内蒙古自治区巴彦淖尔市2024_2025学年高一物理下学期4月期中试题

这是一份内蒙古自治区巴彦淖尔市2024_2025学年高一物理下学期4月期中试题，共16页。
一、单选题（每小题 5 分，共 45 分。每小题只有一项正确答案）
道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，
1．在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（ ）
已知主舱室维持在半径为 的轨道上做周期为 的匀速圆周运动，已经地球半径为 ，引力常量为 ，
A．牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数 G
下列说法正确的是（ ）
B．哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心
C．伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星
D．第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
2．关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
B．表达式 ，a 代表行星与太阳之间的最远距离
A．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态
C．表达式 ，k 与中心天体有关
B．主舱室在半径为 的轨道上稳定运行的速度大于
C．根据题给条件可求出主舱室的质量
D．表达式 ，T 代表行星运动的公转周期
D．由题中条件可求出地球密度为
3．2024 年 6 月，我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球，返回过程包括月面上升、
交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行 6．我国计划在 2030 年前实现首次中国人登陆月球，假设航天员登陆月球前先随着陆器和登月飞船绕
的示意图，运行方向如图中箭头所示，ab、cd 分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号 月球做匀速圆周运动、周期为 T，登月后在月球表面用弹簧测力计测量一个质量为 m 的物体的重力，
的引力，下列对嫦娥六号的说法中正确的是（ ） 当物体静止时，弹簧测力计的示数为 F。已知万有引力常数为 G，着陆器和登月飞船绕月球做圆周运
A．在 a 点的速率等于在 b 点的速率 动时距月球表面的高度可忽略不计，则月球的质量为（ ）
B．在 a 点的加速度大小等于在 b 点的加速度大小
A． B． C． D．
C．从 c 点到 b 点的时间大于从 d 点到 a 点的时间
7．北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（ ）
D．在 a 点受到的引力大小小于在 c 点的引力大小
A．周期大于地球自转的周期
4．有一质量为 、半径为 、密度均匀的球体，在距离球心 为 的
B．线速度大于地球的第一宇宙速度
地方有一质量为 的质点。现从 中挖去半径为 的球体，如图所示，
C．向心加速度大于地球表面的重力加速度
则剩余部分对 的万有引力为（ ） D．向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度
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8．某汽车在一条平直的道路上等交通信号灯，司机看到红灯熄灭后立即以恒定的牵引力 F 启动汽车， 11．如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在 P 点变轨，
进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的 P 点，远地点为同步圆轨道上的 Q 点），
时刻达到额定功率后保持功率不变继续行驶，在运动时间 t 内汽车牵引力做的功为 W，其 图
到达远地点 Q 时再次变轨，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为 v1，在椭圆形转移
像如图所示。已知汽车的质量为 m，汽车在行驶过程中受到的阻力恒定，下列说法正确的是（ ）
轨道的近地点 P 点的速率为 v2，沿转移轨道刚到达远地点 Q 时的速率为 v3，在同步轨道上的速率为
A．汽车的额定功率为 P
v4，三个轨道上运动的周期分别为 T1、T2、T3，则下列说法正确的是 （ ） B． 时间内，汽车的平均功率为
A．在 P 点变轨时需要加速，Q 点变轨时要减速
C．汽车在行驶过程中受到的阻力为
B．卫星在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 3 上经过 Q 点时
的加速度
D．汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为
C．
9．如图，身长为 3L，质量为 m 的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为 L 的等边三角形小石块。以
地面为零势能参考平面，重力加速度为 g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（ ）
D．
12．如图甲所示，质量 的物体放在水平地面上，与足够长的水平细线一端连接，细线另一端
绕在半径 的圆柱体上。 时刻，圆柱体由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度 随时
A． mgL B． mgL C． mgL D． mgL
间 的变化规律如图乙所示，物体始终沿细线做直线运动，物体与地面间的动摩擦因数 ，重力
加速度 取 ，则（ ）
二、多选题（每小题 6 分，共 18 分，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的不得分。）
10．如图所示，A 是静止在赤道上的物体，B、C 是同一平面内两颗人造卫星。B 位于离地高度等于
地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星 B 的速度大小小于地球的第一宇宙速度
B．A、B 的线速度大小关系为
C．B、C 的向心加速度大小关系为
A．物体做匀加速直线运动 B．物体的速度与时间的关系满足
D．A、B、C 周期大小关系为
C．细线的拉力大小为 D． 时，细线拉力的瞬时功率为
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三.实验题（共 10 分）
13．在“研究平抛运动”的实验中，根据频闪照片得到小球的运动轨迹
如图所示。a、b、c、d 为连续拍照记录下的四个位置，其中 a 为抛出
点。已知坐标纸上每个小正方形的边长为 l，重力加速度为 g，则
(1)小球在水平方向做 直线运动，竖直方向做 15．长为 的轻杆，其下端固定于水平转轴上，上端连接一个可视作
直线运动（均选填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）； 质点的小球，小球的质量为 ，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆
(2)小球做平抛运动的初速度大小为 。 周运动，速率为 。如图所示，求：（ 取 ）。
(3)在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用___________； (1)当小球在最高点时对杆作用力；
A．实心小铁球 B．空心小铁球 C．实心小木球 D．以上三种小球都可以 (2)当小球在圆心等高处时对杆作用力。
(4)在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球
做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项
前面的字母填在横线上___________；
A．调节斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同 16．一辆重 5t 的汽车，发动机的额定功率为 80kW．汽车从静止开始以加速度 a=1m/s2 做匀加速直线
C．每次必须由静止释放小球 运动，车受的阻力为车重的 0.06 倍，g=10m/s2，求：
D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 ①汽车做匀加速直线运动能维持多长时间？
E．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 ②汽车做匀加速直线运动过程的平均功率？
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ③汽车的速度 v=20m/s 时车的加速度是多少
四.解答题（共 27 分，8 分 8 分 11 分，要求写出必要的文字说明和公式，只写结果不
得分）
14．物体在与水平方向成 60°角的恒力 F 作用下沿水平面以
速度 v 匀速运动，在发生了一段位移 x 的过程中，求恒力 F
对物体做的功和做功的平均功率分别为多少？
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参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C D D D D D A AD
题号 11 12
答案 CD AD
1．C
【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量 G 值，故 A 错
误；
B．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，现代天文学表明太阳只是太阳系的中心，不是宇宙
的中心，B 错误；
C．德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星，故 C
正确；
D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出
行星按照这些规律运动的原因，D 错误。
故选 C。
2．B
【详解】A．根据开普勒第一定律可知，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 正确，不符合题意；
B．在开普勒第三定律表达式中，a 代表行星运行轨道的半长轴，故 B 错误，符合题意；
C．在开普勒第三定律表达式中，k 与中心天体质量有关，故 C 正确，不符合题意；
D．在开普勒第三定律表达式中，T 代表星球运行的公转周期，故 D 正确，不符合题意。
故选 B。
3．C
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，从 a 点到 b 点过程中，速率越来越小，即在 a 点的
速率大于在 b 点的速率，故 A 错误；
B．根据牛顿第二定律有
得
所以离月球越远加速度越小，在 a 点的加速度大小大于在 b 点的加速度大小，故 B 错误；
C．c 点和 d 点速率相等，此外从 c 点到 b 点的速率都小于从 d 点到 a 点的速率，所以从 c
点到 b 点的时间大于从 d 点到 a 点的时间，故 C 正确；
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D．嫦娥六号与月球距离越小受到的引力越大，在 a 点受到的引力大小大于在 c 点的引力大
小，故 D 错误。
故选 C。
4．D
【详解】根据题意，由万有引力公式 可得，未挖去之前，球体和质点间的引力为
挖去部分球体和质点间的引力为
由公式 及 可得
则有
剩余部分对的万有引力为
故选 D。
5．D
【详解】A．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中向下减速，处于超重状态，故 A 错误；
B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有
解得
第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，所以主舱室在半径为 r 的轨道
上稳定运行的速度应小于 7.9km/s，故 B 错误；
CD．根据万有引力提供向心力，则有 ，
解得
根据题给条件不能求出主舱室的质量 m，选项 C 错误，D 正确。
故选 D。
6．D
【详解】设月球表面的重力加速度为 ，月球的半径为 ,月球的质量为 M,根据题意则有
对于绕月球表面做匀速圆周运动的航天器而言则有
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在月球表面物体的重力和万有引力大小相等，则有
联立解得
故选 D。
7．D
【详解】A．相对地面静止的卫星的周期与地球自转的周期相等，故 A 错误；
B．根据万有引力提供向心力
可得
第一宇宙速度是在地球表面运动的卫星的速度，相对地面静止的卫星的轨道半径大于在地球
表面运动的卫星，即静止卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故 B 错误；
C．根据牛顿第二定律
可得
可知向心加速度小于地球表面的重力加速度，故 C 错误；
D．根据 可知向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度，故 D 正确。
故选 D。
8．D
【详解】A．汽车匀加速运动时
可得
由图像可知
可得
可得
选项 A 错误；
B．在 时间内，汽车位移
牵引力做功
平均功率为
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选项 B 错误；
C．根据
其中
解得
选项 C 错误；
D．当牵引力与阻力相等时加速度为零，此时速度最大，则汽车在行驶过程中所能达到的最
大速度为
选项 D 正确。
故选 D。
9．A
【详解】毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为
故选 A。
10．AD
【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星 B 的轨道半径
大于地球的半径，则卫星 B 的速度小于地球的第一宇宙速度，故 A 正确；
B．A、C 具有相等的角速度，根据 ，可得
对于 B、C，根据万有引力提供向心力有
则
所以
故
故 B 错误；
C．对于 B、C，根据万有引力提供向心力有
可得
故 C 错误；
D．A、C 的角速度相等，则 A、C 的周期相等，根据万有引力提供向心力有
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，可得
故
故 D 正确。
故选 AD。
11．CD
【详解】A．由离心运动条件，可知卫星在 P 点做离心运动，变轨时需要加速，在 Q 点做离
心运动，变轨时仍要加速，故 A 错误；
B．根据牛顿第二定律有
解得
可知，卫星经过圆轨道的 Q 点和椭圆轨道的 Q 点时 r 相同，所以加速度大小相等，故 B 错
误；
C．根据开普勒第三定律有
可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此
故 C 正确；
D．卫星从近地圆轨道上的 P 点需加速，使得万有引力小于所需向心力，卫星做离心运动进
入椭圆转移轨道。所以卫星在近地圆轨道上经过 P 点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过 P
点的速度，即 ；沿转移轨道刚到达 Q 点速率为 ，在 Q 点点火加速之后进入圆轨道，
速率为 ，所以卫星在转移轨道上经过 Q 点时的速度小于在圆轨道上经过 Q 点的速度，即；
；在两个圆轨道上，由万有引力提供向心力，则有
解得
由于同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则有 。综上可知
故 D 正确。
故选 CD。
12．AD
【详解】AB．据图像可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为
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圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据
得
所以物体做匀加速直线运动，故 A 正确，B 错误；
C．物体运动的加速度
根据牛顿第二定律得
解得
故 C 错误；
D． 时，细线拉力的瞬时功率为
故 D 正确。
故选 AD。
13．(1) 匀速 匀加速
(2)
(3)A
(4)ACE
【详解】（1）[1]由题图可知，小球在水平方向有
即在相等时间内通过的位移相等，因此小球在水平方向做匀速直线运动。
[2]小球在竖直方向有
由匀变速直线运动的推论 可知，小球竖直方向做匀加速直线运动。
（2）由匀变速直线运动的推论 可得
小球做平抛运动的初速度大小为
（3）在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球，实
心小铁球体积较小，质量较大，受空气阻力的影响相对较小。
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故选 A。
（4）ABC．在做“探究平抛运动”的实验时，要确保小球的初速度水平，且每次抛出初速度
要相同，则调节斜槽的末端保持水平，每次释放小球的位置必须相同，每次必须由静止释放
小球，AC 正确，B 错误；
D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，D 错误；
E．确保小球运动时不会受到摩擦力作用，则小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）
相接触，E 正确；
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑的曲线，F 错误。
故选 ACE。
14． ，
【详解】恒力 F 对物体做的功为
该过程所用时间为
则恒力 F 对物体做功的平均功率为
15．(1)15N，方向竖直向下
(2) ，与水平方向夹角
【详解】（1）当小球在最高点时，设杆对小球的支持力方向竖直向上，根据牛顿第二定律可
得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球在最高点时对杆作用力大小为 15N，方向竖直向下。
（2）当小球在圆心等高处时，以小球为对象，竖直方向有
水平方向有
则有
根据牛顿第三定律可知，小球在圆心等高处时对杆作用力大小为 ；与水平方向夹角
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正切值为
16．① ② ③
【详解】试题分析：①先根据牛顿第二定律求解牵引力，然后根据 P=Fv 求解匀加速过程的
最大速度，根据速度公式求解匀加速过程的时间；②根据 求解平均功率；③先根据
P=Fv 求牵引力，再根据牛顿第二定律求解加速度．
①汽车匀加速过程，根据牛顿第二定律有：
解得：
则匀加速的最大速度：
故匀加速时间：
②车做均加速直线运动过程的平均功率，则有：
③当 v=20m/s 时，根据 P=Fv
解得：牵引力
根据牛顿第二定律得：
解得：
【点睛】本题考查了功率公式 P=Fv 和牛顿第二定律的综合应用，关键抓住两点：一是汽车
运动过程的分析；二是两个临界条件：匀加速运动结束和速度最大的条件．
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