鐵人中學2024級高一下學期期中考試物理試題考試時間：2025年5月第第頁鐵人中學2024級高一下學期期中考試物理試題試題說明：1、本試題滿分100分，答題時間75分鐘。2、請將答案填寫在答題卡上，考試結束后只交答題卡。第Ⅰ卷選擇題部分一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1．關于做功和功率，下列說法正確的是（）A．做斜拋運動的物體，重力一直做正功B．做平拋運動的物體，重力的功率一直增大C．若某物體所受合力做的功不為零，則每個力做的功均不為零D．F越大，速度v越大，瞬時功率P就越大2．指尖陀螺是一種近年來流行的減壓玩具，讓人們在專注于陀螺旋轉的過程中，放松身心，緩解緊張情緒。如圖所示是一個正在高速旋轉的指尖陀螺，a、b是陀螺上與轉軸等距的兩點，c到轉軸的距離是a、b兩點的一半，則下列說法不正確的是（）A．a、b兩點在任意時刻的線速度均相同B．a、b、c三個點的線速度大小之比為2：2：1C．a點的向心加速度大小是c點的2倍D．若陀螺正在減速轉動則c點的加速度不指向轉軸3．重物在豎直方向上被繩子勻加速提升，同時在水平方向上向右勻速移動，不計空氣阻力和一切摩擦力。在此過程中（）A．重物的運動軌跡為斜向右上方的直線B．繩子對重物的拉力的沖量等于重物動量的增加量C．重物所受合力的沖量方向斜向右上方D．繩子對重物的拉力所做的功等于重物機械能的增加量4．“雙星系統”由兩顆相距較近的恒星組成，每個恒星的半徑遠小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統一般遠離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動。現測得兩顆恒星之間的距離為L，質量之比為m1：m2=3：2，則可知（）A．m1、m2做圓周運動的線速度之比為2：3 B．m1、m2做圓周運動的角速度之比為3：2C．m2做圓周運動的半徑為 D．m2做圓周運動的周期為5．2024年10月30日，“神舟十九號”航天員乘組順利進駐中國空間站，并于2025年4月29日返回地球。假設“神舟十九號”飛船升空后先進入停泊軌道（即近地圓軌道），而后進入轉移軌道，最后在中國空間站軌道與空間站組合體對接。各個軌道的示意圖如圖所示，已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，飛船在停泊軌道的運行周期為T，中國空間站軌道可視為圓形軌道且距地面高度為h，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．飛船在P點從停泊軌道進入轉移軌道時需要減速B．空間站組合體的向心加速度大小為C．飛船在中國空間站軌道的周期為D．飛船在轉移軌道上從P點運行至Q點所需的時間為6．如圖甲所示，質量為m的小球與輕繩一端相連，繞另一端點O在豎直平面內做圓周運動，圓周運動半徑為R，重力加速度為g，忽略一切阻力的影響。現測得繩子對小球的拉力FT隨時間變化的圖線如圖乙所示，則（）A．小球做勻速圓周運動B．t1時刻小球在與O點等高的位置C．t2時刻小球的速度大小為D．t4時刻小球的速度恰好為零7．根據天體運動規律，火星和地球每隔26個月將會分列于太陽的兩側，三個天體近似連成一線，這個現象稱為火星合日。2021年9月中旬至10月下旬便是這樣一個時期，屆時中國天問一號火星環繞器和祝融號火星車與地球通信信號將被太陽遮擋，無法通信而進入“日凌模式”。如圖所示，假設太陽不動，地球軌道與火星軌道共面，根據題中所給數據及所掌握常識，計算從如圖所示的火星合日開始到下一次地球與天問一號能通信這段時間內，地球與火星繞太陽轉過的角度之比約為（）A． B． C． D．8．一臺額定功率為P的起重機從靜止開始提升質量為m的重物，重物運動的v-t圖像如圖所示，圖中線段除AB段是曲線外，其余線段都是直線，已知在t1時刻拉力的功率達到額定功率，之后功率保持不變，到t2時刻時重物上升的高度為h，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．圖像中直線OA段起重機的功率隨時間均勻增大B．圖像中曲線AB段起重機的加速度越來越小C．在t2時刻，起重機的拉力最大且為D．t1~t2時間內，起重機對重物所做的功為9．如圖所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r=0.4m，最低點處有一小球（半徑比r小很多），現給小球一水平向右的初速度，則要使小球不脫離圓軌道運動，應當滿足（g=10m/s2）（） A． B． C． D．10．如圖，輕質定滑輪固定在天花板上，物體P和Q用不可伸長的輕繩相連，懸掛在定滑輪上，Q的質量是P的質量的2倍，t＝0時刻將兩物體由靜止釋放，T時刻，物體Q的下降距離為eq\f(gT2,6)時輕繩突然斷開，物體P能夠達到的最高點恰與物體Q釋放位置處于同一高度，取t＝0時刻物體P所在水平面為零勢能面，此時物體Q的機械能為E。重力加速度大小為g，不計摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質點。下列說法正確的是（）A．T時刻物體P的速度大小為eq\f(gT,3)B．2T時刻物體Q的機械能為eq\f(2E,9)C．2T時刻物體P重力的功率為eq\f(3E,2T)D．2T時刻物體P的速度大小eq\f(2gT,3)第Ⅱ卷（非選擇題共54分）二、實驗題（本題共2小題，共14分。）11．（6分）某實驗小組用圖甲所示軌道做“探究平拋運動的規律”實驗。（1）在調整軌道末端水平時，小明發現把球無初速度地放在軌道末端，球會自動滾落，如圖甲所示，則軌道上端應向（選填“a”或“b”）方向調整。若從軌道上同一位置釋放小球，則調整后小球離開軌道末端的速度（選填“等于”“大于”或“小于”）調整前小球離開軌道末端的速度。（2）某同學忘記在白紙上畫出豎直方向，其它操作正確，已知點A、B、C為平拋軌跡（圖中軌跡未畫）上時間間隔相同的三點，如圖乙所示，為了找出豎直方向，該同學利用作圖法的具體操作如下：連接A、C兩點，做線段AC，只需在線段AC上做出，并與B點連接，此直線即為豎直方向直線。12．（8分）甲同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律，他將兩物塊A和B用輕質細繩連接并跨過輕質定滑輪，B下端連接紙帶，紙帶穿過固定的打點計時器，用天平測出A、B兩物塊的質量mA=150g，mB=50g，A從高處由靜止開始下落，B拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出），計數點間的距離如圖乙所示，電源頻率為50Hz。則：（1）在打點0~5過程中系統勢能的減小量ΔEp=J，系統動能的增加量ΔEk=J。由此甲同學得出在誤差允許范圍內系統的機械能守恒。（計算中，重力加速度g=9.8m/s2，結果均保留三位有效數字）（2）大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________。A．利用公式計算重物速度B．利用公式計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．先釋放重物，后接通電源打出紙帶（3）乙同學利用這個實驗測得的數據，用v表示物塊A的速度，h表示物塊A下落的高度，做出的圖像如圖丙所示，則可求出當地的重力加速度g=m/s2（結果保留三位有效數字）。三、計算題（本題共3小題，共40分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不得分。）13．（9分）2025年4月，科學家利用詹姆斯?韋布空間望遠鏡（JWST）對天體K2-18b進行觀測，確認它是一顆類地行星。假設未來有探測器在距該行星表面的高度為R（行星的半徑為R）的軌道，線速度的大小為v繞行星做勻速圓周運動，引力常量為G，忽略其它天體對探測器的引力作用，忽略行星自轉的影響，求：（1）行星的質量M；（2）行星表面的重力加速度大小g；（3）該行星的第一宇宙速度。14．（13分）如圖所示，在光滑的水平地面上放置一個質量，足夠長的木板B，在B的左端放有一個質量的小滑塊A（可視為質點），初始時A、B均靜止，B鎖定在水平面上。現對A施加的水平向右的拉力，后撤去拉力F。已知A、B間的動摩擦因數，取重力加速度，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：（1）撤去拉力F時小滑塊A的速度大小；（2）若解除B的鎖定，拉力改為恒力，重復上述操作，在撤去拉力時，小滑塊A的速度仍是v1，則最終A到B左端的距離s是多少？15．（18分）如圖所示，頂端帶有輕質滑輪的光滑斜劈固定在水平面上，斜面傾角為37°，轉軸固定在天花板上的O點，O點與斜劈等高，長為L的輕桿一端可繞轉軸在豎直平面內自由轉動，另一端固定一小球P，一根不可伸長的輕繩繞過定滑輪A（大小不計），一端與小球P相連，另一端與斜面底端的滑塊Q相連，已知，P、Q兩物體質量都為m，滑塊Q與水平面間的動摩擦因數μ=0.5。釋放小球P，當P擺到最低點