则小球从A点到落回斜面所用时间为
沿斜面的位移为
整理得
当，即时取得最大值。
故选B。
9. 图甲为一质点某段时间内在方向的位移—时间图像，图乙为该质点这段时间内在方向的速度—时间图像，两图像均为直线。已知方向与方向相互垂直，该质点在内与内的位移大小相等，则下列说法正确的是（ ）
A. 该质点做匀变速曲线运动
B. 该质点的初速度为
C. 内，该质点的最小速度为
D. 内，该质点的位移大小为8m
【答案】AC
【解析】A．由图像可知该质点在方向做匀速运动，在方向做匀变速运动，所以该质点做匀变速曲线运动，故A正确；
B．由图甲可知该质点在方向的速度为
末质点在方向的速度为0，可得
末与5s末的方向位移分别为、，在方向的位移分别为，
由题意可得
联立解得，
则质点的初速度为
故B错误；
C．2.5s末，质点的速度最小，为，故C正确；
D．内质点的位移大小为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，表面光滑的圆锥体底面水平固定，长为的轻质细线一端固定在圆锥的顶点，另一端连接质量为的小球，细线与竖直方向的夹角为。小球随圆锥绕着轴线做圆周运动，角速度缓慢增大。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球静止时，圆锥面对小球的支持力为
B. 细线的拉力跟成正比
C. 小球刚要离开圆锥面时，小球的角速度为
D. 小球刚要离开圆锥面时，细线对小球的拉力为
【答案】AC
【解析】A．小球受到重力、圆锥面的支持力、细线的拉力作用，静止时三力平衡，根据正交分解有
故A正确；
B．小球离开斜面前，根据正交分解，在竖直方向上有
在水平方向上有
可得
可知与不是成正比的关系，故B错误；
CD．小球刚要离开圆锥面时，根据正交分解有，
解得,
故C正确，D错误。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 用如图所示的“向心力演示器”来探究匀速圆周运动的规律。挡板A、B、C到左右塔轮中心轴的距离之比为，标尺露出的格数与小球的向心力成正比。
（1）该实验主要用到的物理研究方法是______。
A. 控制变量法B. 等效替代法C. 演绎推理法
（2）探究向心力与质量的关系时，应将质量不同的两个小球放在______（选填“A和B”“B和C”或“A和C”）挡板处。
（3）将质量相等的两个小球分别放在挡板A、C处，所选左右塔轮的半径之比为，转动手柄，左右标尺露出的格数之比为______。
【答案】（1）A （2）A和C （3）
【解析】
【小问1解析】
该实验主要用到的研究方法是控制变量法。
故选A。
【小问2解析】
探究向心力与质量的关系时，需要控制小球做圆周运动的半径相同，应将小球放在挡板A和挡板C处。
【小问3解析】
左右塔轮的半径之比为，线速度相等，根据
可知左右塔轮转动的角速度之比为；两球的质量相等，做圆周运动的半径相等，根据
可得两球的向心力之比为，故左右标尺露出的格数之比为。
12. 小明用如图甲所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）在实验中必须满足实验条件和必要的实验操作是______（多选）。
A. 用天平测量平抛小球的质量
B. 每次从斜槽上不同位置释放小球
C. 保证斜槽的末端水平
D. 保持木板竖直
（2）图乙是小明采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，每一小方格的边长为，A点是小球刚离开斜槽末端的位置，、是小球在空中的2个位置，取，频闪照相机的曝光时间______s；小球做平抛运动的初速度大小为______。（均保留2位有效数字）
（3）老师指出小明的实验操作有误，可能的错误操作是______。
A. 斜槽的末端向上倾斜
B. 斜槽的末端向下倾斜
C. 小球释放的位置离斜槽末端太远
D. 小球释放的位置离斜槽末端太近
【答案】（1）CD （2）0.20 2.5 （3）A
【解析】
【小问1解析】
A．该实验不需要测量小球的质量，故A错误；
B．为保证小球每次做平抛运动的初速度相等，每次应从斜槽上相同位置释放小球，故B错误；
C．为保证小球做平抛运动，斜槽的末端必须水平，故C正确；
D．因为小球在竖直平面内做平抛运动，因此要保持木板竖直，故D正确。
故选CD。
小问2解析】
小球在竖直方向做匀变速运动，由解得曝光时间为
小球做平抛运动的初速度大小为
【小问3解析】
小球在点的竖直速度为
在A点的竖直速度为
负号表示小球有向上的分速度，所以小明实验时，斜槽的末端可能向上倾斜。
故选A。
13. 如图所示，原长为、劲度系数为的轻质弹簧一端固定在水平转盘的转轴上，另一端连接质量为的小物块。初始时弹簧处于原长状态，现启动转盘，并缓慢增大其转速。已知物块与转盘的动摩擦因数为，转盘的半径为，重力加速度为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块可视为质点，求：
（1）物块刚要相对转盘滑动时，转盘的角速度；
（2）物块滑到转盘边缘时的线速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）开始时，静摩擦力提供物块做圆周运动的向心力
物块刚要相对转盘滑动时，向心力等于最大静摩擦力，即
代入数据解得转盘的角速度
（2）物块滑到转盘边缘时，弹簧的拉力F与摩擦力一起提供物块做圆周运动的向心力
由牛顿第二定律得
由胡克定律得弹簧的拉力
联立解得物块的线速度
14. 如图所示，甲、乙两船同时渡河。甲船沿垂直于河岸的直线渡河，乙船的船头始终指向河对岸，沿直线渡河。已知河宽为，、两点之间的距离为，两船到达对岸的时间间隔为。水速恒定，两船在静水中的速度大小相等，求：
（1）乙船在静水中的速度与水速的比值；
（2）水流的速度（用根号表示）。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
对乙船，垂直河岸方向有
平行河岸方向有
可得乙船在静水中的速度与水速的比值
【小问2解析】
甲船速度方向垂直于河岸，由速度的合成可知甲船的实际速度
渡河时间
由题意得
解得
15. 风洞被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一个竖直方向的直径的圆柱形固定风洞中，将质量为的小球从风洞左侧壁上的A点以的速度沿其直径方向水平抛入风洞。关闭风洞时，小球刚好落在风洞口的中心点，开启风洞时，小球受到竖直向上的恒定风力作用，可运动到风洞右侧壁上的点。已知到A、的竖直距离相等，取，求：
（1）A、两点的竖直距离；
（2）开启风洞时，小球受到的风力大小；
（3）若欲使小球刚好落在风洞口右侧的点，求风洞最少要开启多长时间（用根号表示）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
小问1解析】
小球从A运动到的时间为
A、两点的竖直距离为
【小问2解析】
小球从A运动到，在竖直方向
其中，
可解得加速度大小
由牛顿第二定律可得
小球受到的风力大小
【小问3解析】
小球在竖直方向的速度一时间图像如图所示
小球从A到的运动时间为，竖直方向的位移为，均为定值，为使风洞的开启时间最短，应在小球刚被抛入风洞时开启风洞，设经过时间关闭风洞，小球刚好落在点，小球在竖直方向的位移
可解得风洞开启的最短时间为