江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)2024-2025學(xué)年高一（下）期中物理試卷（含解析）

第=page99頁(yè)，共=sectionpages1111頁(yè)江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)2024-2025學(xué)年高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共11小題，共44分。1.某計(jì)算機(jī)硬磁盤(pán)的圓形磁道如圖所示，電動(dòng)機(jī)使盤(pán)面勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)具有相同的物理量是(

)A.角速度大小

B.線速度大小

C.線速度方向

D.加速度大小2.地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學(xué)上常用來(lái)作為長(zhǎng)度單位，叫作天文單位，用符號(hào)AU表示。已知水星公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為0.7AU，則水星公轉(zhuǎn)的周期約為(

)A.0.3年 B.0.6年 C.0.9年 D.1.2年3.我國(guó)天宮空間站在距地球表面約400km高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員經(jīng)常在里面做一些有趣的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.空間站的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度

B.空間站內(nèi)物體受到地球的萬(wàn)有引力充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

C.在空間站內(nèi)不能使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小

D.空間站的運(yùn)行周期大于同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期4.如圖所示，滾筒洗衣機(jī)脫水時(shí)，滾筒繞水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒上有很多漏水孔，以便達(dá)到讓衣物脫水的目的。假設(shè)濕衣服在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(

)A.衣物在最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài) B.衣物通過(guò)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)線速度相同

C.衣物在最低點(diǎn)時(shí)比最高點(diǎn)時(shí)脫水效果更好 D.減小滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，脫水效果更好5.沿傾角為α的斜面上推一個(gè)質(zhì)量為m的物體，推力F與斜面平行，物體由靜止開(kāi)始，上升的高度為h，在此過(guò)程中，F(xiàn)對(duì)物體做功的大小是(

)

A.Fh B.Fhcosα C.Fhcosα 6.地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一個(gè)宇宙飛船在地球與月球之間，當(dāng)?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r(shí)，該宇宙飛船距地心距離與距月心距離之比為(

)A.1：9 B.9：1 C.1：81 D.81：17.如圖所示，幾位自行車運(yùn)動(dòng)員正在傾斜的彎道上騎車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若圓周運(yùn)動(dòng)的軌道在同一水平面內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員連同各自的自行車均可視為質(zhì)點(diǎn)，傾斜彎道可視為斜面，下面說(shuō)法正確的是(

)

A.質(zhì)點(diǎn)所受支持力豎直向上

B.質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)

C.質(zhì)點(diǎn)的向心加速度方向沿斜面向下

D.設(shè)計(jì)成內(nèi)低外高的賽道可防止運(yùn)動(dòng)員因速度過(guò)快而發(fā)生側(cè)滑8.“神舟”十七號(hào)載人飛船與核心艙對(duì)接過(guò)程如圖所示?！吧裰邸笔咛?hào)飛船先在軌道Ⅰ上做圓周運(yùn)動(dòng)，在M點(diǎn)變軌后，沿橢圓軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)，在N點(diǎn)再次變軌與核心艙對(duì)接，此后一起在圓軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.飛船在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的加速度

B.飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的速度

C.飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的速度小于N點(diǎn)的速度

D.相等時(shí)間內(nèi)，在軌道Ⅲ上飛船與地心連線掃過(guò)的面積等于在軌道Ⅰ上掃過(guò)的面積9.小汽車在平直軌道上由靜止開(kāi)始啟動(dòng)，汽車的功率保持不變，啟動(dòng)過(guò)程受到的牽引力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖所示，若汽車所受阻力恒定，則在啟動(dòng)過(guò)程中(

)A.汽車在0-10s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)

B.汽車在10s以后做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.汽車所受阻力為10N

D.如果此汽車在同樣道路采用恒定加速度的啟動(dòng)方式，可以提高汽車最終的速度

10.如圖所示為背越式跳高過(guò)程的分解圖，對(duì)于選手從起跳到落在墊子的全過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(

)A.選手的重力勢(shì)能一直在增大

B.起跳速度越大，選手在最高點(diǎn)重力的瞬時(shí)功率越大

C.起跳速度越小，選手在最高點(diǎn)機(jī)械能越小

D.選手落到墊子并將墊子壓到最緊的過(guò)程中，墊子的彈性勢(shì)能先變大后變小

11.如圖所示，斜面體固定在水平面上，斜面體的兩側(cè)面與水平面平滑連接，兩小木塊同時(shí)從斜面體的頂端由靜止下滑，最終停在水平面上。已知木塊與斜面、水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，不計(jì)木塊從斜面底端進(jìn)入水平面時(shí)的能量損失。下列描述木塊速度大小v隨時(shí)間t變化關(guān)系圖像可能正確的是(

)A. B.

C. D.二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共15分。12.圖1是一款能顯示轉(zhuǎn)速的多功能轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)正六邊形螺母在轉(zhuǎn)盤(pán)上做圓周運(yùn)動(dòng)，某興趣小組的同學(xué)利用該平臺(tái)研究向心力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，重力加速度為g。

(1)僅將質(zhì)量為m的螺母置于水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)，螺母隨轉(zhuǎn)盤(pán)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母受到的______(選填“靜摩擦力”、“支持力”或“重力”)充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

(2)然后在螺母上固定一個(gè)無(wú)線力傳感器(質(zhì)量不計(jì))，并用輕繩連接傳感器與轉(zhuǎn)軸。螺母和轉(zhuǎn)盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，調(diào)節(jié)裝置使螺母隨轉(zhuǎn)盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，力傳感器示數(shù)為F，由受力分析可知螺母在此運(yùn)動(dòng)中受到的合力F0=______(用F、m、μ、g及相關(guān)參量表示)。隨后再測(cè)量出螺母做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，讀出平臺(tái)轉(zhuǎn)速n。

(3)調(diào)節(jié)平臺(tái)轉(zhuǎn)速，測(cè)出多組數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙中描出實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，作出F0-x和F-x圖像，如圖2和圖3所示。為了更好地研究向心力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，圖2和圖3中的橫坐標(biāo)x應(yīng)選擇______(選填“n”、“1n”、“n2”或“1n2”)。

(4)某同學(xué)想借助(3)的F-x圖像更準(zhǔn)確地測(cè)量μ。

①圖3中直線的斜率為k，縱坐標(biāo)截距的絕對(duì)值為b，則μ=______(用題目給出的參量表示)。

②若在平臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就進(jìn)行測(cè)量，則μ的測(cè)量值______三、計(jì)算題：本大題共4小題，共41分。13.某游樂(lè)園的摩天輪在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為R=10m。一位質(zhì)量為m=50kg的乘客坐在摩天輪的坐椅上，重力加速度g=10m/s2。試求：

(1)當(dāng)摩天輪的運(yùn)行速率為6m/s時(shí)，乘客在最低點(diǎn)時(shí)坐椅對(duì)他的支持力大??；

(2)為使乘客在最高點(diǎn)恰好不脫離坐椅，摩天輪的最大運(yùn)行速率。14.兩段斜面AB和BC連接成V字形，連接點(diǎn)B處可以視作一段極短的光滑圓弧，兩段斜面長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=1m，傾角α=37°，一質(zhì)量為1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從AB段斜面頂端由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，小物塊與AB和BC段動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。試求：

(1)小物塊第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率；

(2)小物塊在兩段斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程。15.2025年1月29日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了行星HD20794d，它距離地球約20光年。假設(shè)該行星是半徑為R的均勻密度球體，其質(zhì)量為M，引力常量為G，試求：

(1)該行星表面重力加速度g；

(2)若該行星的一顆衛(wèi)星在距其表面高度為3R的圓形軌道上運(yùn)行，求衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大?。?/p>

(3)假設(shè)該行星內(nèi)部存在一條穿過(guò)球心的狹窄隧道，如圖所示，探測(cè)器質(zhì)量為m，可在隧道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器在隧道內(nèi)距離行星球心的距離為x(x≤R)時(shí)，推導(dǎo)其受到的引力大小F隨x的變化關(guān)系式。(已知均勻球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為0)16.如圖所示，水平地面上固定一個(gè)傾角θ=30°的斜面體(頂端固定有小滑輪)，一根細(xì)線繞過(guò)滑輪，一端與放在斜面上的質(zhì)量為M=3kg的物塊相連，另一端與質(zhì)量m=2kg的小球連接。初始時(shí)刻，物塊在斜面底端，用手控制住物塊，使系統(tǒng)保持靜止，此時(shí)小球距地面高度為h，松手后，小球豎直向下運(yùn)動(dòng)，速率為2m/s時(shí)接觸地面，且著地后立即靜止在落地點(diǎn)。斜面足夠長(zhǎng)，忽略一切摩擦，重力加速度g=10m/s2，試求：

(1)小球初始時(shí)刻距地面的高度h；

(2)物塊從斜面底端上升到最高點(diǎn)過(guò)程中，細(xì)線對(duì)物塊做的功；

(3)若物塊上升到最高點(diǎn)后，沿斜面返回到某一位置時(shí)，細(xì)線突然拉緊，物塊的速率瞬間減少一半，隨后物塊和細(xì)繩一起運(yùn)動(dòng)。在細(xì)線拉緊的瞬間，求物塊和小球組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

答案和解析1.【答案】A

【解析】ABD、A、B兩點(diǎn)屬于共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，根據(jù)v=rω，a=rω2可知，線速度與加速度大小不同，故A正確，BD錯(cuò)誤；

C、線速度沿軌跡切線方向，則線速度方向不同，故C錯(cuò)誤；

故選：A。

2.【答案】【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有

R水3T水2=R地3T地2

代入數(shù)據(jù)，解得

T水≈0.6年

【解析】A、第一宇宙速度v=7.9km/s，是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度。根據(jù)

GMmr2=mv2r

可得

v=GMr

天宮空間站的軌道半徑大于地球半徑，所以其運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；

B、天宮空間站在距地球表面約400km高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空間站內(nèi)物體受到地球的萬(wàn)有引力充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故B正確；

C、在空間站內(nèi)，彈簧測(cè)力計(jì)可以用來(lái)測(cè)量力的大小，比如測(cè)量拉力等，只是不能用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力，因?yàn)槲矬w處于完全失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)

GMmr2=m(2πT)2【解析】A.衣物運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)加速度方向豎直向上，處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B.衣服在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的線速度大小相同，方向不同，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)牛頓第二定律可知，在最低點(diǎn)有：FN1-mg=mv2r，在最高點(diǎn)有：FN2+mg=mv2r，則FN1>FN2，衣物在最低點(diǎn)時(shí)比最高點(diǎn)時(shí)脫水效果更好，故C正確；

D.【解析】根據(jù)做功的表達(dá)式：W=Fs=Fhsinα，故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

6.【解析】設(shè)月球質(zhì)量為M，地球質(zhì)量為81M，飛行器距地心距離為r1，飛行器距月心距離為r2，由于地球?qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊ο嗟雀鶕?jù)萬(wàn)有引力定律得G81Mmr12=GMmr22解得：r1r2【解析】A、支持力的方向與垂直斜面向上，不可能豎直方向上，故A錯(cuò)誤；

B、質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合力指向圓心，具有大小一定、方向指向圓心的向心加速度，不可能處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C、向心加速度指向圓心，不可能沿斜面向下，故C錯(cuò)誤；

D、將車道設(shè)計(jì)成內(nèi)低外高，主要是為了防止側(cè)滑，故D正確。

故選：D。

8.【答案】A

【解析】A.根據(jù)牛頓第二定律GMmr2=ma，可知飛船在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度，故A正確；

B.根據(jù)變軌原理，飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)需加速做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入軌道Ⅲ，飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度小于在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度，故B錯(cuò)誤；

D.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的速度大于N點(diǎn)的速度，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，相等時(shí)間內(nèi)飛船與地心連線掃過(guò)面積相等是指在同一個(gè)軌道上，故D錯(cuò)誤。

故選：A。

【解析】ABC、汽車所受阻力恒定，在0-10s內(nèi)牽引力逐漸減小，加速度減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在10s以后牽引力等于阻力，做勻速運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤，C正確；

D、汽車以恒定功率和恒定加速度的方式啟動(dòng)，達(dá)到的最大速度是相同的，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

ABC、汽車所受阻力恒定，在0-10s內(nèi)牽引力逐漸減小，加速度減小，在10s以后牽引力等于阻力；

D、汽車以恒定功率和恒定加速度的方式啟動(dòng)，達(dá)到的最大速度是相同的。

10.【答案】C

【解析】A.選手從起跳到落在墊子的過(guò)程中，先上升再下降，選手的重力勢(shì)能先增大再減小，故A錯(cuò)誤；

B.重力的瞬時(shí)功率為P=mgv豎直，選手在最高點(diǎn)時(shí)，豎直分速度是零，則重力的瞬時(shí)功率是零，故B錯(cuò)誤；

C.選手在跳高過(guò)程中，只受重力作用，選手的機(jī)械能守恒。起跳速度越小，起跳時(shí)選手的機(jī)械能越小，選手在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能也越小，故C正確；

D.選手落到墊子并將墊子壓到最緊的過(guò)程中，墊子的形變一直變大，墊子的彈性勢(shì)能一直變大，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

11.【答案】【解析】D、由動(dòng)能定理，可得到兩木塊到達(dá)底端時(shí)的速度滿足：mgh-μmgcosθ×hsinθ=12mv2-0，解得：v=2gh(1-μtanθ)，

結(jié)合圖像，可知左側(cè)木塊所在斜面的角度更大，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，可知左側(cè)木塊到達(dá)底端時(shí)的速度更大，故D錯(cuò)誤；

ABC、由牛頓第二定律，可得到兩物塊下滑時(shí)的加速度滿足：mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：a=gsinθ-μgcosθ，結(jié)合角度關(guān)系，可知左側(cè)木塊的加速度更大；

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：hsinθ=12at2，可知左側(cè)木塊下滑過(guò)程需要的時(shí)間更短；

木塊在水平面上滑動(dòng)時(shí)，對(duì)木塊受力分析，可知兩木塊的加速度滿足：μmg=ma2，解得：【解析】(1)僅將質(zhì)量為m的螺母置于水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，調(diào)節(jié)平臺(tái)，螺母隨轉(zhuǎn)盤(pán)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母受到的靜摩擦力充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

(2)根據(jù)受力分析可知螺母在此運(yùn)動(dòng)中受到的合力F0=F+μmg。

(3)根據(jù)向心力公式與F0=mRω2=4mπ2Rn2

圖2和圖3中的橫坐標(biāo)x應(yīng)選擇n2

(4)①根據(jù)牛頓第二定律可知F+μmg=4mπ2Rn2

解得F=4mπ2Rn2-μmg

可知μmg=b

解得μ=bmg

②平臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力有沿切線方向的分力以增加螺母的速率，就進(jìn)行測(cè)量，則μ的測(cè)量值偏小。

故答案為：(1)靜摩擦力；(2)F+μmg；(3)n2；(4)bmg；偏小；見(jiàn)解析

13.【解析】(1)設(shè)最低點(diǎn)座椅對(duì)乘客的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律有N-mg=mv2R，代入數(shù)據(jù)解得N=680N；

(2)最高點(diǎn)不脫離座椅，則有mg=mvm2R，解得vm=10m/s。

答：(1)乘客在最低點(diǎn)時(shí)坐椅對(duì)他的支持力大小為680N；

(2)摩天輪的最大運(yùn)行速率為10m/s。

14.【解析】(1)小物塊第一次從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)

mgLsin370-μmgLcos370