广东深圳市中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷（含解析）

这是一份广东深圳市中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷（含解析），共9页。
1．答案写在答题卡指定的位置上，写在试题卷上无效。选择题作答必须用2B铅笔，修改时用橡皮擦干净。
一、单项选择题（每小题只有一个答案符合题意，共7小题，每小题4分，共28分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 做曲线运动的物体，加速度一定发生变化
B. 做曲线运动的物体，速度大小一定发生变化
C. 物体在变力作用下一定做曲线运动
D. 物体在恒力作用下可能做曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．平抛运动属于曲线运动，物体仅受重力作用，加速度为恒定的重力加速度g，说明曲线运动的加速度不一定发生变化，故A错误；
B．匀速圆周运动属于曲线运动，运动过程中速度大小保持不变，仅速度方向发生变化，说明曲线运动的速度大小不一定发生变化，故B错误；
C．若变力的方向与物体速度方向始终在同一直线上，物体将做变加速直线运动，说明变力作用下不一定做曲线运动，故C错误；
D．平抛运动就是物体在恒力（重力）作用下的曲线运动，因此物体在恒力作用下可能做曲线运动，故D正确。
故选D。
2. 关于力对物体做功，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动摩擦力对物体不可能做正功
B. 若合外力对物体不做功，则物体一定做匀速直线运动
C. 作用力做正功时，反作用力也可以做正功
D. 作用力与反作用力在相同时间内所做的功一定大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑动摩擦力方向与物体位移方向相同时可以做正功，例如将静止的物体放在运动的水平传送带上，滑动摩擦力带动物体加速，对物体做正功，故A错误；
B．合外力对物体不做功说明物体动能不变、速度大小不变，但速度方向可以变化，如匀速圆周运动的合外力不做功，物体并非做匀速直线运动，故B错误；
C．例如两个静止的带同种电荷小球在库仑斥力作用下相互远离，两者受到的库仑力为作用力与反作用力，均与各自位移同向，都做正功，可知作用力做正功时反作用力也可以做正功，故C正确；
D．作用力与反作用力作用在不同物体上，两物体的位移不一定相同，因此做功不一定大小相等，例如物体在地面滑行时，地面对物体的摩擦力做负功，物体对地面的摩擦力因地面无位移不做功，二者做功大小不等，故D错误。
故选C。
3. 直角侧移门（如图甲所示）可以解决小户型浴室开关门不方便的问题，其结构可简化成如图乙和图丙（俯视图）所示，玻璃门的两端滑轮A、B通过一根可自由转动的轻杆连接，滑轮可沿直角导轨自由滑动，已知滑轮可视为质点，玻璃门的宽度为，在某次关门的过程中，使用者拉住把手使滑轮A从初始位置静止开始做加速度为的匀加速运动，当玻璃门与滑轮A达到丁图示位置时，滑轮B的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据几何关系可知A运动的位移为，根据速度—位移公式
解得
根据速度的分解有
解得
故选A。
4. 近几年来，我国的航空航天技术取得了巨大的成就，令同学们深受鼓舞，青岛五十八中高一的某位同学对霍曼转移轨道进行了一定的研究。如图所示，卫星先后在近地圆轨道1、椭圆形的转移轨道2和同步轨道3上运动，轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点，则卫星在下列非点火状态下的比较正确的是（ ）
A. 在轨道2上运行的周期大于在轨道3上运行的周期
B. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上P点的速度
C. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上Q点的速度
D. 在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】D．根据牛顿第二定律有
解得
在轨道2上点的r与在轨道3上点的r相同，因此在轨道2上点的加速度等于在轨道3上点的加速度，故D错误；
A．根据开普勒第三定律有
由题意知
所以
即卫星在轨道2上运行的周期小于在轨道3上运行的周期，故A错误；
B．卫星从轨道l上点进入轨道2需要加速，因此卫星在轨道l上点的速度小于在轨道2上点的速度，故B错误；
C．根据牛顿第二定律有
解得
由题意知
所以
卫星从轨道2上Q点进入轨道3需要加速，因此有
所以
即卫星在轨道l上点的速度大于在轨道2上点的速度，故C正确。
故选C。
5. 如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，小蜡块所受浮力略大于重力，当用手握住A端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法正确的是（ ）
A. 与试管保持相对静止B. 向B端运动，可以到达B端
C. 向A端运动，可以到达A端D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】试管快速摆动，试管里浸在水中的蜡块随试管一起做角速度较大的圆周运动（尽管蜡块不是做完整的圆周运动，且运动的方向也不断变化，但并不影响问题的实质），向心力由蜡块上、下两侧水的压力之差提供，因为蜡块的密度小于水的密度，水失重，因此，蜡块做向心运动。只要手左右摇动的速度足够大，蜡块就能一直运动到手握的A端。
故选C。
6. 质量为m的小球由轻绳a系于轻质木架上一凸起的小钉子A上，可自由转动。轻绳b系于木架上的C点，如图所示，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向。当小球运动到图示位置时，将绳b烧断的同时轻杆停止转动，不考虑摩擦和空气阻力，则（ ）
A. 此后小球可能在竖直平面内做匀速圆周运动
B. 此后小球可能在水平平面内做匀速圆周运动
C. 在绳b被烧断的前后，绳a中张力大小可能不变
D. 在绳b被烧断的前后，绳a中张力大小一定变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球受到重力、轻绳a对小球竖直向上的拉力，轻绳b对小球水平向右的拉力，将绳b烧断的同时轻杆停止转动，小球速度方向垂直于两根绳子方向，小球会在竖直面内运动，又由于重力做功，所以小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动，小球不会在水平面内做圆周运动，AB错误；
CD．在绳b被烧断之前，绳a中张力与重力等大反向，绳b被烧断之后，小球在竖直面内做圆周运动，剪断瞬间，小球处于超重状态，绳子a中张力大于重力，C错误，D正确。
故选D。
7. 如图（a）所示的圆盘上有一白点S，盘绕垂直于盘面的中心轴以的速率旋转。如果用频率为f的频闪光去照射该盘，在盘上能稳定地出现如图（b）所示的三个白点。则下列f的大小可能正确的是（ ）
A. 110HzB. 90HzC. 60HzD. 30Hz
【答案】D
【解析】
【详解】将已被观察到的三个白点位置分别记为A、B和C，如图所示
t=0时白点在A位置，那么白点在B或C位置的时刻应分别为()，()
其中圆盘旋转周期是
假设时频闪光第一次照亮圆盘时A处，有两种可能，若闪光第二次照亮时白点在B位置，则要求频闪周期，满足()
后在时在C位置出现白点，在圆盘上稳定地出现图示的三个白点，则()
当时，；
当时，；
当时，
若闪光第二次照亮时白点在C位置，则T须满足()
同理，也在圆盘上稳定地出现图示的三个白点，则()
当时，；
当时，。故选D。
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. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，以下关于物理学史的叙述正确的是（ ）
A. 亚当斯和勒维耶利用万有引力定律预言了海王星的存在，后来被证实，显示了理论对实践的巨大指导作用
B. 哥白尼提出了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C. 开普勒接受了哥白尼的“日心说”观点，并对第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动定律
D. 卡文迪什在前人研究基础上总结出万有引力定律，并巧妙地运用扭秤测出引力常量
【答案】AC
【解析】
【详解】A．英国的亚当斯和法国的勒维耶利用万有引力定律各自独立计算出海王星的轨道，德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星，显示了理论对实践的巨大指导作用，故A正确；
B．哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，一切行星围绕太阳做圆周运动，故B错误；
C．开普勒通过整理研究第谷的行星观测记录，总结出行星运动定律，故C正确；
D．牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，1798年，卡文迪什利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量，故D错误。
故选AC。
9. 将一质量为m的物体放在地球赤道上时，该物体的重力为；将该物体放在地球的北极点时，该物体的重力为mg。地球可视为质量分布均匀的球体，地球的半径为R。已知引力常量为G。下列判断正确的是（ ）
A. 地球的自转周期为B. 地球的自转周期为
C. 地球的平均密度为D. 地球的平均密度为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．在地球北极点时，物体受到的重力与万有引力大小相等，即
解得
由于在地球赤道上该物体的重力为，则有
解得
故地球自转的周期为，故A错误；B正确；
CD．地球的体积为
则地球的平均密度为，故C正确；D错误。
故选BC。
10. 如图，2022北京冬奥会上，滑雪运动员从A点静止滑下，到达B点后以水平飞出，落到足够长的斜坡滑道C点，已知O点在B点正下方，，不计全程的摩擦力和空气阻力，若运动员从更高处由静止开始滑下，到达B点后以水平飞出，则运动员（ ）
A. 落到斜面瞬间的速度大小可能不变B. 落到斜面瞬间的速度方向一定发生变化
C. 一定落到斜坡滑道D点下方D. 在空中运动的时间一定小于原来的两倍
【答案】BCD
【解析】
【详解】C．若运动员从更高处由静止开始滑下，到达B点后以水平飞出，如图所示
若第二次运动员仍落到与C点等高的水平面，则运动时间t不变，由
可知水平位移为原来2倍，即落到D点正上方的点，故运动员一定落到斜坡滑道D点下方，故C正确；
A．从B点水平飞出到落至斜面过程，由动能定理可得
第二次下落的高度较大，则第二次下落过程的动能增加量较大，且第二次的初动能较大，所以第二次落到斜面时的速度一定较大，故A错误；
B．如图为两次落到斜面上时的位移方向
由图可知，两次的位移偏角关系为
设落到斜面上时速度与水平面的夹角分别为、，由速度偏角公式可得
又有
可得
故有
即落到斜面瞬间的速度方向不同，故B正确；
D．如图所示
设第二次落到斜面的位置为E点，连接BE与第一次轨迹交于F点，设BE与水平方向的夹角为，第一次从B到F所用时间为，第二次从B到E所用时间为，则有
，
可得
而第一次从B到F所用时间小于B到C所用时间，则第二次在空中运动的时间一定小于原来的两倍，故D正确。
故选BCD。
三、实验题（共8小题，每空2分，共16分）
11. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，在白纸上描绘出小钢球平抛运动的轨迹，然后研究平抛运动规律。

（1）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并建立直角坐标系，下列图像坐标原点和坐标系的选择正确的是__________；
A． B． C．
（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，取重力加速度大小，由图中所给的数据可判断出：小球从O→A、A→B所经历的时间__________（填“相等”或“不相等”）。图中坐标原点O__________（选填“是”或“不是”）抛出点。

（3）实验结果发现，测出的小钢球做平抛运动的初速度跟实际值相比有较大的误差，可能的原因是____。
A．斜槽轨道末端水平段过长
B．没有平衡斜槽轨道的摩擦力
C．小球没有每次都从斜槽同一高度静止释放
【答案】 ①. C ②. 相等 ③. 不是 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]小球在斜槽末端时，坐标原点应在小球球心上，故C正确，AB错误。
故选C。
（2）[2]小球在水平方向做匀速直线运动，OA、AB间水平位移相等，故小球从O→A、A→B所经历的时间相等；
[3]若O点为抛出点，小球竖直方向做自由落体运动，OA、AB间运动时间相等，则OA段和AB段竖直位移比为1:3，而实际竖直位移比为1:2，故O点不是抛出点；
（3）[4] 斜槽轨道不需要光滑，为保证小球每次做平抛运动的初速度相等，应让小球每次都从斜槽同一高度静止释放，故AB错误，C正确。
故选C。
12. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕垂直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度，旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。
（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______；
（2）以F为纵坐标，以______（选填，或为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；
（3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比______（填“偏大”或“偏小”），主要原因是______。
【答案】（1）
（2）
（3） ①. 偏小 ②. 滑块与水平杆之间存在静摩擦力
【解析】
【小问1详解】
每次遮光片经过光电门时的线速度大小为
由线速度大小和角速度大小的关系式可得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律可得
可知F与成正比，以F为纵坐标，为横坐标可在坐标纸上描出一条直线，斜率为
【小问3详解】
力传感器测量的F是绳子的拉力，而在实际情况中，滑块在做圆周运动时还会受到水平杆对它的静摩擦力，向心力等于绳子拉力F和静摩擦力之和。因此，在滑块与水平杆之间存在的静摩擦力的影响下，力传感器示数F作为向心力时会比向心力理论值偏小。
四、计算题（共3题，13题10分，14题10分，15题18分，共38分）
13. 女子跳台滑雪如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一定速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆这项运动非常惊险。设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0=20m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ=37°，斜坡可以看成一斜面，空气阻力忽略不计。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8）求:
(1)运动员在空中飞行的时间t；
(2)A、B间的距离s。
【答案】(1)3s；(2)75m
【解析】
【详解】(1)运动员由A点到B点做平抛运动，水平方向的位移
x=v0t
竖直方向的位移
又
=tan37°
联立解得
(2)由题意知
解得A、B间的距离
14. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台静止不转动时，将一质量为可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与竖直轴成角，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，，，求：

（1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少；
（2）当物块在A点随陶罐一起转动且不受摩擦力时陶罐的角速度为多少。
【答案】（1）
（2）5rad/s
【解析】
【小问1详解】
物块受力如图甲所示
由平衡条件得，
且
解得
【小问2详解】
物块受力如图乙所示
由圆周运动的条件得
由几何关系可知圆周运动半径
联立，解得
15. 如图所示为某物理兴趣小组所设计的游戏装置示意图。质量为kg的小钢珠（可视为质点）用长度为m的轻绳拴着在竖直面内绕O点做圆周运动。小钢珠到达最低点A处时轻绳恰好被拉断，之后小钢珠以m/s的速度水平抛出，小钢珠飞出后恰好从B处无碰撞地切入一倾角为的斜面上，然后从圆弧末端C点处以m/s的速度水平抛出。已知抛出点C距水平地面的高度为m，小钢珠落地时将与地面发生碰撞，碰撞前后速度的水平分量不变，竖直分量大小变为碰撞前速度竖直分量的、方向相反。若小钢珠在第一次碰撞前恰好掠过高为m的挡板D，与地面碰撞一次后又恰好掠过高为m的挡板E，第二次落地时刚好打中位于F处的电灯开关（开关大小不计）。重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。求：
（1）小钢珠在A处时对轻绳的拉力；
（2）A、B间的竖直距离；
（3）开关F以及挡板D、E距抛出点C的水平距离、、。
【答案】（1）0.75N，方向竖直向下；（2）0.05m；（3）1.56m，0.4m，0.88m或1.28m
【解析】
【详解】（1）小钢珠经过A点时，由牛顿第二定律有
解得
N
根据牛顿第三定律，小钢珠在A处时对轻绳的拉力
N
方向竖直向下。
（2）小钢珠从A到B做平抛运动，因为在B处恰好切入斜面，所以该点的速度方向沿斜面向下，可知
解得小钢珠在B处速度的竖直分量
m/s
则A、B间的竖直距离
m
（3）小钢珠自C到掠过挡板D所用的时间为
s
所以D距C的水平距离
m
小钢珠从飞出至第一次落地所需的时间
s
此时竖直方向的分速度
m/s
第一次碰地反弹后竖直方向的分速度
m/s
第一次碰地后到最高点所需的时间
s
最高点的高度
m
落到F点用时
s
所以F距C的水平距离
m
挡板E有两种情况：
①如图甲所示情况，小钢珠从挡板E上升到最高点的时间
s
此种情况小钢珠所经历的时间
s
所以此时E距C的水平距离
m
②如图乙所示情况，小钢珠所经历的时间
s
所以此时E距C的水平距离
m