摘要:
**基本信息**
以嫦娥四号、火星探测器等科技情境为载体,通过基础选择、探究实验及多过程计算,梯度考查圆周运动、动量守恒等知识,落实物理观念与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|圆周运动模型、天体运动规律|结合汽车拱桥、圆锥摆等生活模型,考查运动与相互作用观念|
|多选题|3/18|机械波传播、简谐运动|以艺术体操带操为情境,考查波形图与振动图像分析,体现科学推理|
|实验题|2/16|螺旋测微器读数、单摆测g、管道曲率半径测量|设计“J”型管道实验,通过F-h图像求半径,培养科学探究能力|
|计算题|3/38|多体碰撞、机械能守恒、波速计算|机器人碰撞、滑块多体作用等复杂过程,考查模型建构与综合应用|
内容正文:
射洪中学高2025级高一下期强实班期中考试
物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共7小题,每题只有一个选项符合题意,每题 4分,共计28分)
1.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.如图a,汽车通过拱桥的最低点时是由拱桥支持力提供向心力
B.图b所示是一圆锥摆,合力沿绳指向悬点
C.如图c,小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动,合力指向水平圆心
D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
2.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( )
A.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,则小球P、Q经过最高点时的速度大小有可能相等
B.小球P运动到圆环轨道最高点时的最小速度为0
C.小球Q运动到圆管轨道最高点时的最小速度为
D.小球P在圆环轨道最低点处于失重状态
3.已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,“嫦娥四号”离月球中心的距离为r,绕月周期为T,根据以上信息可求出( )
A.“嫦娥四号”绕月运行的速度为
B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C.月球的平均密度为
D.月球的平均密度为
4.如图所示,质量为m1、m2的木块a和b用轻弹簧连接,静止在光滑的水平地面上,木块b紧靠竖直墙壁。质量为m0的子弹以v0大小的速度水平向右射入木块a并嵌在其中(时间极短)。在木块a运动的整个过程中,墙壁对b的冲量大小为( )
A.
B.
C.m0v0
D.2m0v0
5.如图所示,某火星探测器从地球发射后,经过地火转移轨道1从点进入停泊轨道2,运行一段时间后再从点进入近火轨道3。已知停泊轨道2的远火点到火星中心的距离约为近火点到火星中心距离的倍,下列说法正确的是( )
A.地球发射火星探测器的速度至少为才能进入地火转移轨道
B.探测器在停泊轨道运行时,、两点的速度大小关系约为
C.火星探测器从停泊轨道2进入近火轨道3时必须加速
D.火星探测器在停泊轨道2的周期小于在近火轨道3的周期
6.如图所示,在空中固定有一个倾斜的挡板,与竖直方向成角,,在点的正下方有一点,以一定的速度从点水平向右抛出一个质量为的小球,可视为质点。如果小球的运动轨迹恰能与挡板相切于点(图中未画出)。重力加速度,不计空气阻力。则( )
A.、两点间的距离为
B.从到过程中,小球的动量变化量为
C.小球到达点时的速度大小为
D.从A到B过程中,小球的动能增加量为100J
7.传送带经常用于分拣货物。如图(a)为倾斜传送带输送机简化模型图,传送带顺时针匀速转动,在传送带下端点无初速度放上货物。货物从下端点运动到上端点的过程中,其机械能与位移的关系图像(以点所在水平面为零势能面)如图(b)所示。货物视为质点,关于货物从点运动到点的过程说法正确的是( )
、
A.该过程中货物受到的摩擦力不变
B.货物与传送带间相对滑动产生的热量为
C.货物对传送带做的功为
D.传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为
二、多选题(本题共 3 小题,共计 18分,每题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)
8.下列说法正确的是( )
A.图甲为两列频率相同,振幅相同的相干水波于某时刻叠加,实线和虚线分别表示波峰和波谷,则此时点正处于平衡位置
B.图乙为在水面上振动的波源,M、N为在水面上的两块挡板,要使处水也能发生振动,则波源的频率应该变大
C.图丙为发波水槽中的一根细杆周期性地触动水面并水平移动形成的图样,说明细杆正在向图中左边移动
D.图丁救护车向右运动的过程中,、两人听到警笛声的频率均不变
9.艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.简谐波沿轴正方向传播
B.时刻,点的位移为
C.时刻后,再经过点到达波峰位置
D.质点的振动方程为
10.如图甲所示,a、b两物块(均视为质点)用劲度系数为k的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上,t=0时,使a获得水平向右、大小为v0的速度,a、b运动的速度一时间关系图像如图乙所示,已知阴影部分的面积为S0,弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为,弹簧始终处于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A.t1和t3时刻,弹簧弹性势能一样大
B.b的质量为
C.0~t3时间内,a所受冲量的大小为
D.0~t1时间内b的位移大小
第II卷(非选择题)
三、实验题(本题共2小题,共计16分)
11.(10分)(1)如图1,螺旋测微器的示数为_______mm;如图2,游标卡尺的示数为_______mm,如图乙,秒表的读数为___________s。
(2)
用单摆测定重力加速度的实验中没有游标卡尺,无法测小球的直径,小明将摆绳长计为摆长,测得多组周期和的数据,作出图像。则实验得到的图像应是如图中的__________(选填“”,“”或者“”),实验测得当地重力加速度大小是_______________()。
12.(6分)某同学设计一个实验测量“J”型光滑管道底部弧形的曲率半径r,实验装置如图甲所示,将压力传感器安置在“J”型光滑管道底部,使管道的平直部分保持竖直,右边竖直固定一刻度尺测量小球的下落高度h,其零刻度与“J”型光滑管道的底部对齐。
(a)记下管道静止时传感器的示数F0=0.882N,小球静止在管道底部时传感器的示数为F1
(b)从图甲所示位置静止释放小球,记录小球的下落高度h
(c)小球沿管道运动,记下小球运动到管道底部时传感器的示数F
(d)从其他位置静止释放小球,重复步骤(b)(c)。多获得几组对应的h、F值
(e)以F为纵轴,h为横轴,通过对应的h、F值描点作图,得到如图乙所示的图像
回答下列问题:
(1)如图甲所示,小球的下落高度h= cm;
(2)根据实验原理可推出F、h的函数关系式为 (用、、r表示),
(3)根据图乙可求出管道最低处的轨道半径是 cm。
四、计算题(共38分)。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(10分)如图所示,实线是某时刻的波形图,虚线是0.7s后的波形图。
(1)若波沿x轴正方向传播,且周期大于0.7s,求它的周期;
(2)若波沿x轴负方向传播,且周期满足,求波的传播速度;
(3)若波速是30m/s,求波的传播方向。
14.(12分)火星基地的自动化机械测试区,搭建了一套机器人移动性能验证装置如图所示,长为,倾角的光滑下滑轨道与光滑超导水平导轨平滑衔接,紧靠D点静置一台质量的无动力超导转运平台(平台上表面与D点齐平),平台右端静置一可视为质点的质量的备用零件箱B。质量,可视为质点的小型探测机器人A从下滑轨道顶端由静止释放,沿超导水平轨道滑至P点后水平投射,恰好从固定在光滑测试面上的光滑圆弧缓冲轨道的C点的切线方向进入,机器人A滑上平台后与零件箱B发生碰撞并粘连在一起,碰撞时间极短,已知C点与圆弧圆心O的连线与竖直方向夹角,圆弧轨道的半径,机器人A、零件箱B与转运平台间的动摩擦因数均为,转运平台与测试面之间无摩擦,基地模拟重力加速度g取,不计火星基地内模拟的大气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)探测机器人A到达C点时的速度大小;
(2)探测机器人A刚到达圆弧缓冲轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)为避免A、B粘连体滑出转运平台,平台的长度L至少多大。
15.(16分)如图所示,水平木板的a端紧挨着长度L1=1.15m的平台A,b端与足够长的平台B之间的距离为L2=0.25m,木板的长度L=2m、质量M=2kg,上表面跟平台A、B等高。平台B上有完全相同、质量均为m=1kg的滑块(从左向右依次记为滑块1、滑块2……滑块n,均可视为质点)等间距静止排列,间距d,滑块1位于平台B的左端。与平台B上完全相同的滑块P放置在平台A的左端。质量m1=1.5kg的小球用长度l=1m的细绳栓接在O点,无初速度释放时细绳刚好伸直且与水平方向成θ=30°角,运动到最低点时与滑块P发生弹性碰撞,碰撞后滑块P沿平台A滑动,之后滑上木板,当木板的b端撞到平台B时立即静止。滑块P与滑块1相碰后粘在一起,碰后两滑块以共同的速度继续运动距离d与滑块2相碰,三滑块以共同的速度运动……后面重复前面的运动情况。小球与滑块、滑块与滑块间的碰撞时间极短。已知滑块P跟平台A、木板之间的动摩擦因数均为μ1=0.5,木板与水平面之间μ2=0.1、滑块与平台B之间的动摩擦因数均为μ,取g=10m/s2。求:
(1)细绳上的拉力F的最大值;
(2)滑块P刚滑上木板时的速度大小;
(3)滑块P与滑块1碰撞时损失的机械能;
(4)若滑块P与滑块1碰撞前瞬间的速度为v0,则第n次碰撞前已经粘到一起的滑块的动能表达式。(结果用字母v0、μ、m、g、d、n表示)
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高一强实班物理 第 1 页 共 7 页
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物理试题参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
1
8
9
10
答案
A
D
0
B
B
0
AC
AD
AD
11.(1)3.192102.30
110
(2)
a
9.86
F=F+25-E)D
12.(1)70.10
(2)
(3)
10
13.(1)2.85;(2)10m/5:(3)波沿着x轴正方向传播。
【详解】(1)由波形图可知,波长=细,波沿x轴正方向传搭时,经}传到虚线位置,则-0为
解得波的周期T=2.8s
(2)波沿x轴负方向传播时,0.75时间内经71传到虚线位置,即27=0,7s
4
4
解得T=0.4s波速v=」
m/s =10m/s
T0.4
(3)假设波沿x轴正方向传播,传播时间△1=T+nT(=0,12)
所以T=(=02)而=4m
4n+1
根据v=T
可得=94+a=0l2-)
当v=30m/s时n=5故假设成立,波沿着x轴正方向传播
14.(1)10m/s(2)64N
(3)2.7m
【详解】(1)设探测机器人A到达P点的速度为,由动能定理有mg4sna=
2m2-0
解得v=8m/s
探测机器人A从P点水平投射做平抛运动,设到达C点时的速度大小为Y,则有?=”。
解得y=10m/s
cos0
D点时的速度大小为,从C点到D点,由动能定理有mgR1-cos)三
一mv2解得y,=6√3m/s
2
在D点时由牛顿第二定律有R-mg=m兰解得R=4N
R
(3)机器人A与零件箱B碰撞过程动量守恒,则mv2=(m+m,)y,解得y=3V3m/s
AB粘连在一起在转运平台运动过程中,AB与转运平台系统动量守恒,则(m+m,)y,=(m+m。+Mル4解得
6V5
V4=
5
设AB与转运平台共速过程,对滑动距离为,则由功能关系有4(m+mgm+m)号m+风+M号
解得s=2.7m
平台的长度L至少为2.7m。
5.①F=25N:2)a22ms:g)0:(0=
22+32+…+
-igd
1
n
【详解】(1)小球开始做自由落体运动,设细绳张紧前瞬间的速度大小为0
由2 ngl sin0=m,-0
2
张紧瞬间小球的速度变为Yo2=Vo1cos8
1
股小球碰前的速度为,根据机械能守恒定律g1-sm)M)场
与滑块P碰撞前瞬间,细绳的拉力F最大,即F-m,g=m骨
联立解得v=5m/s,F=52.5N
(2)设碰撞后滑块P的速度y1,刚滑上木板时的速度2,碰撞中根据动量守恒定律和能量守恒定律
1
1
mvo3 mvoa+mvpl
2m哈=2m%,+2m%
滑块P在平台A上滑动,根据动能定理-4mg4=哈:2m%
1
7
-m/s
2
联立解得p2=
2
(3)滑块P滑上木板后,设滑块、木板的加速度大小分别为a、a2,木板撞到平台B的时间为t,此时滑块P的速
1
度大小为w,根据牛顿第二定律对滑块P4mg=ma对木板4mg-丛(M+m8=Ma,L,=2
解得1=V
-
2
1
该段时间内滑块P的位移x=yt-
2at=2.25m
那么x=L+L2
可知木板撞击平台B时滑块P恰好滑离木板与滑块1碰撞=y2-a,t=√2m/s
根据动量守恒定律和能量守恒定律%,=2my
滑块P与滑块1碰撞损失的机械能为△E=)mv2-
1
2x2m2=0.5J
1
(4)第一次碰撞前瞬间的动能E0=2m心
11
碰后动能
EM=22
设运动距离d后的动能为Ek1,则Ek1-E1=u×2mgd
22
那么第三次碰撞前解间的动能£地)mg
2
第二次碰后的动能E,=二×E
3
设运动距离d后的动能为E2,则Ek2-Ek2=μ×3mgd
1
那么第三次碰撞前瞬间的动能E,=E,
2+32
3
umgd
3
第三次碰后的动能E。-xEa
设运动距离d后的动能为E3,则Ek3-Ek3=μ×4mgd
22+32+42
那么第四次碰撞前瞬间的动能E4二40一
Lmgd
4
那么第n次碰撞前瞬间已经粘到一起的整体的动能E)=E,。
22+32+…+7
ugd
n