浙江省金兰教育合作组织2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

浙江省金兰教育合作组织2024-2025学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1．下列物理量属于矢量，且单位用国际单位制基本单位表示的是（　　）
A．功kg·m2·s 2 B．功率W C．力kg·m/s2 D．周期s
2．自古以来，天体运动一直吸引着人类孜孜不倦地探索。关于天体运动研究的内容及物理学史，以下描述正确的是（　　）
A．开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律，被誉为“天空立法者”
B．根据万有引力定律表达式，当两物体距离趋近于0时，其引力无穷大
C．牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是不同性质的力
D．卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，被称为“第一个称出地球质量的人”
3．结合下图，关于机械能守恒说法正确的是（忽略空气阻力）（ ）
A． 将箭搭在弦上，拉弓的整个过程，弓和箭组成的系统机械能守恒
B． 在动力作用下从轨道上缓慢上行的过山车，过山车机械能守恒
C． 蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程，运动员机械能守恒
D． 滑草运动中，某段时间内人与滑板车一起匀速下滑，人与滑板车机械能守恒
4．据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年9月1日18时26分，航天员陈冬成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门。至19时09分，航天员陈冬、航天员刘洋成功出舱。出舱的航天员与空间站形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（　　）
A．航天员陈冬出舱过程可看作质点
B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大
D．组合体中的货物处于超重状态
5．近几年各学校流行跑操．在通过圆形弯道时，每一列的连线沿着跑道；每一排的连线是一条直线且必须与跑道垂直；在跑操过程中，每位同学之间的间距保持不变．如图为某中学某班学生以整齐的步伐通过圆形弯道时的情形，此时此刻
A．同一列的学生的线速度相同
B．同一排的学生的线速度相同
C．全班同学的角速度相同
D．同一列的学生受到的向心力相同
6．一滑块从固定光滑斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑的过程中，滑块的动能Ek与运动时间t、下滑高度h、运动位移s之间的关系图像如图所示，其中正确的是（　　）
A．B． C． D．
7．为欢度春节，某酒店的旋转门上A、B两点粘贴着小型装饰物（视为质点）可绕中心轴转动，到中心轴的距离为到中心轴距离的两倍，处装饰物的质量为处装饰物质量的两倍，如图所示。当旋转门匀速转动时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两处装饰物的周期之比为
B．A、B两处装饰物的向心加速度大小之比为
C．A、B两处装饰物的线速度大小之比为
D．A、B两处装饰物受到的向心力大小之比为
8．如图所示为双层立体泊车装置。欲将静止在①号车位的轿车移至④号泊车位，需先通过①号车位下方的移动板托举着轿车竖直抬升h至③号位、再水平右移停至④号车位，则（　　）
A．水平右移过程移动板对车的摩擦力先做正功后做负功
B．竖直抬升过程车辆克服重力做功大于支持力做功
C．竖直抬升过程中车处于超重状态
D．根据题干信息可计算整个过程移动板对车做功的功率
9．如图，“单臂大回环”是体操运动中的高难度动作，运动员单臂抓杠，以单杠为轴完成圆周运动，不考虑手和单杠之间的摩擦和空气阻力，将人视为处于重心的质点，将“单臂大回环”看成竖直平面内的圆周运动，等效半径为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．单杠对手臂只能提供拉力，不能提供支持力
B．从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力做正功
C．若运动员恰好能够完成此圆周运动，则运动员在最低点的向心加速度大小为
D．若运动员恰好能够完成此圆周运动，则运动员在最高点处时，手臂与单杠之间无支持力
10．我国首颗超百容量的高通量地球静止轨道通信卫星—中星26号于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星将与中星16号、中星19号共同为用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入等服务。中星26与某一椭圆轨道侦察卫星的运动轨迹以及某时刻所处位置、运行方向如图所示，两卫星的运行周期相同，两个轨道相交于两点，连线过地心，分别为侦察卫星的近地点和远地点。下列说法正确的是（　　）
A．两点间距离等于中星26号卫星轨道半径
B．侦察卫星从D点到E点的过程中速度先减小后增大
C．中星26在C点线速度小于侦察卫星在E点线速度
D．侦察卫星在轨道上运行时，在E点的线速度小于在D点的线速度
11．港珠澳大桥总长约55km，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的路海大桥，设计时速100km/h.如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径R=150m的圆弧形弯道，总质量m=1800kg的汽车通过该圆弧形弯道时以速度v=90km/h做匀速圆周运动（汽车可视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度）.已知路面与汽车轮胎间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的，重力加速度g取10m/s2，则（ ）

A．汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力、牵引力和向心力
B．汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4000N
C．汽车过该弯道时的向心加速度大小为4m/s2
D．汽车能安全通过该弯道的最大速度为
12．一质量的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内的速度随时间变化的关系图像如图所示，内为直线，3s末功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s末关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力大小恒为60N，下列说法正确的是（　　）

A．内，牵引力的大小为900N
B．电动汽车的额定功率为180W
C．电动汽车的最大速度为
D．整个过程中，电动汽车所受阻力做的功为3750J
13．喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出、且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的直径为，不计水柱运动过程中受到的空气阻力（已知水的密度1×103kg/m3，g=10m/s2）则（　　）
A．电动机的输出功率约为1.25×106W
B．电动机的输出功率约为2.50×106W
C．若喷泉初速度增加为原来的2倍，给喷管喷水的电动机输出功率变为原来4倍
D．若喷泉初速度增加为原来的2倍，单位时间内喷出水的质量为原来的4倍
14．如图，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为θ。若工人采用身体前倾的姿势使θ变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物（　　）
A．一定更省力，对货物做的功也一定更少
B．一定更省力，但对货物做的功一定更多
C．不一定更省力，但对货物做的功一定更多
D．不一定更省力，但对货物做的功一定更少
二、多选题
15．以下说法正确的是（　　）
A．在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯
B．汽车转弯时需要的向心力由汽车转向装置对车轮的力提供
C．在水平公路上行驶的汽车，转弯速度越大，所需向心力就越大，就越容易发生侧滑
D．提高洗衣机脱水桶的转速，可以使衣服甩得更干
16．极地卫星是一种特殊的人造地球卫星，其轨道平面与赤道平面的夹角为90°，极地卫星运行时能到达地球南极和北极区域的上空．若某极地卫星从北极正上方运行至赤道正上方的最短时间为3h，认为卫星做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．该卫星的加速度小于9.8m/s2 B．该卫星的环绕速度大于7.9km/s
C．该卫星每隔12h经过北极的正上方一次 D．该卫星轨道半径与静止卫星轨道半径相等
17．如图所示，在一平底凹槽内弹射器将一钢珠（可视为质点）从挡板A处以6 m/s的速度水平向右弹射出去，凹槽两端挡板A、B相距5m，钢珠每次与挡板碰撞后均以原速率被反弹回去，现已知钢珠最终停在距A挡板2 m处，且钢珠只与B挡板碰撞了一次，则钢珠与凹槽间的动摩擦因数可能为（取g=10 m/s2）（　　）
A．0.150 B．0.180 C．0.225 D．0.250
18．如图所示，一固定斜面的倾角为，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于0.8g（g为重力加速度大小），物块上升的最大高度为H，然后又返回到出发点，以下结论正确的是（　　）
A．上滑过程物块的动能损失了1.6mgH
B．上滑过程物块的机械能损失了0.8mgH
C．物体返回出发点时的动能为0.4mgH
D．物体从最高点返回到出发点所用时间为
三、实验题
19．如图所示为“探究小球做匀速圆周运动时的向心加速度与转速、半径的关系”的实验装置．有机玻璃支架上固定一直流电动机，电动机转轴上固定一半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一重锤，圆盘边缘连接一轻质细绳，细绳另一端连接一个小球．实验操作如下：
①按如图所示组装好实验器材；
②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，若不计一切阻力，当小球运动稳定时，调节水平激光笔2的高度和竖直激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的球心（如图中B点所示），用刻度尺测量小球做匀速圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的竖直高度h；
③当小球某时刻经过图中A点时开始计时，并记录为第1次，当小球第k次经过A点时，所经历的时间为t；
④切断电源，整理器材。
请回答下列问题：
（1）小球做匀速圆周运动的向心力由 提供；
A．重力 B．绳的拉力 C．绳的拉力的水平分力 D．重力与绳的拉力的合力
（2）若电动机的转速增大，激光笔1应 （选填“左移”或“右移”）；
（3）小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 （用、、和表示）。
20．某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律。在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重物拖着纸带自由下落，通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上点迹进行测量，经过数据处理即可验证机械能守恒定律，某次实验得到如图甲所示纸带。
（1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是 。
A．重物下落的起始位置靠近打点计时器；
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤；
C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度；
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度；
（2）正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C、…测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T，为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能减少量 ，动能增加量 。（用题中所给字母表示）
（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出v2—h图像，如图丙所示。由v2—h图像求得的当地重力加速度g= m/s2。（结果保留3位有效数字）
四、解答题
21．如图所示，质量为m=3kg的木块在倾角θ=37°的足够长的斜面上静止开始下滑，且木块与斜面的动摩擦因数为0.5。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；g=10m/s2），求：
(1)前4s内重力做的功；
(2)前4s内重力的平均功率；
(3)4s末重力的瞬时功率。
22．如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块．求：
(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；
(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．
23．如图所示，内壁光滑且半径为的半圆形细圆管道（圆半径相比细管的内径大得多）与内壁粗糙的直管组成的圆管轨道固定在水平地面上，其中段的动摩擦因数为，长度为。该圆管轨道的端与一竖直面内半径为的光滑圆弧轨道平滑串接，端与另一竖直面内的内壁光滑的曲线细圆管道平滑串接，管道端切线水平。现将一个质量为的小球（可视为质点）从圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置至圆心的连线与竖直方向夹角。已知所有管道的内径均略大于小球直径，整个运动过程中空气阻力不计，取，。求：
（1）小球经过A点时的速度大小；
（2）小球经过点时对管道的压力大小；
（3）将小球释放位置的夹角增至53°，管道端的离地高度大小可自由调节，在垂直管道端切向方向的前端距点处有一块足够大的竖直挡板。若小球最终能击中挡板，求小球击中挡板的最小动能。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C C C C C A C C
题号 11 12 13 14 15 16 17 18
答案 D C B C CD AC AC ACD
19． CD/DC 左移
【详解】（1）[1]小球在水平面在匀速圆周运动，小球受到的合力提供向心力；由图可知小球受到重力和绳子拉力，绳子拉力的竖直分力与重力平衡，故小球做匀速圆周运动的向心力由重力与绳的拉力的合力提供，或由绳的拉力的水平分力提供。
故选CD。
（2）[2]设绳子与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
若电动机的转速增大，小球做匀速圆周运动的角速度增大，则绳子与竖直方向的夹角增大，故激光笔1应左移。
（3）[3]由题意可知小球做匀速圆周运动的周期为
则角速度为
小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为
20． C 9.67
【详解】（1）[1]
A．重物下落的起始位置靠近打点计时器，可以增大下落距离，减少误差，A正确；
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，避免释放纸带时重物有初速度，B正确；
C．通过计算速度即默认了机械能守恒
失去了验证的意义，C错误；
D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，D正确。
本题选错误的，故选C。
（2）[2][3]从打下O点到打下F点的过程中，下降的高度为，故重力势能减少量
根据匀加速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知F点的速度
故动能的增加量为
（3）[4]根据
得
所以图线的斜率为2g，即
解得
21．(1)288J
(2)72W
(3)144W
【详解】（1）木块下滑过程，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
则前4s木块的位移为
前4s内重力做的功
（2）前4s内重力的平均功率为
解得
（3）4s末木块的速度为
4s末重力的瞬时功率为
解得
22．(1)摩擦力f=，支持力N=. (2)
【详解】（1）根据受力分析则物体保持平衡的受力分析如图，
根据平衡可知：
（2）当转速增加，f=0时，即
，
化简则
，
所以
23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，小球从静止释放到达A点时，根据动能定理有
（2）小球经过点时，在竖直方向上对管道压力大小
水平方向上，对管道压力大小满足
则小球对管道的压力大小
（3）整个过程，根据动能定理有
设小球击中挡板位置的离地高度为，则
因为平抛过程机械能守恒，越大，对应的重力势能越大，则动能越小，运用数学不等式规律，上式对应的最大值为，此时取，所以有
即小球击中挡板的最小动能为。