安徽省县中联盟2024-2025学年高一下学期联考5月 物理试卷（E）（含解析）

2024-2025学年安徽省县中联盟高一（下）联考物理试卷（5月）E
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是( )
A. 当物体的运动速度远小于光速时，经典力学是适用的
B. 经典力学认为时间和空间与物体及其运动有关系
C. 相对论时空观适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题
D. 相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
2.历史上，一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，“力”可以通过动能表示为，动能定理反映了力对空间的累积效应.对同一物体，下列说法正确的是( )
A. 速度变化量越大，物体的动能就越大
B. 物体的速度变化量越大，物体的动能变化量就越大
C. 合外力对物体做的功越多，物体的动能变化量就越大
D. 物体的速度变化越大，所受合力就越大
3.2025年安徽中考体育考试选考项目有掷实心球，若不计空气阻力，实心球投掷之后做的是斜抛运动，下列有关说法正确的是( )
A. 实心球投掷之后做的是变加速曲线运动
B. 实心球被抛出后可以看成是两个方向上的直线运动的合运动
C. 实心球出手的初速度越大，测试的成绩一定越好
D. 实心球出手已离开手时，受到的合力方向跟出手速度方向相同
4.关于天体运动、行星运动的三大定律，下列说法正确的是( )
A. 八大行星中离太阳最近的水星比离太阳最远的海王星围绕太阳转一周的时间长
B. 开普勒行星运动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
C. 伽利略用“月-地检验”证实了地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力
D. 开普勒第三定律中，围绕同一中心天体运行的所有行星或卫星，k值不相等
5.如图所示，一物体在外力如图甲所示作用下运动的图像如图乙所示为余弦曲线，下列判断正确的是( )
A. 在时间内外力一直做正功，在时间内外力的功率逐渐减小
B. 在时间内外力一直做正功，在时间内外力的功率先增大后减小
C. 在时间内外力做功为零，在时间内外力的功率逐渐减小
D. 在时间内外力做功为零，在时间内外力的功率先增大后减小
6.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用.如图所示，三颗星始终位于同一直线上，两颗环绕星质量相等围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行，中央星的质量是每颗环绕星质量的2倍.引力常量为G，环绕星绕中央星做匀速圆周运动的周期为T，则每颗环绕星的质量为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，水平圆盘上放有小铁碗可视为质点，将圆盘在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动，逐渐增大圆盘的角速度，质量为的小铁碗从圆盘的边缘飞出，经过落地，落地点距飞出点在地面投影点的距离为在此过程中，不计空气阻力，摩擦力对小铁碗所做的功为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，质量为的小物块放在足够长的水平面上，用水平细线不计粗细紧绕在半径为的薄壁圆筒上，时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，圆筒角速度随时间变化的关系式为，物块和水平面之间的动摩擦因数为重力加速度g取，不计空气阻力，则( )
A. 小物块的速度随时间的变化满足
B. 物体做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 细线的拉力大小为
D. 时细线力的瞬时功率等于
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，一位跳高运动员质量为62kg、身高为，在某次背越式跳高中跳过高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为重力加速度g取，不计空气阻力，近似认为站立状态的重心在身体的正中间，过杆时重心就在杆上，则( )
A. 运动员上升到最高点的过程中重力势能大约增加899J
B. 运动员上升到最高点的过程中重力势能大约减少1798J
C. 运动员下降阶段重力做功大约为1054J
D. 运动员下降阶段重力做功大约为527J
10.如图所示，人造地球卫星M、可看作质点绕地球的运动可视为匀速圆周运动，卫星N为地球同步轨道卫星是纬度为的地球表面上一点，若某时刻C、M、N与地球自转轴在同一平面内，其中O、C、M在一条直线上，且，则( )
A. 卫星M的向心加速度小于地球表面上C点的向心加速度
B. 地球表面上C点做匀速圆周运动的圆心与卫星M做匀速圆周运动的圆心不同
C. 卫星M与卫星N的周期之比为
D. 卫星M与卫星N的线速度之比为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图.
单选在安装实验装置的过程中，应对实验装置反复调节，直到斜槽M末端切线必须是水平的，这样做的目的是 选填选项前的字母
A.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B.保证小球飞出时，初速度水平
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小球运动的轨道是一条抛物线
实验中正确记录了小球的轨迹，得到如图乙所示的方格纸中a、b、c、d四个位置，测得小格的边长为L，小球经过相邻两点的时间间隔为T，则小球通过b点时的竖直分速度大小为 ，小球从斜槽M末端Q点运动到a点经历的时间为 .
12.某同学用如图甲所示的装置探究向心力跟角速度的关系.滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小.滑块上固定一遮光片，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上.滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据.
单选本实验采用的科学方法是 选填选项前的字母
A.控制变量法
B.等效替代法
C.理想实验法
D.建立物理模型法
为探究向心力跟角速度的关系，实验中需要保持滑块的质量和转动的 不变;
已知滑块旋转半径为R，旋转过程中每次遮光片经过光电门时的遮光时间为，滑块上固定的遮光片宽度为d，则角速度 ;
在探究向心力跟角速度的关系时，选用质量适当的滑块和长度适当的细线，多次改变竖直杆转速，记录多组力和计算出的对应角速度，用图像法来处理数据，画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，则图像横坐标表示的物理量可能是 选填选项前的字母
A.
B.
C.
D.
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，把小车放在倾角固定光滑的斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小桶与沙子的总质量为m，小车的质量为3m，重力加速度大小为g，不计空气阻力，小车从静止释放后，小车离底端足够远，小桶始终未触及滑轮.在小桶竖直上升H的过程中，求：
小车受绳的拉力大小;
小车的最大速度及小车的最大动能.
14.近日，中国第41次南极科学考察活动圆满落下帷幕，备受瞩目的“雪龙”号从南极出发经赤道返回上海.某同学设想，在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验，来测定引力常量：当“雪龙号”停泊在赤道时，用弹簧测力计测量一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数，当“雪龙号”到达南极后，仍用弹簧测力计测量同一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数地球自转的周期为T，地球的平均密度为，圆周率为，不考虑地球两极与赤道半径差异.
求引力常量;
若已知地球的半径为，求人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度.
15.如图所示，倾角为的斜面AB与水平面BE在B点平滑连接，半径为R的竖直光滑圆轨道与水平面在C点平滑连接，一质量为m的小物块可看成质点从A点由静止释放，P沿斜面下滑并从C点进入圆轨道，恰好能通过轨道最高点D，再次运动到C点后进入水平面，小物块离开E点后做平抛运动，落在半径为的四分之一光滑圆弧轨道MN上，E点为该轨道的圆心.已知B、C间光滑，小物块P与斜面间的动摩擦因数，小物块P与水平面C、E间的动摩擦因数，C、E间的距离为4R，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
点距水平面BE的高度;
小物块P对圆轨道最低点C的压力大小;
小物块P运动到E点时的速度大小和刚落到MN圆弧上时的动能.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学是适用的，选项A正确;
相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，选项B错误;
经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题，选项C错误;
经典力学认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，选项D错误.
2.【答案】C
【解析】速度变化量大，速度不一定大，根据可知物体的动能不一定大，故A错误；
动能定理，故C正确;
速度是矢量，速度变化大，速率变化不一定大，动能变化不一定大，选项B错误;
合力越大则加速度越大，加速度反映速度的变化率，速度变化量大，速度变化率不一定大，选项D错误.
3.【答案】B
【解析】实心球以与水平方向成一定角度的初速度抛出，在重力作用下做匀变速曲线运动，选项A错误;
斜抛运动只在竖直方向受重力，故将速度分解到水平和竖直方向后，可以看作水平方向上的匀速和竖直方向上的匀变速运动，故任何斜抛运动都可以看成是两个方向上的直线运动的合运动，选项B正确;
实心球投掷之后做的是斜抛运动，其成绩的好坏为水平位移，即，由此可知，其与出手角度和初速度大小都有关系，选项C错误;
实心球出手时，实心球受到重力，合力方向与初速度方向不相同，选项D错误.
4.【答案】B
【解析】所有行星的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，其表达式为则知离太阳较近的行星，围绕太阳转一周的时间短，离太阳较远的行星，围绕太阳转一周的时间长，选项A错误;
开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动，选项B正确;
牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的普适性，牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用，引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反比，选项C错误;
开普勒第三定律中，k对同一个中心天体相同，对不同的中心天体不同，选项D错误.
5.【答案】D
【解析】由动能定理知时间内，动能增量为0，即外力做功为0，外力先做负功后做正功时刻F最大，，F的功率为0，时刻，速度最大，F的功率为0，时间内，外力的功率先增后减，选项D正确.
6.【答案】D
【解析】设每颗环绕星的质量为m，则中央星的质量为2m，
对任一环绕星，有，解得每颗环绕星的质量，故D正确，ABC错误。
7.【答案】C
【解析】解：小物体飞出后做平抛运动，其水平位移，由平抛运动规律有
代入数据解得
小物体由静止到飞出的过程中，由动能定理有
代入数据解得
故C正确，ABD错误；
故选：C
8.【答案】D
【解析】A、圆筒角速度随时间变化的关系式为，圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，小物块的速度随时间的变化满足，故A错误;
B、物体做匀加速直线运动，故B错误;
C、根据牛顿第二定律，解得细线的拉力大小为，故C错误;
D、时细线拉力的瞬时功率，故D正确。
9.【答案】AC
【解析】运动员上升到最高点，重心升高的距离为，克服重力做功，重力势能增加量；下降阶段，重心下降距离，重力做功，选项A、C正确.
10.【答案】BC
【解析】因为，所以，即N卫星匀速圆周运动半径大于M卫星半径，由，得，知，又，所以，由，得，选项A错误;
卫星M、N绕地心做匀速圆周运动，C点运动的圆轨迹与地轴线垂直，圆心在图中O点正上方，选项B正确;
由得，所以，又，所以，选项C正确;
由得，又，所以，选项D错误.
11.【答案】；；
【解析】平抛运动初速度的大小不是由斜槽末端是否水平决定的，而是由小球释放点到斜槽水平端的竖直高度决定的，选项A错误;
研究平抛物体的运动，旨在弄清物体在水平和竖直两个方向上怎样运动，必须保证小球抛出时速度是水平的，并非要研究小球在空中运动的时间，选项B正确，C错误;
无论小球飞出的初速度是水平的还是倾斜的，其运动轨迹都是一条抛物线，选项D错误。
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段过程的平均速度，则有小球经b点时的竖直分速度大小为，
根据，可得，小球经a点时的竖直分速度大小有，小球经b点时的竖直分速度大小为，
联立以上各式，解得小球从Q点运动到a点经历的时间为
12.【答案】；
半径；
；

【解析】本实验采用的科学方法是控制变量法。
故选A；
为探究向心力跟角速度的关系，实验中需要保持滑块的质量和转动的半径不变；
每次遮光片经过光电门时的遮光时间为 ，滑块上固定的遮光片宽度为d，则滑块的线速度大小为
根据 ，可得角速度为 ；
根据
可知 图像是过原点的直线，可知图乙中横坐标表示的物理量可能是 ，故选B。
13.【答案】解：系统做加速运动，隔离分析小车可知，
隔离分析小桶，
联立可得。
当小桶上升H高度时，根据动能定理有，
解得，
小车的最大动能。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：在赤道地区：，
在地球两极地区有：，
又因为：，
解得：。
当卫星贴近地表运行时线速度最大，
由万有引力提供向心力：，
解得：。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：小物块P在圆轨道最高点有，
小物块P从开始释放到圆弧最高点过程有，
解得。
小物块从最高点到最低点的过程有，
在最低点有，
由牛顿第三定律有。
小物块P从C运动到E点过程有，
解得小物块P运动到E点时的速度大小，
由平抛运动的规律有，
，
，
，
，
联立解得，。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】