湖北省部分高中联考协作体2024-2025学年高一下学期期中物理试卷（含解析）

2025年春季湖北省部分高中联考协作体期中考试 高一物理试卷
考 试 时 间：2 0 2 5 年 4 月 2 2 日 1 0 : 3 0-11:45 试卷满分：100分
★ 祝 考 试 顺 利 ★ 注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的学校、考号、班级、姓名等填写在答题卡上.
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选项的答案信息点涂黑，如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答在试题卷、草稿纸上无效
3.填空题和解答题的作答：用0.5毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿 纸上无效.
4.考生必须保持答题卡的整洁.考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回.
第 I 卷 选 择 题(共40分)
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。多选题全部选对的得4分，选对但不 全的得2分，有选错的得0分。)
1.如图所示为一皮带传动轮，大轮直径是小轮直径的3倍，A 是大轮边缘上 一 点，B 是小轮边缘 上 一 点，C 是大轮上 一 点，C 到圆心O 的距离等于小轮半径，转动时皮带不打滑。关于 A 、B、 C 三点的角速度大小之比wA:wg:wc 、 线速度大小之比 vA:vB:vc, 向心加速度大小之比aA: ag:ac, 下列判断正确的是 ( )
A.wA:wg:wc=1:3:3 B.aA:aB:ac=3:3:1
C.aA:ap:ac=3:6:1 D.vA:vB:vc=3:3:1
2.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是 ( )
(
车轮
内轨
)外轨
0
(
丙
) (
乙
)甲
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丁 第 1 页
A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B.如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的周期相等
C. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则在
A、B 两位置小球所受筒壁的支持力A比 B 小
3.同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凹形桥，在桥的中央处 ( )
A. 车对两种桥面的压力一样大 B. 车对平直桥面的压力大
C. 车对凹形桥面的压力大 D. 无法判断
4.一辆汽车正在水平公路上转弯，沿曲线由M 向 N 行驶，速度逐渐增大，下面四幅图中画出的
汽车所受合力 F 的方向可能正确的是( )
(
B
)A
5.关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是
C
D
( )
A. 开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
B. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
C. 牛顿发现了万有引力规律，并且测出了引力常量G
D. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
6.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球静止卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道
均可视为圆轨道。以下判断正确的是 ( )
A. 甲在运行时能经过北京的正上方 B. 甲的加速度大于乙的加速度
C. 乙的速度大于第一宇宙速度 D. 甲的角速度小于乙的角速度
7.质量为2kg 的小球从某一高度由静止释放，经3s 到达地面，不计空气阻力，g 取 1 0m/s 。 则
( )
A. 落地时重力的瞬时功率为900W B. 落地时重力的瞬时功率为450W
C.3s 内重力的平均功率为600W D.3s 内重力的平均功率为300W
8.一物体在运动过程中，重力做了-12J 的功，合力做了14J 的功，则( )
A. 该物体动能减少，减少量等于14J B. 该物体动能增加，增加量等于14J
C. 该物体重力势能减少，减少量等于12J D. 该物体重力势能增加，增加量等于12J
9.避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车 道，如图甲是某高速公路旁建设的避险车道，简化为图乙所示。若质量为 m 的货车刹车失灵 后以速度v。经 A 点冲上避险车道，运动到B 点速度减为0,货车所受摩擦阻力恒定，不计空气
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阻力。已知A、B 两点高度差为h, 重力加速度为g, 下列关于该货车从A 运动到B 的过程说 法正确的是( )
甲
A. 合外力做的功为 B. 重力做的功为mgh
C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为
10.如图所示，一年轻人骑着一款电动平衡车正行驶在平直的路上，该车的额定功率为P, 车的质 量为m, 人的质量为5m, 车行驶中受到地面的阻力为车对路面压力的0.2倍，其他阻力不计，
重力加速度大小为g, 则下列判断正确的是( )
A. 平衡车能行驶的最大速度为
B. 平衡车以额定功率启动时，车做匀加速直线运动
C. 以额定功率行驶，车的速度为最大速度一半时，车的加速度大 小为0.5g
D. 以最大速度匀速行驶时，车的功率突然减少为0.8P 时，车的 加速度大小为0.04g
第 Ⅱ 卷 非 选 择 题(共60分)
二、实验题(16分)
11. (6分)某同学利用向心力演示器做探究向心力大小的表达式的实验，实验装置如图所示。
(
标尺、
弹簧测力筒
挡板
B
挡板A
挡板
C
短槽
变速塔轮
传动皮带
于 柄
长槽
变速塔轮
小球、
)
(1)本实验采用的科学探究方法是 -0
A. 等效替代法 B. 微元法
C. 控制变量法 D. 放大法
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(2)该同学把两个质量相同的小球分别放在长、短槽半径相同的横臂挡板A 、C 处，依次调整 变速塔轮上传动皮带的位置，匀速转动手柄，观察两个弹簧测力套筒露出的标尺，记录数 据。根据以上操作分析，该同学探究的实验是向心力大小与 的关系。若将挡板 A 处的小球放置在挡板B 处，同时选择半径 (选填“相同”或“不相同”)的两个塔 轮，可验证向心力大小与旋转半径的关系。
12. (10分)甲、乙、丙三个学习小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。所 用电源的频率为50Hz, 重力加速度g 取9 . 8m/s 。
(
乙
) (
金属杆
纸带夹
方形
固定卡
打点
计时器
接电源
方形固定卡
口-重锤
甲
饮架台
)
(1)从下列选项中选出实验所必须的器材 。(填字母序号)
A. 打点计时器(包括纸带) B. 重锤
C. 天平 D. 秒表(或停表)
(2)甲小组完成实验后，选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O 点的距离(如图 乙所示),图中O 点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C 分别是每打两个点取出的计 数点。若重锤的质量为1.00kg, 当打点计时器打到B 点时重锤的重力势能比开始下落时 减少了 J, 此时重锤的动能比开始下落时增加了 J 。(计算结果均保留 三位有效数字)
(3)乙小组完成实验后，在分析实验得出的结果时，发现重锤重力势能的减少量小于动能的增
加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是 -9
A. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B. 选用重锤的质量过大
C. 该小组交流电源的实际频率大于50Hz
D. 该小组交流电源的实际频率小于50Hz
(4)丙小组完成实验后，选择了一条理想的纸带，将纸带上所打的第一个点记为O 点，每隔五 个点取一个计数点，测量各计数点到O 点的距离h, 并计算各计数点对应的速度 v, 以 v 为纵轴，以h 为横轴，作出 v -h 图像。在误差允许的范围内，若v -h 图像是一条过原 点且斜率为 (选填“19.6”、“9.80”或“4.90”)的直线，则验证了机械能守恒定律。
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三、解答题(请写出必要的文字说明，共44分)
13. (12分)金星的半径为地球的b 倍，质量为地球的a 倍。已知引力常量为G, 地球表面重力加 速度大小为g, 地球的半径为R 。 求 ：
(1)金星表面的重力加速度大小；
(2)金星的第一宇宙速度大小。
14. (15分)有一种叫飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为 L=5m 的钢绳一端系着总质量为 m=40kg 的座椅和小孩，另一端固定在半径为R=3m 的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中 心的竖直轴转动。当转盘以某一角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖 直方向的夹角为37°。不计钢绳的重力，g 取 1 0m/s ,sin37°=0.6,cos37°=0.8, 求 ：
(1)此时钢绳的拉力为多大
(2)座椅做圆周运动的轨道半径为多少
(3)座椅转动的角速度w 多大
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15. (17分)如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的半圆形粗糙导轨在B 点相接，半圆形导轨半 径为R=0.4m, 一个质量为m=1kg 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放，在弹力作用下 物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B 点时的速度为v =5m/s, 之后沿着半圆形导 轨运动到C 点时的速度为v =2m/s, 重力加速度g 取10m/s , 试求：
(1)物体在A 点时弹簧的弹性势能；
(2)物体在C 点时对轨道压力的大小；
(3)物体从B 点运动至C 点的过程中克服阻力做的功。
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2025年春季湖北省部分高中联考协作体期中考试 高一物理试卷参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C B A D D BD AC AD
1.D
【详解】A.A 、B 两点是靠皮带传动的轮子边缘上的点，线速度大小相等，因为大轮的半 径是小轮半径的3倍，根据v=ro 知
OA:wB=1:3
因为A 、C 共轴转动，则角速度相等，所以
wA:wB:wC=1:3:1
故A 错误。
BC.A 、C 的角速度相等，根据a=ro 知
aA:aC=3:1
因为A 、B的线速度相等，根据知
aA:aB=1:3
则
aA:aB:aC=3:9:1
故BC 错误。
D.A 、C 的角速度相等，根据v=ro 知
vA:vC=3:1
又A 、B 的线速度大小相等，所以
vA:vB:vC=3:3:1
故D 正确。
2.B
【详解】A. 火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有， 解得： v=√grtane, 当速度小于此速度时，重力和支持力的合力大于所需的向心力，则
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火车做近心运动的趋势，所以车轮内轨的轮缘对内轨有挤压，故A 错误；
B. 摆球做圆周运动的半径为R=htanθ, 摆球受到重力和细绳拉力作用，由其合力提供向心 力，即mgtanθ-mRo , 则圆锥摆的角速度为,两者角速度相同，则周期相同，故B 正确；
C. 汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度， 处于失重状态，故C 错误；
D. 小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为 (θ 为锥体顶角的一半),故支持力大小相等，故D 错误。
故选B。
3.C
4.B
【详解】因汽车M 向 N 行驶，故速度方向沿切线向上，由曲线运动条件知C 错误；又因速 度逐渐增大，故F 与速度夹角为锐角，故A 、D 错误，故本题B 正确.
5.A
【详解】AB. 开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律——开普勒 三定律，故B 错误，A 正确；
C. 牛顿发现了万有引力规律，卡文迪许测出了引力常量G, 故 C 错误；
D. 开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因，故D 错误。 故选A。
6.D
【详解】A. 甲为地球静止卫星，轨道平面在赤道的上空，不可能运行时能经过北京的正上
方 ，A 错误。
B. 根据
解得
由甲的高度大于乙的高度，甲的加速度小于乙的加速度，B 错误；
C. 第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度，则乙的速度小于第一宇宙速度，
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C 错误；
D. 根据万有引力提供向心力
得
由甲的高度大于乙的高度，可知甲的角速度小于乙的角速度，D 正确；
故选D。
7.D
【详解】A 、B 、物体只受重力，做自由落体运动，则3s 末速度为：v=gt=10×3=30m/s, 所 以落地时重力的瞬时功率P=mgv=20×30m/s=600W, 故 A,B 错误；
C 、D,3s 内物体下落的高度 ,所以3s内重力的功率为
故 C 错误，D 正确.
故选D.
8.BD
【详解】AB. 合外力做的功对应着物体动能的变化，合外力做了14J 的功，因此动能增加 了14J, 故 A 错误，B 正确；
CD. 重力做负功，重力势能增加；重力做正功，重力势能减少。重力做了多少功，对应的 重力势能变化了多少。所以重力对物体做-12J 的功，重力势能将增加12J, 故 C 错误，D 正 确。
故选BD。
9.AC
【详解】A. 根据动能定理可知合外力做的功为
A 正确；
B. 该货车从A运动到B的过程中重力做的功为
W。=-mgh
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CD. 根据动能定理有
解得摩擦阻力做的功为
C 正确，D 错误。 故选AC。
10.AD
【详解】A. 质量为5m 的人骑该车速度最大时，加速度为0,此时牵引力与阻力大小相等 F=f=0.2×(m+5m)g=1.2mg
又
P=Fvm
解得
故A 正确；
B. 平衡车以额定功率启动时，由P=Fv 可得，当速度逐渐增大时牵引力减小，又
所以加速度减小，车做变加速运动，故B 错误。
C. 当速度为最大速度的一半时，根据牛顿第二定律
将 代入上式解得
a=0.2g
故C 错误；
D. 以最大速度匀速行驶时，车的功率突然减少为0.8P 时，根据牛顿第二定律
解得
a'=0.04g
B 错误；
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故D 正确。
故选AD。
11.(1)C
(2) 角速度 相同
【详解】(1)探究向心力大小的表达式的实验中，先探究向心力与其中一个物理量的关系， 保持其他物理量不变，采用的科学探究方法是控制变量法。
故选C。
(2)[1]该同学把两个质量相同的小球分别放在长、短槽半径相同的横臂挡板A 、C处，依 次调整变速塔轮上传动皮带的位置，则两球质量相等，做圆周运动的半径相等，该同学探究 的实验是向心力大小与角速度的关系；
[2]若将挡板A处的小球放置在挡板B 处，两球做圆周运动的半径不相等，则应控制两球的 角速度相等，根据
v=wR
由于两个塔轮边缘的线速度大小相等，所以需要同时选择半径相同的两个塔轮，可验证向心 力大小与旋转半径的关系。
12.(1)AB
(2)1.75 1.72 (3)D
(4)19.6
【详解】(1) AB. 需要使用打点计时器(包括纸带)打出纸带计算速度，需要使用重锤拖
动纸带，故AB 正确；
C. 实验要验证
因重锤质量被约去，可以直接验证
重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材，故C 错误；
D. 打点计时器就是计时仪器，不需要秒表(或停表),故D 错误。 故选AB。
(2)[1][2]当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
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AE=mghog=1×9.8×17.86×10 J=1.75J 相邻两个计数点间的时间间隔T=0.04s, 打到B 点时速度
此时重锤的动能比开始下落时增加了
(3)A. 空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力，会导致重力势能部分转化为内能， 则重力势能的减小量会略大于动能的增加量，故A 错误；
B. 验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去， 选择质量较大的重锤，不会使得重力势能的减小量小于动能的增加量，故B 错误；
CD. 若交流电的频率小于50Hz, 由于速度值仍按频率为50Hz 计算，频率的计算值比实际 值偏大，周期值偏小，算得的速度值偏大，动能值也就偏大，则可能出现重锤重力势能的减 少量小于动能的增加量，同理，交流电源的频率大于50Hz, 则频率的计算值比实际值偏小， 周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，则可能出现重力势能的减小量会略大于 动能的增加量，故C 错误，D 正确。
故选D。
(4)实验要验证
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整理可得
则
v =2gh
k=2g=19.6
13. (1) ;(2)
【详解】(1)地球表面上的物体，有
金星表面上的物体，有
又
R'=bR
M'=aM
联立以上式子，求得金星表面的重力加速度大小
(2)根据第一宇宙速度定义，可得环绕金星表面做匀速圆周运动的物体，有
得金星的第一宇宙速度大小
14.(1)500N;(2)6m;(3)
【详解】(1)受力分析如图
求得
(2)圆周运动的圆心在所在平面的轴上 由几何关系可得
r=R+Lsin37°=6m
(3)由牛顿第二定律可知
mg tan37°=mro
求得
15.(1)12.5J;(2)0;(3)2.5J
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【详解】(1)由机械能守恒定律，物体在A 点时弹簧的弹性势能
(2)物体在C 点时，设轨道对物体的弹力为F, 由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得，物体在C 点时对轨道压力的大小为0
(3)设物体从B点运动至C 点的过程中克服阻力做的功为W, 由动能定理
解得
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