江苏省南京市三类学校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

南京市2024-2025学年度第二学期五校联盟期中学情调研 高一物理试卷 本卷：共100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每小题4分，共44分） 1．如图所示，蜜蜂可以通过“舞蹈”轨迹向同伴传递信息，一可视为质点的蜜蜂沿轨迹ABCD运动，图中画出了蜜蜂在A、B、C、D处的速度v与合力F的方向，以下正确的是（ ） A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置 2．如图所示，一个小球在固定的光滑斜面顶端从静止开始加速下滑。根据机械能守恒定律可知，小球的（ ） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能增大，动能不变 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能减小 3．如图为小朋友喜欢的玩具飞行竹蜻蜓，竹蜻蜓的一对竹翅膀长度均为0.1m，小朋友用手搓动竹蜻蜓的竹柄，在t=4s内使竹柄匀速转动10圈，则下列说法正确的是（ ） A．竹翅膀的最外端点的线速度不变 B．竹翅膀的最外端点的加速度不变 C．竹翅膀的旋转周期为2.5s D．竹翅膀最外端点的线速度大小为0.5π m/s 4．关于开普勒行星定律，下列说法正确的是（ ） A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B．开普勒行星定律只能适用于太阳系，不能推广到其他星系 C．地球到太阳连线和火星到太阳连线在相等时间扫过的面积相等 D．地球公转轨道半长轴三次方除以公转周期的二次方的值与月球公转轨道半长轴三次方除以公转周期的二次方的值相等 5．如图所示为“研究平抛物体运动”的实验装置图。为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹，下列实验要求中正确的是（ ） A．用天平测量平抛小球的质量 B．每次从斜槽上不同位置释放小球 C．通过调节使斜槽的末端保持水平 D．斜槽轨道必须是光滑的 6．2023年1月21日，中国宇宙空间站的3名航天员在距地面高度为400km的空间站里挂起春联、系上中国结。空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，椭圆轨道Ⅱ为神舟十五号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，两轨道相切于P点，下列说法正确的是（ ） A．春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用M B．载人飞船在M点的线速度大于在P点的线速度 C．载人飞船在P点经点火减速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ D．载人飞船沿轨道Ⅱ过P点的加速度大于沿轨道Ⅰ过P点的加速度 7．如图所示，长细线下端悬挂一质量的小球，细线上端固定在天花板上O点。将小球拉离竖直位置后给小球一初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动，测得细线与竖直方向的夹角（，），重力加速度。下列说法正确的是（ ） A．小球所需向心力指向O点 B．细线拉力大小为0.8N C．小球运动的半径为0.5m D．小球运动的线速度大小为1.5m/s 8．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ） A． B． C． D． 9．图（a）为某景区的蛙口喷泉，两次喷出水的轨迹A、B如图（b）所示，最大高度相同，轨迹A的落点M恰好在轨迹B最高点的正下方，不计空气阻力，对轨迹A、B的说法正确的是（ ） A．A轨迹对应的水滴在空中运动时间较短 B．两次喷出的水滴的初速度大小有可能相等 C．在最高点，轨迹A的水滴速度等于轨迹B的水滴速度 D．轨迹A、B上两滴水滴在空中运动过程中速度变化量大小相等，方向相同 10．如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮顶端O等高的N位置，已知AO与竖直杆成角，则（ ） A．在M位置处，重物B的速度为 B．A运动到N位置时，重物B的速度为0 C．重物B下降过程中，绳对B的拉力小于B的重力 D．A匀速上升过程中，重物B加速下降 11．如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与一圆环相连，圆环套在光滑的竖直固定杆上。圆环从M点由静止释放，通过N点时弹簧处于原长，圆环在M点、P点的机械能相同。则圆环（ ） A．由M点运动到P点的过程中圆环的机械能守恒 B．在M点与P点时弹簧的弹性势能相同 C．由N点运动到P点的过程中圆环做减速运动 D．到达P点时的速度为0 二、实验题（本题15分） 12．如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题： （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有 （填字母）。 A．米尺 B．秒表 C．8V的交流电源 D．8V的直流电源 （2）关于该实验，以下说法正确的是 ▲ 。 A．重锤选用体积较大且质量较小的 B．重锤选用体积较小且质量较大的 C．选用重锤后必须要测出重锤的质量 D．实验时应先释放纸带，再接通打点计时器的电源 （3）质量的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻计数点时间间隔为，长度单位是cm，g=。（结果保留两位有效数字）：  ① 打点计时器打下计数点B时，物体的速度 ▲ m/s。 ② 从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减小量 ▲ J，动能的增加量 ▲ J。 三、解答题（共41分） 13．一半径为r=0.2m的滚筒洗衣机内有一件质量为m=0.5kg的衣服（如图乙中小物块），衣服贴着内壁跟着圆筒以角速度ω=20rad/s绕中心轴做匀速圆周运动，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度，若此时衣服恰好不下滑，求： （1）衣服对桶壁的压力大小； （2）衣服与桶壁之间的动摩擦因数。 14．如图所示，一人参加跑酷（人可视为质点，并且不计空气阻力），从高为h=2.4m的平台上以水平初速度v0跳出，落点距离平台右端处的地面，此过程可视为平抛运动，重力加速度，求（答案可保留根号）： （1）人在空中做平抛运动的时间； （2）人从平台上起跳的初速度v0的大小； （3）人落地时速度的大小。 15．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定在水平面上，其半径R=0.45m，质量M=2kg的足够长的长木板静止在光滑水平面上，圆弧轨道的末端恰好与长木板的上表面相切。一质量为m=1kg的物块（可看成质点）从圆弧A点由静止滑下，从左端冲上木板，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度。求： （1）物块刚滑到圆弧轨道底端时，圆弧轨道对物块支持力的大小； （2）木块与长木板共速时速度的大小； （3）由于物块与木板摩擦所产生的热量Q。 16．如图所示为一个弹球装置，ABCD为四分之三圆弧轨道，A端通过竖直过渡轨道PA与弹射装置相连，水平轨道过渡DE与水平轨道EG相连，两过渡轨道稍微错开；管径很小的圆形细管与轨道相切于点，细管底部进出口、稍微错开，整个轨道固定于同一竖直平面内，各段轨道间均平滑连接。现有一质量m=0.2kg的小球（可视为质点）被压缩的轻弹簧从P点弹出后沿轨道运动。轨道ABCD的半径r=0.1m，细管的圆半径R=0.2m，P、A的高度差h=0.5m，O、E间距L=1m，OG足够长，小球与轨道间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，假设小球位于点时，弹簧的弹性势能大小可调，但最大值不超过2.2J，弹簧形变始终不超过其弹性限度，小球运动时始终未脱离轨道。重力加速度。求： （1）小球通过B点的最小速度 （2）小球刚好能通过B点所对应的弹簧弹性势能； （3）为使小球不脱离轨道且最终停在EO段，求弹簧弹性势能应满足的条件。 答案第10页，共11页 第 6 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南京市2024-2025学年度第二学期五校联盟期中学情调研答案 1．B 做曲线运动的物体，速度方向为曲线的切线方向，合外力指向曲线的凹侧，故ACD错误，B正确。故选B。 2．A 一个小球在固定的光滑斜面顶端从静止开始加速下滑，由于重力对小球做正功，所以小球的重力势能减小；由于只有重力做功，所以小球的机械能守恒，则小球的动能增大。 故选A。 3．D AB．竹蜻蜓线速度方向和加速度的方向时刻改变，AB错误； C．竹蜻蜓起飞时其竹翅膀旋转的周期为T=4/10=0.4s，故C错误； D．根据v=ωr，可得D正确。 4．A A．根据开普勒第一定律，太阳位于椭圆的焦点上，故A正确； B．开普勒定律不但适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，故B错误； C．根据开普勒第二定律，同一行星在不同位置与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，而火星和地球不在同一轨道，相等的时间内扫过的面积不相同，故C错误； D．根据开普勒第三定律，同一中心天体的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D错误。 5.C 6．B A．春联和中国结处于完全失重状态，受到地球万有引力的作用，故A错误； B．根据开普勒第二定律，近地点的速度大于远地点的速度，故B正确； C．神舟十五号载人飞船若要从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ，做离心运动，需要在P点点火加速，故C错误； D．根据牛顿第二定律，可得 可知载人飞船沿轨道Ⅱ过P点的加速度等于沿轨道Ⅰ过P点的加速度，故D错误。 7．D A：圆心在O点正下方，故A错误； B．小球在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向小球受力平衡，则，解得细线拉力大小为，故B错误； C．小球运动的半径为 ，故C错误； D．细线拉力水平方向的分力提供向心力，则 解得小球运动的线速度大小为故D正确。 8．C 当汽车匀速行驶时，有，根据得 由牛顿第二定律得，故选项C正确。 9．D 斜抛运动：竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，设竖直方向的初速度为，水平方向的初速度为，水滴空中运动的时间为，根据运动的对称性可知，上升和下降的时间均为，由斜抛运动的特点可知：竖直方向，即：   水平方向， 初速度  A．因为两次喷出水的轨迹A、B最大高度相同，由②式可得， 可知，两轨迹对应的水滴在空中运动的时间相同，故A错误； BC．由③式知两次喷出的水滴的水平初速度大小， 由于，所以，由①式知，两次喷出的水滴的竖直初速度大小， 两次喷出的水滴的初速度大小， 由于，所以，即轨迹A喷出的水滴的初速度小于轨迹B喷出的水滴的初速度。在最高点时，两轨迹速度只有水平初速度，所以最高点时，轨迹A上的水滴速度小于轨迹B上水滴的速度，故BC错误， D．由匀变速速度变化量计算式可得， 轨迹A、B上两滴水滴在空中运动过程中时间相同，加速度大小方向也相同，所以速度变化量大小相等，方向相同，故D正确。 10．B A．刚开始在 M 位置处，重物B的速度为，故A错误； B．A运动到N位置时，根据，可知θ=90°，解得 即重物B的速度为0。故B正确； CD．根据，可知A匀速上升时，θ角变大，则重物B速度减小，即减速下降，重物B减速下降过程，加速度向上，处于超重状态，则绳对B的拉力大于B的重力。故CD错误。 11．B A．圆环由M点运动到P点的过程中圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，单独对圆环分析时，弹簧弹力属于外力，即对圆环而言有外力做功，可知，圆环的机械能不守恒，故A错误； B．圆环在M点、P点的机械能相同，由于圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，故在M点与P点时弹簧的弹性势能相同，故B正确； C．圆环在N点时弹簧处于原长，圆环由N点运动到P点的过程中弹簧处于伸长状态，且伸长量逐渐增大，弹簧弹力大小逐渐增大，但是，由于开始时，弹簧处于原长，则开始一段时间内圆环竖直方向受到的重力一定大于弹簧弹力的竖直分力，即开始时，圆环一定向下做加速运动，故C错误； D．圆环在M点、P点的机械能相同，圆环在P点的重力势能小于在M点的重力势能，故圆环在P点的动能大于在M点的动能，圆环从M点由静止释放，在M点动能为0，故圆环在P点动能大于0，速度不为0，故D错误。 12． A B (每个空3分) （1）AB．需要用米尺测量纸带上点间的长度，打点计时器本身有计时功能，所以不需要秒表，故A正确，B错误； CD．电火花打点计时器使用220V的交流电源，故CD错误。 （2）AB．为了减小误差，重锤选用质量大体积小，即密度大的，使重锤所受重力要选大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力。故A错误，B正确； C．根据机械能守恒定律有，即，故重锤不需要称重。故C错误。故选B。 D. 应先接通电源，再释放纸带 （3） ①由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得 ②[4]从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量为 [5]动能的增加量为 13．（1）；（2） （1）衣服受弹力..................（2分） 由牛顿第三定律知，衣服对桶壁压力为...........（1分） （2）衣服竖直方向平衡.................（1分） 而解得.................（2分） 14．（1）（2）4m/s；（3）8m/s （1）设人在空中运动的时间为， 竖直方向有..........（2分） 解得..........（1分） （2）水平方向做匀速直线运动，则有 ..........（2分） 解得人从平台上起跳的初速度大小为..........（1分） （3）人落地时的竖直分速度为..........（2分） 则人落地的速度大小为..........（1分） 15．（1）FN=30N（2）1m/s；（3）3J 【详解】（1）由动能定理： 解得：v=3m/s.........（2分） 解得：FN=30N .........（2分） （2）根据牛顿第二定律有， 解得，.........（2分） 两者达到共同速度时有 解得.........（2分） （3）根据能量守恒定律有， 解得 .........（4分） 16.（1）（2）；（3） （1）在点，当轨道对小球的弹力恰好为零时，根据向心力公式有， 解得 .........（3分） （2）从点到点，根据功能关系有， 解得 .........（4分） （3）若小球恰到达F点，P到F由功能关系：，解得.....（2分） 此后小球返回，根据功能关系有 解得.........（2分） 小球在间脱离轨道，若小球在到达点前返回恰好到达点，从点到点，根据功能关系有 解得.........（2分） 故要使小球最终停在段，弹簧弹性势能应满足.........（1分） 学科网（北京）股份有限公司 $$