湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
试卷更新日期：2025-04-21 类型：期中考试
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题只有一个正确选项）。
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1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（ ）
A、“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B、卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想 C、在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D、“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想2. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小随位移大小变化的情况如图乙所示，则力所做的功为（ ）
A、200J B、400J C、800J D、无法确定3. 两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小变为（ ）A、 B、 C、 D、4. 2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示，如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是（ ）
A、卫星在轨道2上经过P点时机械能比经过Q点时机械能大 B、卫星经过P点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大 C、卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大 D、卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大5. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点，不计空气阻力，重力加速度g。则在此过程中（ ）
A、铁球的机械能守恒 B、弹簧弹性势能的最大值为mg(h+x) C、铁球下落到距地面高度为l时动能最大 D、铁球动能最大的位置与h有关6. 如图所示，一轻绳跨过定滑轮，两端分别系有小球A和B，在外力作用下使两小球处于静止状态，两球间的高度差为h，释放小球，当两球间的高度差再次为h时，小球A的速度大小为 ， 已知重力加速度为g，不计一切摩擦，不计滑轮的质量，则A、B两球的质量之比为（ ）
A、2∶3 B、1∶2 C、1∶3 D、1∶4二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）。
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7. 2024年6月25日14时，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域如图甲所示，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回.若在即将着陆时，返回器主降落伞打开如图乙所示，逐渐减缓返回器的下降速度，返回器（含所有样品和设备）总质量为M，竖直减速下降高度的过程中加速度大小恒为 ， 重力加速度大小为g，则下降h高度的过程中（ ）
A、返回器的重力做功 B、返回器的动能减少了 C、返回器的重力势能减少了 D、返回器的机械能减少了8. 一长木板静止于光滑水平面上，一小物块（可视为质点）从左侧以某一速度滑上木板，最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中，物块的位移是木板位移的倍，设板块间滑动摩擦力大小不变，则下列说法正确的是（ ）
A、物块动能的减少量等于木板动能的增加量 B、摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量 C、因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功 D、因摩擦而产生的内能是木板动能增量的倍9. 如图所示，质量为m的物体静止在水平光滑的平台上，系在物体上的水平绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度水平向右匀速拉动，在人从地面上平台边缘、绳子竖直状态开始，向右行至绳与水平方向的夹角的过程中，下列说法正确的是（ ， ）（ ）
A、物体的末速度为 B、物体动能的增量为 C、绳的拉力对人所做的功为 D、绳的拉力对物体所做的功为10. 半径为R的光滑半球固定在水平地面上。有一质量为m的可视为质点的小球静止在半球的最高点，受到微小扰动后由静止开始沿球面下滑，一段时间后小球与半球分离，重力加速度大小为g，不计一切阻力，从小球开始下滑到落地前的过程中，下列说法正确的是（ ）
A、小球机械能不守恒 B、小球落地时的速率为 C、小球与半球分离时，小球离地的竖直高度为 D、小球落地前瞬间重力的瞬时功率为三、实验题（本题共2小题8个空，每空2分，共16分）。
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11. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器：
(1)、下列关于该实验说法正确的是（ ）A、必须在接通电源的同时释放纸带 B、利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C、为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点(2)、按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量J，重锤重力势能的减少量J（结果均保留三位有效数字）。(3)、该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析（选填“合理”或“不合理”）。12. 某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
(1)、小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小（用d、表示），从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期（用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力（用H、r、M、g表示）。(2)、实验发现当两次圆锥摆实验的圆弧半径r不同，而细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差H相同时，两种圆周运动的周期T相同，这说明圆锥摆的周期T与H有关，则有（用H、g表示）。四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分）。
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13. 2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T。地球半径为R，引力常量为G。求：(1)、地球的平均密度；(2)、第一宇宙速度的大小。14. 如图，一自行车骑行者和车的总质量为 ， 从距离水平路面高为的斜坡路上A点，由静止开始不蹬踏板让车自由运动，到达水平路面上的B点时速度大小为 ， 之后人立即以恒定的功名蹬车，人的输出功率 ， 从B运动到C所用时间 ， 到达C点时速度恰好达到最大。车在水平路面上行驶时受到阻力恒为总重力的0.02倍，运动过程可将人和车视为质点，重力加速度 ， 求：
(1)、A到B过程中自行车克服阻力的功；(2)、自行车的最大速度vm；(3)、B、C之间的距离s。15. 如图所示。半圆轨道BC竖直固定在水平地面上，AC是竖直直径，半径为R。B点与圆心O等高，轻质弹簧放置在水平地面上，左端固定在距A点足够远的地方。控制质量为m的小球（视为质点）向左压缩弹簧至E点（未画出），由静止释放小球。设重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。
(1)、若小球运动到C点时所受轨道的弹力大小等于小球重力的2倍，求小球经过C点的速度大小；(2)、改变初始时弹簧的压缩量，若小球在半圆轨道ABC运动时不会脱轨（在末端C点飞出不算脱轨）。求初始时弹簧弹性势能的取值范围；(3)、若空气阻力不可忽略，且小球所受阻力大小与其速率成正比，即f=kv。k为已知常数。若小球恰好通过C点。之后小球从C点水平飞出，经过时间t从C点落到水平地面，测得落地点离C点的水平距离为x，求小球从C点落到水平地面过程中克服空气阻力做的功。（用m、R、g、k、t、x表示结果，表达式合理即可。不需展开化简）