安徽省滁州市县中联盟2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份安徽省滁州市县中联盟2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）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、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、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。
4、本卷命题范围：人教版必修第二册第五章至第七章第3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题中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，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. 下列有关万有引力的说法中，正确的是（ ）
A. 物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力
B. 中的是比例常数，牛顿亲自测出了这个常数
C. 地球围绕太阳做圆周运动是因为地球受到太阳的引力和向心力的作用
D. 地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球的引力
【答案】D
【解析】A．根据牛顿第三定律，地球对物体有引力，物体对地球也有引力，且等大反向，故A错误；
B．万有引力常量是卡文迪什的扭秤实验测出的，故B错误；
C．地球围绕太阳做圆周运动是因为受到太阳的引力，向心力是一个效果力，不是真实存在的力，故C错误；
D．下落苹果和天空中的月亮受到的力都是同一种力，故D正确。
故选D。
2. 自由式小轮车女子公园赛中，小轮车沿曲线从点向点运动的过程中，速度逐渐减小，在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据曲线运动的特点可知，速度矢量与合力矢量分别在运动轨迹的两侧，合力方向指向轨迹的凹向；由于小轮车的速度在逐渐减小，所以合力方向与速度方向之间的夹角大于90°。
故选A。
3. 由于中国古代是—个农业社会，农业需要严格了解太阳运行情况，农事完全根据太阳进行，所以在历法中又加入单独反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至所处的四个位置如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（ ）
A. 地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长
B. 地球绕太阳公转在夏至和冬至时的线速度大小相等
C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐增大
D. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
【答案】A
【解析】A．由开普勒第二定律知，地球由春分运行到秋分的过程中地球的线速度较小，所以地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长，故A正确；
B．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，故近地点和远地点线速度大小不等，故B错误；
C．地球由春分点运行到夏至点的过程中与太阳距离增大，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，地球的加速度逐渐减小，故C错误；
D．开普勒三大定律不仅适用于太阳系中行星的运动，也适用于宇宙中其他天体的运动，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，一部机器与电动机通过皮带连接，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍，皮带与两轮之间不发生滑动。机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半，B、C两点在轮边缘。下列说法正确的是（ ）
A. 线速度
B. 角速度
C. 向心加速度
D. 电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比
【答案】A
【解析】A．机器和电动机是皮带传动，所以B、C点的线速度大小相等，有
A、C点是共轴传动，有
由公式，可得
故有
故A正确；
B．由上分析可知，即，故B错误；
C．由公式，得向心加速度
故C错误；
D．由公式，得电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比
故D错误
故选A。
5. 如图所示，某人准备游泳过河去正对岸，他在静水中游速为0.6m/s，河水流速0.3m/s，则他的头应朝向（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】某人准备游泳过河去正对岸，则合速度方向垂直正对岸，则
可知
故选C。
6. 如图所示，水平面上的小车向左运动，系在车后边缘的轻绳绕过定滑轮，拉着质量为 m的物体上升。若小车以的速度匀速直线运动，当车后的绳与水平方向的夹角为时，物体的速度为，则下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由于细线不可伸长，故细线两端的速度沿着细线方向的分速度是相等的，故
故选D。
7. 某校趣味运动投球项目，A、B两人站在如图所示的位置上，向正前方同一篮筐练习投球，投球位置和篮筐位于同一高度，某次两人同时投球，均投中篮筐，轨迹如图所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. A先投中
B. B先投中
C. A、B同时投中
D. A、B在最高点的速度相同
【答案】A
【解析】ABC．斜向上抛运动可以分解为竖直上抛运动和水平匀速直线运动，A上升的高度小于B上升的高度，根据可知A所用时间较短，所以A先投中，A正确，BC错误；
D．A所用时间短，但水平位移大，所以A的水平速度大，则在最高点的速度不相同，D错误。
故选A
8. 跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用山势特点建造一个特殊跳台。运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞一段距离后着落。如图所示，运动员从跳台A处沿水平方向以的速度飞出，落在斜坡上的B处，斜坡与水平方向的夹角为，不考虑空气阻力（），下列说法正确的是（ ）

A. 运动员在空中飞行的时间为
B. A、B间的距离为
C. 运动员到B处着坡时的速度大小为
D. 运动员在空中离坡面的最大距离为
【答案】ABD
【解析】A．运动员做平抛运动，设着陆时间为t，则有
由图可知，运动员着陆时
可解得
选项A正确；
B．运动员落到斜面上时的位移大小
选项B正确；
C．运动员着陆时
所以
选项C错误；
D．取沿斜坡向下方向（x方向）与垂直于斜坡向上方向（y方向）分析运动员的运动，则在垂直于斜坡方向上
当时，运动员在空中离坡面的距离最大，则有
选项D正确。
故选ABD。
9. 一运动员在一段时间内在相互垂直的x方向和y方向运动的速度−时间图像如图甲、乙所示，则这段时间内对该运动员，下列说法正确的是（ ）
A. t=0时刻，该运动员的速度大小为
B. 该运动员在y方向上的加速度大小为3m/s2
C. 该运动员在做匀变速直线运动
D. 该运动员在0~1s时间内的位移大小为
【答案】AD
【解析】A．t=0时刻，x方向速度为−2m/s，y方向速度为2m/s，根据速度的合成与分解可知，该运动员的速度为，故A正确；
B．从图乙可知图线的斜率表示在y方向上的加速度，则，故B错误；
C．该运动员在x方向做匀速直线运动，在y方向上做匀变速直线运动，根据运动的合成与分解可知合运动为匀变速曲线运动，故C错误；
D．在0~1s时间内，x方向上的位移大小为
y方向上位移大小为
则该运动员的位移大小为，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于P点，使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 绳对小球的拉力大小为mω2l
B. 保持l不变，增大角速度ω，细线与竖直方向的夹角变小
C. 保持h不变，增大绳长l，ω不变
D. 保持h不变，增大绳长l，绳对小球拉力的大小不变
【答案】AC
【解析】AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律可得
解得绳对小球的拉力大小为
由此可知，保持l不变，增大角速度ω，细线与竖直方向的夹角θ变大，故A正确，B错误；
C．设细线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律可得
解得
可知，保持h不变，增大绳长l，不变，故C正确；
D．根据
可知，增大绳长l，绳对小球拉力的大小增大，故D错误。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 用如图所示的实验装置探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）探究向心力与质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径___________（选填“相同”“不相同”）的轮盘上，此时两小球转动的角速度应该___________（选填“相同”“不相同”）；
（2）若皮带套左右两个塔轮的半径分别为，。某次实验使，则A、C两处的角速度之比为___________。
（3）利用本仪器探究向心力大小的表达式过程中，用到的最主要的科学方法是___________。（选填“理想法”“等效法”“控制变量法”）
【答案】（1）相同 相同 （2） （3）控制变量法
【解析】（1）该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和质量的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、角速度都相同。故应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，由可知，此时两小球转动的角速度应该相同。
（2）将皮带套在左右两个塔轮上，轮子边缘各点线速度相等，由可知，角速度与轮子半径成反比，故
又因为
故
（3）该实验用到的最主要的科学方法是“控制变量法”进行研究。
12. 用图甲实验装置进行“探究平抛运动特点”的实验。实验过程中，用铁锤打击弹片，使A球水平抛出，同时B球自由落下，并用频闪照相记录小球的运动情况，如图乙所示。发现两球在竖直方向的运动始终同步，不计空气阻力。
（1）下列判断正确的是______；
A. A、B两球的加速度大小相同
B. 实验中必须保证两球的质量相等
C. A球在竖直方向的分运动为自由落体运动
D. 若增大打击弹片力度，A球在空中运动的时间将延长
（2）小球运动中的几个位置如图乙所示，请在乙图中用曲线描绘出A球的运动轨迹______；
（3）已知拍照时频闪周期为0.1s，图乙中每个小方格的边长。通过计算得出小球A抛出时的速度大小_____，当地的重力加速度______（结果均保留小数点后两位）。
【答案】（1）AC （2） （3）1.44 9.60
【解析】
【小问1解析】
A．A、B两球的加速度大小相同，都等于重力加速度，选项A正确；
B．实验中不一定必须保证两球的质量相等，因为两球下落的时间与质量无关，选项B错误；
C．两球同时落地，说明竖直方向的运动完全相同，可知A球在竖直方向的分运动为自由落体运动，选项C正确；
D．A球在空中飞行时间与水平的初速度无关，若增大打击弹片力度，A球在空中运动的时间不变，选项D错误。
故选AC。
小问2解析】
画出平抛的轨迹如图
【小问3解析】
小球A抛出时的速度大小
根据
解得当地的重力加速度
三、计算题（本题共3小题，共计42分。解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. 在铺设沥青的高速公路上，一汽车正在行驶，轮胎与地面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。
（1）如果汽车在这种高速公路上转弯时对汽车的设计限速是，假设转弯时的弯道是水平的，求弯道的最小半径；
（2）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低，如图所示），弯道半径为，路面倾角为，且，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，求汽车通过弯道时的速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1解析】
汽车在水平路面上拐弯，由静摩擦力提供向心力则有
又
联立解得
可知弯道的最小半径为。
【小问2解析】
要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力则有
解得
14. 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，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，火星的半径为，火星的自转周期为，引力常量为，球体体积（为球体半径），求：
（1）环绕器在遥感使命轨道上做匀速圆周运动的向心加速度大小；
（2）火星的密度；
（3）火星赤道处的重力加速度大小。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】
【小问1解析】
由，
可得
【小问2解析】
环绕器受万有引力提供向心力有，，
联立解得
【小问3解析】
赤道处有
解得
15. 如图所示，为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，取。
（1）若小球恰好能从点飞出，求小球落地点与点的水平距离。
（2）若小球从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，求：
①小球从点飞出的速度大小；
②小球在点对圆弧轨道的压力大小；
③小球在点受到的支持力的大小。
【答案】（1）
（2）① ② ③
【解析】
【小问1解析】
小球恰好能从点飞出，在点，重力提供向心力，有
又小球落地时间满足
水平位移
联立解得
【小问2解析】
①将小球在处的速度分解在竖直方向上有
在水平方向上有
联立并代入数据得
②在处，对小球，由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律知，圆弧轨道受到的压力大小
③小球在处速度
其受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
解得