2022-2023學(xué)年重慶市西南大學(xué)附屬中學(xué)高一下學(xué)期階段性檢測物理試題（一）（解析版）

西南大學(xué)附屬中學(xué)高2025屆高一下階段性檢測（一）物理試題注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、班級、考場/座位號、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．答選擇題時，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫無效保持答卷清潔、完整。3．考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷學(xué)生保存，以備評講）。一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分，每小題只有一項符合題目要求。）1.如圖所示，修正帶的核心結(jié)構(gòu)為咬合良好的兩個齒輪，AB兩點分別位于大小齒輪的邊緣，大輪和小輪的半徑之比RA：RB=5：3，當(dāng)使用修正帶時，紙帶的運動會帶動兩輪轉(zhuǎn)動，則兩輪轉(zhuǎn)動時A、B兩點的角速度大小之比為（）A.1∶1 B.5∶3 C.3∶5 D.9∶25【答案】C【解析】【分析】【詳解】A、B兩點分別位于大小齒輪的邊緣，線速度相等，由可知，角速度與半徑成反比，可得A、B兩點的角速度大小之比為3∶5，C正確。故選C。2.如圖所示，某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打乒乓球（視為質(zhì)點），某次乒乓球與墻壁上的P點碰撞后水平彈離，恰好垂直落在球拍上的Q點。取重力加速度大小，不計空氣阻力．若球拍與水平方向的夾角為，乒乓球落到球拍前瞬間的速度大小為，則P、Q兩點的高度差為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】由于恰好垂直落在球拍上的Q點，根據(jù)幾何關(guān)系得解得根據(jù)乒乓球在豎直方向上的運動規(guī)律，由解得故選D。3.如圖所示，轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛，其中也包含了許多的物理知識。小李同學(xué)是轉(zhuǎn)筆高手，能讓筆繞其手上的某一點O做勻速圓周運動，下列敘述正確的是（）A.筆桿上各點的線速度方向沿著筆桿指向O點B.除了O點，筆桿上不同點的角速度大小是不一樣的C.筆桿上各點的線速度大小與到O點的距離成反比D.筆桿上的點離O點越近，做圓周運動的向心加速度越小【答案】D【解析】【詳解】A．筆桿上各點的線速度方向垂直于筆桿，沿運動軌跡的切線方向，A錯誤；B．除了O點，筆桿上不同點的角速度大小相同，B錯誤；C．根據(jù)可知筆桿上各點的線速度大小與到O點的距離r成正比，C錯誤；D．根據(jù)可知筆桿上的點離O點越近，做圓周運動的向心加速度越小，D正確。故選D。4.納米材料的抗拉強(qiáng)度幾乎比鋼材還高出100倍，使人們設(shè)想的太空電梯成為可能．其工作原理是從同步衛(wèi)星高度的太空站豎直放下由納米材料做成的太空電梯，固定在赤道上，這樣太空電梯隨地球一起旋轉(zhuǎn)，如圖所示．關(guān)于太空電梯倉停在太空電梯中點P時，下列對于太空電梯倉說法正確的是()A.處于平衡狀態(tài)B.速度比第一宇宙速度大C.向心加速度比同高度衛(wèi)星小D.角速度比近地衛(wèi)星大【答案】C【解析】【詳解】A．電梯做圓周運動，有加速度，受力不平衡，故A錯誤；B．根據(jù)知速度比同步衛(wèi)星小，根據(jù)同步衛(wèi)星比第一宇宙速度小，故B錯誤；C．根據(jù)知向心加速度比同高度衛(wèi)星的小，故C正確；D．根據(jù)同步衛(wèi)星比近地衛(wèi)星角速度小，所以角速度比近地衛(wèi)星小，故D錯誤；故選C．5.木星有眾多衛(wèi)星，其中木衛(wèi)二繞木星做勻速圓周運動的軌道半徑為，公轉(zhuǎn)周期為（約三天半時間），已知引力常量，則木星質(zhì)量的數(shù)量級為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】設(shè)木星質(zhì)量M，木衛(wèi)二質(zhì)量m，據(jù)引力作為向心力可得代入數(shù)據(jù)可解得故選C。6.如圖所示，長均為L的兩根輕繩，一端共同系住質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為L。重力加速度大小為g。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)以AB為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)小球在豎直面內(nèi)做圓周運動的半徑為r，小球運動到最高點時輕繩與圓周運動軌道平面的夾角為則根據(jù)題述小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，有小球在最高點速率為時，設(shè)每根繩拉力大小為，則有解得故選A。7.如圖所示，為豎直轉(zhuǎn)軸，輕繩和的結(jié)點C系一質(zhì)量為m的小球，兩繩能承受的最大拉力均為。當(dāng)和拉直時，，，繩的長為。細(xì)繩和能繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，因而小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。當(dāng)小球的線速度緩慢增大時，為保證兩繩都不斷裂，線速度的最大值為（重力加速度）（）A B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】小球在豎直方向上合力為零，即解得當(dāng)時，小球線速度具有最大值vm，根據(jù)牛頓第二定律有解得故選B。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分。每小題有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8.如圖所示，甲、乙、丙三個光滑斜面，它們的高度相同、傾角不同，，現(xiàn)讓完全相同的物塊沿斜面由靜止從頂端運動到底端。關(guān)于物塊沿不同斜面運動時重力做功W和重力做功的平均功率P，下列說法正確的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】【詳解】AC．三個物體下降的高度相同，根據(jù)可知，重力做功相同，A錯誤，C正確；BD．由牛頓第二定律得，物體下滑的加速度為由運動學(xué)公式解得又因為所以根據(jù)所以有B錯誤，D正確。故選CD。9.在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多，研究雙星，對于了解恒星形成和演化過程的多樣性有重要的意義。如圖所示為由A、B兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，A、B繞連線上一點O做圓周運動，測得A、B兩顆恒星間的距離為L，恒星A的周期為T，其中一顆恒星做圓周運動的向心加速度是另一顆恒星的2倍，則（）A.恒星B的周期為B.A、B兩顆恒星質(zhì)量之比為1∶2C.恒星B的線速度是恒星A的2倍D.A、B兩顆恒星質(zhì)量之和為【答案】BD【解析】【詳解】A．由于A、B兩恒星連線始終過O點，運動周期相同，均為T，A錯誤；B．根據(jù)①可知②又由于③④聯(lián)立可得⑤B正確；C．根據(jù)⑥②⑥聯(lián)立可得C錯誤；D．由③④聯(lián)立可得D正確。故選BD。10.現(xiàn)有一根長0.4m的剛性輕繩，其一端固定于O點，另一端系著一個可視為質(zhì)點且質(zhì)量為1kg的小球，將小球提至O點正上方的A點處，此時繩剛好伸直且無張力，如圖所示。不計空氣阻力，g＝10m/s2，則（）A.小球以4m/s的速度水平拋出的瞬間，繩中的張力大小為30NB.小球以2m/s的速度水平拋出的瞬間，繩子的張力大小為0C.小球以1m/s的速度水平拋出的瞬間，繩子的張力大小為7.5ND.小球以1m/s的速度水平拋出到繩子再次伸直時所經(jīng)歷的時間為s【答案】ABD【解析】【詳解】A．要使小球在豎直面內(nèi)能夠做完整的圓周運動，在最高點時重力恰好提供的向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得mg＝m解得v＝＝2m/s小球以4m/s的速度水平拋出的瞬間，對小球受力分析，由牛頓第二定律得T+mg＝m解得T＝30N故A正確；B．小球以2m/s的速度水平拋出的瞬間，輕繩剛好有拉力，張力為0，B正確；C．小球以1m/s的速度水平拋出的瞬間，1m/s＜2m/s，此時輕繩處于松弛狀態(tài)，繩上拉力為0，故C錯誤；D．小球?qū)⒆銎綊佭\動，經(jīng)時間t繩拉直，如圖所示：在豎直方向有y＝在水平方向有x＝v2t由幾何知識得l2＝(y﹣l）2+x2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t＝s故D正確；故選ABD。三、非選擇題（共57分）11.如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系的實驗裝置圖。轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速輪塔2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同的角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，標(biāo)尺8上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。那么：（l）在該實驗中探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系應(yīng)用了下列哪一種物理方法______。A．理想實驗法B．控制變量法C．等效替代法（2）當(dāng)用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的向心力之比為_______，角速度之比為________?！敬鸢浮竣?B②.1：2③.1：2【解析】【分析】【詳解】（1）[1]根據(jù)可知探究小球受到向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的半徑不變；探究小球受到的向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制一些變量，即保持轉(zhuǎn)動的角速度、轉(zhuǎn)動的半徑不變；探究小球受到的向心力大小與轉(zhuǎn)動的半徑的關(guān)系，需控制一些變量，即保持小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動的角速度不變；該實驗中應(yīng)用了控制變量法；（2）[2][3]線速度相等，則角速度與半徑成反比，故可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為根據(jù)可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的向心力之比為12.圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。（）（1）實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線________，為了使每次平拋的初速度相同，需要進(jìn)行的操作是：每次讓小球從________釋放。（2）某同學(xué)通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖乙所示，每個格的邊長，則該小球做平拋運動的初速度為________。（3）另一同學(xué)重新進(jìn)行實驗，以拋出點為坐標(biāo)原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，在軌跡上選取間距較大的幾個點，確定其坐標(biāo)，并在直角坐標(biāo)系內(nèi)繪出了圖像，如圖丙所示，則此小球平拋的初速度________?！敬鸢浮竣?水平②.同一位置靜止③.1.5④.0.5【解析】【詳解】（1）[1]平拋運動的初速度一定要水平，因此為了獲得水平的初速度，安裝斜槽軌道時要注意槽口末端要水平；[2]為了保證小球每次平拋的軌跡都是相同的，要求小球平拋的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能從同一位置靜止釋放。（2）[3]由圖可知，物體由和由所用時間相等，豎直方向根據(jù)由圖可知代入解得根據(jù)平拋運動將代入解得（3）[4]根據(jù)平拋運動解得，平拋運動的軌跡方程為則圖像的斜率為解得13.若某位宇航員隨飛船登陸火星后，在火星表面的某處以速度豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t，小球落回了拋出點。已知火星的半徑為R，引力常量為G，“螢火號”衛(wèi)星繞火星運動的周期為T，“螢火號”衛(wèi)星繞火星的運動近似看作勻速圓周運動。試求：（1）火星的質(zhì)量M。（2）“螢火號”衛(wèi)星繞火星運動的軌道半徑r?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)火星的重力加速度為g，則聯(lián)立得根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力知解得【點睛】本題主要考查萬有引力定律及其應(yīng)用。根據(jù)豎直上拋運動的對稱性求時間，根據(jù)天體表面的萬有引力約等于重力求質(zhì)量，根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力求半徑。14.如圖所示，輕質(zhì)桿長為3L，在桿的A、B兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動軸上，桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)球B運動到最低點時，桿對球B的作用力大小為，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，求此時：（1）球B轉(zhuǎn)動的線速度大小；（2）桿對A球的作用力大??；（3）在點O處，輕質(zhì)桿對水平轉(zhuǎn)動軸的作用力大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小球B受重力和彈力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律其中F1=2mg聯(lián)立解得（2）A球的角速度等于B球的角速度，設(shè)桿對A球是向下的拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有解得所以桿對A球的作用力大小為。（3）根據(jù)牛頓第三定律，球A對桿有向下的壓力，為，球B對桿有向下的拉力，為2mg，桿受力平衡，故軸對桿的彈力向上，為。15.如圖所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m=2kg的小物塊，它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)，在臺階右側(cè)固定了一個1/4圓弧擋板，圓弧半徑R=3m，圓弧的圓心也在O點。今以O(shè)點為原點建立平面直角坐標(biāo)系?，F(xiàn)用F=20N的水平恒力拉動小物塊，到O點時撤去拉力，小物塊水平拋出并擊中擋板（g?。?。（1）求小物塊在水平恒力F=20N作用下，