第=page1414頁，共=sectionpages1414頁湖北省宜昌市協作體2024-2025學年高一（下）期中考試物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示是兒童游樂場的旋轉木馬，旋轉木馬上載有兒童以恒定角速度在水平面內轉動，下列說法正確的是(

)

A.兒童運動過程中所受的合外力為零

B.坐在最外側木馬上的兒童線速度最大

C.坐在木馬上的兒童運動過程中加速度不變

D.坐在木馬上的兒童因為受到離心力的作用而有向外滑動的趨勢2.在2024年8月巴黎奧運會跳水女子10米臺決賽中，中國選手全紅嬋表現出色，成功衛冕了該項目的冠軍，這也是她個人的第二塊奧運會金牌.如圖所示是全紅嬋比賽中的一張照片，全紅嬋從十米跳臺起跳后從最高點到全身入水速度減為零的過程中(不計空氣阻力)，下列說法正確的是(

)

A.機械能守恒 B.剛接觸水面時動能最大

C.重力勢能一直在減小 D.機械能一直在減小3.我國北斗導航系統由55顆衛星組網運行，其中如圖所示的三顆衛星分別是地球同步靜止軌道衛星甲、與地球自轉周期相同的傾斜地球同步軌道衛星乙、軌道較低一些的中軌道衛星丙，它們均為圓軌道衛星，下列關于三顆衛星說法正確的是(

)

A.衛星丙運行速度最大

B.衛星丙運行速度可能大于7.9km/s

C.衛星甲與衛星乙一定具有相同的動能4.質量為1000kg的電動汽車在平直公路上行駛，汽車所受阻力恒為f=1000N，汽車的額定功率為9×104A.6s B.5?s C.45.如圖所示，A、B、C分別是自行車的大齒輪、小齒輪和后輪的邊緣上的三個點，三點到各自轉動軸的距離分別為4r、r和10r.支起自行車后輪，在勻速轉動踏板的過程中，鏈條不打滑，則A、B、C三點(

)

A.轉速大小之比是nB:nC=1:10 B.角速度大小之比是ωA:ω6.如圖所示為火車轉彎時的情境圖，為了安全起見，通常在火車轉彎處將鐵軌鋪成外高內低，目的是減小車輪與鐵軌之間的側向擠壓.已知火車質量為m，內軌與外軌之間的距離為L，水平間距為d，高度差為h，火車在此處的轉彎半徑為R，重力加速度為g，忽略火車與軌道之間的橫向摩擦力.在轉彎處時，當輪緣與軌道之間沿軌道平面的擠壓彈力為零時，火車的速度大小為v0(v0未知).下列說法正確的是(

)A.v0=gRhd

B.當速度為gRhd時，軌道與火車間的彈力大小為mghd

C.當速度大于7.如圖甲所示，質量為m的滑塊靜止在傾角θ=30°的粗糙斜面底端，現用平行于斜面向上的拉力F作用在滑塊上，滑塊沿斜面運動x0=?2?m時撤去拉力F，此時滑塊的機械能E0=?80J，滑塊上滑過程中機械能E與上滑位移xA.滑塊的質量為m=2kg B.滑塊所受摩擦力的大小為10N

C.拉力F的大小恒為是40N D.二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.2024年5月3日17時27分，“嫦娥六號”探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射，開啟世界上首次月球背面采樣之旅.探測器通過多次適時變軌，使探測器繞地球運行的橢圓長軸逐漸變大，進入地月轉移軌道奔向月球，在月球附近對衛星實施了多次必要的修正，使它進入繞月球表面圓周運行的工作軌道.“嫦娥六號”奔月整個過程的軌道變化情況示意圖如圖所示，對于“嫦娥六號”探測器的運動過程，下列說法正確的是(

)

A.探測器繞地球運行的橢圓軌道周期逐漸變大

B.探測器在不同的橢圓軌道運行時與地球連線相等時間內掃過的面積相等

C.探測器在繞地球運行的橢圓軌道近地點時每次都需要加速

D.探測器在繞月球運行的橢圓軌道近月點時每次都需要加速9.如圖所示，擺球質量為m，懸線長度為L，把懸線拉到水平位置A點由靜止釋放，設擺球在運動中空氣阻力的大小不變恒為f，重力加速度為g，擺球從A點運動到最低點B的過程中，下列說法正確的是(

)

A.懸線的拉力做功為mgL B.重力做功為mgL

C.擺球克服空氣阻力做功為12πLf 10.如圖所示，有一水平圓轉臺上放有質量均為m的物塊A和B，兩物塊間用輕繩連接，分別放置在轉臺同一直徑的兩側，物塊A和B距離轉臺中心轉軸的距離分別為2r和r，且輕繩剛好伸直，物塊A和B與轉臺間的動摩擦因數均為μ，現逐漸增大轉臺的轉速，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊A和B均可視為質點，重力加速度大小為g，則下列說法正確的是(

)

A.當轉臺的角速度大于μg2r時繩子將產生張力

B.當兩物塊都將相對轉臺滑動時，轉臺的角速度為μgr

C.當兩物塊都將相對轉臺滑動時，繩子的拉力大小為2μmg

D.三、實驗題：本大題共2小題，共17分。11.某實驗小組利用如圖所示的裝置進行“探究向心力大小與半徑，角速度、質量的關系”實驗，轉動手柄，可使塔輪，長槽和短槽隨之勻速轉動，塔輪自上而下有三層，每層左、右半徑之比分別是1:1、2:1和3:1。左，右塔輪通過皮帶連接，并可通過改變皮帶所處層來改變左、右塔輪的角速度之比，實驗時，將兩個小球分別放在長槽A處和短槽的C處，A、C到左、右塔輪中心的距離相等，兩個小球隨塔輪做勻速圓周運動，向心力大小關系可由標尺露出的等分格的格數判斷。

(1)在研究向心力的大小F與質量m，角速度ω和半徑r之間的關系時我們主要用到了物理學中的

。A.微元法B.等效替代法C.控制變量法D.轉化放大法(2)如圖所示，實驗中某同學把兩個質量相等的小球放在A、C位置，將皮帶處于左、右兩邊半徑不等的塔輪上，轉動手柄，觀察左、右標尺的刻度，這是在探究向心力大小F與

(填選項前的字母)。A.質量m的關系B.半徑r的關系C.角速度ω的關系(3)若兩個質量相等的小球放在A、C位置，與皮帶連接的左、右兩個變速塔輪半徑之比為2:?1，發現標尺上的等分格顯示出兩個小球所受向心力大小之比為1:4;再改變兩個變速塔輪半徑之比為3:1，則標尺上的等分格顯示出兩個小球所受向心力大小之比為

，則說明當做圓周運動的物體的質量、半徑不變時，物體所受向心力大小與

(選填“ω”“1ω”或“ω212.實驗小組利用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，打點計時器接在頻率為f的交流電源上.讓重物自由下落，打點計時器在隨重物下落的紙帶上打下一系列點跡.挑出點跡清晰的紙帶進行數據處理．

(1)關于本實驗，下列說法錯誤的是

．A.實驗前必需用天平測出重物的質量B.重物選用質量和密度較大的金屬錘C.實驗時先通電，打點穩定后再釋放紙帶(2)實驗中，得到如圖乙所示的一條紙帶.O點為打下的第一個點，在紙帶上選取三個計數點A、B、C，相鄰兩個計數點之間還隔有一個打出的實際點，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、h已知當地重力加速度為g，重物的質量為m，從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量為

，動能的增加量為

.實驗中，由于摩擦等阻力的存在，重物重力勢能的減少量總是

動能的增加量(填“大于”“小于”或“等于”)．(3)某同學在家里做“驗證機械能守恒定律”的實驗，設計的實驗裝置如圖丙所示，用細線的一端系住一個較重的小鐵鎖(可看成質點)，另一端固定在鉛筆一端，用較重的書將鉛筆壓在水平桌面上，讓細線一端伸出桌面，將鐵鎖拉至與桌面等高處(細線拉直)，然后由靜止釋放.在筆的正下方某合適位置放一小刀，鐵鎖經過時，細線立即被割斷，鐵鎖繼續運動，落在水平地面上.測得鐵鎖靜止時距地面的距離為h，筆到鐵鎖的距離為l，筆到鐵鎖落地點的水平距離為s，若滿足s2=

(用l和h表示)，即可驗證鐵鎖從釋放至運動到筆正下方的過程機械能守恒．

四、計算題：本大題共3小題，共43分。13.火星探測器“天問一號”是由環繞器、著陸器和巡視器三部分組成，總質量達到5噸左右，其中環繞器的作用之一是為“祝融號”提供中繼通信，是火星車與地球之間的“通信員”.目前，環繞器已在航天員的精確操控下，進入遙感使命軌道，已知遙感使命軌道離火星表面的距離為h，環繞器在遙感使命軌道的運動可視為勻速圓周運動，繞行周期為T，火星的半徑為R，火星的自轉周期為T0，引力常量為G，球體體積V=43(1)火星的密度ρ(2)火星赤道處的重力加速度大小g(3)火星的第一宇宙速度v．14.如圖甲所示，長為L的細線一端系一質量為m的小球(可視為質點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，光滑錐體頂角為2θ，軸線在豎直方向.使小球在水平面內做角速度為ω的勻速圓周運動，細線的拉力為FT，得FT-ω2(1)a、b的值(2)FT-ω2關系圖線15.如圖所示，半徑R=0.5m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內，軌道的上端點B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ=37°，軌道的下端與水平面相切于C點，C點右側距離L=2m處有一彈性豎直擋板，物塊與彈性擋板相碰后會以原速率反彈.圓弧軌道右上方有一個光滑的平臺，一輕質彈簧的右端固定在平臺右側的豎直擋板上，平臺左端A點與圓弧軌道頂端B點的高度差h=0.8m，用外力使質量m=1kg的小物塊(可視為質點)壓縮彈簧處于靜止狀態，撤去外力，小物塊從平臺左端(1)外力撤去前，彈簧的彈性勢能;(2)小物塊第一次經過C點時受到的支持力大小;(3)小物塊最終靜止時的位置距彈性擋板的距離．

答案和解析1.【答案】B

【解析】兒童做勻速圓周運動，由合外力提供向心力有F合=mω2r，A錯誤;

所有木馬同軸轉動，角速度相等，最外側的木馬做圓周運動的半徑最大，根據v=ωr可知坐在最外側的木馬上的兒童線速度最大，B正確;

2.【答案】C

【解析】全紅嬋起跳后在空氣中只有重力做功，機械能守恒，入水后，除了重力做功外，還有水的浮力和阻力做負功，機械能減小，A、D錯誤;

重力一直做正功，重力勢能一直在減小，C正確;

入水后，剛開始水的浮力和阻力之和小于重力，加速度向下，速度增大，動能增加，當水的浮力和阻力之和等于重力時，速度達到最大，動能最大，之后，水的浮力和阻力之和大于重力，加速度向上，速度減小，動能減小，B錯誤．3.【答案】A

【解析】設地球質量為M，質量為m的衛星繞地球做半徑為r、線速度大小為v的勻速圓周運動，由引力提供向心力GMmr2=mv2r，解得v=GMr，衛星丙運行半徑r最小，線速度v最大，A正確;

地球半徑為R，衛星距地面高度為h，衛星繞地球運行半徑r=R+h，衛星運行速度v=GMr，近地衛星h=0，r=R4.【答案】D

【解析】勻加速運動結束時，由F-f=ma，得F=6000N，此時達到額定功率P，則5.【答案】C

【解析】A、B兩點是鏈條傳動，相等時間內通過弧長相等，即線速度相等，vA:vB=1:1，

由v=ωr，得ωA:ωB=1:4，

B、C兩點繞共同的軸轉動，相等時間內轉過角度相等，即角速度相等，由v=ωr，得vB:vC=1:10，

綜合可知ωA:ωB:ωC=1:4:46.【答案】A

【解析】設鐵軌的傾角為θ，根據牛頓第二定律得mgtanθ=mv2R，由幾何關系可知tanθ=hd，聯立解得w=gRhd，A正確;

此時在豎直方向上，由力的平衡條件得mg=FNcosθ，又cos7.【答案】B

【解析】由功能關系，滑塊機械能的變化量等于除重力以外的力做功，拉力作用x0=2m內，由Fx0-fx0=E0-0，拉力撤去后x0=2m內，由-fx0=34E0-E0，E0=808.【答案】AC

【解析】由開普勒第三定律r3T2=k可知，變軌后“嫦娥六號”繞地球的橢圓長軸逐漸變大，周期逐漸變大，A正確;

由開普勒第二定律，探測器在同一橢圓軌道運行時與地球連線相等時間內掃過的面積相等，B錯誤;

探測器每次運動到繞地軌道近地點時都需要加速，使需要的向心力大于地球引力，探測器做離心運動遠離地球，橢圓長軸逐漸變大，C9.【答案】BC

【解析】懸線的拉力始終與速度方向垂直，做功為0，A錯誤;

重力做功WG=mgΔh=mgL，B正確;

空氣阻力的大小不變，方向始終與速度方向相反，做功為Wf=-f?12πL，擺球克服空氣阻力做功為12πLf，C正確;設重力mg與速度v方向夾角為θ，重力做功的瞬時功率10.【答案】AD

【解析】兩物塊向心力大小分別為mω22r、mω2r，故物塊A先達到最大靜摩擦力，繩子將產生張力，則有mω122r=μmg，解得ω1=μg2r，A正確;

當物塊B也達到最大靜摩擦力時，對A有T+mg=mω222r，對11.【答案】(1)C(2)C(3)?1：【解析】(1)本實驗探究一個物理量跟幾個物理量的關系，應使用了控制變量法。故選C。(2)兩個變速塔輪的線速度大小相等，小球質量相等，做圓周運動的半徑相等，塔輪半徑不同，導致塔輪轉動角速度不同，故在探究向心力大小與角速度的關系。故選C。(3)[1][2]質量相等，線速度相等，塔輪半徑比為2:1，則角速度比為1:2，

ω2

之比為1:4，向心力之比為1:4；同理塔輪半徑之比為3:1，則

ω2

之比為1:9，向心力之比為1:9；重復實驗仍得到此結論，說明當做圓周運動的物體的質量、半徑不變時，物體所受向心力大小與

ω12.【答案】(1)A

(2)mghB

m(h【解析】(1)重物自由下落，要驗證的表達式是mgh=12mv2，兩邊都有m，可以約去，實驗前沒必要用天平測出重物的質量，A錯誤;

機械能守恒的條件是僅有重力做功，無空氣阻力做功，而空氣阻力客觀存在，實驗中要盡量減小阻力的影響，重物選用