【物理】河北省廊坊市部分高中2024-2025学年高一下学期5月期中试题（解析版）

这是一份【物理】河北省廊坊市部分高中2024-2025学年高一下学期5月期中试题（解析版），共26页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题4分，第8~10题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）
1. 如图所示的四种情形中，所研究对象机械能守恒的是（ ）
A. 在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶
B. 在摩擦很小的雪坡上下滑的滑雪运动员
C. 打开降落伞后匀速下降的跳伞运动员
D. 在真空管中自由下落的羽毛
【答案】D
【解析】A．在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶，机械能逐渐减小，故A错误；
B．在摩擦很小的雪坡上下滑的滑雪运动员，摩擦力做功，机械能不守恒，故B错误；
C．打开降落伞后匀速下降的跳伞运动员，空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误；
D．在真空管中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。
故选D。
2. 如图所示是一只半径为R的光滑半球形碗，现有一质量为m的物体由静止从碗口滑到碗底中心。重力加速度为g，则该过程中
A. 物体受到的合外力不变
B. 物体支持力的瞬时功率始终为零
C. 物体到达碗底中心时，重力瞬时功率大于0
D. 物体到达碗底中心时，重力势能变化量为
【答案】B
【解析】A．碗的内壁对物体的支持力方向不断变化，则物体受到的合外力不断变化，选项A错误；
B．支持力始终与速度垂直，则支持力的瞬时功率始终为零，选项B正确；
C．物体到达碗底中心时，重力的瞬时功率等于0，选项C错误；
D．物体到达碗底中心时，重力势能变化量为，选项D错误。
故选B
3. 如图所示，长为l的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，小球运动到最低点时，弹簧被压缩了x。不计空气阻力，重力加速度为g，则小球从下落到最低点的过程中，小球克服弹簧弹力做的功为（ ）

A. mghB. mgx
C. D. mg（h+x）
【答案】D
【解析】根据机械能守恒，取压缩最低点为零势面
根据功能关系，小球克服弹簧弹力做的功为
故选D。
4. 如图所示，波轮洗衣机中的脱水筒在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到筒壁上，随筒壁一起做匀速圆周运动，硬币与筒壁间的动摩擦因数为，重力加速度取。则（在解答本题时可以选择表格中用的数据）（ ）
A. 筒壁对硬币的弹力约为B. 筒壁对硬币的弹力约为
C. 筒壁对硬币的摩擦力为D. 筒壁对硬币的摩擦力为
【答案】B
【解析】AB．洗衣桶的角速度为
筒壁对硬币的弹力提供向心力，筒壁对硬币的弹力约为
故A错误，B正确；
CD．竖直方向上，硬币受到摩擦力与重力平衡，则筒壁对硬币的摩擦力为
故CD错误。
故选B。
5. 中国是世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。如图所示是地球卫星返回地球经历的变轨过程示意图，轨道1、3是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，P、Q分别是椭圆轨道与圆轨道3和1的切点，卫星质量不变。则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道2上运动到P点时的加速度大小等于在轨道3上运动到P点的加速度大小
B. 卫星在轨道1上运动到Q点时的速度大于在轨道2上运动到Q点时的速度
C. 卫星在轨道2上从P点运动到Q点的过程动能增大，机械能也增大
D. 卫星在轨道1上运行的速度大于在轨道3上运行的速度，且在轨道1上机械能较大
【答案】A
【解析】A．由公式
得
可得星在轨道2上运动到P点时的加速度大小等于在轨道3上运动到P点的加速度大小，故A正确；
B．卫星从轨道1到轨道2需要卫星在Q点加速，使其做离心运动，则卫星在轨道1上运动到Q点时的速度小于在轨道2上运动到Q点时的速度，故B错误；
C．卫星在轨道2上从P点运动到Q点的过程，万有引力做正功，卫星的动能增大，但机械能守恒，故C错误；
D．由万有引力提供向心力公式
解得卫星的速度
可知卫星在轨道1上运行的速度大于在轨道3上运行的速度，但在轨道3上，卫星的高度较大，其发射速度较大，机械能较大，故D错误。
故选A。
6. 随着“碳中和、碳达峰”的提出，新能源汽车的发展日臻成熟，某新能源汽车生产厂家在测试汽车的性能时，司机驾驶汽车静止在平直的公路上，从t=0时刻开始汽车由静止开始以恒定的加速度启动，汽车的速度达到某值后保持该速度不变，假设汽车所受的阻力恒定。则下列能正确反映该过程汽车的输出功率关于时间变化规律的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度一定，根据牛顿第二定律有
得出
汽车的功率为
故开始时P与t的图像是一条过原点的直线；当汽车达到最大功率时，据题意汽车运动状态立刻变为匀速，此时牵引力瞬间从变成，而速度没有突变，故汽车的功率变小且为恒定值，选项A正确，BCD错误。
故选A。
7. 如图所示，两个斜面体固定在水平面上并用一小段平滑的圆弧衔接于O点。现将一可视为质点的物体由P点无初速释放，经过一段时间，物体运动到右侧斜面体的最高点Q，该过程中物体在两斜面体上的位移均为L，物体与两斜面体的动摩擦因数均为，物体通过O点时没有机械能的损失，重力加速度为g，已知，，，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）。
A.
B. 物体运动到Q点后，物体在右侧斜面体上静止
C. 若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到O点的距离为
D. 若将右侧斜面体水平放置，物体静止时到O点的距离为
【答案】C
【解析】A．物体从P处由静止释放，恰好滑到Q速度减为零，由动能定理得
解得
故A错误；
B．物体运动到Q点后，重力沿斜面向下的分力为
最大静摩擦力为
物体不可能静止在右侧的斜面上，故B错误；
CD．若右侧斜面体水平放置，物体从释放到停止运动，由动能定理得
解得
故C正确，D错误。
故选C。
8. 如图所示，a、b、c均为地球卫星，且a是地球静止卫星，c是与赤道共面的某近地卫星，d是静止在地球赤道地面上的一个物体，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】BD．静止卫星周期和地球赤道上物体的周期相同，所以，对于围绕地球运动的卫星，由
可得
可得所以有，由
可得
故D正确，B错误；
A．由
可得
对于围绕地球转动的卫星，由
可得
得，则，A正确；
C．由
可得
对于围绕地球转动的卫星，由
可得
可得，则，故C错误。
故选AD。
9. 将一物体从地面以一定初速度竖直上抛，空气阻力不计，以地面为零势能面。则从抛出到落回原点的过程中，下列能正确反映物体重力的瞬时功率P、机械能E、动能及重力势能随距地面高度h变化关系的图象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】A．由
可得
由
可得A选项错误；
B．由于在竖直上抛中只有重力做功，所以机械能守恒，故机械能不随高度h发生变化，故B正确；
C．由动能定理得
得与h的关系式为
故C选项错误；
D．由
可得与高度h的关系过原点的倾斜直线，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，一质量为的木板静止放置在光滑水平面上，质量为的物块以的速度滑上木板，最后相对静止在木板上。已知木板与物块间的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，不计空气阻力，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A. 物块滑上木板瞬间，木板的加速度大小为
B. 木板加速运动的时间为
C. 摩擦力对物块做的功为
D. 摩擦力对木板做的功为
【答案】BC
【解析】A．设物块质量为m，木板质量为M，物块滑上木板瞬间，木板受到物块对它水平向右的滑动摩擦力作用，将做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
代入数据可得木板的加速度大小为
故A错误；
B．物块冲上木板，受到木板对它水平向左的滑动摩擦力作用，将做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
代入数据可得物块的加速度大小为
当木板与物块二者速度相同时，以后一起匀速，设物块的初速度为，则有
即
可求得木板加速运动的时间为
故B正确；
CD．物块在摩擦力作用做减速运动时，发生的位移为
木板在摩擦力作用下做加速运动时，发生的位移为
所以，摩擦力对物块做的功为
摩擦力对木板做的功为
故C正确，D错误。
故选BC。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题：
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________。（填正确答案标号）
A. 微元法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 理想化模型法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在位置，到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________。
（3）在（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是________。（填正确答案标号）
A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
B. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值不变
【答案】（1）C （2） （3）D
【解析】
【小问1解析】
在探究向心力大小与半径、质量、角速度的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。
故选C。
【小问2解析】
由
可知，两球的向心力之比为，两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为，因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由
可知，左、右塔轮半径之比为。
【小问3解析】
其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。
故选D。
12. 某同学用图示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）下列选项中，是实验所需的物理量且需通过计算得到的是______。
A.重锤下落的加速度 B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度 D.重锤下落的瞬时速度
（2）已知打点计时器所用电源频率为，当地的重力加速度，纸带上O点是打点计时器打下的第一个点，A，B，C，D是连续打出的四个点（O和A之间还有一些点），它们到O点的距离分别为，，，。根据以上数据可知，打点计时器打下计数点C时物体的速度为，则______；重锤由O点运动到C点的过程中下落的距离为，则______（计算结果均保留三位有效数字）。
（3）若实验结果发现重力势能的减少量总小于动能的增加量，造成这种现象的可能原因是______。
A.选用的重锤密度过大 B.交流电源的频率小于
C.交流电源的电压偏高 D.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
【答案】 （1）D （2） 7.61 7.62 （3）B
【解析】（1）根据
可得
可见实验中不需要计算加速度，可以通过刻度尺测量，速度可以通过计算得到。
故选D。
（2）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
则有
从打下计数点O到打下计数点C的过程中，有
（3）A．重锤密度越大，空气阻力和限位孔对纸带的阻力的影响越小，但仍会使得重锤减少的重力势能一部分转化为内能，重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，A错误；
B．由
可知，若实际交流电源的频率小于50，而将代入上式求出的速度要大于实际速度，从而导致
B正确；
C．测量结果与电压U无关， C错误；
D．空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力，使得重锤减少的重力势能一部分转化为内能，根据能量守恒定律可知，重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量， D错误。
故选B。
三、计算题（本题共3小题，共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（为球体半径），求：
（1）火星密度；
（2）火星赤道处的重力加速度大小；
（3）火星的第一宇宙速度v。
【答案】（1）；（2）；
（3）
【解析】（1）根据
可得火星质量
又
火星的密度
（2）在赤道处
解得
（3）卫星在火星表面运行时
解得
14. 如图所示，某快递公司使用电动传输机输送快件，电动传输机由倾角的斜面体与水平传送带组成，斜面体与传送带在P点平滑连接，传送带OP间距，传送带由电动机带动，始终沿顺时针匀速转动，现让质量的快件（可视为质点）以水平速度从O点滑上传送带，快件运动到P时的速度，然后快件滑上斜面恰好滑到Q点，已知快件与斜面体和传送带之间的动摩擦因数分别为，重力加速度大小g取，，，求：
（1）PQ间的竖直高度H；
（2）快件由O运动P所需要的时间t。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）快件从P运动到Q过程，由动能定理可得
解得PQ间的竖直高度
（2）设快件从O运动到P过程摩擦力做功的位移是x，由动能定理可得
解得
因，则皮带顺时针匀速转动的速度
即快件在传送带上先匀加速到，然后匀速运动。设快件在传送带上匀加速时间为，有
又
解得
设快件在传送带上匀速时间为，有
解得
快件由O运动P所需要的时间
15. 如图所示，倾角为的斜面AB与水平面BE在B点平滑连接，E点距水平地面MN的高度为H，半径为R的竖直光滑圆轨道与水平面在C点平滑连接，一质量为的滑块P从A点由静止释放，P沿斜面下滑并从C点进入圆轨道，恰好通过轨道最高点D后进入水平面，最后在点滑落。已知B、C间光滑，滑块P与斜面间的动摩擦因数，滑块P与水平面C、E间的动摩擦因数，C、E之间的距离为，已知重力加速度大小为，滑块P可看作质点，不计空气阻力，求：
（1）A点距水平面BE的高度；
（2）滑块P对圆轨道最低点C的压力大小和滑块P运动到E点的速度大小；
（3）滑块P从E点滑出到着地点的水平位移大小。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】（1）滑块P在圆轨道最高点有
滑块P从开始释放到圆弧最高点过程有
解得
（2）滑块从最高点到最低点的过程有
在最低点有
由牛顿第三定律有
滑块P从C运动到E点过程有
解得滑块P运动到E点的速度大小
（3）滑块P从E点滑出，做平抛运动，则
解得
滑块P从E点滑出到着地点的水平位移大小
型号
XX
额定电压、频率
～220V、50Hz
额定脱水功率
225W
质量
31kg
脱水转速
600r/min
脱水筒尺寸
直径300mm，高370mm
外观尺寸
长555mm，宽510mm，高870mm