福建省福州第三中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

福州三中 2024-2025 学年第二学期高一半期考（物理解析） 1．C 【详解】A．由轨迹可知，羽毛球做曲线运动，则羽毛球在 B点速度不为零，速度方向沿切 线方向，故 A错误； B．羽毛球受到的阻力方向与运动方向相反，根据牛顿第二定律可知，羽毛球从 A到 B在竖 直方向的加速度大于从 B到 C竖直方向的加速度，由于羽毛球从 A到 B在竖直方向的分位 移等于从 B到 C竖直方向的分位移，根据位移公式可知，羽毛球从 A到 B运动的时间小于 从 B到 C的运动时间，故 B错误； C．由于羽毛球克服空气阻力做功，根据动能定理可知，羽毛球在 A点的速度大于在 C点的 速度，故 C正确； D．结合上述可知，羽毛球在 A点的重力与阻力的合力大于在 C点重力与阻力的合力，因此 羽毛球在 A点的加速度大于在 C点的加速度，故 D错误。 2．C A．向心加速度为 2na R B．竹筒中的水做匀速圆周运动，合力指向圆心，如图所示 所以竹筒对水的作用力大小为 2 2 2( ) ( )F mg m R  C．从 C点到 B点的过程中，竹筒速度在竖直方向上的分量逐渐减小， 重力的功率减小， D．相邻竹筒打水的时间间隔为 16 8 Tt     3．D A．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动， 在最高点时 2 N1 vF mg m R   在最低点时 2 N2 vF mg m R  可知衣物转动到最低点时水滴更容易被甩出，A错误； B．做匀速圆周运动，衣服在 B、D两处竖直方向合力为零，所以所受摩擦力方向相同，均 为竖直向上，B错误； C．衣服在 C点时，竖直向上加速度最大，根据牛顿第二定律可知，此时地面对洗衣机的支 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C D C D CD BC AC BD 持力最大，C错误； D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动始终贴着筒壁，则在最高点由牛顿第二 定律得 2mg m R 可知滚筒转动的角速度至少为 g R ，D正确； 4．C 设水龙头最低点离地面的高度为 h，水龙头的半径为 R，水滴距离地面的高度为  y h ，初 速度为 0v ，则有 2 1 2 h y gt  ， 0x v t 解得   0 2 h y x v g   ，其中0 2y R  由于 y均匀增加时，x不是均匀增加，且 x增加得越来越慢，所以俯视的形状为 C图。 5．D A．细绳中张力处处相等，故 A错误； B．将 1v 、 2v 分别沿绳和垂直绳分解，沿绳分速度相等，即 1 2cos cosv v  所以 1 2 cos cos v v    故 B错误； CD．绳拉力对 A做功功率为 A 1 cosP Fv  对 B做功功率为 B 2 cosP Fv  由 1 2cosα cosθv v 所以 A BP P 6．CD A．图 1衣物中的水分因附着力不足以提供做圆周运动的向心力时做离心运动而被甩出，并 非受到离心力的作用，选项 A错误； B．图 2中篮球上各点绕同一转轴转动，则角速度相同，但是各点的线速度不同 C．图 3中秋千摆至最低点时，游客加速度向上，处于超重状态，选项 C正确； D．图 4中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点处轨道对摩托车的压力可能为零，有 可能只受重力，选项 D正确。故选 CD。 7．BC A. 0 ∼ 10�内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，可知合运动为曲线运动， B. 20� ∼ 30�内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为曲线运动， 即潜艇做曲线运动，选项 B正确； C.由图像可知， 0 ∼ 30�内潜艇竖直方向上的位移大小为� = 12 × 30 × 20� = 300� D. 20� ∼ 30�内潜艇水平速度不变，竖直速度变化量大小为 10�/�，则潜艇的速度变化量大 小为 10�/�，选项 D错误。 8．AC A．滑雪运动员离开起跳区后做斜拋运动，水平速度不变，竖直速度变化，则速度变化量为 Δv gt 可知速度变化量和时间关系为正比例函数，图像为过原点的一条倾斜直线，故 A正确； B．经过时间 t后竖直方向速度为 0y yv v gt  重力的瞬时功率为 0( )y yP mgv mg v gt   可知重力瞬时功率和时间关系为一次函数，图像为一条倾斜直线，故 B错误； C．不计空气阻力，只有重力做功，滑雪运动员与地球组成的系统飞行过程机械能守恒，不 随时间变化。 D．斜上抛运动，上升过程动能减小，下降过程动能增大，可知 Ek-t图像随时间先减小后增， 9．BD A．下落高度一定且与无关，根据 2 1 2 h gt 可知，下落时间一定，故 A错误； B．向 B浇灌时水平位移大，则初速度大， C．根据 2 1 2A y gt 2 Ayt g  OB的最大长度为 maxOBx v t BB最大长度为 max 2 2 sin sin2 AOB y l x v g    故 C错误； D．根据几何关系 cos cxvt   解得 cos 2 c A x gv y  故 D正确。 10． 14 7 24 【详解】[1][2]链轮和飞轮的线速度相同，飞轮和后轮为共轴转动角速度相同，自行车的行 驶速度为后轮的线速度。 =v v飞 链 =ω r ω r飞 飞 链 链 飞轮的角速度 = ω r ω N ω r N 链 链 链 链飞 飞 飞 后轮线速度 = ω N v ω r ω r r N   链 链飞后 飞 所以当链轮的齿数最多、飞轮的齿数最少时，自行车速度最大，所以为使自行车行进的速度 最大，应选择的飞轮的齿数为 14，此时链轮与后轮的转速之比为 14 7= = = 48 24 ω N ω N 链 飞 后 链 , 11． (1)B (2) 2：1 大于 （1）AC．根据 2nF m r ，当质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比， B．根据 2nF m r ，当半径和角速度一定时，向心力的大小与质量成正比，故 B正确； D．根据 2nF m r ，当质量和角速度一定时，向心力的大小与半径成正比，故 D错误。 （2）[1]左右塔轮属于皮带传动，线速度大小相等，半径之比为 2:1，可得 1 2    左 右 则 2 n 2 n 1 2 4 F m r r F m r r     左 左 左 左 右 右 右 右 可得 2 1 r r 左 右 [2]有以上分析可知 2 1 r r 左 右 可得 2 1 r r r r    左 球 右 球 则可得 2 n 2 n ( ) 1 ( ) 4( ) 2 m r r r rF F m r r r r          左 左 球 左 球左 右 右 右 右球 球 12．(1)见解析 (2)线性 (3) V0 = g 2k 【详解】（1）根据上表数据在坐标纸上描出 4O 数据点，并绘制 2y x 图像如图所示 （2）由 2y x 图线为一条倾斜的直线可知，小球下落的高度 y与水平距离的二次方 2x 成线 性关系。 （3）小球做平抛运动，水平方向有 0x v t 竖直方向有 2 1 2 y gt 消去时间 t，联立可得 22 02 gy x v  斜率 2 02 gk v  13． 22( ) hgh t  0.380 没有 【详解】（4）[1]铁球下落 2 t 的速度为 2 t hv t  根据初速度为 0的匀变速直线运动的公式有 2 2 t tv a  v at 解得铁球下落时间 t的速度为 2hv t  若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式 2 1 2 mgh mv 得 22( ) hgh t  （5）[2]由图像可得下落时间为 t=0.4s，下落过程中增加的动能 2 2 k 1 1 2( ) 0.380J 2 2 hE mv m t      （6）[3]根据运动的独立性，敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，不影响铁球 竖直方向的运动，对实验测量结果没有影响。 14．(1)500N / m (2)1m 【详解】（1）由题意可知，开始时弹簧在原长，设原长为 l0，对小球受力分析，合外力提供 向心力：  2 02kx m l x  整理得： 02 1 1 2 2 ml m k x k    由图像可知截距为 2 20.001rad sb    则 2 mb k  解得： 500N /mk  （2）由图像可得图线斜率： 01 2 mlk k  解得： 0 1ml  15．（1）4mg；（2）5mg ；（3） 10gR 【详解】（1）若磁性滑块经过最高点 A时的速率为 1 4v gR 此时向心力的大小 2 1 n 4 vF m mg R   （2）若磁性滑块以速率 2v gR 通过圆轨道最高点 A，根据 2 22 1 1 2 2 2B mv mv mg R   得 5Bv gR 根据 2 0 BvF N mg m R    得轨道对滑块的支持力 5N mg （3）在 B点，当质点所受轨道作用力为 0，质点速度最大，据牛顿第二定律可得 2 m 0 BvF mg m R   得 m 10Bv gR 16．(1) gR ；(2)3mgR； (3) 28.25 R 【详解】(1)质量为 m的鱼饵到达管口 C时做圆周运动的向心力，完全由重力提供，则 2 1vmg m R  可以解得 1v gR (2)从弹簧释放到最高点 C的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由系统的 机械能守恒定律有 2 1 1 0 2F G W W mv   即    212.5 02FW mg R m gR   得 3FW mgR 故弹簧弹性势能为 Ep=3mgR (3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为 m的鱼饵离开管口 C后做平抛运 动，设经过 t时间落到水面上，得 2 3h Rt g g   离 OO'的水平距离为 x1，鱼饵的质量为 m时 1 1 3x v t R  鱼饵的质量为 2 3 m时，由动能定理    21 2 1 22.5 0 3 2 3F W mg R m v       整理得： 1 4v gR  同理： 2 1 6x v t R   1 1 4r x r R   2 2 7r x r R   鱼饵能够落到水面的最大面积 S是  2 2 22 11 8.254S r r R     福州三中2024-2025学年第二学期期中考试 高一物理试卷 命题人：邱晓峰 审卷人：葛渊波 一、单选题(5小题，每小题4分，共20分) 1.羽毛球比赛前测试羽毛球的性能，将球击出后，球在 B 空中的轨迹如图所示，B是轨迹的最高点，A、C为轨迹 上相同高度的两点，羽毛球受到的阻力仅与速度有关且 和速度大小成正比，下列说法正确的是() A,羽毛球在B点速度为零 B.从A到B的运动时间大于从B到C的运动时间 C.羽毛球在A点的速度大小大于在C点的速度大小 D.羽毛球在A点的加速度大小小于在C点的加速度大小 2.如图甲所示，筒车的车轮在水流的推动下做匀速圆 周运动，使装在车轮上的竹筒自动取水上岸进行灌溉。 其简化模型如图乙所示，转轴为O,C、O、D在同一 高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。 水面 竹简顺时针匀速转动的半径为R,角速度大小为)， 在E点开始打水，从F点离开水面。从A点到B点的 甲 过程中，若每个竹筒所装的水质量为m且始终保持不变，重力加速度为g,下列说法正确的是(） A.竹简做匀速圆周运动的向心加速度大小为)R B.竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为g C.竹筒从C到B的过程中，重力的功率逐渐减小 D.水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹简打水的时间间隔为，？ 16w 3.如图所示，滚简洗衣机脱水时，滚简绕水平转动轴转动，滚简上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服 上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，认为湿农服（较小可视为质点）在竖直平 面内做匀速圆周运动，已知滚简半径为R,重力加速度为g,下列 说法正确的是() A,衣服在最高点A处时脱水效果最好 B.衣服在B、D两处所受摩擦力方向相反 C.衣服在C点时，地面对洗衣机的支持力最小 保证农服能始终贴着简壁，滚筒匀速转动的角速度不得小 试卷笋1而.女而 扫描全能王创建 4.如图(a)所示，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆 形区域内。打开花洒后，如图(b)所示，水流从出水孔 水平向左射出。假设每个出水孔出水速度大小相同，从 花酒中喷出的水落于水平地面(P9分别为最左、最右 7777777777 端两落点)，不计空气阻力，落点区域俯视图的形状特 图(a) 图(b) 征符合下列选项的哪个？() A.D B.P C.D 9 D.p 5.如图所示，一轻质细绳跨过光滑轻质定滑轮连接着两个小物体A和B,已知某时刻细绳与水平 方向的夹角分别为a、(a>),两物体的速度大小分别为”、”，细绳对A的拉力为F,则下列 说法中正确的是( M A,细绳对B的拉力大于F B.业=cosa V2 cose BY 0 C,细绳拉力对A做功功率大于对B做功功率 D.细绳拉力对A、B做功功率相等 试卷第2页，共8页 扫描全能王创建 二、双选题(4小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共24分) 6.如图所示，在下面的四幅图中，图1展示的是滚简式洗衣机，图2展示的是运动员正在手指上旋 转篮球，图3展示的是游客正在荡秋千，图4展示的是摩托车骑在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞 车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的有、) 图1 图2 图3 图4 A.图1衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出 B.图2中篮球上各点的速度相同 C。图3中秋干摆至最低点时，游客处于超重状态 D.图4中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点处有可能只受重力 7潜艇从海水的高密度区驶入低密度区，浮力急剧减小的过程称为“掉深”。如图甲所示，某潜艇 在高密度区水平方向向右做匀速直线运动，t=0时，该潜艇开始“掉深”，潜艇“掉深”后其竖直 方向的速度Vy随时间t变化的图像如图乙所示，水平速度始终保持不变。下列说法正确的是() 十”▣s 低密度区 20 高密度区 s A,0~10s内潜艇做直线运动 B.Z0s~30s内潜艇做曲线运动 C.0~30s内潜艇竖直方向上的位移大小为300m D.20s~30s内潜艇的速度变化量大小为20m/s 8.北京冬奥会苏翊鸣在单板滑雪大跳台项目中夺冠，使得人们对该项目有了更多的关注和了解。单 板滑雪大跳台项目简化模型如图所示，运动员以某一水平初速度从 M P点冲上一光滑圆弧跳台，离开跳台经最高点M后落在斜坡上。 运动员从跳台起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、 动能、运动员与地球组成的系统的机械能分别用△y、P、E、E表 示，用1表示运动员在空中的运动时间，不计运动员所受空气阻力，下列图像中可能正确的是 状鉴第？而。址8而 扫描全能王创建 A△ D (二次曲线) 9,图甲为一种新型的节水靶向浇灌装置，该装置自动调节水平喷头的喷水方向和出水速度，实现对 整排农作物的靶向浇灌，提高了用水效率。该装置的喷灌原理简化后如图乙所示，在0一？坐标内， 水平喷头的坐标为(0、y、0),喷水方向平行于xoz平面且与x轴正方向成日角（图中未画出）， 直线BB(表示农作物)在xOz平面内与z轴平行，且关于x轴对称，C为BB与x轴的交点，坐标 为(、0、0)。不计空气阻力，下列说法正确的是、) 匆 入，日越大，水在空中的运动时间越长 B,分别对B点、C点浇灌，落到B点的喷水速度大于落到C点的喷水速度 C.若喷水速度最大值为Va,要使BB均能被浇灌，BB最大长度为：1=2vcos日 2y4 8 D,要实现对直线BB的靶向浇灌，喷水速度大小v和喷射方向9要满足的关系为：V=。 cose12y 扫描全能王创建 三、填空实验题(4小题，共22分) 10.(4分)如图，小程同学购买的变速自行车有3级链轮和6级飞轮，踏板与链轮固接，后轮与 飞轮固接，链轮和飞轮的齿数如表所示。骑行时通过选择不同的链轮和飞轮，可以获得合理的变速。 假设踏板的转莲不受，选择链轮的齿数为48，为使自行车行进的速度最大，应选择的飞轮的齿数 为 一.一；此时链轮与后轮的转速之比为 飞轮 名 链轮 链轮 称 齿 48 38 28 数 名 踏板 飞轮 称 链条 后轮 齿 14 16 18 22 24 28 数 11.(6分)如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手 柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运 动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横髯6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通 过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，根据标尺8上露出的红白相间等分标 记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 (1)下列说法正确的是() A,在质量和半径一定阚情况下，向心力的大小与角速度成反比 B.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 (②)在一次实验中，一同学忘记只改变一个变量的要求，而 把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接 在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转 动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1： 2,则左、右两小球做圆周运动的半径之比为 若左右挡板位置到转轴的比为2：】，考虑到小球有一定的 大小，左、右标尺露出的等分格数之比 (填“大于”或“小于”)1：2. 试卷第5页，共8页 扫描全能王创建 12,(6分)某实验小组利用图()所示装置研究小球平抛运动的特点。实验时，先将斜槽固定在 贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球 在槽口时球心在木板上的水平投影点O,建立xOy坐标系。然后从斜槽上固定的位置释放小球，小 球落到挡板上并在白纸上留下印迹。上下调节挡板进行多次实验。实验结束后，测量各印迹中心点Q、 O2、Q…的坐标，并填入表格中，计算对应的x值。 0 02 0 0 03 06 ycm 2.95 6.52 9.27 13.20 16.61 19.90 x/cm 5.95 8.81 10.74 12.49 14.05 15.28 x/cm 35.4 77.6 115.3 156.0 197.4 233.5 y/cm 24.00 出 20.00 16.00 斜槽 12.00 8.00 挡板 铅垂线 4.00 40.080.01200160.0z00.0240.0280.01em2 图(a) 图(b) (1)根据上表数据，在图(b)给出的坐标纸上补上O数据点，并绘制“y-x2”图线一。 (2)由y-x2图线可知，小球下落的高度y与水平距离的平方x::填“线性”或“非线性”)关系， 由此判断小球下落的轨迹是抛物线。 (3)若从图像中求得该图线斜率为k,当地重力加速度为g,则小球平抛运动的初速度为。的表达式 为。（用k与g表示） 13.(6分)小许同学利用以下器材验证机械能守恒定律：智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实 验过程如下： (」)将一钢尺平放在水平桌面上并伸出桌面少许，将质量为m的铁球放在钢尺末端，用刻度尺测 出钢尺上表面与地板间的高度差h78.00cm: 扫描全能王创建 (2)运行智能手机中关于声音“振幅”（声音传感器）的软件： (3)迅速水平敲击钢尺侧面，使铁球自由下落。传感器记录下声音振幅随时间变化曲线如图所示， 第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻，其差值为铁球下落的时间1。 振幅(d) -20.0 -30.0 a- -40.0 1.650 2.050 (4)若铁球下落过程中机械能守恒，则铁球机械能守恒应满足的等式： (请选用物理量 符号m、g、h、1表示)。 (5)若已知铁球质量为50.0g,g=9.80m/52,下降过程中阻力保持不变，下落过程中减小的重力 势能△E,=0.382J,则增加的动能△E=J(结果保留3位小数)。 (6)敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果 (填“有”或“没有”) 影响。 四、解答题(3小题，共34分) 14.(7分)如图甲所示，水平面内一光滑圆盘可绕经过圆心O的竖直转轴转动。光滑轻杆两端沿 半径方向分别固定在O点和圆盘边缘的P点。一质量m=kg的小球和两相同的轻弹簧连接套在轻杆 上，两弹簧另外一端分别连接在0、P点。当圆盘角速度心从0缓慢增大的过程中，一-图像如 乙所示，x是小球与初位置的距离。已知圆盘半径是弹簧原长的2倍，弹簧始终未超过弹性限度。 求 (1)弹簧的劲度系数： /md2s2 (2)弹簧的原长。 0.005 Ow 0.001 甲 乙 试卷第7页，共8页 扫描全能王创建 ↑Am P 15.(11分)竖直平面内有一半径为R的光滑磁性圆轨道如图所示，一质量为m的磁性滑块（可视 为质点)在轨道对其大小恒为F。=11mg、方向始终指向圆心的磁性吸引 A 力的作用下，在圆轨道外侧沿着轨道做圆周运动。已知重力加速度为g, 求 (1)若磁性滑块经过最高点A时的速率为√4gR,求此时向心力的大小： (2)若磁性滑块以速率y,=√gR通过圆轨道最高点A,求其通过最低点 B时受的支持力大小： (3)要使该磁性滑块可以经过最低点B而不脱离轨道，则其经过最低点时速率不能超过多少？ 16.(16分)如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直 细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端 固定的轻质弹簧.投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除 锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去，设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零.不计 鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能，已知重力加速 度为g,求： (1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v; (2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能E (3)已知地面与水平面相距15R,若使该投饵管绕AB管的中轴线O0。 0 在90°角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵 的质量在m到m之间变化，且均能落到水面、持续投放足够长时间 B 后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？ 2R T0.5R 7777777 1.5R 乎类苗Q而址R而 扫描全能王创建