广东省深圳实验学校高中园与惠东高级中学2024-2025学年高一下学期第二次联考 物理试卷（含解析））

广东省深圳实验学校高中园与惠东高级中学
2024-2025学年高一下学期第二次联考物理试卷
一、单选题（每题4分，共28分）
1．3月18日，2022赛季世界一级方程式锦标赛（F1）揭幕战巴林站拉开帷幕，中国车手周冠宇迎来自己在F1赛场的首秀。如图所示为周冠宇弯道超车的情景，则下列关于周冠宇赛车的说法正确的是（　　）
A．一定做匀变速运动
B．速度方向与加速度方向在同一直线上
C．速度方向与加速度方向不在同一直线上
D．加速度保持不变
2．某中学举办“套圈”活动。如图所示，小明同学站在标志线后以的速度水平抛出一铁丝圈，正好套中静放在正前方水平地面上的饮料罐A。抛出时，铁丝圈位于标志线的正上方处，若铁丝圈、饮料罐均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度，下列说法错误的是（　　）
A．铁丝圈在空中运动的时间为
B．饮料罐A与标志线的距离
C．铁丝圈落地前瞬间，速度大小为
D．保持铁丝圈抛出位置不变，若要套中饮料罐B，水平抛出速度应变为
3．图甲为某牌子的变速自行车，简化后的部分结构如图乙所示，人通过改变链条与不同齿数的飞轮咬合可以改变运行速度，若已知骑车人使链轮以恒定的角速度rad/s转动，此时链轮齿数为48个，飞轮齿数为12个，后轮直径d=60cm，则下列说法正确的是（　　）
A．链轮与飞轮边缘上的点的线速度大小之比为1：4
B．链轮与飞轮边缘上的点的角速度大小之比为4：1
C．人骑自行车行进的速度大小为4m/s
D．若换成齿数更少的飞轮，行进速度会变小
4．图（a）为记载于《天工开物》的风扇车，它是用来去除水稻等农作物子实中杂质的木制传统农具。风扇车的工作原理可简化为图（b）模型：质量为的杂质与质量为的子实仅在水平恒定风力和重力的作用下，从同一位置静止释放，若小于，杂质与子实受到的风力大小相等。下列说法正确的是（ ）
A．杂质与子实在空中做曲线运动
B．杂质与子实在空中运动的时间相等
C．杂质与子实落地时速度大小相等
D．杂质落地点与点的水平距离小于子实落地点与点的水平距离
5．如图1为海盗桶玩具，当插进桶内的剑触发桶内开关时，小海盗就从木桶顶部突然跳出来。其原理可简化为图2所示，弹簧压缩后被锁扣锁住，打开锁扣，小球被弹射出去，A位置为弹簧原长，忽略弹簧质量和空气阻力，从B到A的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的机械能守恒
B．小球的速度一直在增大
C．小球的加速度先增大后减小
D．小球与弹簧组成的系统重力势能与弹性势能之和先减小后增大
6．网球运动员在离地面高度处将网球以大小为的速度斜向上击出，空气阻力的影响不可忽略，网球经过一段时间后升到最高点，此时网球离地面高为，速度大小为。已知网球质量为，重力加速度为。则（　　）
A．网球从被击出到最高点的过程，机械能守恒
B．网球从被击出到最高点的过程，减少的动能全部转化为增加的重力势能
C．网球在其轨迹最高点时重力的功率等于零
D．网球从被击出到最高点的过程，克服空气阻力做功为
7．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。 汽车转弯时为临界车速vc时，车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则关于汽车转弯时说法正确的是（　 ）
A．当路面结冰与未结冰相比，临界车速vc的值变小
B．车速高于临界车速vc 时，车辆就一定会向外侧滑动
C．临界车速
D．临界车速
二、多选题（每题6分，共18分）
8．2024年4月26日，神舟十八号飞船自主交会对接天和核心舱。5月28日，航天员乘组完成了8.5小时的出舱活动任务。如图为飞船变轨前后的示意图，变轨前Ⅰ轨道为近地圆轨道，地球半径为R，F为地心，B为椭圆Ⅱ轨道的远地点，。则（　　）
A．飞船在Ⅱ轨道上A点的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
B．出舱时宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
C．飞船在Ⅱ轨道上运行的周期是在Ⅰ轨道上运行周期的两倍
D．在B点要变轨到更高的圆轨道，需要点火使飞船加速
9．如图所示，粗糙水平面AB与半径R=0.5m的光滑半圆轨道BCD相连接。质量m=2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB=5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。当物块运动到B点时撤去力F且最终物块恰好能通过D点。取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小物块在水平地面运动受到的摩擦力大小为4N
B．小物块到达B点时速度的大小5m/s
C．小物块到达D点时速度的大小为
D．小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离为2m
10．某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮的轻细绳与放在倾角为= 30°的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在0~6s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为2kg，不计一切摩擦，重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是（　　）
A．在0~ls内电动机所做的功为25J
B．1s后电动机的输出功率为100W
C．在1~ 5s内电动机牵引力的冲量大小为50N s
D．在0~ 5s内物体沿斜面向上运动了32.5m
三、实验题（11题6分，12题8分）
11．某同学设计了一个探究平抛运动规律的实验：在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，让小钢球从斜面上滚下，滚出桌面后做平抛运动，在小钢球抛出后经过的地方，水平放置一木板，木板到桌边缘 （抛出点）的高度可以调节，在木板上放一张白纸，在白纸上放有复写纸。已知平抛运动竖直方向上的运动与自由落体的运动相同。
（1）实验时是否要求斜面和桌面光滑 （填“是”或“否”）
（2）调节好木板到桌边缘的高度为y，让小钢球从斜面上某一位置自由滚下，记下小钢球在白纸上留下的痕迹，用刻度尺测量出痕迹到桌边缘出的水平距离。
（3）调节木板到桌边缘的高度为，重复（2）过程，痕迹到桌边缘出的水平距离。当和满足 关系时，验证小钢球水平方向做匀速运动。
（4）实验时得不到（3）中关系，造成的可能原因是 。（写出一条即可）
12．利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；
A．交流电源、天平（含砝码） B．交流电源、刻度尺
C．直流电源、天平（含砝码） D．直流电源、刻度尺
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为，已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，求出B点的速度表达式 ，若从O点到B点的过程中机械能守恒，应满足的关系式为 。
(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是______。
A．该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B．该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C．该误差属于偶然误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D．该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
四、解答题（13题9分，14题15分，15题16分）
13．如图所示，一根长的细线，一端系着一个质量的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。现使小球的角速度缓慢地增大，当小球的角速度增大到开始时的3倍时，细线断开，细线断开前的瞬间受到的拉力比开始时大。取。
（1）求细线断开前的瞬间，小球受到的拉力大小；
（2）若小球离开桌面时，速度方向与桌面右边缘间垂直，桌面高出水平地面，求小球飞出后的落地点到桌面右边缘的水平距离s。
14．宇航员在地球表面将小球以一定的水平初速度向斜面抛出，斜面倾角，经时间小球恰好垂直撞在斜面上。现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，将小球以相同的初速度向该斜面抛出，小球经的时间落在斜面上，其位移恰与斜面垂直。已知该星球的半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为，球的体积公式是。（和未知）求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的质量；
(3)该星球的密度。
15．如图所示，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达距A点为R的E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高到达F点。已知P与直轨道间的动摩擦因数 ，重力加速度大小为g（取，）。
（1）求物块P从C到第一次通过B点时速度的大小；（结果用g和R表示）
（2）求点F距A点的距离；
（3）改变物块 P 的质量为，将 P 推至 E 点，从静止开始释放， P 自圆弧轨道的最高点 D 处水平飞出，求物块在 D 点处离开轨道前对轨道的压力大小。
参考答案
1．C【详解】AD．匀变速运动加速度不变，可知周冠宇赛车一定不做匀变速运动，故AD错误；
BC．周冠宇赛车做曲线运动，速度方向与合外力方向不在同一直线上，速度方向与加速度方向不在同一直线上，故B错误，C正确。故选C。
2．D【详解】A．铁丝圈在空中运动的时间为选项A正确，不符合题意；
B．饮料罐A与标志线的距离选项B正确，不符合题意；
C．铁丝圈落地前瞬间，速度大小为选项C正确，不符合题意；
D．保持铁丝圈抛出位置不变，若要套中饮料罐B，水平抛出速度应变为
选项D错误，符合题意。故选D。
3．C【详解】A．链轮与飞轮是同缘转动，则边缘上的点的线速度大小之比为1：1，选项A错误；
B．链轮与飞轮的齿数比等于半径比，即4:1，根据v=ωr可知，链轮与飞轮边缘上的点的角速度大小之比为1：4，选项B错误；
C．飞轮的角速度等于后轮的角速度，大小为
人骑自行车行进的速度大小为选项C正确；
D．若换成齿数更少的飞轮，则飞轮的角速度更大，后轮的角速度更大，则行进速度会变大，选项D错误。故选C。
4．B【详解】A．在水平恒定风力和重力的作用下，从同一位置静止释放，所以杂质与子实在空中做初速度为零的匀变速直线运动，故A错误；
B．杂质与子实在空中运动的时间相等，因为竖直方向两者均做自由落体运动，高度相同，故B正确；
C．杂质与子实在空中都做初速度为零的匀加速直线运动，所受合力
因为，所受风力大小相等；故由
可得，又杂质与子实在空中运动的时间相等，则落地速度得，故C错误；
D．杂质的水平加速度较大，水平方向位移
杂质落地点与点的水平距离大于子实落地点与点的水平距离，故D错误。故选B。
5．D【详解】A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；
BC．小球向上运动的过程，对小球受力分析，可知，刚开始弹簧的弹力先大于重力，故加速度向上，速度向上，随着形变量的减小，加速度不断减小，但小球的速度向上不断增大；然后，弹簧的弹力等于重力，此时加速度为零，速度最大；最后弹簧的弹力小于重力，加速度向下，速度向上，随着形变量的减小，加速度不断增大，但小球的速度不断减小，所以此过程小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故BC错误；
D．由题分析，可知小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，故在此过程中，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，所以重力势能与弹性势能之和先减小后增，故D正确。
故选D。
6．C【详解】A．网球从被击出到最高点的过程，要克服空气的阻力做功，机械能不守恒，A错误；
B．网球从被击出到最高点的过程，减少的动能一部分转化为重力势能，另一部分用来克服空气阻力做的功，B错误；
C．在最高点时，速度沿水平方向，竖直方向的速度为，根据功率C正确；
D．由动能定理可知解得D错误。选C。
7．C
【详解】CD．设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图
根据牛顿第二定律，得又由数学知识得到联立解得故D错误，C正确；
B．当车速度高于vc时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会向外侧滑，故B错误；
A．由于支持力和重力不变，则vc的值不变，故A错误。故选C。
8．AD【详解】A． 飞船在近地圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，速度大小与第一宇宙速度相等，从Ⅰ轨道A点点火加速到Ⅱ轨道，未脱离地球，故飞船在Ⅱ轨道上A点的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，故A正确；
B．出舱时宇航员完全失重，但依然受到地球的引力，故B错误；
C．根据开普勒第三定律有解得故C错误；
D．在B点要变轨到更高的圆轨道，需要点火使卫星加速，使卫星做离心运动，故D正确；故选AD。
9．AB【详解】A．小物块在水平地面运动受到的摩擦力大小为故A正确；
C．在D点，由合力提供向心力得解得故C错误；
B．从B到D根据机械能守恒定律有代入数据解得故B正确；
D．小物块从D点飞出后，由平抛规律得；联立解得故D错误。故选AB。
10．BC【详解】A．在0~1s内，物体的位移大小为，
设0~1s内电动机做的功为W1，由动能定理得解得W1＝50J故A错误；
B．在0~1s内，物体的加速度大小为
设0~1s内细绳拉力的大小为F1，由牛顿第二定律得F1－mgsin30°＝ma解得F1＝20N
由题意可知1s后电动机输出功率为P＝F1v1＝100W故B正确；
C．当物体达到最大速度vm后，根据平衡条件可得细绳的拉力大小为F2＝mgsin30°＝10N
根据功率的公式可得
在1~5s内，设电动机牵引力的冲量大小为I，由动量定理得I－mgt2sin30°＝mvm－mv1解得I＝50N·s故C正确；
D．设1~5s内物体沿斜面向上运动的距离为x2，对物体由动能定理得解得x2＝32.5m
所以在0~5s内物体沿斜面向上运动的距离为x＝x1＋x2＝35m故D错误。故选BC。
11． 否 水平桌面不水平或不是从同一位置静止释放
【详解】（1）[1]要求小球每次都从同一位置静止释放，这样小球每次滑到桌边缘 （抛出点）的速度相同，斜面和桌面是否光滑并不影响实验。
（3）[2]已知平抛运动竖直方向上的运动与自由落体的运动相同，由可得
若小钢球水平方向做匀速直线运动，则水平方向位移为
当木板到桌边缘的高度为y时，痕迹到桌边缘出的水平距离当木板到桌边缘的高度为2y时，痕迹到桌边缘出的水平距离
若小钢球水平方向做匀速运动，则因此，当和满足关系时，验证小钢球水平方向做匀速运动。
（4）[3]实验时得不到，可能是因为水平桌面不水平或不是从同一位置静止释放。水平桌面不水平，则小钢球初速度不水平，做的不是平抛运动；不是从同一位置静止释放，则小钢球做平抛运动初速度大小不同。
12．(1)B(2) (3)D
【详解】（1）打点计时器需要用到交变电流；验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要天平测量质量；测量点迹间的距离要用刻度尺；故选B。
（2）[1]重物下落过程做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的推论可知，打点时的速度为
[2]若从打点到打点的过程中，机械能守恒，应满足的关系式为即满足
（3）此实验因空气阻力以及摩擦力的存在，总会使减小的重力势能略大于增加的动能，这属于系统误差，是不可避免的，但想要实验结果更加准确，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差。故选D。
13．（1）45N；（2）2m【详解】（1）设开始时小球做匀速圆周运动的角速度为，则根据题意有
解得
则细线断开前瞬间小球受到的拉力
（2）细线断裂后小球飞出桌面后做平抛运动，设细线断裂时小球的速度大小为，则有解得
飞出桌面后水平方向做匀速直线运动有
竖直方向做自由落体运动，有联立解得
14．(1)(2)(3)
【详解】（1）在地球表面，根据平抛运动规律得，
在星球表面，根据平抛运动规律得，，联立解得
（2）根据万有引力和重力的关系可得解得该星球的质量为
（3）根据密度公式得，
联立解得该星球的密度为
15．（1）；（2）4R；（3）
【详解】（1）根据题意知， B、C 之间的距离 L 为
设 P 第一次运动到 B 点时速度的大小为,从C到B的过程中，重力和斜面的摩擦力对 P 做功，由动能定理得：
代入数据解得
（2）设EF=x ,物块从 C 到 E 最终达到 F 处的过程，由能量守恒定律得
解得
F 距 A 点的距离
（3）设弹簧被压缩到 E 点时具有的弹性势能为 Ep ，物块从 C 到 E 过程，
由能量守恒定律得
解得
对 P 从 E 到 D 的过程，运用动能定理得
在 D 点，由向心力公式得联立解得
由牛顿第三定律得