广东省广州市三校（四中、三中、培正）2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

2024学年第二学期期中“三校联考”检测题 高一级 物理（问卷） 考试时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小4分，共28分）。 1．中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动，忽略空气阻力作用，下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是（　　） A．出手后标枪的加速度是变化的 B．标枪升到最高点时速度为零 C．标枪在相同时间内速度变化量相同 D．曲线运动不可能是匀变速运动 2．如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　） A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力 C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 D．图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大 3．2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号进入近月点为P、远月点为A的捕获轨道，开始绕月球飞行，经过多轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点为P、远月点为B且周期为24小时的环月轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　） A．在捕获轨道运行的周期小于24小时 B．在捕获轨道P点的速度大于其在A点的速度 C．在捕获轨道P点的加速度大于在环月轨道P点的加速度 D．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道 4．四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（    ） A． B． C． D． 5．如图甲，某河宽为200m，小船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s．假设小船从P点出发，在匀速行驶过程中船头方向不变．下列说法中正确的是（    ） A．若想以最短时间过河，小船过河位移大小为200m B．若想以最小位移过河，小船过河时间为40s C．若大暴雨导致水流速度增大到5m/s，小船过河的最小位移为200m D．如图乙，若出发点m以下均为危险区，小船过河的最短时间为s 6．投壶是由古代礼仪演化而来，非常盛行的一种文雅游戏．如图，某次投壶游戏时，两箭分别从高度为2l、l的a、b位置水平抛出，落地时水平位移分别为l、2l．忽略空气阻力，两箭都可以看做质点，下列说法正确的是（　　） A．a、b两箭空中运动的位移相同 B．落地时a箭速度偏角正切值为b箭速度偏角正切值的 C．要想两箭落到同一点，a箭的初速度要变为原来的倍 D．若改变两箭抛出的先后顺序和时间间隔，两箭可能在空中相遇 7．如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上最高点A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω．若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（　　） A．d＝L2g B．ωL＝π（1＋2n）v0（n＝0，1，2，…） C．v0＝ω D．dω2＝gπ2（1＋2n）2（n＝0，1，2，…） 二、多项选择题（本题共3小，每小题6分，共18分）。 8．国际天文学团队发现“超级地球”——行星HD20794d．如图所示，该行星围绕着一颗类太阳恒星运动，运行轨道呈椭圆形，位于宜居带内、外缘之间，、、、是椭圆轨道的顶点．已知类太阳恒星质量小于太阳质量，则“超级地球”（　　） A．运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于地球公转轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比 B．从到所用时间大于到所用时间 C．在点的加速度小于点的加速度 D．在点的速度大于点的速度 9．如图，光滑水平面上的物体受五个沿水平面的恒力、、、、作用，以速率沿水平面做匀速直线运动，速度方向与恒力的方向相反，与的方向垂直，速度方向与恒力的方向夹角为（）。若撤去其中某个力（其他力不变），则在以后的运动中，下列说法正确的是（　　） A．若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为 B．若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为 C．若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为 D．若撤去的是，则经过一段时间后物体的最小速率是 10．如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F﹣v2（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2。下列说法正确的是（　　）    A．小球的质量为10kg B．轻杆的长度为1.8m C．若小球通过最高点时的速度大小为3.6m/s，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N D．若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力为10N 三、实验题（共18分）。 11．某小组用如图甲所示装置做“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系”实验。 (1)下列与本实验的实验方法相同的实验是（　　） A．探究弹簧伸长量与弹力关系 B．探究两个互成角度的力的合成规律 C．探究加速度与力、质量的关系 D．探究平抛运动的特点 (2)要探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至图乙中第 层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在挡板A、C位置，传动皮带位于图乙中第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为 。 (3)要探究向心力与质量的关系，应将两个质量不同的小球，分别放置在 （选填“挡板A、B”“挡板B、C”或“挡板A、C”）处，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上，匀速转动手柄，若左右两标尺露出的格子数之比为2:5，若两个球一个是铁球、一个是橡胶球，则铁球和橡胶球的质量之比为 。 12．为研究小球斜上抛运动的规律，某兴趣小组用手机拍摄了一段小球斜上抛运动视频，图甲为利用Tracker视频分析软件按帧获取的小球位置。取运动过程的某点为原点，水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向，建立坐标系。经软件分析得到实际位置坐标、图像及对应拟合曲线方程，如图乙所示。 (1)本实验中，为了减小误差，应选择的小球是 ； A．直径为2cm的钢球 B．直径为4cm的钢球 C．直径为2cm的木球 (2)由图乙得小球的加速度大小为 ，在原点处速度与水平方向夹角的正切值为 ； (3)帧率表示视频在内记录的静止画面数量，单位为赫兹（）。Tracker视频分析软件是按视频的帧率来获取小球的位置，图乙中描绘的点为软件捕获的每帧小球实际位置坐标随时间的变化关系，由此可以判断该视频的帧率最接近________。 A． B． C． D． 四、解答题（共36分）。 13．如图所示为一个半径圆筒状的旋转平台，竖直转轴与对称轴重合。把质量的小物块放在转台某处，用调速电机驱动平台匀速转动。若小物块与转台底部或侧壁间的动摩擦因数均相等，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)如图甲，把小物块放在距离转轴的转台底部，当转台的角速度时，小物块受到的摩擦力； (2)如图乙，当转台的角速度时，把小物块放在转台侧壁上，稳定后，小物块随着转台一起匀速圆周运动，此时，物块受到的支持力的大小与摩擦力的大小； (3)在（2）基础上，缓慢降低转台转动的角速度，小物块恰好下滑时转台的角速度为多大？ 14．如图所示，航天员在地球表面将小球以一定的水平初速度向倾角的斜面抛出，经时间恰好垂直撞在斜面上。若航天员站在某质量分布均匀的星球表面，将小球以相同的初速度向该斜面抛出，小球落到斜面时其位移恰与斜面垂直。已知地球表面重力加速度为，该星球表面的重力加速度为，半径为，引力常量为，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)小球在该星球上的飞行时间； (2)该星球的密度． 15．恢复因数是碰撞过程中碰撞前后速度的比值，用于衡量物体碰撞后恢复原状或保持动能的能力，在工程、材料科学等领域有广泛应用，该比值只与碰撞物体的材料有关，实验室中，可使用以下方式测定小球的恢复因数，如图所示，将一质量为0.2kg、可视为质点的小球系于长为L=1m的细线上，并使其绕O点作速度不断增大的竖直圆周运动，并在小球速度达到预定速度后切断细线，使小球从从离水平地面3.2m高的P点水平向右飞出，实验中测得第一次落点A与P点的水平距离为2.4m．小球与地面碰撞后反弹，反弹后离地的最大高度为1.8m，第一次落点A与第二次落点B之间的距离为2.4m．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求： (1)切断细线前瞬间，细线所受的拉力大小T； (2)小球第二次与地面碰撞时的速度大小v2； (3)小球与地面碰撞前后水平分速度的比值k1、竖直分速度比值k2； (4)若要求在小球第5次与地面碰撞时用小篮子接住小球，求小篮子放置地点与P点水平位移大小。 参考答案 1．C 【解析】A．忽略空气阻力，标枪出手后只受重力，由牛顿第二定律得加速度为重力加速度，加速度不变，A不符合题意； B．标枪升到最高点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，故最高点时速度不为零，B不符合题意； C．标枪出手后只受重力，标枪的加速度恒定，在相同时间内速度变化量相同，C符合题意； D．加速度不变的曲线运动是匀变速运动，例如平抛运动，D不符合题意。 故选C。 2．B 【解析】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A不符合题意； B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得 可得 在最低点处，根据牛顿第二定律可得 可得 可知 根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B符合题意； C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C不符合题意； D．图4脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D不符合题意。 故选B。 3．B 【解析】A．由开普勒第三定律可知，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，即大于24小时，故A不符合题意； B．根据开普勒第二定律可知，鹊桥二号在捕获轨道P点的速度大于A点速度，故B符合题意； C．根据万有引力提供向心力 解得 则在捕获轨道P点的加速度等于在环月轨道P点的加速度，故C不符合题意； D．在P点要变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，故D不符合题意。 故选B。 4．D 【解析】圆盘上B点的线速度大小，如图所示 当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有，解得。 故选D。 5．D 【解析】A．若想以最短时间过河，此时船头要正对着河岸，小船过河的运动方向以及轨迹都是斜着指向下游的，小船过河的位移的大小就大于河宽200m，故A不符合题意； BC．若以最小位移过河，前提必须满足小船的静水速度大于水流速度，此时满足， 解得s 故BC不符合题意； D．图乙中，设小船与岸成角，则有， 解得，s 故D符合题意； 故选D。 6．D 【解析】A．a、b两箭在空中运动的位移方向不同，故A不符合题意； B．由图中数据可知，a箭位移偏角的正切值为b箭位移偏角正切值的4倍，根据平抛运动的推论，a箭速度偏角的正切值也应为b箭的4倍，故B不符合题意； C．由平抛运动规律 可得 可得a、b点抛出的初速度分别为 故要想两箭落到同一点，a箭的初速度要变为原来的2倍，故C不符合题意； D．若a箭先抛出，b箭后以更大的初速度抛出，两箭可以在空中相遇，故D符合题意； 故选D。 7．B 【解析】A．飞镖做平抛运动， 解得 A不符合题意； B．根据上述解得 圆盘转动的周期 由于飞镖恰好击中A点，则有（n=0，1，2，3…） 解得（n=0，1，2，3…） B符合题意； C．根据上述有（n=0，1，2，3…） C不符合题意； D．根据，，（n=0，1，2，3…） 解得（n=0，1，2，3…） D不符合题意。 故选B。 8．BC 【解析】A．“超级地球”围绕类太阳恒星运动，中心天体时类太阳恒星；地球围绕太阳运动，中心天体时太阳，中心天体不同，轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比不同，故A不符合题意； B．“超级地球”围绕类太阳恒星做椭圆运动，从Q到M的平均速度大小小于从M到P的平均速度大小，所以从Q到M所用时间大于M到P所用时间，故B符合题意； C．根据万有引力公式 可知“超级地球”在P点受到的万有引力大，根据牛顿第二定律可知在Q点的加速度小于P点的加速度，故C符合题意； D．由开普勒第二定律可知在远日点Q点的速度小于近日点P点的速度，故D不符合题意。 故选BC。 9．BD 【解析】A．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向垂直，所以可知经过一段时间后物体的速率都比大，故A不符合题意； B．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成钝角，所以物体的速率先减小后增大，经过一段时间后物体的速率可能再次变为，故B符合题意； C．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成锐角，所以可知经过一段时间后物体的速率都比大，故C不符合题意； D．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成钝角，所以物体的速率先减小后增大。当速度方向与合力方向垂直时，速率最小，为沿垂直于合力方向的分速度，则最小速率为，故D符合题意。 故选BD。 10．CD 【解析】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析则有 整理可得 对比题图乙可知m＝1kg，L＝3.6m AB不符合题意； CD．当v＝3.6m/s时，代入上式得F＝6.4N，即杆对小球的作用力大小为6.4N，若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力 CD符合题意。 故选CD。 11．(1)C (2) 一 1:9 (3) 挡板A、C 5:2 【解析】（1）本实验的实验方法是控制变量法，与探究加速度与力、质量的关系实验相同。 故选C。 （2）要探究向心力的大小与半径的关系，需要控制质量和角速度相同，则塔轮半径相同，选第一层； 在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，则r、m相同，传动皮带位于第三层，角速度比值为 当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比表示向心力的比值，约为 （3）要探究向心力与质量的关系，应控制半径相同，角速度相同，应将两个质量不同的小球，分别放置在挡板A、C处； 由可知，力F与质量成正比，则 12．(1)A (2) 9.8 2.6 (3)B 【解析】（1）为了减少空气阻力的影响，在选择小球时，应尽可能选择质量大、体积小（密度大）的小球，故A符合题意，BC不符合题意； 故选A。 （2）斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，由图乙（1）可得斜抛运动水平方向上的速度 设斜抛运动初速度为，与水平方向夹角为，水平位移 竖直方向上位移 结合图乙（2）可知，小球的加速度 小球在原点处速度与水平方向夹角的正切值为。 （3）由（2）可知，斜抛运动在竖直方向上的初速度 竖直方向上升到最高点的时间 结合图乙（2）可知，上升到最高点 该视频的帧率为 故选B。 13．(1)0.64N (2)8N；2N (3)rad/s 【解析】（1）小物块受摩擦力提供加速度，则有N （2）对小物块受力分析可知竖直方向有N 水平方向有N （3）小物块恰好下滑时满足 水平方向有 解得rad/s 14．(1) (2) 【解析】（1）设该星球表面的重力加速度为g0，设小球在该星球上的飞行时间为t0； 在地球表面，根据平抛运动规律得， 在星球表面，根据平抛运动规律得，， 联立解得 （2）根据万有引力和重力的关系可得 解得该星球的质量为 根据密度公式得， 联立解得该星球的密度为 15．(1) (2) (3) (4)6.9m 【解析】（1）设小球刚被击出时的速度大小为v0，小球被击出到第一次落地前瞬间，根据平抛运动的规律可得， 解得 根据牛顿第二定律 在P点断裂前瞬间，细线所受拉力 （2）第一次弹起后过程，根据对称性可知， 解得在最高点速度 小球第二次与地面碰撞时的速度大小 （3）根据（2）分析可知，第一次碰后水平分速度 竖直分速度 第一次碰撞前水平分速度 竖直分速度 所以水平分速度比为，竖直分速度比为。 （4）所以每次碰后水平位移，，， 第5次碰撞时跟P点时的水平位移大小 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$