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2024-2025学年河南省信阳市高一（下）期中教学质量检测
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅米的短道竞赛．运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．图中圆弧虚线代表弯道，即运动正常运动路线，为运动员在点时的速度方向研究时可将运动员看作质点下列论述正确的是( )
A. 发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B. 发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C. 若在发生侧滑，则滑动的方向在左侧
D. 若在发生侧滑，则滑动的方向在右侧与之间
2.天问一号是由中国航天科技集团公司下属中国空间技术研究院总研制的探测器，负责执行中国第一次自主火星探测任务。于年月日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，年月到达火星附近，实施火星捕获。年月择机实施降轨，着陆巡视器与环绕器分离，软着陆火星表面，火星车驶离着陆平台，开展对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测，实现中国在深空探测领域的技术跨越。下图为天问一号着陆前的一些准备。下列说法正确的是( )
A. 天问一号在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上大
B. 天问一号在停泊轨道上点的加速度比在点小
C. 天问一号从调相轨道进入停泊轨道时需在点处加速
D. 若探测器在离火星表面高度为、近似为圆形的轨道上运行，周期为，已知火星半径为，万有引力常量为，则火星的密度为
3.第十一届全国杂技展演于年月在山东省举办，如图，水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车，跨过悬挂于点的轻小光滑圆环的细线一端连接，另一端悬挂一杂技演员。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为，现在遥控作用下使电动小车开始向左匀速运动，电动小车和演员均可视为质点，不计空气阻力，下列判断正确的是( )
A. 当时，杂技演员速度为零，处于平衡状态
B. 当时，、的速度大小之比是
C. 在向增大的过程中，绳子的拉力始终等于演员的重力
D. 在向增大的过程中，演员一直处于失重状态
4.深圳大疆公司是全球知名的无人机生产商，其生产的无人机在各行业中得到广泛应用。某同学应用大疆无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图为在测试软件中设定的、、轴的正方向，其中轴沿竖直方向，无人机开始时沿轴正方向匀速飞行，时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图的三个维度的加速度时间图像，可以推断的时间内无人机( )
A. 沿向方向一直加速 B. 沿方向的飞行速度在增大
C. 加速下降 D. 处于超重状态
5.如图所示为人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。已知某黑洞的逃逸速度，其中引力常量为，是该黑洞的质量，是该黑洞的半径。若天文学家观测到与该黑洞相距为的天体以周期绕该黑洞做匀速圆周运动，则下列关于该黑洞的说法正确的是( )
A. 该黑洞的质量为 B. 该黑洞的质量为
C. 该黑洞的最大半径为 D. 该黑洞的最大半径为
6.辽宁舰质量约为，如图是辽宁舰在海上转弯时的照片，忽略水的阻力，假设整个过程中辽宁舰做匀速圆周运动，速度大小为，圆周运动的半径为，重力加速度，下列说法中正确的是( )
A. 在点时水对舰的作用力指向圆心
B. 在点时舰所受水的合力大小约为
C. 在点时的加速度大小为
D. 完全掉头需要
7.平面内质量为的物体沿、方向的运动图像分别如图、所示，其中沿方向的图像为顶点在原点的抛物线。关于物体的运动，下列说法正确的是( )
A. 物体加速度大小为
B. 物体做匀变速直线运动
C. 物体做变加速运动
D. 时物体速度最小，大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.为了锻炼儿童的协调性，父子俩一起玩投掷小球的游戏。如图所示，父子分别从、两点水平抛出一个小球，小球均能从立在地面上的竖直管子的管口落入管中，、、三点恰在一条直线上，且。从点抛出的小球初速度大小为，在点的速度与水平方向的夹角为，从点抛出的小球初速度大小为，在点的速度与水平方向的夹角为，空气阻力不计，则下列判断正确的是( )
A. B.
C. ：： D.
9.如图所示，为地球赤道上的物体；为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；为地球同步卫星。关于、、做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A. 角速度的大小关系为 B. 向心加速度的大小关系为
C. 线速度的大小关系为 D. 周期关系为
10.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量为的两个物体和，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为、，与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转速从零缓慢增大到两物体刚好还未发生滑动过程中，下列说法正确的是( )
A. 受到的摩擦力一直增大
B. 角速度为 时物块恰好相对圆盘滑动
C. 受到摩擦力方向指向圆心
D. 细线最大拉力是
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一轻绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，测得滑块与遮光片总质量为，遮光片宽度为，光电门可以记录遮光片的通过时间，测得旋转半径为，滑块随杆匀速圆周运动，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和角速度的数据。
下列实验的实验方法与本实验相同的是_____。
A. 探究两个互成角度的力的合成规律
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 伽利略对自由落体的研究
某次测量时测得遮光片的遮光时间为，则角速度_____。
小华同学测出滑块做圆周运动向心力的大小和对应的遮光时间为，获得多组数据，画出了如图乙所示图像，则图像横坐标代表的是_____填下面选项前字母，该图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是_____。
A. ． ．
12.在做“研究平抛物体的运动”的实验中
同学甲为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图实所示的装置，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板向远离槽口方向平移距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；又将木板再向远离槽口方向平移距离，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹。若测得木板每次移动距离均为。、间距离，、间距离。取
实验前，需要将斜槽轨道的末端调至______填“水平”或“倾斜”；
为了得到图中的、、三点，每次释放小球时的初位置应该_____填“相同”或“不同”；
小球从下落到，与从下落到所用时间____填“相等”或“不等”；
根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为_______结果保留两位有效数字。
同学乙研究小球在斜面上的平抛运动，实验装置如图，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角，获得不同的水平射程，最后作出了如图所示的图象，。则：由图可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度______结果保留两位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.图甲为北京年冬奥会的雪如意跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙所示，某滑雪运动员从跳台处沿水平方向飞出，落点在斜坡处，测得间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，，求计算结果均可带根号：
运动员在空中飞行的时间；
运动员从处飞出的速度大小。
14.年月日，我国成功将天链二号卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的倍。已知地球表面处的重力加速度大小为，引力常量为，忽略地球的自转，求：
地球的质量和密度；
卫星绕地球转动的角速度；
卫星所在处的重力加速度大小。
15.水平转台上固定一侧面光滑的圆锥，圆锥的高，轴截面如图所示，轴截面顶角的一半。一根长为的细线，一端系一质量为的小球，另一端固定在圆锥顶端。平台绕圆锥轴线匀速转动，小球随平台一起转动。已知，，重力加速度大小取。
若小球恰好对锥面无压力，求平台转动的角速度；
若平台的角速度，求小球受到的拉力和支持力；
若平台的角速度，小球突然从绳上脱落，求小球的落地点到圆锥底面圆心的距离。
答案解析
1.【答案】
【解析】【分析】
运动员侧滑实际上是做离心运动，根据离心运动的条件：外力为零或外力不足以提供向心力，进行分析；
解决本题的关键要掌握离心运动的条件：外力为零或外力不足以提供向心力，通过分析供需关系进行分析。
【解答】
、发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圆心，故AB错误；
、若运动员水平方向不受任何外力时沿线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在右侧与之间，故C错误，D正确．
故选D．
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了卫星的运动规律和卫星的变轨问题，对于该类问题关键是知道卫星变轨过程中根据离心运动和近心运动的条件分析判断，根据开普勒第三定律分析周期关系。
【解答】
A.根据开普勒第三定律可知，天问一号在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上小，故A错误；
B.根据可知，天问一号在停泊轨道上点的加速度比在点大，故B错误；
C.天问一号从调相轨道进入停泊轨道时做近心运动，需在点处减速，故C错误；
D.若探测器在离火星表面高度为、近似为圆形的轨道上运行，周期为，已知火星半径为，万有引力常量为，根据万有引力提供向心力，结合可得，火星的密度，故D正确。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查的是速度的合成与分解，小车的运动是合运动，杂技演员的运动是分运动，把的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解，根据沿绳子方向的速度即为杂技演员的速度，由速度的变化情况求解即可。
【解答】
B、由题可知，、用同一根细线连接，则电动小车沿细线方向的速度与演员的速度相等，则当时，，解得，B正确
、演员从开始运动到最低点的过程中，向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，绳子的拉力始终大于演员的重力，故 C、D错误；
A、当时，即为电动小车到达点正下方时，此时演员的速度为零，但的合外力向上，处于向下减速的末端，此时，故A错误。
4.【答案】
【解析】A、开始时沿轴方向速度为，内沿负方向加速，的时间内有沿向轴正方向加速度，故沿方向先减速到零，之后再加速，故A错误；
B、开始时沿轴正方向匀速飞行，的时间内有沿向轴负方向加速度，故沿方向的飞行速度在减小，故B错误；
C、开始时沿轴方向速为，的时间内有沿向轴正方向加速度，故沿方向一直加速，即加速上升，故C错误；
D、的时间内有沿向轴正方向加速度，处于超重状态，故D正确。
5.【答案】
【解析】【分析】
对于绕黑洞做匀速圆周运动的天体，根据万有引力提供向心力列式可求出该黑洞的质量；第一宇宙速度叫环绕速度，第二宇宙速度叫脱离速度，第三宇宙速度叫逃逸速度，只有逃逸速度大于真空中光速的天体才能成为黑洞。
本题考查万有引力定律的应用，掌握万有引力提供向心力，理解黑洞的含义及宇宙速度。
【解答】
对于绕黑洞做匀速圆周运动的天体，根据万有引力提供向心力有：，解得该黑洞的质量为：，故AB错误；
逃逸速度大于真空中光速的天体才能成为黑洞，所以该黑洞的逃逸速度应满足：，解得：，故C错误，D正确。
6.【答案】
【解析】辽宁舰在运动的过程中受到重力与水的合力，总的合力的方向沿水平方向，提供向心力，有
代入数据解得
由于总合力的方向指向圆心，所以水的合力的方向为斜向上方，水的合力的大小
代入数据可得
故A错误，B正确；
C.根据向心加速度公式
代入数据可得
故C错误；
D.辽宁舰做圆周运动的周期为
完全掉头需要的时间为
故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查运动的分解与合成，考查考生的知识的迁移应用能力。
根据图象可知物体在水平和竖直方向的运动情况，当加速度与速度方向共线时，物体做直线运动，若加速度与速度不共线，那么做曲线运动。
分析曲线运动速度最小时，一般要把初速度沿加速度方向和垂直加速度方向进行分解，当沿加速度方向的速度减小为零时，速度具有最小值。
【解答】
由图像可知，，解得方向加速度大小，由图像斜率可知方向的加速度，故物体的加速度为，A错误
物体加速度与轴夹角为，初速度沿正方向，故物体做匀变速曲线运动，BC错误
将物体的初速度沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，沿方向物体做匀速运动，故当减为时，物体速度最小，由得：，D正确。
8.【答案】
【解析】【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，同时掌握平抛运动的推论，速度方向与水平方向的夹角与位移与水平方向的夹角满足关系式。
【解答】
根据题意，由平抛运动的推论有，所以，故A错误，B正确；
根据平抛运动的规律有，，
，
所以，
故C错误，D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】【详解】同步卫星与地球角速度相同，即
而
根据
可知
所以
故A正确；
B.由
得
对于和，根据
即
故B正确；
C.、角速度相等，由
可知
对于和，根据
即
故C错误；
D.卫星为同步卫星，所以
根据
可知
所以
故D错误。
故选AB。
10.【答案】
【解析】解：、当绳子出现拉力时，受到的摩擦力方向指向圆心，当转速继续增大至将要发生滑动时，受摩擦力方向沿半径向外，可知受到的摩擦力先增大后减小再反向增大，故AC错误；
、当与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，由向心运动的趋势，由离心运动的趋势，则有：，，解得：，，故BD正确。
故选：。
都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，绳子没有张力，都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，根据向心力的大小判断谁先达到最大静摩擦力，当的摩擦力达到最大静摩擦力时，绳子刚开始有拉力，根据向心力公式求出角速度，当与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，根据向心力公式求解绳子拉力。
本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力，故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力。
11.【答案】 滑块受到摩擦力
【解析】实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验方法是控制变量法。
A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验方法是等效替代法，故A错误；
B.探究加速度与力、质量的关系的实验方法是控制变量法，故B正确；
C.伽利略对自由落体的研究的实验方法是实验推理法，故C错误。
故选B。
根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，滑块的线速度为
滑块的角速度为
滑块做圆周运动有
整理得
如图乙所示图像，则图像横坐标代表的是 。
图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力。
12.【答案】 水平 相同 相等

【解析】为使小球每次从斜槽轨道末端飞出后做平抛运动，需要将斜槽轨道的末端调至水平。
为了得到图中的、、三点，实验需保证小球每次做平抛运动的初速度相同，故每次释放小球时的初位置应相同。
小球从下落到，与从下落到水平位移相同，平抛运动的水平方向的运动是匀速直线运动，根据
可知小球从下落到，与从下落到所用时间相等。
小球做平抛运动，竖直方向，根据匀变速直线运动的推论
解得
小球初速度为
小球做平抛运动，则
小球落在斜面上，则
整理得
图像的斜率为
解得小球在斜面顶端水平抛出时的初速度
13.【答案】根据题意可知，运动员从点做平抛运动，竖直位移为
竖直方向上，由运动学公式得，运动员在空中飞行的时间；
水平方向上的位移为
水平方向上，由运动学公式 得，运动员从处飞出的速度大小为。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，，得地球质量，
地球的密度，又，解得；
根据万有引力提供向心力，有，
联立可得卫星绕地球转动的角速度；
在轨道半径为处，仍有万有引力等于重力，即，
联立解得卫星所在处的重力加速度大小。
【解析】在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，结合密度公式解得；
根据万有引力提供向心力可解得；
在轨道半径为处，仍有万有引力等于重力。
卫星问题处理的主要思路有两条：一星球表面物体的重力与万有引力相等，二是万有引力提供环绕天体圆周运动的向心力，称为黄金代换式，在卫星问题中经常用到，要熟练掌握。
15.【答案】小球恰好对锥面无压力，则小球只受到重力和拉力，其做圆周运动的向心力由重力与拉力的合力提供，由牛顿第二定律有，
解得。
由于，则此时小球未离开锥面，设小球受到的支持力为，细线张力为，沿竖直方向有，
沿水平方向有，
代入数据解得，。
由于，则此时小球离开锥面，设细线与轴线的夹角为，由牛顿第二定律有，
解得，
小球脱落瞬间的线速度，
小球到地面的高度，
设小球落到平台所用时间为，则，
小球平抛的水平位移，
小球的落地点到圆锥底面圆心的距离，
代入数据解得。

【解析】详细答案和详细解析见答案
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