广东省领航高中联盟2024-2025学年高一下学期第一次联合考试（期中）物理试卷

书 广东 高一物理 第1页(共8页) 广东 高一物理 第2页(共8页) 绝密 启用前 领航高中联盟2024—2025学年下学期第一次联合考试 高一物理试卷 试卷共8页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷 上无效。 3.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题 目要求) 1.如图,无人机携带10kg的包裹,沿竖直方向上升了9m,重力加速度大小取10m/s2,则该过程中 包裹所受重力做功为 A.90J B.-90J C.900J D.-900J 2.拉坯是陶瓷手工塑形的关键环节之一,如图为拉坯后获得的粗坯,其对称轴与转台中心转轴OO′ 重合,粗坯上P、Q两质点到中心转轴OO′的距离之比为2 1.当粗坯随转台匀速转动时,P、Q两 质点的线速度大小之比为 粗胚 转台 ! " # #! A.1 2 B.2 1 C.1 4 D.4 1 3.如图,细绳的一端绕过竖直墙壁上端的定滑轮连接在匀质球体上,另一端被手拉着竖直向下匀速 运动,细绳与竖直方向的夹角 始终小于90 ,不计一切摩擦,则球体向上 ! A.一直加速 B.一直减速 C.一直匀速 D.先减速后加速 4.星体之间由于潮汐作用,月球绕地球公转的轨道半径正在缓慢增大,而火卫一绕火星公转的轨道 半径正在缓慢减小,月球、火卫一的公转轨道近似为圆轨道,下列说法正确的是 A.月球受到地球的引力缓慢增大 B.月球绕地球公转的周期缓慢减小 C.火卫一绕火星公转的线速度缓慢增大 D.火卫一绕火星公转的角速度缓慢减小 5.某同学设计了一款游戏装置,将两小球M、N套在光滑的圆圈上,小球M的质量大于小球N的质 量,然后让圆圈绕竖直中心轴匀速转动,稳定后,下列选项中两小球M、N的位置可能正确的是 ! " # A ! " # B ! " # C ! " # D 6.我国最早的跳绳记载可追溯至汉代,如今,跳绳不仅是传统民俗活动,更成为一项风靡全球的竞 技运动。某跳绳运动员原地跳绳时,他的速度大小v和时间t的关系图像如图所示,已知该运动 员的质量为48kg,重力加速度大小取10m/s2,忽略空气阻力,则该运动员跳绳过程中克服重力做 功的平均功率为 !!"# ! $ %& ' "!$ ( ()& ()* ()+ (), ()- (). ()/ ()0 ()1 &)( &)& &)* A.240W B.120W C.80W D.60W 广东 高一物理 第3页(共8页) 广东 高一物理 第4页(共8页) 7.研究双星具有极其重要的意义,从恒星生死到时空涟漪,从元素合成到生命摇篮,双星的研究持 续拓展着人类对宇宙认知的边界.若某双星系统初始运行时,两星之间的距离为L,经过长时间的 演化后,两星做匀速圆周运动的周期变为原来的p倍,总质量变为原来的q倍,则演化后,两星之 间的距离为 A. 3 pq槡 2L B. 3 qp槡 2L C. 3q p2槡 L D. 3p q2槡 L 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目 要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.如图为“神舟十九号”载人飞船变轨的示意图,飞船先沿椭圆轨道运行,然后在远地点 P处点火, 进入运行周期为90分钟的圆轨道,下列说法正确的是 ! 圆轨道 椭圆轨道 地球 A.飞船在P点点火加速,才能进入圆轨道 B.飞船在圆轨道上的运行的线速度大于7.9km/s C.飞船在椭圆轨道上的运行周期小于90分钟 D.在相等的时间内,飞船在椭圆轨道上运行时和地球连线扫过的面积与在圆轨道上运行时和地 球连线扫过的面积相等 9.如图甲、乙,半径均为R的竖直圆环、竖直圆管轨道固定在水平面上,两个质量均为m的小球P、Q (均可视为质点)分别在两轨道内做完整的圆周运动,小球Q的直径略小于圆管的孔径,不计一切 摩擦,重力加速度大小为g,下列说法正确的是 ! 甲 ! 乙 A.小球P在圆环轨道最低点处于失重状态 B.小球P运动到圆环轨道最高点时的最小速度为槡gR C.小球Q运动到圆管轨道最高点时的最小速度为槡gR D.若小球P、Q运动到各自轨道最高点对轨道的作用力大小均为 mg 2 ,则小球P、Q经过最高点时的 速度大小有可能相等 10.如图,排球击球训练中,甲同学从P点水平击出排球1,同时乙同学从M点斜向上击出排球2,一 段时间后,两排球在N点相撞.M点在P点正下方,M、N点位于同一水平线上,P、M两点的距离 等于M、N两点的距离,不计空气阻力,两排球质量相等且均视为质点,下列说法正确的是 ! " # ! " A.排球2相对于M点上升的最大高度为P、M两点距离的 1 2 B.排球2相对于M点上升的最大高度为P、M两点距离的 1 4 C.两排球相遇时,排球1的动能为排球2动能的2.5倍 D.两排球相遇时,排球1的动能为排球2动能的5倍 三、非选择题:本题共5小题,共54分. 11.(6分)某实验小组用如图所示的向心力演示器定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体 的质量、角速度的大小和运动半径之间的关系,挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1 2 1,请 回答下列问题: 标尺 左塔轮 长槽 短槽 右塔轮 ! " # 手柄 广东 高一物理 第5页(共8页) 广东 高一物理 第6页(共8页) (1)本实验中用到的实验方法是 (选填“控制变量法”或“等效替代 法”). (2)在一次实验中,一同学把两个质量相等的钢球分别放在挡板A、C处,将传动皮带套在半径不 同的左、右塔轮上,匀速转动手柄,他探究的是向心力的大小与 (选填“质量” “角速度”或“半径”)大小的关系,若左、右标尺上显示的等分格的数量之比为1 4,则皮带 连接的左、右塔轮半径之比为 . 12.(10分)某探究小组用图甲、乙所示的装置来研究平抛运动的特点,请回答下列问题: ! " 甲 ! " 乙 ! " # $ 丙 (1)如图甲,用小锤轻击弹性金属片,发现小球 A、B总能同时落地,说明平抛运动在竖直方向的 分运动是 运动. (2)如图乙,让完全相同的小球1和2从两个相同弧面轨道顶端由静止释放,弧面轨道末端水 平,发现两小球总能在水平面上相撞,说明平抛运动在水平方向的分运动是 运动. (3)如图丙,用频闪照相机记录了小球平抛的四个位置a、b、c、d,其中正方形小方格边长为5cm, 重力加速度大小取10m/s2,则照相机每隔 s曝光一次,位置a (选填“是” 或“不是”)小球做平抛运动的抛出点,小球做平抛运动的初速度大小为 m/s(结果 保留2位有效数字). 13.(9分)如图甲,“离心轨道演示仪”是中学物理教学中常用的实验仪器,可以直观的演示物体在 竖直平面内做圆周运动,图乙为其简化示意图.“离心轨道演示仪”整个轨道位于竖直面内且固 定在水平地面上,由弧形轨道AB、两个半径分别为2R和R螺旋圆轨道BCD和EFG、水平直轨道 DE平滑连接而成.若一个质量为m的小球(看作质点)从弧形轨道AB某处由静止释放,依次经 过螺旋圆轨道的最高点C点和F点,最后从G点滑离轨道.重力加速度大小为g,不计轨道厚度, 不计一切摩擦力和空气阻力.求: 甲 ! " # $!%" &!'" 乙 (1)小球在弧形轨道AB的释放处距离地面的最小高度H; (2)在第(1)问的条件下,小球运动到螺旋圆轨道EFG的最高点F点时,对轨道压力FN的大小. 广东 高一物理 第7页(共8页) 广东 高一物理 第8页(共8页) 14.(13分)如图甲,我国的“祝融号”火星车成功着陆火星乌托邦平原南部地区后,开启了火星表面 巡视探测,目前累计行驶了1921米.某段时间内,火星车沿平直路线运动全过程的速度v随时间 t变化关系的图像如图乙所示,0~t1,火星车由静止做匀加速运动,t1时速度为4cm/s,功率达到 额定功率4.8W,以该功率继续行驶一段时间后,火星车的速度达到最大为6cm/s,以该速度匀 速运动一段时间后,关闭火星车的动力,再经过0.18s,火星车停止运动,火星车受到的阻力大小 不变,求: 甲 !!"#$ ! % &' ( "!% " ' # ) * 乙 (1)火星车受到的阻力Ff; (2)火星车的质量m; (3)0~t1,火星车牵引力做的功W. 15.(16分)如图甲,某科技小组设计了一款可测量角速度的简易系统.水平轻质细杆的中心O点固 定在竖直的立轴O1O2上(O2为立轴延长线和地面的交点).立轴上套着一个质量为 m 3 的小球 P (看作质点),小球P通过一根轻弹簧、两根不可伸长的轻绳分别连接在O点和小球M、N上(均 看作质点),小球M、N套在水平细杆上,位于O点的左、右两侧且质量均为 m.已知弹簧的原长 为L,水平细杆长度为 槡 43 3 L,连接小球P和小球M、N的轻绳长度均为 4 3 L,初始时系统静止,小球 M、N靠在一起,两轻绳恰好绷紧且无张力.如图乙,让立轴O1O2转动起来,角速度从0开始缓慢 增大,小球P沿立轴缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度 大小为g,求: ! ! ! " # $ ! " 甲 ! ! ! ! " # $ ! " 乙 (1)当弹簧恢复原长时,立轴的转动角速度 0; (2)从弹簧恢复原长时开始,通过计算写出立轴的角速度 与弹簧的形变量 x之间的关系式, 并计算出角速度的最大值 max; (3)若O点距水平地点的高度为 3 2 L,在立轴达到最大角速度 max时,剪断连接小球 P、M的轻 绳,则小球M的落地点离O2点的距离s为多少? 书 广东 高一物理 第1 页(共4页) 领航高中联盟2024—2025学年下学期第一次联合考试 高一物理参考答案 1.【答案】D 【解析】根据功的定义,W=-mgh=-900J,D项正确。 2.【答案】B 【解析】P、Q两质点角速度大小相等,根据v= r,P、Q两质点到中心转轴OO′的距离之比为2 1,所以P、Q两质 点的线速度大小之比为2 1,B项正确。 3.【答案】A 【解析】如图,设球体的速度大小为v,将v分解,所以v绳=vcos ,v绳 是定值, 增大,cos 减小,v增大,球体一直 加速,A项正确。 ! " " 绳 ! 4.【答案】C 【解析】根据 GMm r2 =m v2 r =mr 2=mr 4 2 T2 ,得v= GM r槡 , = GM r3槡 ,T=2 r3 GM槡 ,随着半径 r缓慢增大,月球受到地 球的引力缓慢减小,月球绕地球公转的周期缓慢增大,A、B项错误;随着半径 r缓慢减小,火卫一绕火星公转的 线速度、角速度均缓慢增大,C项正确,D项错误。 5.【答案】A 【解析】稳定后,两小球在水平面内做匀速圆周运动,小球所受重力与圆圈的支持力的合力提供向心力,如图, mgtan =m 2Rsin ,解得 = g Rcos 槡 ,两小球转动的角速度相等,所以 相同,两小球在同一水平面上,A项 正确。 ! " # $ % 向 % 支 &' ! 6.【答案】D 【解析】该运动员每跳一次克服重力做的功为W=mgh=mg 1 2 gt2=24J,每跳一次用时为t1=0.4s,因此克服重 力做功的平均功率为P= W t1 =60W,D项正确。 7.【答案】B 【解析】引力提供向心力,G m1m2 L2 =m1r1 4 2 T2 ,G m1m2 L2 =m2r2 4 2 T2 ,并且r1+r2=L,解得T=2 L3 G(m1+m2)槡 ,两星做匀速 圆周运动的周期变为原来的p倍,总质量变为原来的q倍,pT=2 L31 Gq(m1+m2)槡 ,解得L1= 3 qp槡 2L,B项正确。 广东 高一物理 第2 页(共4页) 8.【答案】AC 【解析】飞船在P点点火加速,才能进入圆轨道,A项正确;7.9km/s是第一宇宙速度,也是卫星绕地球做圆周运 动的最大环绕速度,飞船在圆轨道运行时,轨道半径大于地球半径,速度小于7.9km/s,B项错误;根据开普勒第 三定律 a3 T2 =k,飞船在椭圆轨道上的运行周期小于90分钟,C项正确;开普勒第二定律,在同一个轨道上,飞船和 地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等,D项错误。 9.【答案】BD 【解析】小球P在圆环轨道最低点,受到的支持力大于重力,处于超重状态,A项错误;小球P运动到圆环轨道最 高点时mg=m v21 R ,解得v1=槡gR,B项正确;小球Q运动到圆管轨道最高点最小速度为0,C项错误;若小球 P、Q 运动到各自轨道最高点时,对轨道的作用力方向均向上时,mg+ mg 2 =m v2 R ,可知,小球 P、Q经过最高点时的速度 大小相等;若小球Q运动到轨道最高点对轨道的作用力方向向下,mg- mg 2 =m v′2 R ,此时两球经过最高点的速度大 小不相等,D项正确。 10.【答案】BC 【解析】设P、M两点的距离为L,对排球1,竖直方向L= 1 2 gt2,对排球2,从M点运动至最高点的过程中,上升的 最大高度为h= 1 2 g( t 2 )2,所以排球2相对于M点上升的最大高度为P、M两点距离的 1 4 ,A项错误,B项正确; 对排球1到N点时,在竖直方向上有v1y= 2槡 gL,结合L=vPt,排球1到达N点时的速度为v1= 5 2槡 gL,排球2在 M点的竖直方向分速度为v2y= 2g L 4槡 = 2槡 gL 2 ,在水平方向L=vxt,排球2在N点的速度大小为v2= v 2 x+v 2 2槡 y= 槡gL,v1= 5 2槡 v2,所以,两排球相遇时,排球1的动能为排球2动能的2.5倍,C项正确,D项错误。 11.【答案】(1)控制变量法(2分) (2)角速度(2分) 2 1(2分) 【解析】(1)本实验中用到的实验方法是控制变量法。 (2)左、右标尺上显示的等分格的数量之比为1 4,左、右两钢球受到的向心力之比为1 4,根据 F=mr 2可 知,由于两球的质量相等,转动半径相同,转动的角速度之比为 左 右 = F左 F右槡 =1 2 ,由 v=R 可知,左、右塔轮半径 之比为2 1。 12.【答案】(1)自由落体(2分) (2)匀速直线(2分) (3)0.1(2分) 是(2分) 1.5(2分) 【解析】(1)小球A、B总能同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。 (2)小球1和2总能在水平面上相撞,说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 (3)设照相机每隔T时间曝光一次,竖直方向有 y=gT2=2L,解得T=0.1s,yab:ybc:ycd=1 3 5,位置 a是小 球做平抛运动的抛出点,水平方向有3L=v0T,小球做平抛运动的初速度大小为v0= 3L T =1.5m/s。 广东 高一物理 第3 页(共4页) 13.解:(1)小球恰好能经过螺旋圆轨道BCD的最高点C点时 mg= mv2C 2R (1分) 小球从弧形轨道AB某处由静止释放,至运动到C点的过程中,根据动能定理 mg(H-4R)= 1 2 mv2C(2分) 解得H=5R(1分) (2)小球从C点运动至F点的过程中,根据动能定理 mg(4R-2R)= 1 2 mv2F- 1 2 mv2C(2分) 小球在F点时,根据牛顿第二定律 mg+F′N= mv2F R (1分) 根据牛顿第三定律,FN=F′N(1分) 解得FN=5mg(1分) 说明:只有结果,没有公式或文字说明的不给分,其他正确解法亦可得分。 14.解:(1)火星车的速度达到最大时,火星车受到的牵引力与阻力相等 P=Fvm(2分) Ff=F(1分) 解得Ff=80N(1分) (2)关闭动力后,火星车的加速度 a= 0-vm t (1分) 根据牛顿第二定律可知 -Ff=ma(2分) 解得m=240kg(1分) (3)0~t1,火星车以恒定的加速度运动,此阶段火星车的牵引力F′= P v′ (1分) 设此阶段火星车的加速度为a′,根据牛顿第二定律可得 F′-Ff=ma′(1分) 解得a′= 1 6 m/s2 火星车以恒定的加速度运动的时间t1= v′ a′ (1分) 0~t1,火星车牵引力做功为W=F′ v′ 2 t1(1分) 解得W=0.576J(1分) 说明:只有结果,没有公式或文字说明的不给分,其他正确解法亦可得分。 广东 高一物理 第4 页(共4页) 15.解:(1)当弹簧恢复原长时,设轻绳的拉力为F1,轻绳与立轴间的夹角为 1 cos 1= L 4 3 L =3 4 (1分) 对小球P,2F1cos 1= mg 3 (1分) 对小球M,F1sin 1=m 2 0 4 3 Lsin 1(1分) 解得 0= g 6L槡 (1分) (2)整个装置静止时,两轻绳恰好绷紧且无张力 对小球P,k( 4 3 L-L)= mg 3 (1分) 解得k= mg L 从弹簧恢复原长时开始,随着角速度 的继续增大,弹簧将处于压缩状态,弹簧的压缩量为 x,设轻绳与立轴 间的夹角为 ,轻绳的拉力为F cos = L- x 4 3 L =3(L - x) 4L (1分) 对小球P,2Fcos = mg 3 +k x(1分) 对小球M,Fsin =m 2 4 3 Lsin (1分) 整理得,立轴的角速度 与弹簧的形变量 x之间的关系式为 = g(3 x+L) 6L(L- x)槡 (1分) 根据几何关系,当小球M、N恰好在水平横杆的两端点做匀速圆周运动时,弹簧的压缩量 x1= L 3 (1分) 解得 max= g 2L槡 (1分) (3)剪断连接小球P、M的轻绳瞬间,小球M的瞬时线速度大小为v=槡 23 3 L max(1分) 小球M做平抛运动 3 2 L= 1 2 gt2(1分) x=vt(1分) s= x2+(槡 23 3 L) 槡 2(1分) 解得s=槡 30 3 L(1分) 说明:只有结果,没有公式或文字说明的不给分,其他正确解法亦可得分。