高級中學名校試卷PAGEPAGE1天一大聯考2024—2025學年（下）高一年級期中考試物理考生注意：1、答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動。用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3、考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題；本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.如圖所示，一物體在光滑水平面上受到三個水平恒力的作用，物體沿圖中速度方向做勻速直線運動，圖中速度方向和的方向相反，的方向與的方向垂直。下列說法正確的是（）A.撤掉，物體做加速度變化的曲線運動B.撤掉，物體做勻變速直線運動C.撤掉，物體做勻速圓周運動D.同時撤掉和，物體做加速度變化曲線運動【答案】B【解析】A．題意知合力為0，故任意一個力與另外兩個力的合力等大反向，故撤去后，物體合力與等大反向，由于大小不變，故物體加速度不變，且合力方向與速度不共線，故物體做加速度不變的曲線運動，故A錯誤；B．撤掉，物體合力與等大反向，即合力方向與速度方向反向，故物體做勻變速直線運動，故B正確；C．撤掉，物體合力與等大反向，圖像可知合力方向與速度方向不共線且合力為恒力，故物體做勻變速曲線運動，但不是做勻速圓周運動（勻速圓周運動合力大小不變，方向時刻改變），故C錯誤；D．同時撤掉和，物體合力為且大小方向不變，此時物體速度方向與合力方向不共線，故物體做勻變速曲線運動，故D錯誤。故選B。2.2024年12月17日，神舟十九號航天員蔡旭哲、宋令東長達9小時的太空行走，刷新了由美國宇航員保持了20多年的世界最長太空行走紀錄。航天員每1.5h要經歷一次日出日落，他們要適應晝夜交替的節奏，學會在黑暗中工作，在不同的光照切換中，完成各種復雜的操作，這對他們的視力和判斷力都是巨大的考驗。航天員在太空行走時，下列說法正確的是（）A.處于平衡狀態B.處于超重狀態C.繞地球運動的周期為24hD.線速度比同步衛星的線速度大【答案】D【解析】A．受到地球的引力，合力不等于零，處于非平衡狀態，A錯誤；B．處于完全失重狀態，B錯誤；C．繞地球運動的周期為1.5h，C錯誤；D．根據牛頓第二定律得，解得，航天員的軌道半徑比同步衛星的軌道半徑小，所以航天員的線速度比同步衛星的線速度大，D正確。故選D。3.如圖所示，暗室中有一勻速轉動的自行車輪，車輪均勻分布有8根輻條，為車輪的軸心。有一頻閃發光源，發光頻率為，一觀察者看到車輪“不轉動”，則在閃光周期內車輪轉動的角度可能為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】觀察者看到車輪“不轉動”，則在閃光周期內車輪轉動角度一定是的整數倍，即可能為。故選C。4.如圖所示，一兩岸平行的河寬為，、點為兩側河岸上正對著的兩點。一艘小船從點出發渡河，渡河過程中小船保持船頭始終與河岸垂直，在垂直河岸方向小船以的加速度從靜止開始做勻加速直線運動。已知水流速度保持不變，小船到達對岸下游距離點20m處的點，下列說法正確的是（）A.小船到達對岸的時間為20sB.水流速度為C.只增大水流速度，過河時間變短D.只增大水流速度，小船到達對岸時的速度大小不變【答案】A【解析】A．在垂直河岸方向有解得小船到達對岸的時間為故A正確；B．在沿河岸方向，有解得水流速度為故B錯誤；C．只增大水流速度，垂直河岸的分運動不變，即渡河時間不變，故C錯誤；D．只增大水流速度，根據運動的合成可知小船到達對岸時的速度大小變大，故D錯誤。故選A。5.假設宇航員乘坐星際飛船著陸某星球后，在星球表面以初速度v0水平拋出一小球，測得小球下落的高度h與水平位移x的平方關系圖像如圖所示。已知引力常量為G，忽略星球表面空氣阻力和星球的自轉，下列說法正確的是（）A.星球表面的重力加速度為B.可以求得該星球的第一宇宙速度C.可以求得星球的質量D.可以求得星球的密度【答案】A【解析】A．根據平拋運動得，，解得，根據圖像得，解得，A正確；B．根據，解得，星球半徑未知，不能求得該星球的第一宇宙速度，B錯誤；C．根據，解得，星球半徑未知，不能求得星球的質量M，C錯誤；D．根據和，解得，星球質量未知，不能求得星球的密度，D錯誤。故選A。6.如圖所示，半徑為R的大圓環固定在豎直面內，一質量為m的光滑小環套在大環上做圓周運動，當小環在最高點的速度分別為v0和時，大環對小環的作用力大小相同。已知重力加速度為g，該作用力的大小為（）A. B. C.mg D.【答案】B【解析】根據牛頓第二定律得，，解得。故選B。7.地球的兩顆衛星繞地球做勻速圓周運動，衛星在衛星的外側，繞行方向相同，測得兩衛星之間的距離隨時間變化的關系如圖所示，圖中和已知。引力常量為，則地球質量為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】設衛星a的軌道半徑為，周期為，衛星b的軌道半徑為，周期為，由圖可知，聯立解得，根據開普勒第三定律可知解得由于二者從相距最近到相距最遠的時間間隔則有聯立解得根據萬有引力提供圓周運動的向心力可得代入上述結論解得故選C。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示，某同學玩套圈游戲，某次套圈水平拋出，正好套中該同學正前方的一只鴨子玩具。已知此次拋出點離地高度為0.8m，套圈落地時的速度方向與水平方向的夾角為，重力加速取，不計空氣阻力，忽略玩具和套圈的大小，，，下列說法正確的是（）A.套圈平拋的初速度大小為B.鴨子距離拋出點的水平距離為1.2mC.拋出速度大小不變，斜上拋也可能套中該鴨子D.拋出速度大小不變，斜下拋也可能套中該鴨子【答案】BC【解析】AB．由題可知，套圈在豎直方向上做自由落體運動，則有解得套圈運動時間套圈落地時豎直方向上的速度又因為解得套圈平拋的初速度大小為鴨子距離拋出點的水平距離為A錯誤，B正確；CD．套圈斜拋時，盡管拋出的速度大小不變，但水平方向的分速度減小，而斜向上拋時，會使套圈在空中運動的時間變長，因此可能會使套圈水平方向的位移大小不變而套中鴨子，斜向下拋時，由于套圈水平方向的分速度和運動時間都變小，導致水平位移變小，不可能再套中鴨子，C正確，D錯誤。故選BC。9.如圖所示，在水平轉臺上放一可視為質點的木塊，細繩的一端系在木塊上，另一端穿過固定在轉臺圓心O處的光滑圓筒后懸掛一輕質砂桶，OM段細繩水平，木塊與O點間距離r=0.1m。初始時砂桶裝有質量為m=1.28kg砂子，木塊和轉臺一起做勻速圓周運動的角速度為ω，木塊和轉臺恰好不相對滑動。砂桶緩慢漏砂，當砂子漏完時，木塊和轉臺也恰好不相對滑動。已知木塊和轉臺間的動摩擦因數為μ=0.16，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計砂桶的質量，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A.轉臺轉動的角速度ω=4rad/sB.木塊的質量為2kgC.漏砂的過程中，木塊所需向心力減小D.漏砂的過程中，木塊所受摩擦力先減小后增大【答案】AD【解析】A．沙子漏完時，木塊和轉臺一起做勻速圓周運動且木塊和轉臺恰好不相對滑動，說明最大靜摩擦力來提供向心力，設木塊的質量為M，則有解得，故A正確；B．初始時，木塊與轉臺之間的摩擦力方向背離轉軸且恰好不相對滑動，所以沙桶的重力和最大靜摩擦力的合力來提供向心力，即解得，故B錯誤；C．在漏沙過程中沙桶始終隨轉臺做勻速圓周運動，所以向心力不變，故C錯誤；D．根據分析開始時可知勻速圓周運動角速度不變，隨著砂桶質量的減小，所以木塊與轉盤之間的摩擦力也逐漸減小，當摩擦力減小到零時，此時沙桶的重力來提供向心力即沙桶的質量繼續減小，木塊與轉臺之間的摩擦力指向轉軸，即可知隨著沙桶質量的減小，摩擦力又逐漸增大，當沙桶的質量減為零時，摩擦力達到最大靜摩擦力。總之在漏沙過程中摩擦力先減小后增大，故D正確。故選AD。10.一小球從距離水平地面高為處的點，以水平向右的速度拋出，拋出后小球受到水平向左的恒定風力作用，小球正好落在點正下方的點。已知重力加速度為，小球的質量為，小球可看作質點，則（）A.小球的運動為平拋運動B.小球在空中的運動時間為C.小球運動過程中距離直線的最大距離為D.水平風力的大小為【答案】BC【解析】A．由于小球受到重力和水平向左的恒定風力，故小球做的不是平拋運動，故A錯誤；B．對小球，豎直方向有解得故B正確；C．設小球水平方向加速度大小為，水平方向有代入題中數據，聯立解得當小球在水平方向速度減為0時，距離直線的距離最大，則最大距離故C正確；D．水平風力的大小為故D錯誤。故選BC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.如圖所示是驗證向心力表達式的裝置。電動機的豎直轉軸上固定有光滑水平直桿，直桿上距轉軸中心L處固定有寬度為d的遮光條。水平直桿上套有質量為m的物塊，物塊與固定在轉軸上的力傳感器通過水平細線連接。當物塊隨水平直桿勻速轉動時，細線拉力大小可由力傳感器測得，遮光條經過光電門的遮光時間可由與光電門連接的光電計時器測得。（1）某次電動機轉動時，遮光條通過光電門的擋光時間為t，則物塊的角速度為______。（2）保持物塊到轉軸的距離為r不變，物塊質量m不變，改變直桿轉動的角速度，若力傳感器示數______（填“”或“t2”），則可得。（3）驗證向心力公式時，若保證r不變，改變物塊質量m，調節直桿轉動的角速度，使力傳感器示數F不變，則可得______（填“”或“t2”）。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1解析】根據，根據題意得，解得【小問2解析】根據和得【小問3解析】根據得12.某實驗小組用如圖1所示的裝置探究平拋運動的規律。是一傾角為的木板，為水平臺面，到水平地面的高度為。當地重力加速度為，實驗步驟如下：（a）將小滑塊置于木板上的處，測出的長度；（b）滑塊從處由靜止釋放，然后從平臺邊緣點水平拋出，落在復寫紙上，并在復寫紙下面的白紙上印出一個印跡；（c）用刻度尺測出平拋運動的水平位移；（d）改變的位置，重復（a）（b）（c）。回答下列問題：（1）滑塊平拋運動初速度大小為______（用和表示）。（2）若及段均光滑，滑塊運動到點時僅改變速度方向，速度大小不變，以的長度為橫坐標，拋出后水平位移的平方為縱坐標畫出圖像如圖2所示，測得圖像的斜率為，則斜面的傾角滿足______（用題中給出的物理量表示）。（3）若滑塊與及段間的動摩擦因數均為，滑塊運動到點時僅改變速度方向，速度大小不變，仍將小滑塊從處由靜止釋放，小滑塊仍從水平拋出，則圖2的圖像將發生的變化為______（填正確選項序號）。A.僅圖像的斜率變化B.僅圖像的截距變化C.不僅圖像的斜率變化，圖像的截距也變化D.圖像將變為曲線【答案】（1）（2）（3）C【解析】【小問1解析】根據，可得滑塊平拋運動的初速度大小為【小問2解析】滑塊的斜面上運動時，做平拋運動時，聯立解得則解得【小問3解析】若滑塊與及段間的動摩擦因數均為，則從開始下滑到開始平拋則由動能定理做平拋運動時，解得與對比可知，圖像仍為直線，不僅圖像的斜率變化，圖像的截距也變化。故選C。13.如圖所示，一中學生站在傾角的斜面上，將手中的小球沿斜面向下拋出，拋出時小球距離斜面的距離為，一段時間后小球落到斜面上。已知拋出點與落點沿斜面方向的距離為，不計空氣阻力，重力加速度取，，。求小球拋出的初速度為多大。【答案】5m/s【解析】將小球的加速度分解，沿斜面方向垂直于斜面方向根據，代入題中數據，解得初速度14.如圖所示，某行星周圍有一寬為的衛星環，衛星環中有大量繞行星做圓周運動的衛星。已知衛星環中的衛星最大線速度為，最小周期為，引力常量為，求：（1）衛星環中衛星的最小半徑及行星的質量；（2）衛星環中衛星的最小線速度。【答案】（1），（2）【解析】【小問1解析】根據萬有引力提供圓周運動的向心力，則有結合可知半徑越小，線速度越大，周期越小，將、代入解得衛星環最內側衛星的半徑小問2解析】最外側衛星的半徑根據可得即解得15.如圖所示，一輕質光滑圓環通過一豎直輕桿懸掛在可繞豎直軸旋轉的裝置上，在水平地面上的投影為，的高度為，平行于斜面。一條輕繩穿過圓環，兩端分別連接物塊和小球，當小球自然下垂時，靜止在傾角的斜面上恰好不下滑。已知物塊和斜面間的動摩擦因數，球的質量為，重力加速度取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：（1）物塊的質量；（2）若的長度為，現使在水平面內做圓周運動，要使滑塊相對斜面不滑動，細繩的最大拉力為多大及小球轉動的最大角速