广东省香山中学、高要一中、广信中学2024-2025学年高一下第一次教学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份广东省香山中学、高要一中、广信中学2024-2025学年高一下第一次教学质量检测物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了 北斗系统主要由离地面高度约为等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟，分值：100分）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
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。
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，只有一项是符合题目要求的）
1. 下列关于课本中相关案例的说法正确的是（ ）
A. 图1所示为论述“曲线运动的速度方向”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法
B. 图2所示的演示实验，该实验能证明平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动
C. 图3所示用手抓紧绳子使小球在水平面上做匀速圆周运动，当转速足够快，绳子能被拉至水平方向
D. 图4所示“墨水旋风”示意图中，墨水是由于受到离心力的作用而离圆心越来越远
【答案】A
【解析】A．图1所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故A正确；
B．图2所示的演示实验中，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，但不能证明水平方向为匀速直线运动，故B错误；
C．图3所示用手抓紧绳子使小球在水平面上做匀速圆周运动，无论转速多快，绳子拉力总有竖直分量（其竖直分量大小等于mg），则绳子不可能拉至水平，故C错误；
D．图4所示“墨水旋风”示意图中，离心力是一种虚拟力，是一种惯性的体现，而不能说受到了离心力，故D错误。
故选A。
2. 通过一次次抗洪抢险，抗洪精神早已刻入中华儿女血脉之中．我们把某次救人的情景简化为理想情境：河岸平直，河宽为，河水流速为，船在静水中的速度为，则（ ）
A. 船无法到达正对岸
B. 船渡河的最短时间为
C. 船在河水中的实际速度大小可能是
D. 若仅增大河水流动的速度，则船渡河的最短时间将变长
【答案】C
【解析】A．根据题意可知船速大于水速，当船的速度在沿着河岸方向与水流速度大小相等时，与水流速度方向相反时，可以到达正对岸，故A错误；
BD．当船头始终垂直河岸时，渡河时间最短为
船渡河的时间河水的流动速度无关，故BD错误；
C．根据运动的合成可知，当船速方向与水流速度的方向为锐角时，船在河水中的实际速度大于，故C正确。
故选C。
3. 关于行星运动规律的研究过程，下列说法正确的是（ ）
A. 第谷用20年时间研究了开普勒的行星观测记录，发现了行星绕太阳运行的规律
B. 牛顿根据大量实验数据得出了引力常量G的大小
C. 哥白尼提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心
D. 开普勒第三定律，若以地球为中心天体，则月亮和人造地球卫星的值相同
【答案】D
【解析】AB．德国天文学家开普勒对他的导师第谷观测的行星数据进行多年研究，得出行星绕太阳运动的轨道是椭圆；而牛顿在开普勒等前人研究基础上总结出万有引力定律，英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验首先较准确的测定了引力常量，选项AB错误；
C．根据物理学史可知哥白尼提出的是“日心说”，选项C错误。
D．开普勒第三定律，其中的k值是与中心天体有关的常量，中心天体相同，k值相同，若以地球为中心天体，则月亮和人造地球卫星的值相同，选项D正确。
故选D。
4. “套圈圈”是大人和小孩都喜爱的一种游戏．某大人和小孩直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设小圆环的运动可以视作平抛运动，则（ ）
A. 大人抛出的圆环运动时间较短
B. 大人应以较小的速度抛出圆环
C. 小孩抛出的圆环运动发生的位移较大
D. 小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量较小
【答案】B
【解析】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移
x=vt=v
A．大人站在小孩同样的位置，由以上的公式可得，由于大人的高度h比较大，所以大人抛出的圆环运动时间较长，故A错误；
B．大人抛出的圆环运动时间较长，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈．故B正确；
C．大人和小孩水平位移相同，但竖直位移大于小孩的竖直位移，根据s=可知，大人的位移大．故C错误；
D．环做平抛运动，则单位时间内速度变化量
△v=gt=g
所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故D错误．
故选B．
5. 火车转弯时，如果铁路弯道内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如左图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如右图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A. 该弯道的半径
B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D. 按规定速度行驶时，支持力小于重力
【答案】C
【解析】A．令弯道处的坡度倾角为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，由垂直于坡面的支持力与重力的合力提供向心力，如图所示
则有
解得
故A错误；
B．根据上述，解得
可知，规定速度与火车质量无关，即当火车质量改变时，规定的行驶速度不会改变，故B错误；
C．当火车速率大于v时，垂直于坡面的支持力与重力的合力已经不足以提供向心力，此时，外轨将受到轮缘的挤压，故C正确；
D．根据上述，解得
可知，按规定速度行驶时，支持力大于重力，故D错误。
故选C。
6. 随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一个小球，经时间后回到出发点。已知月球的半径为，万有引力常量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度为
B. 月球的质量为
C. 宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动
D. 宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为
【答案】B
【解析】A．小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律可得
解得
故A错误；
B．物体在月球表面上时，忽略向心力，物体受到的重力等于万有引力，则有
解得
故B正确；
C．宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度等于月球的第一宇宙速度大小，则有
解得
故C错误；
D．宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，由运动学公式可得

联立可得
故D错误。
故选B。
7. 在第19届杭州亚运会女子排球决赛中，中国女排以3∶0战胜日本女排，以六战全胜且一局未失的战绩成功卫冕。如图所示，排球场的宽为d，长为2d，球网高为，发球员在底线中点正上方的O点将排球水平击出，排球恰好擦着网落在对方场地边线上的E点，，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. O点距地面的高度为B. 排球做平抛运动的时间为
C. 排球击出时的速度大小为D. 排球着地时的速度大小为
【答案】C
【解析】AB．排球做平抛运动的轨迹在地面上的投影为，如图所示
显然
所以排球在左、右场地运动的时间之比为1∶2，设排球做平抛运动的时间为3t，有
，
解得
，
故AB错误；
C．排球击出时的速度大小
故C正确；
D．排球着地时的速度大小
故D错误。
故选C。
【点睛】
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. 陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A. P的角速度大小比Q的大
B. P的线速度大小比Q的大
C. P的向心加速度大小比Q的大
D. 同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
【答案】BC
【解析】A．由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故
即P的角速度大小跟Q的一样大，故A错误；
B．根据，且
，
所以
即P的线速度大小比Q的大，故B正确；
C．根据，且
，
所以
即P的向心加速度大小比Q的大，故C正确；
D．因为当转台转速恒定，所以同一时刻P所受合力的方向与Q的所受的合力方向均指向中心轴，故合力方向不相同，故D错误。
故选BC。
9. 北斗系统主要由离地面高度约为（R为地球半径）的地球同步轨道卫星和离地面高度约为的中轨道卫星组成，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法正确的是（ ）
A. 中轨道卫星的运行周期为12小时
B. 中轨道卫星的向心加速度约为
C. 同步轨道卫星的角速度小于中轨道卫星的角速度
D. 因为同步轨道卫星的速度小于中轨道卫星的速度，所以卫星从中轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速
【答案】BC
【解析】A．地球同步轨道卫星周期为
根据开普勒第三定律
解得中轨道卫星的运行周期为
故A错误；
B．根据牛顿第二定律
根据万有引力与重力的关系
中轨道卫星的向心加速度约为
故B正确；
C．根据万有引力提供向心力
可得
同步轨道卫星的运动半径大于中轨道卫星的运动半径，则同步轨道卫星的角速度小于中轨道卫星的角速度，故C正确；
D．卫星在中轨道上需向后方喷气加速做离心运动，变轨到同步轨道，故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间的弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，其FN-v2图像如图乙所示，则（ ）
A. 小球的质量为
B. 当地的重力加速度大小为
C. 当时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D. 当时，在最高点杆对小球的弹力大小为a
【答案】BD
【解析】AB．在最高点，若，则弹力与重力平衡
若，则重力恰好提供向心力
解得
故B正确，A错误；
C．由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；
D．若，则
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答）
11. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时：
（1）用到的实验方法是 。
A. 理想实验B. 等效替代法C. 微元法D. 控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球分别放在A、C位置，A 、C到塔轮中心的距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系。
A. 质量mB. 角速度ωC. 半径r
（3）在（2）的实验中， 其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是
A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
B. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变
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大，两标尺示数的比值变大
（4）实验中，在记录两个标尺露出的格数时，由于转速不稳定，不便于读数，同时记录两边的格数会有较大的误差。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价，你认为正确的是（ ）
A. 该方法可行，但仍需要匀速转动手柄
B. 该方法可行，且不需要匀速转动手柄
C. 该方法不可行，因不能确定拍照时转速是否稳定
【答案】（1）D （2）B （3）B （4）B
【解析】
【小问1解析】
探究向心力与某一个物理量的关系，需要保持其他物理量不变，采用了控制变量法。
故选D。
【小问2解析】
如图所示实验过程中，保持小球的质量和转动半径相同，则是探究向心力的大小F与角速度的关系。
故选B。
【小问3解析】
当保持小球的质量和转动半径不变时，若增大手柄转动速度，则两钢球所需的向心力都增大，左右两标尺的示数将变大；可是增大转速前后的角速度之比不变，根据向心力的表达式有
所以向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。
故选B
【小问4解析】
向心力可以带入瞬时值，即满足某一瞬时速度可匹配与之对应的向心力，从而体现在等分标尺上。故该方法可行，且不需要匀速转动手柄。
故选B。
12. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
（1）下列实验操作合理的有____。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D. 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则小球平抛的初速度大小为____m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长L=20cm，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度大小为_____m/s，B点的速度大小为_____m/s。（g取10m/s2）
【答案】（1）BD （2）1.6 （3） 3 5
【解析】
【小问1解析】
在研究平抛运动实验中，斜槽不一定必须光滑，但应使每次由相同高度由静止释放，以保证初速度相同；斜槽末端应水平以保证初速度水平。故答案为BD。
【小问2解析】
由，
将x=32cm，y=19.6cm
代入可得t=0.2s，=1.6m/s
【小问3解析】
由题意可知，A到B，B到C， 在竖直方向上位移=0.6m，=1m，水平方向上位移0.6m，由，
可得=3m/s
由，，
代入数据可得5m/s
13. 某同学在某砖墙前高处水平抛出一石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示。从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角37°的斜坡上A点。已知每块砖的平均厚度为20cm，抛出点到A点竖直方向刚好相距100块砖（取g=10 m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）。求：
（1）石子在空中运动的时间t；
（2）石子水平抛出的速度v0的大小。
【答案】（1）2 s；（2）15 m/s
【解析】（1）由题意可知：石子落到A点的竖直位移
由
解得
（2）又因
解得
由A点的速度分解可得
故
14. 如图所示为一个半径圆筒状的旋转平台，竖直转轴与对称轴重合。把质量的小物块放在转台某处，用调速电机驱动平台匀速转动。若小物块与转台底部或侧壁间的动摩擦因数均相等，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）如图甲，把小物块放在距离转轴的转台底部，当转台的角速度时，小物块受到的摩擦力；
（2）如图乙，当转台的角速度时，把小物块放在转台侧壁上，稳定后，小物块随着转台一起匀速圆周运动，此时，物块受到的支持力的大小与摩擦力的大小；
（3）在（2）基础上，缓慢降低转台转动的角速度，小物块恰好下滑时转台的角速度为多大？
【答案】（1）0.64N （2）8N；2N （3）rad/s
【解析】
【小问1解析】
小物块受摩擦力提供加速度，则有N
【小问2解析】
对小物块受力分析可知竖直方向有N
水平方向有N
小问3解析】
小物块恰好下滑时满足
水平方向有
解得rad/s
15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道（管道内径可忽略），其半径为，平台与轨道最高点等高，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径与竖直线的夹角为53°，已知，，g取，求：
（1）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P的运动时间t；
（2）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的水平距离L；
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度，则小球对轨道的内壁还是外壁有弹力？并求出该弹力的大小和方向？
【答案】（1）0.4s；（2）1.2m；（3）外壁，6.4N，竖直向上
【解析】（1）小球从A到P根据
其中
可得时间为
（2）从A到P是平抛运动，小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，则有
解得
从A到P是平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有
联立解得
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度
在Q点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球对外壁有压力，方向竖直向上，大小为6.4N。