浙江省宁波三锋联盟2024-2025学年高一下4月期中物理试卷（解析版）

这是一份浙江省宁波三锋联盟2024-2025学年高一下4月期中物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
命题学校：咸祥中学 审题学校：鄞江中学、同济中学、五乡中学
考生须知：
1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4．考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列说法符合史实的是（ ）
A. 开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律
B. “和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度明显变短
C. 牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
D. 万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出
【答案】D
【解析】A．开普勒在研究了第谷的大量观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，选项A错误；
B．“和谐号”动车组高速行驶时，其速度远远小于光速，则不会出现沿车厢长度明显变短的现象，故B错误。
C．牛顿建立的经典力学只能应用于宏观低速物体，而不适用于微观高速粒子，选项C错误；
D．万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出，选项D正确。
故选D。
2. 如图所示，小朋友站在“蹦蹦跳”上随踏板跳跃，从状态1到状态2是着地后杆外的弹簧向上弹起并恢复原长的过程。在此过程中关于小朋友的重力势能和弹簧的弹性势能的变化，下列判断正确的是（ ）
A. 减小，增加B. 减小，减小
C. 增加，减小D. 增加，增加
【答案】C
【解析】弹簧向上弹起并恢复原长的过程，小朋友克服自身重力做功，重力势能增加，弹簧弹力做正功，弹性势能减小，即增加，减小。
故选C。
3. 关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 平抛运动匀速运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 平抛运动不是匀变速运动
D. 做平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的
【答案】B
【解析】ABC．平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，故AC错误，B正确；
D．平抛运动的落地速度为水平速度和竖直速度的合速度，根据平行四边形定则知，落地速度不可能竖直向下，故D错误。
故选B。
4. 一船以恒定的速率渡河，水流速度恒定（小于船速），要使船垂直到达对岸，则（ ）
A. 船应垂直河岸航行
B. 河的宽度一定时，船到对岸的时间是任意的
C. 船不可能沿直线到达对岸
D. 船的航行方向应偏向上游一侧
【答案】D
【解析】ACD．要使船垂直河岸过河，应使合速度垂直河岸，则可将船速沿河和垂直于河分解，则沿水流方向上的分速度应等于水流速度且逆着水流方向，故船速只能偏向上游，故AC错误，D正确；
B．因河的宽度一定，而垂直于河的速度一定，故船到对的时间固定，故B错误。
故选D。
5. 关于匀速圆周运动的角速度和线速度，下列说法正确的是（ ）
A. 半径一定，角速度与线速度成正比
B. 半径一定，角速度与线速度成反比
C. 线速度一定，角速度与半径成正比
D. 角速度一定，线速度与半径成反比
【答案】A
【解析】AB．根据可知，半径一定，角速度与线速度成正比，选项A正确，B错误；
C．根据可知，线速度一定，角速度与半径成反比，选项C错误；
D．根据可知，角速度一定，线速度与半径成正比，选项D错误。
故选A。
6. 生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到了外力的作用。关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B. 平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C. 物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变
D. 物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
【答案】D
【解析】A．在曲线运动中，质点的速度方向一定是时刻沿着轨迹的切线方向，A错误；
B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动仅受重力，也是匀变速曲线运动，B错误；
C．物体做曲线运动所受合力不变，由牛顿第二定律可知，其加速度也不会改变，如抛体运动，C错误；
D．物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，合外力的方向一定指向曲线的凹侧，D正确。
故选D。
7. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）

A. 球A的线速度一定大于球B的线速度
B. 球A的角速度一定小于球B的角速度
C. 球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D. 球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
【答案】AB
【解析】A．如图小球受力如图

因为
故
故选项A正确；
B．对小球合力提供向心力
因为
所以
故选项B正确；
C．由得
故选项C错误；
D．由受力分析得筒壁对小球的弹力
所以弹力一样，对筒壁的压力也一样。故选项D错误。
故选AB。
8. 火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（ ）
A. 0.2gB. 0.4gC. 2gD. 4g
【答案】B
【解析】根据
可得，
可知
故选B。
9. 有一种大型游戏器械，它一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（ ）
A. 游客受到的摩擦力大小等于重力
B. 游客处于完全失重状态
C. 游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁
D. 游客随着转速的增大将沿着筒壁向上滑动
【答案】A
【解析】A．对游客进行分析，竖直方向受到重力与静摩擦力，水平方向受到弹力，由弹力提供圆周运动的向心力，则游客受到的摩擦力大小等于重力，故A正确；
B．结合上述可知，游客竖直方向的加速度为0，则游客既没有失重，也没有超重，故B错误；
C．结合上述，筒壁对游客有弹力与静摩擦力两个力的作用，则游客受到的筒壁的作用力方向不垂直于筒壁，方向与水平方向存在一定的夹角斜向上，故C错误；
D．结合上述可知，随着转速的增大，游客所受重力与静摩擦力始终平衡，由弹力提供圆周运动的向心力，可知，游客始终紧靠筒壁做圆周运动，不会沿筒壁向上滑动，故D错误。
故选A。
10. 如图，abc三物体放在旋转水平圆台上，他们与圆台间的动摩擦因数均相同，已知a的质量为2m，b和c的质量均为m，ab离轴距离为R，c离轴距离为2R，当圆台转动时，三物体均没有打滑，则（ ）（设最大静摩擦力=滑动摩擦力）
A. 这时c的向心加速度最小
B. 这时b物体受的摩擦力最大
C. 若逐步增大圆台转速，c比b先滑动
D. 若逐步增大圆台转速，b比c先滑动
【答案】C
【解析】A．根据可知，这时c的向心加速度最大，选项A错误；
B．根据可知，这时b物体受的摩擦力最小，选项B错误；
CD．根据
可知
可知c的半径最大，临界角速度最小，则若逐步增大圆台转速，c比b先滑动，选项D错误，C正确。
故选C。
11. 小物块位于半径为R的半球顶端，若给小物块以水平初速度时，物块对球恰无压力，则下列说法不正确的是（ ）
A. 物块立即离开球面做平抛运动
B. 物块落地时水平位移为
C. 初速度
D. 物块落地速度方向与地面成45°角
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，物块对球恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，不再沿圆弧下滑，故A正确，不符合题意；
BC．根据题意，由牛顿第二定律有
解得
由于物体做平抛运动，则有
，
解得
故BC正确，不符合题意；
D．根据题意，设物块落地速度方向与地面成，由平抛运动规律有
可得
故D错误，符合题意。
故选D。
12. 以5m/s的速度水平抛出的一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，则有（g取）（ ）
A. 竖直分速度等于水平分速度B. 瞬时速度为
C. 运动时间为1sD. 运动的位移为
【答案】C
【解析】当其竖直分位移与水平分位移相等时，则
可得
瞬时速度
运动时间为
运动位移为
故选C。
13. 太阳系八大行星的公转轨道可以近似看做圆，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为（ ）
A. 2.3亿千米B. 2亿千米
C. 3.6亿千米D. 4.9亿千米
【答案】A
【解析】根据题意，由开普勒第三定律有
解得
故选A。
14. 如图所示，已知半圆形碗半径为R，碗的质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧最底端速率为v，碗仍静止，此时碗受到滑块的压力为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】以滑块为研究对象，设碗对滑块的支持力大小为，根据牛顿第二定律得
解得
故B正确。
15. 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 0~2s内外力的平均功率是6W
B. 第2s内外力所做的功是4J
C. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4
D. 0~2s内外力做的总功为4J
【答案】C
【解析】D．根据动量定理第1s内
解得
第2s内
解得v2=4m/s
可知0~2s内外力做的总功为
选项D错误；
B．第2s内外力所做的功是
选项B错误；
A．0~2s内外力的平均功率是
选项A错误；
C．第1s末的瞬时功率
第2s末外力的瞬时功率
则瞬时功率之比为9∶4。选项C正确；
故选C。
16. 地球上，在赤道上的一物体A和在台州的一物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图，它们的线速度分别为、，角速度分别为、，重力加速度分别为、则（ ）
A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，
【答案】D
【解析】地球上的点除两极外，相同时间内绕各自圆心转过角度相同，所以角速度相同
根据
可知，角速度相同时，做圆周运动的半径越大，线速度越大，则
地球上随纬度增加，重力加速度增大，赤道重力加速度最小，两极重力加速度最大，则
故ABC错误，D正确。
故选D。
17. 经过长时间的观测，科学家在太阳星系外发现了一颗适合人类居住的星球，通过研究发现该星球的质量约为地球质量的2倍，直径约为地球直径的2倍，则下列说法正确的是（ ）
A. 该星球的自转周期一定比地球的自转周期大
B. 忽略星球自转产生的影响，同一物体在该星球表面的重力大于在地球表面的重力
C. 该星球卫星的最大环绕速度与地球卫星的最大环绕速度近似相等
D. 若该星球的卫星与地球的卫星分别以相同轨道半径运行，则两卫星的线速度大小一定相等
【答案】C
【解析】A．根据题中条件无法比较该行星和地球自转的周期关系，选项A错误；
B．忽略星球自转产生的影响，根据
可得
可知
该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，则同一物体在该星球表面的重力小于在地球表面的重力，选项B错误；
C．根据
可得
可知该星球卫星的最大环绕速度与地球卫星的最大环绕速度近似相等，选项C正确；
D．根据
可得
若该星球的卫星与地球的卫星分别以相同轨道半径运行，则因行星和地球的质量不等，则两卫星的线速度大小不相等，选项D错误。
故选C。
18. 美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道，若“卡西尼”号探测器在半径为的土星上空离土星表面高的圆形轨道上绕土星飞行，环绕周飞行时间为，已知引力常量为，则下列关于土星质量和平均密度的表达式正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】D
【解析】由题意知“卡西尼”号探测器离土星表面高的圆形轨道上绕土星飞行得周期
由万有引力提供向心力
联立解得
由
又
联立得
故D正确，ABC错误。
故选D。
非选择题部分
二、非选择题（本题共5小题，共46分）
19. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。
第一组采用了图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地；
（2）让A、B球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则______；
A. 小球A的运动时间变长B. 小球A的运动时间不变
C. 小球A、B不同时落地D. 小球A、B仍同时落地
（3）以下说法正确的是______；
A. 实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动
B. 实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动
C. 实验不能说明小球A与B在竖直方向运动特点相同
D. 实验能够说明小球A在水平方向的运动特点
第二组采用了图乙所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
（4）下列操作正确的是______。
A. 必须调整斜槽，使其末端水平
B. 小球运动时挡板及白纸不一定要保持竖直
C. 不必每次从斜槽上同一位置由静止释放小球
D. 小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论
（5）描出小球平抛运动的轨迹如图所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，、竖直方向高度分别为、，按照自由落体规律，若______，则、段时间间隔相等；在误差允许的范围内，若______，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
【答案】（1）同时 （2）BD （3）A （4）A （5） 1:3 1:1
【解析】
【小问1解析】
小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，竖直方向的高度相等，根据
解得
可知，他观察到的现象是：小球A、B同时落地。
【小问2解析】
用较大的力敲击弹性金属片，小球平抛运动的初速度增大，高度不变，结合上述可知，小球A的运动时间不变，小球A、B仍同时落地。
故选BD。
【小问3解析】
小球A、B同时落地，实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动，不能够说明水平方向的运动。
故选A。
【小问4解析】
A．为了确保小球飞出斜槽末端速度水平，实验中必须调整斜槽，使其末端水平，故A正确；
B．为了准确描绘小球的运动轨迹，实验中，小球运动时挡板及白纸一定要保持竖直，故B错误；
C．为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定，实验中，需要每次从斜槽上同一位置由静止释放小球，故C错误；
D．实验目的是研究平抛运动的规律，可知，实验中，小球在运动过程中与白纸间有摩擦将影响实验结论，故D错误。
故选A。
【小问5解析】
O为抛出点，、段时间间隔相等，小球竖直方向做自由落体运动，根据初速度为0的匀加速直线运动，相邻相等时间内的位移比例关系有
小球做 平抛运动，水平方向做匀速直线运动，若、段时间间隔相等，则有
20. 某学习小组利用如图所示装置探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力大小与哪些因素有关。
（1）在探究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________；
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 演绎法D. 控制变量法
（2）若两个钢球的质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出A、C位置两钢球所受向心力的比值为1∶4，则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为________。
（3）利用此装置探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了地观察出向心力与角速度的关系，最适合做的图像是________。
A. B.
C. D.
【答案】（1）D （2）1∶2 （3）C
【解析】
【小问1解析】
探究1个物理量与多个物理量之间的关系时，应采用控制变量法。
故选D。
【小问2解析】
根据题意，由向心力公式可得
则塔轮1和塔轮2转动的角速度之比为1:2。
【小问3解析】
由上述分析可知，向心力与角速度的平方成正比，则最适合做的图像是。
故选C。
21. 如图所示，质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数。则运动员滑至坡底的过程中：（g取，，，装备质量不计）
（1）滑雪运动员所受的摩擦力对他做了多少功？
（2）各力对运动员做的总功是多少？
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
对运动员进行分析，则有
根据功的定义式可知，摩擦力做功为
解得
【小问2解析】
由于支持力与速度始终垂直，所以支持力做功为
重力做的功为
则合力做的功为
解得
22. 如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平的高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为，空气阻力不计。，求：
（1）从平台飞出到点，人和车运动的水平距离；
（2）从平台飞出到达点时速度大小及圆弧对应圆心角；
（3）若已知人和车运动到圆弧轨道最低点时速度为，求此时人和车对地面压力的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）车做平抛运动，由
可得
（2）车落至点时其竖直方向的分速度
到达点时速度
设车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则
即
所以
（3）对车受力分析可知，车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有
当时，计算得出
由牛顿第三定律可知人和车在最低点时对轨道的压力大小为。
23. 投石运动是伴随着中国先民的狩猎活动产生的一项古老体育项目。某同学自制投石机模型，如图所示，在某次投石过程中，质量为m的石块（可视为质点）装在长杆末端的篮子中，开始时篮子位于水平面并处于静止状态。现对长杆的另一侧施加外力，当杆转到与水平方向夹角为时立即停止转动，石块从A点沿垂直于杆方向以的速度被抛出后，经过B点时的速度大小为，与水平方向之间的夹角仍为θ。已知A、B连线与水平面间的夹角也为θ，石块在运动过程中的空气阻力忽略不计，重力加速度，求：
（1）求垂直于AB方向的速度大小；
（2）A、B两点之间的距离L；
（3）石块被抛出后，到达B点前，经多长时间离A、B连线最远。
【答案】（1） （2）20m （3）1s
【解析】
【小问1解析】
将石块的速度进行分解，如图所示
在垂直于方向上有
【小问2解析】
石块从A点运动到B点做斜抛运动，取竖直向上正方向，石块在竖直方向上做竖直上抛运动，设石块由A点运动至B点所用时间为，则有
解得
在水平方向上，石块做匀速直线运动则，有
解得
【小问3解析】
将石块的运动沿AB与垂直于AB进行分解，垂直与AB方向做双向匀变速直线运动，在该方向上，设经时间该方向速度减为零，此时石块离AB连线最远，则有
解得
24. 2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，探月工程取得圆满成功。若已知月球质量为，月球半径为，地球质量为，地球半径为，月球中心与地球中心的距离为L，引力常量为G。在以下问题的讨论中，将地球、月球均视为质量分布均匀的球体，不考虑月球和地球自转的影响。
（1）嫦娥五号带回了月球样品，某样品在月球表面附近所受重力大小为，在地球表面附近所受重力大小为，求比值的表达式。
（2）若将月球绕地球的公转视为一个质点绕地球做匀速圆周运动，其公转周期为T。
a．请写出月球绕地球公转的向心加速度a与T之间的关系式。
b．经查阅资料，可知地球半径约为，月球与地球中心的距离L约为地球半径的60倍，取地球表面附近自由落体加速度。
牛顿在思考行星间的引力时，猜想“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，最终他利用“月—地检验”证实了自己的猜想。根据牛顿的猜想，推导并写出月球受地球引力产生的加速度的表达式（用g、、L表示）；为确定牛顿的猜想是否正确，请写出还需查阅本题信息中哪个物理量的具体数值。
【答案】(1) ；(2) a．；b．；还需查阅T的值
【解析】(1)样品在月球表面附近所受重力大小为
在地球表面附近所受重力大小为
则比值
(2)a．月球绕地球公转的向心加速度a与T之间的关系式为
b．由
则可得
物体在地球表面时有
可得
联立可得
为确定牛顿的猜想是否正确，由a的结果可知，还需查阅本题中月球的公转周期T，即可验证。
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
1186
29.5