精品解析：四川省双流中学2024-2025学年高一下学期第一次考试物理试题

四川省双流中学2024-2025学年度下期第一次考试 高2024级物理试题 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 一物体随地球自转做匀速圆周运动，则物理量不变的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 合外力 D. 向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】物体随地球自转做匀速圆周运动，则线速度、合外力和向心加速度三个物理量的大小不变，但是方向不断变化；角速度不变。 故选B。 2. 下列有关天体运动的说法正确的是（　　） A. 绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大 B. 在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期 C. 绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小 D. 若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有： 【答案】A 【解析】 【详解】AC．开普勒第三定律表明:所有的行星公转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，即 所以a越大,公转周期越大，故A正确，C错误； B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误； D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。 故选A。 3. 一根木棒沿固定水平桌面从A移动到B，位移为s，则棒对桌面的摩擦力Ff和桌面对棒的摩擦力Ff′，做的功分别为（　　） A. -Ffs，-Ff′s B. Ffs，-Ff′s C. 0，-Ff′s D. -Ffs，0 【答案】C 【解析】 【详解】由题意知棒对桌面的摩擦力为Ff，桌面无位移，则做的功为0；桌面对棒的摩擦力为Ff′，棒的位移为s，因此Ff′做的功为-Ff′s。 故选C。 4. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率PA>PB 【答案】D 【解析】 【详解】A、C项：根据动能定理得，重力做功相同，初动能相同，则末动能相同，可知落地的速度大小相等，但是方向不同，故AC错误； B项：由知，落地的速度大小相等，但是A落地时速度方向与重力之间有夹角，可知两球落地时的重力功率不同，故B错误； D项：从开始抛出到落地，重力做功相同，但是竖直上抛运动的时间大于平抛运动的时间，由，所以，故D正确． 5. 飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，严重时会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（取）（ ） A. 100m B. 111m C. 125m D. 250m 【答案】C 【解析】 【详解】在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析，受重力和支持力，两者的合力提供向心力，由题意知，当时，圆弧轨道半径最小，为，由牛顿第二定律得 解得 故C正确。 故选C。 6. 如图所示，一半径为R的光滑圆环在竖直面内，O为圆心，原长为的轻弹簧一端固定在圆环的最低点A，另一端连接套在圆环上的小球。圆环绕竖直直径以角速度匀速转动，小球相对圆环静止时，小球、圆心连线与直径的夹角。已知小球质量为m，重力加速度大小为g。则圆环对小球作用力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小球做匀速圆周运动，对其进行受力分析，如图所示 则有， 根据几何关系有 解得 故选D。 7. 一物体在某行星的赤道上，随该行星自转时受到的该行星对他的万有引力是它重力的1.04倍，已知该行星自转的周期为，行星的半径为，把该行星看成一个球体，则该行星的第一宇宙速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】物体在某行星的赤道上时，根据牛顿第二定律 因为 可得 根据 可得该行星的第一宇宙速度为 故选D。 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，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. 2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 空间站的角速度小于中继卫星的角速度 B. 空间站的加速度大于中继卫星的加速度 C. 空间站的线速度小于中继卫星的线速度 D. 中继卫星的线速度等于第一宇宙速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为24小时，空间站转一圈约90分钟，由公式 知空间站角速度大于中继卫星角速度，故A错误； B．由开普勒第三定律 知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由 得 知空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故B正确； CD．由万有引力定律提供向心力 得 可知空间站的线速度大于中继卫星的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故CD错误。 故选B。 9. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取，则（　　） A. 汽车在前内的牵引力为 B. 汽车在前内的牵引力为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车在前内克服摩擦力做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图象，可得前内的加速度 由牛顿第二定律 解得 A．由上述分析A错误； B．由上述分析B正确； C．第五秒时到达额定功率 C错误； D．前内的位移是 克服摩擦力做功 D正确． 故选BD。 10. 如图甲所示，长为l、倾角为的斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化图像如图乙所示，则（　　） A. B. 小物块下滑的加速度逐渐增大 C. 小物块下滑到斜面低端的过程中克服摩擦力做的功为 D. 小物块下滑到低端时的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．物块在斜面顶端静止释放能够下滑，则满足 即 故A错误； B．根据牛顿第二定律有 下滑过程中μ逐渐减小，则加速度a逐渐增大，故B正确； C．由图乙可知 则摩擦力 可知f与x成线性关系，如图所示 其中f0=μ0mgcosα，图线和横轴所围的面积表示克服摩擦力做的功，则下滑到斜面底端的过程克服摩擦力做功 故C正确； D．下滑过程根据动能定理有 解得 故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、挡板B、挡板C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1. （1）在这个实验中，利用了_____来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量_____（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板_____（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，、、三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则点与点的角速度之比_____，点与点的线速度大小之比_____，点与点的向心加速度大小之比_____。 【答案】（1）C （2） ①. 不同 ②. A （3） ①. 1：2 ②. 1：2 ③. 1：4 【解析】 【小问1详解】 在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系，故选C。 【小问2详解】 [1][2]探究向心力大小与质量的关系时，要保持角速度和半径不变，选择两个质量不同的小球，分别放在挡板A和挡板C处。 【小问3详解】 [1][2][3]点与点同缘转动，则线速度相等，根据 可知，AC的角速度之比1:2；AB两点角速度相等，则BC的角速度之比为1:2；根据 点与点的半径相等，可知线速度大小之比1:2；根据 可知点与点的向心加速度大小之比1:4。 12. 如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”的实验装置，主要实验步骤如下： ①用天平测出滑块（含滑轮）质量，并安装好实验装置； ②适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动； ③轻绳绕过长木板末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器上，另一端挂质量为的钩码，绕过两滑轮的轻绳与长木板平行； ④接通打点计时器电源，释放滑块，打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻计数点的时间间隔为0.1s，并记录拉力传感器示数。 回答下列问题； （1）从打点计时器打出点到打出点的过程中，合力对滑块（含滑轮）所做的功_____J，打下点时滑块的速度_____m/s，滑块（含滑轮）动能的增量_____J。（计算结果均保留2位有效数字） （2）多次实验发现合力对滑块（含滑轮）所做的功总略大于滑块（含滑轮）动能的增量，可能的原因是_____（填选项前面字母）。 A. 没有满足滑块（含滑轮）质量远大于钩码质量 B. 平衡摩擦力过度 C. 滑轮摩擦影响 （3）写出一种利用该实验装置还可以完成的物理实验：_____。 【答案】（1） ①. 0.14 ②. 1.2 ③. 0.13 （2）C （3）研究匀变速直线运动规律；探究加速度与合外力的关系；探究加速度与质量的关系；测量滑块与长木板间的动摩擦因数（写出一种即可） 【解析】 【小问1详解】 [1]由图乙知，合外力对滑块（含滑轮）做的功为 [2]根据匀变速直线运动的规律可得， [3]所以滑块（含滑轮）动能的增量 【小问2详解】 A．因有拉力传感器测量绳上的拉力，故不需要满足滑块（含滑轮）质量远大于钩码质量，A项错误； B．若平衡摩擦力过度，会有重力做正功，滑块（含滑轮）动能的增量应大于合外力做的功，B项错误； C．滑轮有摩擦，需要克服摩擦力做功，有一部分能量转化为内能，滑块（含滑轮）动能的增量略小于合外力做的功，C项正确。 故选C。 【小问3详解】 有打点计时器、纸带，可研究匀变速直线运动的规律；也可测量滑块与长木板间的动摩擦因数；加速度、质量、合外力均可测，故也可以研究加速度与质量、合外力的关系。 四、计算题（本题共3小题，共38分） 13. 如图所示是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为的圆轨道Ⅰ上，在卫星过A点时点火实施变轨，进入远地点为的椭圆轨道Ⅱ上，过点时再次点火，将卫星送入地球同步圆轨道Ⅲ．已知地球两极处的重力加速度为，地球自转周期为，地球半径为。求： （1）卫星在圆轨道Ⅰ上运行的线速度大小； （2）同步圆轨道Ⅲ距地面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设地球的质量为，卫星的质量为，则在近地圆轨道Ⅰ上有 设地球表面某一物体的质量为，忽略地球自转的影响，则有 解得 【小问2详解】 在同步圆轨道Ⅲ上有 解得 14. 如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）滑块在C点的速度大小vC； （2）滑块在B点的速度大小vB； （3）A、B两点间的高度差h． 【答案】（1）2m/s（2）4.29m/s（3）1.38m 【解析】 【详解】 （1）由题意，在C处滑块仅在重力作用下做圆周运动，设滑块的质量为m，由牛顿定律： 解得： （2）由几何关系，BC高度差H为： 滑块由B到C的运动过程中重力做功，机械能守恒，以B为势能零点： 带入数据：vB=4.29m/s （3）滑块由A到B过程，由牛顿定律： 解得： 解得：a=4m/s2； 设AB间距为L,由运动公式：vB2=2aL 由几何关系：h=Lsin370 解得： 15. 如图所示，水平圆形转台能绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径，在转台的边缘叠放物体A、B（均可看作质点），A、B之间的动摩擦因数，B与转台之间动摩擦因数，且mA=2kg，mB=5kg．（g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） (1) 若开始的时候转台边缘只放上了B物体，求随着转速的增加，B物体即将发生滑动时所对应的角速度ω? (2) 当物体A、B叠放在一起的时候，转台以ω1=2rad/s匀速转动，如图a，求此时B对转台的摩擦力大小? (3) 现用一根长的轻绳将B、C相连，轻绳能够承受的最大拉力为，C物体（可看作质点）的质量为mC=1kg，让转台从静止缓慢加速，如图b，求细绳即将拉断的瞬间（还未拉断）转台所对应的角速度，以及此时转台对B物体的摩擦力? 【答案】(1) (2) (3) 方向：沿半径指向圆心 【解析】 【详解】(1) B物体即将发生滑动时 对B： 解得： (2)假设A、B无相对运动，则它们恰好滑离台面时 对AB： 解得： 同理，A恰好滑离B时有 对A： 解得： 由于，所以此时A、B和转台保持相对静止 则对AB： 由牛顿第三定律得： (3)绳子即将拉断的瞬间，设绳与竖直方向夹角为 对C，竖直方向： 水平方向： 解得： ， 由于，则物体A不可能单独滑离转台 设AB与转台保持相对静止，B受静摩擦力为fB 对AB： 解得：，则假设成立 则 方向：沿半径指向圆心． 点睛：对于向心力公式的应用，解题的关键是正确对物体进行受力分析，知道B对转台摩擦力第一次发生突变时的临界条件，特别注意C做圆周运动的半径是C到转轴的距离． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省双流中学2024-2025学年度下期第一次考试 高2024级物理试题 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 一物体随地球自转做匀速圆周运动，则物理量不变的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 合外力 D. 向心加速度 2. 下列有关天体运动的说法正确的是（　　） A. 绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大 B. 在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期 C. 绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小 D. 若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有： 3. 一根木棒沿固定水平桌面从A移动到B，位移为s，则棒对桌面的摩擦力Ff和桌面对棒的摩擦力Ff′，做的功分别为（　　） A. -Ffs，-Ff′s B. Ffs，-Ff′s C. 0，-Ff′s D. -Ffs，0 4. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率PA>PB 5. 飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，严重时会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（取）（ ） A. 100m B. 111m C. 125m D. 250m 6. 如图所示，一半径为R的光滑圆环在竖直面内，O为圆心，原长为的轻弹簧一端固定在圆环的最低点A，另一端连接套在圆环上的小球。圆环绕竖直直径以角速度匀速转动，小球相对圆环静止时，小球、圆心连线与直径的夹角。已知小球质量为m，重力加速度大小为g。则圆环对小球作用力的大小为（　　） A. B. C. D. 7. 一物体在某行星的赤道上，随该行星自转时受到的该行星对他的万有引力是它重力的1.04倍，已知该行星自转的周期为，行星的半径为，把该行星看成一个球体，则该行星的第一宇宙速度为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，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. 2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 空间站的角速度小于中继卫星的角速度 B. 空间站的加速度大于中继卫星的加速度 C. 空间站的线速度小于中继卫星的线速度 D. 中继卫星的线速度等于第一宇宙速度 9. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取，则（　　） A. 汽车在前内的牵引力为 B. 汽车在前内的牵引力为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车在前内克服摩擦力做功 10. 如图甲所示，长为l、倾角为的斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化图像如图乙所示，则（　　） A. B. 小物块下滑的加速度逐渐增大 C. 小物块下滑到斜面低端的过程中克服摩擦力做的功为 D. 小物块下滑到低端时的速度大小为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、挡板B、挡板C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1. （1）在这个实验中，利用了_____来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量_____（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板_____（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，、、三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则点与点的角速度之比_____，点与点的线速度大小之比_____，点与点的向心加速度大小之比_____。 12. 如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”的实验装置，主要实验步骤如下： ①用天平测出滑块（含滑轮）质量，并安装好实验装置； ②适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动； ③轻绳绕过长木板末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器上，另一端挂质量为的钩码，绕过两滑轮的轻绳与长木板平行； ④接通打点计时器电源，释放滑块，打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻计数点的时间间隔为0.1s，并记录拉力传感器示数。 回答下列问题； （1）从打点计时器打出点到打出点的过程中，合力对滑块（含滑轮）所做的功_____J，打下点时滑块的速度_____m/s，滑块（含滑轮）动能的增量_____J。（计算结果均保留2位有效数字） （2）多次实验发现合力对滑块（含滑轮）所做的功总略大于滑块（含滑轮）动能的增量，可能的原因是_____（填选项前面字母）。 A. 没有满足滑块（含滑轮）质量远大于钩码质量 B. 平衡摩擦力过度 C. 滑轮摩擦影响 （3）写出一种利用该实验装置还可以完成的物理实验：_____。 四、计算题（本题共3小题，共38分） 13. 如图所示是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为的圆轨道Ⅰ上，在卫星过A点时点火实施变轨，进入远地点为的椭圆轨道Ⅱ上，过点时再次点火，将卫星送入地球同步圆轨道Ⅲ．已知地球两极处的重力加速度为，地球自转周期为，地球半径为。求： （1）卫星在圆轨道Ⅰ上运行的线速度大小； （2）同步圆轨道Ⅲ距地面的高度。 14. 如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）滑块在C点的速度大小vC； （2）滑块在B点的速度大小vB； （3）A、B两点间的高度差h． 15. 如图所示，水平圆形转台能绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径，在转台的边缘叠放物体A、B（均可看作质点），A、B之间的动摩擦因数，B与转台之间动摩擦因数，且mA=2kg，mB=5kg．（g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） (1) 若开始的时候转台边缘只放上了B物体，求随着转速的增加，B物体即将发生滑动时所对应的角速度ω? (2) 当物体A、B叠放在一起的时候，转台以ω1=2rad/s匀速转动，如图a，求此时B对转台的摩擦力大小? (3) 现用一根长的轻绳将B、C相连，轻绳能够承受的最大拉力为，C物体（可看作质点）的质量为mC=1kg，让转台从静止缓慢加速，如图b，求细绳即将拉断的瞬间（还未拉断）转台所对应的角速度，以及此时转台对B物体的摩擦力? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $