萱花中學教育集團20232024學年度下期半期測試高2026級物理試題（全卷共二個大題滿分：100分考試時間：75分鐘）注意事項：1.答卷前，考生務必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的學校、班級、座位號、姓名和準考證號填寫在答題卡相應的位置；2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆將答題卡上對應題目選項的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。作答在試卷上無效。3.非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區域內的相應位置上。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案。不得使用鉛筆或涂改液，否則答案無效。一、選擇題：本題共11小題，共47分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求，每小題4分；第9~11題有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.生活中的曲線運動隨處可見，關于曲線運動，下列說法正確的是（）A.做曲線運動的物體速度大小一定是變化的B.物體在變力作用下一定做曲線運動C.做曲線運動的物體所受合力一定不為零D.一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動，一定是曲線運動【答案】C【解析】【詳解】A．做曲線運動的物體速度大小不一定變化，可能只有方向在不斷改變，故A錯誤；B．物體在變力作用下不一定做曲線運動，若力與速度方向共線，則物體將做直線運動，只有當力與速度不在一條直線上時物體才做曲線運動，故B錯誤；C．做曲線運動的物體速度不斷變化，一定存在加速度，所受合力一定不為零，故C正確；D．當兩個分運動的方向在同一條直線上時，則一個勻速直線運動與一個勻變速直線運動的合運動為勻變速直線運動，故D錯誤。故選C。2.如圖所示，甲、乙兩小球都能視為質點，小球甲在豎直面內擺動的周期為T，懸線長為L；小球乙在水平面內做勻速圓周運動，懸點為O1、軌跡圓圓心為O2。下列說法正確的是（）A.小球甲的向心力由合力來充當B.小球甲的向心力由懸線拉力來充當C.小球乙的向心力由懸線拉力來充當D.小球乙的向心力由合力來充當【答案】D【解析】【詳解】AB．小球甲的向心力由拉力和重力沿懸線方向的分力的合力來充當，故AB錯誤；CD．小球乙的向心力由合力來充當，故C錯誤，D正確。故選D。3.如圖所示，下列有關生活中圓周運動實例分析，其中說法正確是（）A.甲圖中，汽車通過凹形橋的最低點時，速度不能超過B.乙圖中，“水流星”勻速轉動過程中，在最低處水對桶底的壓力最大C.丙圖中，火車轉彎超過規定速度行駛時，內軌對內輪緣會有擠壓作用D.丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球向心加速度不相等【答案】B【解析】【詳解】A．汽車通過凹形橋最低點時為超重，速度大小可以超過，A錯誤；B．“水流星”勻速轉動過程中，在最低處桶底對水的支持力為，則得由牛頓第三定律得，水對桶底的壓力大小為在最高處桶底對水壓力為，則由牛頓第三定律得，在最高處水對桶底的壓力大小為所以在最低處水對桶底的壓力最大，B正確；C．丙圖中，火車轉彎超過規定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌受到擠壓，C錯誤；D．丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，設筒臂和豎直方向的夾角為，則得所以A、B兩位置小球向心加速度相等，D錯誤。故選B。4.如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉動，A、B兩輪用皮帶傳動，三個輪的半徑關系是。若皮帶不打滑，則關于A、B、C三輪邊緣a、b、c三點的下列物理量的比，錯誤的是（）A.角速度之比為1∶2∶2 B.線速度大小為1∶1∶2C.向心加速度大小之比為1∶2∶4 D.周期之比為2∶2∶1【答案】D【解析】【詳解】AB．A、B兩輪通過皮帶傳動，兩輪與皮帶接觸點的線速度大小相等，可知由角速度和線速度的關系式可知，線速度大小相等的情況下，角速度與半徑成反比，可知B、C兩輪同軸傳動，兩輪角速度相同，即角速度相同的情況下，線速度與半徑成正比，可知聯立對比可得AB正確，不符合題意；D．由可得，周期之比為2∶1∶1，D錯誤，符合題意；C．向心力的表達式為結合AB解析可得，向心加速度大小之比為1∶2∶4，C正確，不符合題意。故選C。5.發射地球同步衛星時，先將衛星發射至近地圓軌道1，變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后變軌將衛星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A.衛星在軌道1上運行的速率小于赤道上隨地球自轉物體的速率B.衛星在軌道3上經過P點時的加速度大于它在軌道2上經過P點時的加速度C.三條軌道中速率最大時刻為經過2上的Q點，速率最小時刻為經過2上的P點D.周期關系為T2>T3>T1【答案】C【解析】【詳解】A．根據可得因為衛星在軌道1上的運動半徑小于同步衛星的運動半徑，可知衛星在軌道1上的線速度大于同步衛星的線速度；同步衛星的角速度等于地球自轉的角速度，根據v=ωr可知，同步衛星的線速度大于赤道上隨地球自轉的物體的速率，可知衛星在軌道1上運行的速率大于赤道上隨地球自轉物體的速率，選項A錯誤；B．根據可得衛星在軌道3上經過P點時的加速度等于它在軌道2上經過P點時的加速度，選項B錯誤；C．衛星在軌道1上經過Q點時加速才能進入軌道2；在軌道2上經過P點時加速才能進入軌道3，在軌道2上從Q到P，引力做負功，速率減小，由可知，衛星在軌道1上的速率大于在軌道3上的速率，則可知三條軌道中速率最大時刻為經過2上的Q點，速率最小時刻為經過2上的P點，選項C正確；D．根據開普勒第三定律可知，在軌道3上半徑最大，在軌道1上的半徑最小，軌道2的半長軸大于軌道1的半徑，可知周期關系為T3>T2>T1選項D錯誤。故選C。6.以大小相同的初速度、不同的拋射角同時從地面拋出3個小球A、B、C，3球從拋出到落地在空中的運動軌跡如圖所示，下列敘述正確的是（）A.A、B、C三球在運動過程中，A球的加速度最大B.B球的射程最遠，所以B最后落地C.A、C兩球的射程相等，所以它們的水平分速度相等D.B球的射程最遠，B拋出時速度與水平方向的夾角最接近45°【答案】D【解析】【詳解】A．A、B、C三球在運動過程中，只受重力作用，加速度均為g，選項A錯誤；B．從最高點到落地可看做平拋運動，根據可知，最大高度越大，則時間越長，故A運動的時間最長，所以A最后落地，選項B錯誤；C．A、C兩球的射程相等，但是A球運動時間較長，根據可知，所以C的水平初速度較大，選項C錯誤；D．根據射程可知當時射程最大，因B球的射程最遠，B拋出時速度與水平方向的夾角最接近45°，選項D正確。故選D。7.如圖所示，傾角為θ的斜面體固定在水平面上，兩個可視為質點的小球甲和乙分別沿水平方向拋出，兩球的初速度大小相等，已知甲的拋出點為斜面體的頂點，經過一段時間兩球落在斜面上的A、B兩點后不再反彈，落在斜面上的瞬間，小球乙的速度與斜面垂直。忽略空氣阻力，重力加速度為g，則下列選項正確的是（）A.甲、乙兩球在空中運動的時間之比為tan2θ∶1B.甲、乙兩球下落的高度之比為2tan2θ∶1C.甲、乙兩球的水平位移大小之比為tanθ∶1D.甲、乙兩球落在斜面上瞬間的速度方向與水平方向夾角的正切值之比為2tan2θ∶1【答案】D【解析】【詳解】A．由小球甲的運動可知解得t=落到斜面上的速度方向與水平方向夾角的正切值為則tanα甲=2tanθ由小球乙的運動可知解得t′=落到斜面上的速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα乙=甲、乙兩球在空中運動的時間之比為t∶t′=2tan2θ∶1選項A錯誤；B．由h=gt2可知甲、乙兩球下落的高度之比為4tan4θ∶1，B錯誤；C．由x=v0t可知甲、乙兩球的水平位移大小之比為2tan2θ∶1，C錯誤；D．甲、乙兩球落在斜面上瞬間的速度方向與水平方向夾角的正切值之比為2tan2θ∶1，D正確。故選D。8.如圖所示，內壁光滑半徑為r的豎直圓桶，繞中心軸做勻速圓周運動，一物塊用細繩系著，繩的另一端系于圓桶上表面圓心，繩與豎直方向的夾角為，物塊貼著圓桶內表面隨圓桶一起轉動，重力加速度取g，則（）A.桶對物塊的彈力不可能為零B.轉動的角速度的最小值為C.隨著轉動的角速度增大，繩的張力保持不變D.隨著轉動的角速度增大，繩的張力一定增大【答案】C【解析】【詳解】AB．由于桶的內壁光滑，繩的拉力沿豎直向上的分力與重力平衡，若繩的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，則桶對物塊的彈力恰好為零，有轉動的角速度的最小值為故AB錯誤；CD．由題圖知，若它們以更大的角速度一起轉動，則繩子與豎直方向的夾角不變，因為繩的拉力滿足Tcosθ=mg則繩子的拉力保持不變，故C正確，D錯誤。故選C。9.如圖所示，將質量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質量為m的小環，小環套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d。現將小環從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當小環沿直桿下滑距離也為d時（圖中B處），下列說法正確的是（）A.小環剛釋放時輕繩中的張力一定大于2mgB.小環到達B處時，重物上升的高度也為dC.小環在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D.小環在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于【答案】C【解析】【詳解】A．對小環的加速度進行分析，如圖所示設重物的加速度為，則有由于釋放時是從水平A處，則有由于v=0，則有，故繩子的拉力T=2mg，A錯誤；B．小環到達B處時，重物上升的高度應為繩子豎直部分縮短的長度，即B錯誤；；B．小環到達B處時，重物上升的高度應為繩子豎直部分縮短的長度，即B錯誤；CD．根據題意，沿繩子方向的速度大小相等，將小環在B處的速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解有即D錯誤，C正確。故選C。10.如圖所示，置于豎直面內的光滑細圓環半徑為R，質量為m的小球套在環上，原長為R的輕彈簧一端系于球上，另一端系于圓環最低點，圓環繞豎直直徑轉動，重力加速度為g。若角速度由零開始緩慢增大，下列說法正確的是（）A.當時，小球僅受兩個力的作用B.當時，彈簧恰好處于原長狀態C.當時，彈簧一定處于壓縮狀態D.無論大，小球都不能夠到達與圓心等高的位置【答案】BD【解析】【詳解】AB．當彈簧恰好處于原長，小球只受兩個力的作用，如圖所示由幾何關系可知此時由向心力公式解得故A錯誤，B正確；C．當時，小球將做向上移動，彈簧一定處于伸長狀態，故C錯誤；D．假設當足夠大時，小球能夠到達與圓心等高的位置做圓周運動，此時彈簧處于伸長狀態，彈力斜向左下，圓環的彈力在水平方向，小球在豎直方向的合力不為0，小球就不能在水平面做圓周運動，與假設矛盾。故當足夠大時，小球都不能夠到達與圓心等高的位置，故D正確。故選BD。11.天文觀測已經證實，三星系統是常見的，甚至在已知的大質量恒星群中占主導地位。如圖所示，P、O、S三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，已知等邊三角形邊長為l，三顆星做勻速圓周運動的周期為T，萬有引力常量為G，忽略其他星體對它們的引力作用。則（）A.三顆星的質量可能不相等B.三顆星的質量均為C.三顆星的線速度大小均為D.任意一顆星所受的向心力大小為【答案】BC【解析】【詳解】A．根據題意可知其中任意兩顆星對第三顆星的合力指向圓心，則這兩顆星對第三顆星的萬有引力等大，由于這兩顆星到第三顆星的距離相同，故這兩顆星的質量相同，同理可得三顆星的質量一定相同，故A錯誤；B．軌道半徑等于等邊三角形外接圓的半徑，為設三顆星的質量為m，根據牛頓第二定律解得三顆星的質量均為故B正確；C．線速度大小為故C正確；D．任意一顆星所受的向心力大小為故D錯誤。故選BC。二、非選擇題（本部分共5小題，共53分。）12.某同學利用圖中所示的DIS向心力實驗器來探究圓周運動向心力的影響因素。實驗時，砝碼隨旋臂一起做圓周運動，其受到的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得，旋臂另一端的擋光桿每經過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力F和擋光時間t，換算生成ω。保持砝碼的質量和轉動半徑不變，改變其轉速得到多組F、ω的數據后，作出了Fω2圖線如圖乙所示。牽引桿的質量和一切摩擦可忽略。（1）該同學采用的主要實驗方法為___________。A.等效替代法B.控制變量法C.理想化模型法（2）實驗中，某次擋光桿經過光電門時的擋光時間為t，已知擋光桿到轉軸的距離為d，擋光桿的擋光寬度為s，則可得擋光桿轉動角速度ω的表達式為___________。（3）根據圖乙，得到的實驗結論是∶___________。【答案】①.B②.③.在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度的平方成正比【解析】【分析】【詳解】(1)[1]實驗中保持砝碼的質量和轉動半徑不變，改變其轉速，所以采用的是控制變量法。故選B。(2)[2]擋光桿處的線速度為角速度為(3)[3]在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度的平方成正比。13.如圖甲所示，在運動描述的演示實驗中，老師在一端封閉、長約1.5m的玻璃管內注滿清水，水中放一個蠟燭做的蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動。從某時刻開始計時，蠟塊在玻璃管內每0.5s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每0.5s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t＝0時蠟塊位于坐標原點。（1）請在圖乙中畫出蠟塊2s內的軌跡；_____（2）玻璃管向右平移的加速度a＝________m/s2；（保留2位有效數字）（3）t＝1s時蠟塊的速度v2＝________m/s。（保留2位有效數字）【答案】①.②.0.20③.0.28【解析】【詳解】（1）[1]通過描點，可以得到圖像如圖所示（2）[2]玻璃管向右勻加速平移，每通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm，根據公式可以得到（3）[3]蠟塊在豎直方向做勻速直線運動，故豎直分速度當時，水平分速度為豎直分速度為故合速度為14.2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現環繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛星。在“天問一號”環繞火星做勻速圓周運動時，周期為T，軌道半徑為r。已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉。求：（1）“天問一號”環繞火星運動的線速度的大小v；（2）火星的質量M；（3）火星表面的重力加速度的大小g。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）由線速度定義可得（2）設“天問一號”的質量為m，引力提供向心力有得（3）忽略火星自轉，火星表面質量為的物體，其所受引力等于重力得15.如圖所示，BC為半徑等于豎直放置的光滑細圓管，O為細圓管的圓心，在圓管的末端C連接傾斜角為45°、動摩擦因數μ＝0.6的足夠長粗糙斜面，一質量為m＝0.5kg的小球從O點正上方某處A點以v0水平拋出，恰好能垂直OB從B點進入細圓管，小球從進入圓管開始受到始終豎直向上的力F＝5N的作用，當小球運動到圓管的末端C時作用力F立即消失，小球能平滑地沖上粗糙斜面.(g＝10m/s2)求：(1)小球從O點的正上方某處A點水平拋出的初速度v0為多少？OA的距離為多少？(2)小球在圓管中運動時對圓管的壓力是多少？(3)小球在CD斜面上運動的最大位移是多少？【答案】（1）2m/s（2）5N（3）m【解析】【詳解】（1）小球從A運動到B為平拋運動,有:在B點,有:聯立以上兩式解得:v0=2m/st=