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陕西省西安中学2024-2025学年高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列关于万有引力定律的发现历程，描述正确的是( )
A. 牛顿仅在牛顿运动定律的基础上总结出了万有引力定律，并给出了引力常量
B. 卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量，他被誉为“第一个称出地球质量的人”
C. 开普勒通过“月地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力
D. 牛顿通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动，并指出运动的原因是行星与太阳间的引力
2.年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛于北京时间月日落幕，中国蹦床队斩获金银，取得“开门红”。如图所示，某次比赛时，运动员从蹦床正上方点由静止下落，运动员在点接触蹦床并将蹦床压缩至最低点点，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 运动员从点运动到点的过程中机械能减小
B. 运动员从点运动到点的过程中机械能守恒
C. 运动员在点的动能最大
D. 运动员在点的加速度为
3.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍然做匀速圆周运动，则( )
A. 卫星的向心加速度减小到原来的 B. 卫星的周期增大到原来的倍
C. 卫星的角速度减小到原来的 D. 卫星的周期增大到原来的倍
4.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若质量为的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间前进的距离为，且速度达到最大值设这一过程中电动机的功率恒为，小车所受阻力恒为，那么这段时间内( )
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为
D. 小车受到的牵引力做的功为
5.某次班级例行换座位，小明开始用与水平面夹角斜向上大小为的拉力沿直线向前拉动课桌，移动距离后换用与水平面夹角斜向下大小仍为的推力沿直线向前推动课桌，移动距离也是，运动过程中接触面粗糙程度不变。以下判断正确的是( )
A. 两次摩擦力做功相同 B. 两次做功相同
C. 两次摩擦产生热量相同 D. 两次课桌动能变化相同
6.实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。我们需要通过各种方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是( )
A. 甲图中若大小不变，物块从到过程中力做的为
B. 乙图中，全过程中做的总功为
C. 丙图中，绳长为，若空气阻力大小不变，小球从运动到过程中空气阻力做的功
D. 图丁中，始终保持水平，无论是缓慢将小球从拉到，还是为恒力将小球从拉到，做的功都是
7.质量为的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为，在物体下落的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物体动能增加了 B. 物体的机械能减少了
C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体的重力势能减少了
8.图甲是正在做送餐工作的“机器人服务员”，该机器人正在沿图乙中曲线给号桌送餐，已知弧长和半径均为的圆弧与直线路径、相切，段长度也为，段长度为，机器人从点由静止匀加速出发，到达点时速率恰好达到，接着以的速率匀速通过弧段，通过点以的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动，最终停在号桌旁的点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数，关于该机器人送餐运动的说法正确的是( )
A. 从运动到过程中机器人的向心加速度
B. 为防止餐盘与水平托盘之间发生相对滑动，机器人在段运动的最大速率为
C. 从点运动到点过程中机器人的加速度且餐盘和水平托盘不会发生相对滑动
D. 餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下，机器人从点到点的最短时间秒
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
9.某校同学在一次劳动实践教育活动中，乘坐景区的观光车以恒定的速率经过了外高内低的盘山公路，最终到达目的地开展活动。关于观光车在盘山公路上的运动过程，下列说法正确的是( )
A. 观光车以适当速度转弯时，可能由重力和支持力的合力提供所需要的向心力
B. 盘山公路修建得外高内低是为了避免观光车向外侧滑
C. 观光车转弯时受到了重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
D. 观光车以较大速度转弯时，仅由摩擦力提供所需要的向心力
10.中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在点的速度小于在点的速度
B. 飞船在轨道Ⅰ上运动时在点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在点的速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上运动到点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到点时的加速度
D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
11.如图所示，足够长的水平传送带由电动机带动着始终保持速度匀速运动，一质量为的小物块轻轻放在传送带左端。已知物块到达传送带右端前已经开始匀速运动，物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，在小物块开始运动到加速至的过程中( )
A. 小物块加速运动时间为 B. 传送带对小物块做功的平均功率为
C. 传送带对小物块的摩擦力做的功为 D. 小物块在传送带上产生的摩擦热为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
12.某同学利用传感器验证向心力与角速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力的大小。
圆盘转动时，宽度为的遮光片从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为，则遮光片的线速度大小为__________，圆盘半径为，可计算出滑块做圆周运动的角速度为__________。用所给物理量的符号表示
保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度，并记录数据，做出图线如图乙所示，从而验证与关系。该同学发现图乙中的图线不过坐标原点，且图线在横轴上的截距为，滑块做圆周运动的半径为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为__________。用所给物理量的符号表示
13.某同学利用水平气垫导轨和光电门探究合力做功与动能变化的关系，光电门记录遮光片的挡光时间，装置如图所示。已知滑块的质量为含遮光片，钩码的质量为，重力加速度大小为。
若遮光片的宽度为，遮光片通过光电门和时显示的时间分别为、，则滑块通过光电门时的速度大小__________。
由实验数据得到滑块从光电门运动到光电门的过程中，动能变化量________。
因滑块的质量含遮光片远大于钩码的质量，若以钩码所受的重力作为滑块所受的合力，光电门、之间的距离为，则滑块从光电门运动到光电门的过程中合力做功__________。
若实验正确操作，必有__________。填“稍大于”“稍小于”或“等于”
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
14.如图所示，质量为的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为的力拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为，求：
内拉力对雪橇做的功是多少？
内拉力的平均功率；
末拉力的瞬时功率。
15.假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为。已知引力常量为。求：
该星球的半径多大？
该星球的第一宇宙速度多大？
质量为的物体在该星球表面的重力为多大？
16.如图，半径的光滑圆弧轨道与足够长的粗糙轨道在处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，半径、与的夹角分别为和在高的光滑水平平台上，一质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣，小物块将以一定的水平速度向右飞下平台，做平抛运动恰从点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：
弹簧储存的弹性势能；
物块经过点时，对圆弧轨道压力；
物块在轨道上运动的路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】牛顿在前人的基础上得出了万有引力定律，卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量，他被誉为“第一个称出地球质量的人”，故A错误，B正确；
C.牛顿通过“月地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力，故C错误；
D.开普勒通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】运动员从点运动到点的过程中，蹦床对运动员的弹力做负功，运动员的机械能减小，故A正确，B错误；
C.运动员从点运动到点的过程中动能先增大后减小，因此运动员在点的动能不是最大，故C错误；
D.运动员在点的速度为，加速度不为，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】解：卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：
，得 ，，，
由可得，当卫星的线速度减小到原来的时，轨道半径增大为原来的倍．
由，得知，向心加速度减小到原来的．
由，得知，卫星的周期增大到原来的倍．
由得知，卫星的角速度减小到原来的故ACD错误，B正确．
故选：
4.【答案】
【解析】小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式 可以知道，牵引力不断减小，
根据牛顿第二定律，有 故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故AB错误
对小车启动过程，根据动能定理，有 ，故C错误
根据可以知道，小车受到的牵引力做的功为 故D正确；
故选D
5.【答案】
【解析】B.两次拉力做功相同，均为，故B正确
设课桌与接触面的动摩擦因数为，课桌的质量为，则两次克服摩擦力做的功分别为，，可知两次摩擦力做功不相同，则两次摩擦产生热量不相同，故AC错误
D.根据动能定理可得，由于两次拉力做功相同，但两次摩擦力做功不相同，所以两次课桌动能变化不相同，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】解：、图甲中，对绳子做的功等于绳子对物块做的功，则物块从到过程中，力做的功为，故A错误；
B、图乙中，图像与坐标轴围成图形的“面积”表示功，则全过程中做的功，故B正确；
C、图丙中，绳长为，若空气阻力大小不变，可用微元法求得，小球从沿圆弧运动到过程中空气阻力做的功，故C错误；
D、图丁中，适中保持水平，当为恒力时，将小球从拉倒，做的功，而当适中保持水平缓慢将小球从拉到，则为水平方向的变力，做的功不能用计算，故D错误；
7.【答案】
【解析】物体的动能增加等于合外力做的功，即，故A错误；
物体的机械能减少量等于重力以外的其它力即阻力做的功，根据，得，物体克服阻力做的功为，所以机械能的减少量为，故B正确，C错误；
D.物体的重力势能减少量等于重力做的功，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】A.从运动到的过程中机器人的向心加速度，故A错误；
B.餐盘与托盘恰好不发生相对滑动，摩擦力提供向心力有，解得，故B错误；
C.由知，该加速度小于发生相对滑动的临界加速度，故C正确；
D.机器人以的速度匀减速至点的最大加速度，故最短的减速时间，匀减速的最小位移为，故从点开始匀速运动的时间，故从运动到点的最短时间为，故D错误。
9.【答案】
【解析】观光车以适当速度转弯时，使所需的向心力恰好等于重力和支持力的合力，此时由重力和支持力的合力提供所需要的向心力，故A正确；
B.盘山公路修建得外高内低是为了使重力和支持力的合力指向弯道内侧，当观光车转弯时线速度较大时，重力和支持力的合力可以提供所需要的较大的向心力，可避免观光车做离心运动而向外侧滑，故B正确；
C.向心力是效果力，不是物体实际受到的力，故观光车转弯时不受向心力的作用，故C错误；
D.观光车以较大的恒定的速率转弯时，所需向心力较大，此时由重力、支持力和垂直线速度方向的静摩擦力的合力提供所需要的向心力，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：根据开普勒第二定律可知，在轨道Ⅱ上，飞船在点的速度大于在点的速度，故A错误；
B.飞船在轨道Ⅰ上运动时在点需要加速才能变轨到轨道Ⅱ，故在轨道Ⅰ的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在点的速度，故B错误；
C.根据可知，飞船在轨道Ⅰ上运动到点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到点时的加速度，故C正确；
D.若轨道Ⅰ贴近火星表面，根据万有引力提供向心力，结合密度公式，，就可以推知火星的密度，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】、小物块加速过程的加速度为，末速度为，则加速时间，传送带对小物块做的功等于小物块动能的变化，故，则做功的平均功率，故A正确，B错误；
C、小物块受到传送带支持力和摩擦力作用，且支持力对小物块不做功，故传送带对小物块做的功即为摩擦力对小物块做的功，则传送带对小物块的摩擦力做的功为：，故C正确；
D、由分析知，小物块加速的时间，在时间内传送带的位移，此过程中物块的位移为，则有相对位移，系统摩擦生热为，故D错误。
故选AC。
12.【答案】

【解析】 遮光片的线速度大小为
根据线速度与角速度公式可知
根据图像可知 时， ，此时有
解得
13.【答案】；；；稍大于。
【解析】根据平均速度等于瞬时速度，则有；
从到的过程中，动能的变化量为：
把中的结果代入中得出，从到的过程中
以钩码所受的重力作为滑块所受的合力，滑块从光电门运动到光电门的过程中合力做功；
因为钩码的重力略大于滑块受到的合力，故若实验正常操作，必有稍大于。
故答案为：；；；稍大于。
14.【解析】内雪橇的位移为
代入数据可得：
拉力对雪橇做的功是
代入数据可得：
内拉力的平均功率
代入数据可得：
末雪橇的速度为
代入数据可得：
末拉力的瞬时功率
代入数据可得：
答：内拉力对雪橇做的功是；
内拉力的平均功率是；
末拉力的瞬时功率是。
15.【解析】由
得
第一宇宙速度
根据
得该星球表面的重力加速度大小
质量为的物体在该星球表面重力为
16.【解析】小物块离开平台后做平抛运动，竖直方向有
解得物块到达点时的竖直分速度大小为
物块从点沿切线方向进入圆弧轨道，则物块做平抛运动的初速度大小为
解得
由能量守恒定律可得弹簧储存的弹性势能为
解得
物块从水平面运动到点的过程，由机械能守恒定律可得
分析物块在点的受力，由牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，物块经过点时，对圆弧轨道压力大小为
方向竖直向下。
对物块从运动到过程，由机械能守恒定律可得
解得物块到达点的速度大小为
物块沿轨道向上作匀减速运动的最大位移为，根据动能定理可得
解得
由于
可知物块速度减为零后，反向加速下滑，设物块可以回到点，根据动能定理可得
解得
可知物块返回时可以从点离开轨道，所以物块在轨道上运动的路程为
答：弹簧储存的弹性势能为；
物块经过点时，对圆弧轨道压力为，方向竖直向下；
物块在轨道上运动的路程为。
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