精品解析：湖北省武汉市部分重点中学 2024-2025 学年高三下学期期中联考物理模拟试卷（一）

武汉市部分重点中学2024—2025学年度下学期期中联考 物理模拟试卷（一） 本试卷共8页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。 在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 物理是一门拥有悠久历史的自然学科，从古希腊物理学家对生活现象的种种思考，到近代如牛顿、伽利略打破教会的观念所探究出的经典物理，最终到现代多方向、全方位的物理学。学好物理，需要对物理概念和物理学史有了如指掌般的理解，下列关于对物理学概念和物理学史的理解，正确的是（　　） A. 一个物体如果做曲线运动，那么这个物体运动时的加速度方向与速度方向可能一致 B. 如果有未知数量的外力对一个系统所做所有功总和为0，则该系统机械能一定守恒 C. 开普勒通过多年的观测获得了大量的数据，并通过对数据分析后发现了行星运动规律 D. 动量守恒是相互作用的物体系统在相互作用过程中的任何时刻动量之和都是一样的 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体做曲线运动的充要条件是加速度（合外力）方向与速度方向不在同一条直线上，若二者方向一致，物体将做直线运动，故A错误； B．匀速上升的物体，合外力做功为 0，外力对系统所做所有功总和为0，动能不变，但重力势能增加，机械能增大，故 B 错误。 C．天文学家第谷通过多年观测获得了行星运动的大量数据，开普勒是在分析第谷的观测数据基础上总结出了行星运动规律，并非开普勒本人完成观测，故C错误； D．动量守恒为瞬时守恒，满足守恒条件的相互作用系统，在相互作用过程的任意时刻，系统总动量都保持不变，即任意时刻的总动量之和相等，故D正确。 故选D。 2. “请党放心，强国有我。”新时代百年未有之大变局下，亿万青年扎根国防科技建设，向强军目标奋勇向前。2021年8月21日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。研究人员需要通过导弹上安装的由锕系元素制成的高精度地磁传感器分析导弹轨迹，从而设计准确的打击目标路线。下图是分析导弹工作时的电脑通过三维建模技术绘制的x-z轨迹示意图，其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是（　　） A. 图中A点 B. 图中D点 C. 图中B点 D. 图中C点 【答案】B 【解析】 【详解】弹头的轨迹是曲线运动，因此合外力与速度关系应满足曲线运动条件，合外力指向轨迹的凹侧，速度方向沿着轨迹的切线方向。 故选B。 3. 2025年3月27日，湖北省武昌实验中学高一（8）班教室里，物理李老师通过现场实验，给班上同学和来自云端的同学演示了物理学的力量。班上的戴同学看完实验后意犹未尽，于课余时间做出了如下的实验装置，三个同质且均匀分布的弹性小球A、B、C通过过质心的光滑细杆相互接触串在一起，如图所示，三球质量满足。现将三小球竖直从离地面高为h处静止自由下落，若所有碰撞均可视为弹性碰撞，则小球C上跳的高度约为（　　） A. 16h B. 25h C. 36h D. 49h 【答案】D 【解析】 【详解】根据机械能守恒 解得，三球在落地前均有向下的速度为 A球先与地面弹性碰撞后速度变为向上的与B球发生碰撞，取向上为正方向 根据动量守恒和机械能守恒有 解得，AB发生弹性碰撞后的速度大小为 因为，所以 此后BC发生弹性碰撞，与AB碰撞同理 解得 因为，所以 根据机械能守恒 其中，解得 故选D。 4. 细激光束可以像镊子一样抓住微小颗粒。如图所示，光束①、②为从S点射出的光强相同的两细束激光，O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为，出射时光束均与SO平行。若不考虑光的反射和吸收，则（　　） A. 两光束对小球的合力为零 B. 两光束对小球的合力沿SO方向向右 C. 光束①、②对小球的作用力方向相反 D. 光束①、②对小球的作用力大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】光束①、②强度相同，仅考虑折射，设时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为p，这些粒子进入小球前的总动量为 出小球 时的总动量为 p1、p2 的方向均沿SO向右，由动量定理有 ＞0 可知小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右，由牛顿第三定律知光束①、②对小球的作用力方向相同，大小相等，光束因折射对小球产地合力水平向左。 故选D。 5. 来自松滋一中的叶同学，在听完李老师的直播课后，对球槽模型进行了实验，验证上课所学的结论是正确的，如图是她的实验装置，质量为的半圆形凹槽静置在光滑水平面上，质量为的光滑小球静止在凹槽底部，初始时刻给小球一个水平初速度。实验时，叶紫同学通过频率为29.97Hz的佳能相机的连续快拍功能，拍下1000张相片并通过合成功能得到小球运动轨迹如图所示，已知图中轨迹顶点与凹槽端口等高，则（　　） A. B. 仅增大值后重新模拟，小球能飞离凹槽 C. 长时间观察，有些时间段内凹槽对地向左运动 D. 小球从图中到运动过程中，凹槽先加速后减速 【答案】B 【解析】 【详解】A．当小球由最低点开始运动到第一次回到最低点时，类似弹性碰撞，设小球末速度，凹槽末速度 ， 联立可得 以初速度方向为正方向，由题目可知当小球第一次回到最低点时，即 可以判断，故A错误； B．当小球由最低点开始运动到第一次回到最高点时，类似完全非弹性碰撞，设小球和凹槽的末速度是 由动量守恒即 当增大值后会减小，小球和半圆形凹槽在水平方向的动能会减小。由机械能守恒可以判断小球到达槽口高度，其重力势能与原情况相同，水平方向动能减小，则竖直方向动能一定会增加。半圆形凹槽竖直方向没有速度，则小球在竖直方向的速度一定增加，小球会飞得更高，故B正确； C．设小球末速度水平分速度，凹槽末速度，由动量守恒可知 解得 当凹槽对地向左运动时，可得 此时能量大于系统初始能量，违背能量守恒定律，故始终大于零，凹槽一直对地向右运动，故C错误； D．设小球末速度水平分速度，凹槽末速度，由动量守恒可知 ，即 小球由到过程中一直增大，所以一直增大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，一顶角为直角的“ ”形光滑细杆竖直放置。质量均为的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为的轻质弹簧相连，此时弹簧为原长。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内，且弹簧始终保持水平，已知弹簧的长度为时，弹性势能为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属环在最高点与最低点加速度大小相等 B. 左边金属环下滑过程机械能守恒 C. 弹簧的最大拉力为 D. 金属环的最大速度为 【答案】A 【解析】 【详解】B．左边金属环下滑过程，除重力以外，弹簧的弹力对它做功；故对金属环而言，下滑过程中机械能不守恒；故B错误； C．金属环下降达到最低时，速度减小为，形变量最大为，根据机械能守恒定律有 解得 弹簧的最大伸长量 弹簧的最大拉力为 故C错误； A．在最高点时金属环只受重力和支持力作用，此时重力沿杆方向的分力提供加速度，有 在最低点，可知 根据牛顿第二定律可知 解得 则 金属环在最高点与最低点加速度大小相等，故A正确； D．当金属环的加速度为时，速度最大，金属环受力如图所示： 金属环受到重力、杆的弹力和弹簧的弹力，沿杆方向加速度为，即合力为，有 又 解得形变量 根据几何知识，两个小球下降的高度为 对系统只有重力，弹力做功，对两个金属环和弹簧根据机械能守恒，有 解得 故D错误。 故选A。 7. 如图甲所示，没有空气阻力时，物体做抛体运动的轨迹为抛物线，由于空气阻力的影响，实际物体的轨迹与抛物线存在较大的差异，称为弹道曲线。图乙为一个的物体由水平地面上斜向上抛出，在重力和空气阻力作用下的运动轨迹，已知物体的质量为m，其所受空气阻力的大小与速度成正比，比例系数为k，重力加速度为g，物体在空中飞行的时间为t，水平射程为x，抛出瞬间速度与水平方向的夹角为α，落地瞬间速度与水平方向的夹角为β，由以上物理量可表示的物体克服空气阻力所做功为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设物体初速度为v1，末速度为v2，最大高度为h，上升时间为t1，下降时间为t2。根据动量定理 水平方向 即 竖直方向 ， 即 ， 又 得 根据动能定理，克服阻力做功为 联立的 故选C。 8. 卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆，只考虑P、Q受到该行星的引力，引力大小随时间的变化如图所示，已知下列说法正确的是（　　） A. P、Q到行星中心距离的最小值之比为3∶2 B. P、Q绕行星公转的周期之比为 C. P、Q的质量之比为27∶81 D. Q的轨道长轴与短轴之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】B．设卫星P的质量为，周期为​；卫星Q的质量为​，周期为由图可知，故B正确； A．当P离行星最近时 当P离行星最远时 当Q离行星最近时 当Q离行星最远时 由开普勒第三定律可知 联立解得，故A错误； C．由A可知 解得，故C错误； D．设卫星Q的轨迹半长轴为，半短轴为，半焦距为，则有，， 联立解得 所以Q的轨道长轴与短轴之比为，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面的顶端，另一端与物块A栓接，且与斜面平行，O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ，物块A与斜面之间的动摩擦因数，物块B叠放在A上。将两物块从O点上方处由静止释放，运动过程中A、B始终相对静止。已知两物块可视为质点、质量均为m，重力加速度为g。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为位置 B. 物体B所受静摩擦力的最大值为 C. 物体B重力势能减少量为 D. 系统因摩擦产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当物块合力为零时，速度最大，则 最大速度的位置在O点下方距离为 故A正确； B．整体加速度最大时，B所受摩擦力最大。整体运动至最低点过程中，根据能量守恒 得 对整体，即将运动至最低点时，由牛顿第二定律 得 对B，根据牛顿第二定律 得物体B所受静摩擦力的最大值为 故B错误； C．从最低点到最高点过程，根据能量守恒 得 物体B重力势能减少量为 故C正确； D．系统因摩擦产生的热量为 故D错误。 故选AC。 10. 阅读下面两则材料，回答问题。 材料Ⅰ：理论和实验证明：由于地球自转的原因，向东高速行驶的列车对水平轨道的压力与其处于静止状态时对水平轨道的压力相比较，显著减少。这种现象称为“厄缶效应”。如图所示，设想在地球赤道线上，有一个总质量为m的高速列车正在以相对地面的速度为v，沿水平轨道向东行驶。已知地球半径为R，地球自转周期为T，地球视为质量均匀的完美球体。这列车运动过程中与静止状态比较，分析对水平轨道显著减小的压力。 材料Ⅱ：当物体相对于地球表面运动时，会受到“地转偏向力”的影响。“地转偏向力”不是物体真实受到的力，是由于地球自转而产生的惯性效应。其原因是：除南北两极外，地球上各纬度的自转角速度相同，但自转线速度不同。在北半球，物体由北向南运动的过程中，由于惯性，物体随地球自转的线速度相对地表显得慢了，因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。“地转偏向力”对地球上所有移动的物体，例如运行的高铁、火箭发射等都会产生影响，“地转偏向力”在极地最显著，向赤道方向逐渐减弱直到消失在赤道处。1851年，法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67m、直径约30cm、质量为28kg的铁球制成的单摆（傅科摆），通过观察“地转偏向力”对单摆运动产生的影响可以证实地球在自转。 根据以上两则材料信息，结合所学知识，下面分别与材料对应的选项，说法正确的是（　　） A. 材料Ⅰ中，若列车在赤道自东向西以相对地面为v行驶，增大的压力为 B. 材料Ⅰ中，减小的压力为 C. 材料Ⅱ中，在地球南半球，由南向北运动的高铁，在前进方向上对轨道的左侧压力大于右侧压力 D. 材料Ⅱ中，北京天文馆里的傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿顺时针方向（俯视）不断偏转 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由于地球自转的影响，轨道对列车的支持力为，则有 当列车以相对地面的速度为，沿水平轨道向东行驶，轨道对列车的支持力为，则 联立解得减小的压力为 故AB错误； C．在地球南半球，由南向北运动的高铁，在地转偏向力的作用下会向前进的方向的左偏转，则在前进方向上对轨道的左侧压力大于右侧压力，故C正确； D．在北半球，物体会在前进的方向的右侧偏转，故北京天文馆里的傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿顺时针方向（俯视）不断偏转，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某小组设计了“利用圆锥摆验证圆周运动向心力表达式”实验。实验器材包括：直流电动机（可调节转速）、细竹棒、细线、小球（质量为m，可看成质点）、铁架台（带铁夹）、刻度尺、细棉线长度为L、胶水。实验步骤： ①如图1，用胶水把细竹棒中心固定在电动机转轴上； ②按图2把直流电动机固定在铁架台上，细竹棒保持水平，用导线把电动机接入电路中； ③把一端系有小球的细棉线系牢在细竹棒的一端，测出系线处到转轴距离x；合上开关，电动机转动，使小球在水平面上做匀速圆周运动，调节电动机的转速，使小球转速在人眼可分辨范围为宜。 ④测出小球做圆周运动的半径r。 ⑤用秒表测出小球转20圈所用时间t，求出小球转动周期T。 ⑥实验中小球做圆周运动时摆角为θ，改变电动机转速，重复上述过程多次（5次），作出图像如图3. 根据实验请完成以下内容： （1）如图2可求sinθ=________（用L、x、r表示）；向心力F=________（用m、θ、重力加速度g表示）。 （2）步骤⑤可求小球圆周运动的周期T=_________。 （3）分析图3：如果tanθ与成________关系（选填“正比”“反比”），直线的斜率值与表达式：_______（用π和重力加速度g表示）相等，则向心力公式的正确性得到验证。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 正比 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]如图2， [2]小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，或者是绳子拉力的水平分量提供向心力。故 （2）[3]小球做圆周运动的周期为 （3）[4]根据向心力公式可知 得 根据上面的表达式可以推测tanθ-图像是直线，且其斜率为一常量，分析图3，如果tanθ与成正比关系（即图像是过原点的一条直线）； [5]由[4]直线的斜率值的表达式为，则向心力公式的正确性得到验证。 12. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下： （1）一钢尺伸出水平桌面少许，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； （2）运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目； （3）迅速敲击钢尺侧面，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10乙所示，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。测得这两个尖峰的时间间隔为。 （4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：___________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。 （5）若已知铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能___________J（结果保留3位小数）。相对误差___________，据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。 （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。 【答案】 ①. 或 ②. 0.380 ③. 0.5 ④. 没有 【解析】 【详解】（4）[1]铁球下落的速度为 根据初速度为0的匀变速直线运动的公式有 解得铁球下落时间t的速度为 若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式 代入数据解得 或 （5）[2]下落过程中增加的动能 [3]相对误差 （6）[4]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。 13. 在宇宙尺度下，物质在空间中的分布是均匀的。大量观测表明，星系（数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的系统）间距在逐渐增大，即宇宙正处于膨胀状态。哈勃根据前人观测的数据提出，星系退行速度（远离观测者的速度）跟星系与观测者的距离之间的关系为，这一关系称为哈勃定律，式中称为哈勃参量，仅与时间有关，目前的测量值为。根据宇宙学原理，上述哈勃定律适用于宇宙中任何一处的观察者，任何一个星系都会发现其他星系在径向地远离自己而去。 （1）星系退行速度的上限是光速，根据哈勃参量的目前测量值，估算在地球上人们可以观察到的宇宙的最大距离。 （2）现在的宇宙仍然处于膨胀状态。如果宇宙物质密度足够大，引力减速作用强，膨胀将会停止，而后又会收缩，这样的宇宙称之为封闭宇宙；如果密度小，引力减速作用弱，宇宙会永远膨胀下去，这样的宇宙称之为开放宇宙。如图所示，以观察者所在位置为球心，取半径为、质量为的球体，球面某处星系的质量为，退行速度大小为。（已知：质量分布均匀的球壳对于球壳外部的质点的引力，可以将球壳质量视为集中在球心，然后再应用万有引力公式进行计算；相距为，质量分别为和的两质点之间的引力势能可表示为，其中为引力常数。）写出球面处该星系与球内物质组成的系统所具有的机械能的表达式。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 星系退行速度的上限是光速，目前的测量值为，根据公式 可知，地球上人们可以观察到的宇宙的最大距离 【小问2详解】 由 可知系统的引力势能为 星系的总动能为 则系统所具有的机械能 14. 如图所示，是武汉科技馆中的游玩装置，光滑轨道ABC中：AB段竖直，BC段为半径为的圆弧形轨道，末端处切线水平。紧邻右端依次为水平粗糙传送带甲、乙和水平粗糙地面：传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止，其中木板长度与乙左右两端DE等长，均为（未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙，且轨道末端、传送带上方皮带、地面等高。现有一物块从轨道上的处静止释放，经点进入传送带甲，于处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束时，传送带乙不启动并始终锁死，最终木板运动的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差，物块、木板质量均为，重力加速度为，忽略物块和传送带轮子的尺寸。分析物块时，可将其视为质点。求： （1）物块即将滑出轨道末端时，对处的作用力； （2）木板最终运动的距离表达式中的值 【答案】（1）5mg，方向竖直向下 （2）24.5 【解析】 【小问1详解】 物块由至有 得 处由牛顿第二定律 得 由牛顿第三定律对处的作用力大小为5mg、方向竖直向下 【小问2详解】 物块进入传送带，开始做匀加速，传送带长度、摩擦因数未知，无法直接确定是否出现共速情况。 假设物块一直匀加速到，设加速度为，末速度为，对物块 ， 对传送带 联立求解得 显然说明物块与甲会达到共速，然后匀速，并在后面处以速度与木板发生碰撞 碰撞后木板的速度大小 对木板此后受合力恒定、做匀减速至静止，全程由动能定理 解得 由题干知木板最终运动距离为，即 解得 15. 三月进行的“云翔杯”篮球比赛使同学们内心激动，但同时老师们也在进行体育竞赛。决赛的运动项目为冰壶，对战的高一年级物理组和数学组分别派出了人气老师李老师和刘老师同台竞技，场地如下：、、为场地中心线上的三个点，一冰壶静止在半径的营垒圆形边界处。李老师率先投壶，他使壶以速度从点沿中心线出发，在与初速度同向恒力作用下，经在处脱手。脱手后，李老师迅速拿起冰刷，使出博尔特般的速度跑至点，并用冰刷擦拭MN间的冰面，以速度在处与正碰（碰撞时间极短）。、可视为质点，质量均为，已知未用冰刷擦拭过的冰面动摩擦因数，擦拭后变为。间距，重力加速度取，不计空气阻力，冰刷始终不接触冰壶。只要冰壶停在最中间的圆形区域，即可获得“凤凰师长”称号。 （1）求MN段冰面的大小； （2）第一次碰撞后，恰好停在营垒中心处，求碰后的速度大小； （3）已知、碰撞前后速度均满足比值不变，若每次碰后，只擦拭前方冰面使。试通过计算说明，李老师是否可以通过自己高超的技术带领物理组夺得“凤凰师长”称号？（营垒各区域尺寸如图） 【答案】（1）0.8 （2） （3）可以夺得 【解析】 【小问1详解】 壶从点到处的过程中，根据动能定理则有 解得 【小问2详解】 第一次碰撞后，恰好停在营垒中心处，根据动能定理有 解得 、第一次碰撞后，系统动量守恒，所以 解得 【小问3详解】 根据题意有 、第一次碰撞后，对分析，根据牛顿第二定律有 运动的时间为 、第一次碰撞后，对A分析，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有 解得 运动的时间为 所以刚停止时，、发生第二次碰撞； 、第二次碰撞，系统动量守恒，有 根据题意有 解得、 第二次碰撞后，对分析，根据运动学有 解得 运动的时间为 、第二次碰撞后，对分析，根据运动学有 解得 运动的时间为 所以刚停止时，、发生第三次碰撞；、第三次碰撞，系统动量守恒 根据题意有 解得、 第三次碰撞后，对分析，根据运动学有 解得 运动的时间为 、第三次碰撞后，对分析，根据运动学有 解得 运动的时间为 所以刚停止时，、发生第四次碰撞； 以此类推，可得、、...... 第二次碰撞后，运动的总距离为 所以最终停在最中间圆形区域即夺得称号 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉市部分重点中学2024—2025学年度下学期期中联考 物理模拟试卷（一） 本试卷共8页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。 在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 物理是一门拥有悠久历史的自然学科，从古希腊物理学家对生活现象的种种思考，到近代如牛顿、伽利略打破教会的观念所探究出的经典物理，最终到现代多方向、全方位的物理学。学好物理，需要对物理概念和物理学史有了如指掌般的理解，下列关于对物理学概念和物理学史的理解，正确的是（　　） A. 一个物体如果做曲线运动，那么这个物体运动时的加速度方向与速度方向可能一致 B. 如果有未知数量的外力对一个系统所做所有功总和为0，则该系统机械能一定守恒 C. 开普勒通过多年的观测获得了大量的数据，并通过对数据分析后发现了行星运动规律 D. 动量守恒是相互作用的物体系统在相互作用过程中的任何时刻动量之和都是一样的 2. “请党放心，强国有我。”新时代百年未有之大变局下，亿万青年扎根国防科技建设，向强军目标奋勇向前。2021年8月21日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。研究人员需要通过导弹上安装的由锕系元素制成的高精度地磁传感器分析导弹轨迹，从而设计准确的打击目标路线。下图是分析导弹工作时的电脑通过三维建模技术绘制的x-z轨迹示意图，其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是（　　） A. 图中A点 B. 图中D点 C. 图中B点 D. 图中C点 3. 2025年3月27日，湖北省武昌实验中学高一（8）班教室里，物理李老师通过现场实验，给班上同学和来自云端的同学演示了物理学的力量。班上的戴同学看完实验后意犹未尽，于课余时间做出了如下的实验装置，三个同质且均匀分布的弹性小球A、B、C通过过质心的光滑细杆相互接触串在一起，如图所示，三球质量满足。现将三小球竖直从离地面高为h处静止自由下落，若所有碰撞均可视为弹性碰撞，则小球C上跳的高度约为（　　） A. 16h B. 25h C. 36h D. 49h 4. 细激光束可以像镊子一样抓住微小颗粒。如图所示，光束①、②为从S点射出的光强相同的两细束激光，O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为，出射时光束均与SO平行。若不考虑光的反射和吸收，则（　　） A. 两光束对小球的合力为零 B. 两光束对小球的合力沿SO方向向右 C. 光束①、②对小球的作用力方向相反 D. 光束①、②对小球的作用力大小相等 5. 来自松滋一中的叶同学，在听完李老师的直播课后，对球槽模型进行了实验，验证上课所学的结论是正确的，如图是她的实验装置，质量为的半圆形凹槽静置在光滑水平面上，质量为的光滑小球静止在凹槽底部，初始时刻给小球一个水平初速度。实验时，叶紫同学通过频率为29.97Hz的佳能相机的连续快拍功能，拍下1000张相片并通过合成功能得到小球运动轨迹如图所示，已知图中轨迹顶点与凹槽端口等高，则（　　） A. B. 仅增大值后重新模拟，小球能飞离凹槽 C. 长时间观察，有些时间段内凹槽对地向左运动 D. 小球从图中到运动过程中，凹槽先加速后减速 6. 如图所示，一顶角为直角的“ ”形光滑细杆竖直放置。质量均为的两金属环套在细杆上，高度相同，用一劲度系数为的轻质弹簧相连，此时弹簧为原长。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内，且弹簧始终保持水平，已知弹簧的长度为时，弹性势能为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 金属环在最高点与最低点加速度大小相等 B. 左边金属环下滑过程机械能守恒 C. 弹簧的最大拉力为 D. 金属环的最大速度为 7. 如图甲所示，没有空气阻力时，物体做抛体运动的轨迹为抛物线，由于空气阻力的影响，实际物体的轨迹与抛物线存在较大的差异，称为弹道曲线。图乙为一个的物体由水平地面上斜向上抛出，在重力和空气阻力作用下的运动轨迹，已知物体的质量为m，其所受空气阻力的大小与速度成正比，比例系数为k，重力加速度为g，物体在空中飞行的时间为t，水平射程为x，抛出瞬间速度与水平方向的夹角为α，落地瞬间速度与水平方向的夹角为β，由以上物理量可表示的物体克服空气阻力所做功为（　　） A. B. C. D. 8. 卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆，只考虑P、Q受到该行星的引力，引力大小随时间的变化如图所示，已知下列说法正确的是（　　） A. P、Q到行星中心距离的最小值之比为3∶2 B. P、Q绕行星公转的周期之比为 C. P、Q的质量之比为27∶81 D. Q的轨道长轴与短轴之比为 9. 如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面的顶端，另一端与物块A栓接，且与斜面平行，O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ，物块A与斜面之间的动摩擦因数，物块B叠放在A上。将两物块从O点上方处由静止释放，运动过程中A、B始终相对静止。已知两物块可视为质点、质量均为m，重力加速度为g。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为位置 B. 物体B所受静摩擦力的最大值为 C. 物体B重力势能减少量为 D. 系统因摩擦产生的热量为 10. 阅读下面两则材料，回答问题。 材料Ⅰ：理论和实验证明：由于地球自转的原因，向东高速行驶的列车对水平轨道的压力与其处于静止状态时对水平轨道的压力相比较，显著减少。这种现象称为“厄缶效应”。如图所示，设想在地球赤道线上，有一个总质量为m的高速列车正在以相对地面的速度为v，沿水平轨道向东行驶。已知地球半径为R，地球自转周期为T，地球视为质量均匀的完美球体。这列车运动过程中与静止状态比较，分析对水平轨道显著减小的压力。 材料Ⅱ：当物体相对于地球表面运动时，会受到“地转偏向力”的影响。“地转偏向力”不是物体真实受到的力，是由于地球自转而产生的惯性效应。其原因是：除南北两极外，地球上各纬度的自转角速度相同，但自转线速度不同。在北半球，物体由北向南运动的过程中，由于惯性，物体随地球自转的线速度相对地表显得慢了，因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。“地转偏向力”对地球上所有移动的物体，例如运行的高铁、火箭发射等都会产生影响，“地转偏向力”在极地最显著，向赤道方向逐渐减弱直到消失在赤道处。1851年，法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67m、直径约30cm、质量为28kg的铁球制成的单摆（傅科摆），通过观察“地转偏向力”对单摆运动产生的影响可以证实地球在自转。 根据以上两则材料信息，结合所学知识，下面分别与材料对应的选项，说法正确的是（　　） A. 材料Ⅰ中，若列车在赤道自东向西以相对地面为v行驶，增大的压力为 B. 材料Ⅰ中，减小的压力为 C. 材料Ⅱ中，在地球南半球，由南向北运动的高铁，在前进方向上对轨道的左侧压力大于右侧压力 D. 材料Ⅱ中，北京天文馆里的傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿顺时针方向（俯视）不断偏转 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某小组设计了“利用圆锥摆验证圆周运动向心力表达式”实验。实验器材包括：直流电动机（可调节转速）、细竹棒、细线、小球（质量为m，可看成质点）、铁架台（带铁夹）、刻度尺、细棉线长度为L、胶水。实验步骤： ①如图1，用胶水把细竹棒中心固定在电动机转轴上； ②按图2把直流电动机固定在铁架台上，细竹棒保持水平，用导线把电动机接入电路中； ③把一端系有小球的细棉线系牢在细竹棒的一端，测出系线处到转轴距离x；合上开关，电动机转动，使小球在水平面上做匀速圆周运动，调节电动机的转速，使小球转速在人眼可分辨范围为宜。 ④测出小球做圆周运动的半径r。 ⑤用秒表测出小球转20圈所用时间t，求出小球转动周期T。 ⑥实验中小球做圆周运动时摆角为θ，改变电动机转速，重复上述过程多次（5次），作出图像如图3. 根据实验请完成以下内容： （1）如图2可求sinθ=________（用L、x、r表示）；向心力F=________（用m、θ、重力加速度g表示）。 （2）步骤⑤可求小球圆周运动的周期T=_________。 （3）分析图3：如果tanθ与成________关系（选填“正比”“反比”），直线的斜率值与表达式：_______（用π和重力加速度g表示）相等，则向心力公式的正确性得到验证。 12. 某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括：安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验过程如下： （1）一钢尺伸出水平桌面少许，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； （2）运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目； （3）迅速敲击钢尺侧面，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10乙所示，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。测得这两个尖峰的时间间隔为。 （4）若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等式：___________（请用物理量符号m、g、h、t表示）。 （5）若已知铁球质量为50g，，则下落过程中减小的重力势能，增加的动能___________J（结果保留3位小数）。相对误差___________，据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。 （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。 13. 在宇宙尺度下，物质在空间中的分布是均匀的。大量观测表明，星系（数量巨大的恒星系及星际尘埃组成的系统）间距在逐渐增大，即宇宙正处于膨胀状态。哈勃根据前人观测的数据提出，星系退行速度（远离观测者的速度）跟星系与观测者的距离之间的关系为，这一关系称为哈勃定律，式中称为哈勃参量，仅与时间有关，目前的测量值为。根据宇宙学原理，上述哈勃定律适用于宇宙中任何一处的观察者，任何一个星系都会发现其他星系在径向地远离自己而去。 （1）星系退行速度的上限是光速，根据哈勃参量的目前测量值，估算在地球上人们可以观察到的宇宙的最大距离。 （2）现在的宇宙仍然处于膨胀状态。如果宇宙物质密度足够大，引力减速作用强，膨胀将会停止，而后又会收缩，这样的宇宙称之为封闭宇宙；如果密度小，引力减速作用弱，宇宙会永远膨胀下去，这样的宇宙称之为开放宇宙。如图所示，以观察者所在位置为球心，取半径为、质量为的球体，球面某处星系的质量为，退行速度大小为。（已知：质量分布均匀的球壳对于球壳外部的质点的引力，可以将球壳质量视为集中在球心，然后再应用万有引力公式进行计算；相距为，质量分别为和的两质点之间的引力势能可表示为，其中为引力常数。）写出球面处该星系与球内物质组成的系统所具有的机械能的表达式。 14. 如图所示，是武汉科技馆中的游玩装置，光滑轨道ABC中：AB段竖直，BC段为半径为的圆弧形轨道，末端处切线水平。紧邻右端依次为水平粗糙传送带甲、乙和水平粗糙地面：传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止，其中木板长度与乙左右两端DE等长，均为（未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙，且轨道末端、传送带上方皮带、地面等高。现有一物块从轨道上的处静止释放，经点进入传送带甲，于处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束时，传送带乙不启动并始终锁死，最终木板运动的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差，物块、木板质量均为，重力加速度为，忽略物块和传送带轮子的尺寸。分析物块时，可将其视为质点。求： （1）物块即将滑出轨道末端时，对处的作用力； （2）木板最终运动的距离表达式中的值 15. 三月进行的“云翔杯”篮球比赛使同学们内心激动，但同时老师们也在进行体育竞赛。决赛的运动项目为冰壶，对战的高一年级物理组和数学组分别派出了人气老师李老师和刘老师同台竞技，场地如下：、、为场地中心线上的三个点，一冰壶静止在半径的营垒圆形边界处。李老师率先投壶，他使壶以速度从点沿中心线出发，在与初速度同向恒力作用下，经在处脱手。脱手后，李老师迅速拿起冰刷，使出博尔特般的速度跑至点，并用冰刷擦拭MN间的冰面，以速度在处与正碰（碰撞时间极短）。、可视为质点，质量均为，已知未用冰刷擦拭过的冰面动摩擦因数，擦拭后变为。间距，重力加速度取，不计空气阻力，冰刷始终不接触冰壶。只要冰壶停在最中间的圆形区域，即可获得“凤凰师长”称号。 （1）求MN段冰面的大小； （2）第一次碰撞后，恰好停在营垒中心处，求碰后的速度大小； （3）已知、碰撞前后速度均满足比值不变，若每次碰后，只擦拭前方冰面使。试通过计算说明，李老师是否可以通过自己高超的技术带领物理组夺得“凤凰师长”称号？（营垒各区域尺寸如图） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $