第=page99頁，共=sectionpages1313頁湖北省武漢市常青聯(lián)合體2024-2025學年高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.2025年蛇年春晚的舞臺上，《秧BOT》節(jié)目開場，一群穿著花棉襖的機器人在舞臺上扭起了秧歌，引起觀眾驚嘆。其中機器人轉(zhuǎn)手絹的動作，使手絹繞中心點O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，若手絹上有質(zhì)量不相等的兩質(zhì)點A、B，則(

)A.質(zhì)點A、B的線速度相同

B.質(zhì)點A、B的角速度不相同

C.質(zhì)點A、B受到的合外力可能相同

D.質(zhì)點A、B的動能可能相等2.科學家2016年2月11日宣布，他們探測到引力波的存在，引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊缺失的“拼圖”，相對論在一定范圍內(nèi)彌補了牛頓力學的局限性。關(guān)于牛頓力學，下列說法正確的是(

)A.牛頓認為慣性是物體的固有屬性，速度大的物體慣性大

B.牛頓力學取得了理論和應用的巨大成就，適用于一切領(lǐng)域

C.牛頓提出并完成著名的“月—地檢驗”但沒有測出萬有引力常量

D.兩物體間的萬有引力總是質(zhì)量更大的物體受到的萬有引力大3.如圖所示，在感受向心力的實驗中，某同學用輕質(zhì)細繩一端拴住小球，掄動細繩，使小球近似在水平面內(nèi)做速率越來越大的圓周運動。在小球速度逐漸變大的過程中，下列說法不正確的是(

)A.他拉住繩子的力也越來越大 B.繩子會越來越接近水平

C.理論上，繩子可能達到水平狀態(tài) D.松手后，小球?qū)⒀剀壽E的切線方向飛出4.科技賦能奧運，在2024年巴黎奧運會田徑比賽場，跑道外側(cè)安裝有高速軌道攝像機系統(tǒng)，如圖所示，當運動員加速通過彎道時，攝像機與運動員保持同步運動以獲得高清視頻，關(guān)于攝像機下列說法正確的是(

)A.攝像機在彎道上運動的速度不變 B.攝像機所受合外力的大致方向可能為F3

C.攝像機角速度比運動員的更大 D.5.游樂園的“空中飛椅”是我們小時候很喜歡的游樂設(shè)施，其原理可簡化成如圖所示的模型圖，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直軸OO'轉(zhuǎn)動，圓盤半徑d=24m，繩長l=10m。假設(shè)座椅隨圓盤做勻速圓周運動時，繩與豎直平面的夾角θ=37°，座椅和人的總質(zhì)量為60kg，則(sin37A.繩子的拉力大小為650

N B.座椅做圓周運動的線速度大小為5

m/s

C.圓盤的角速度為

0.5

rad/s D.6.人造衛(wèi)星甲、乙繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑分別為r1和r2，繞地球公轉(zhuǎn)的角速度分別為ω1和ω2A. B.

C. D.7.如圖所示，內(nèi)壁粗糙的半徑r=0.1m的14圓弧軌道豎直固定在水平地面上，最底端與足夠長的水平地面相切。將一質(zhì)量m=0.8kg的滑塊(視為質(zhì)點)從與圓心O等高處沿圓弧軌道由靜止釋放，滑塊經(jīng)過圓弧軌道最低點P后最終停止在Q點，已知P、Q間的距離xPQ=0.25m，滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)A.滑塊經(jīng)過P點時速度大小為1.5m/s

B.滑塊在水平地面上運動的時間為0.3s

C.滑塊沿圓弧軌道滑動的過程中，克服摩擦力做的功為0.4J

二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.下面四幅圖用曲線運動知識描述錯誤的是(

)

A.圖甲，制作棉花糖時，糖水因為受到離心力而被甩出去

B.圖乙，火車軌道的外軌略高于內(nèi)軌，火車拐彎時速度越小，對軌道磨損一定越小

C.圖丙，該自行車在賽道上做勻速圓周運動，所受的合外力不變

D.圖丁，在一座凹形橋的最低點，同一輛車子速度越大，對橋面壓力就越大9.如圖甲所示，起重機從t=0時刻由靜止開始豎直向上提升某物體，從開始運動到剛獲得最大速度過程中，物體速度的倒數(shù)1v和牽引力F的關(guān)系圖像如圖乙所示，整個過程時間持續(xù)10s，獲得的最大速度為12m/sA.物體的質(zhì)量為180kg B.物體做勻加速運動的時間為5s

C.起重機牽引力的最大功率為15kW D.物體在10.如圖所示，長度為6m、傾角為30°的傳送帶以4m/s的速率沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動。將質(zhì)量為2kg的小物塊無初速度地放置在傳送帶的頂端，物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為3A.物塊運動的時間為1.5s

B.傳送帶對物塊做的功為36J

C.重力對物塊做功的平均功率為60W

三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11.用如圖所示的向心力演示儀探究向心力大小的表達式。勻速轉(zhuǎn)動手柄，以使塔輪和旋臂隨之勻速轉(zhuǎn)動，兩邊標尺露出紅白相間的等分格數(shù)的比值可以粗略地表示兩個球的向心力的比值?；卮鹣铝袉栴}：

(1)皮帶放在相同的塔輪半徑上，兩個大小相同、材質(zhì)相同的小球，需放在如圖中兩旋臂的半徑______(選填“相同”或“不相同”)位置上；

(2)兩個大小相同、材質(zhì)相同的小球，分別放在兩旋臂的相同半徑位置上，皮帶放在半徑之比等于3：1的塔輪半徑上，則標尺露出紅白相間的等分格數(shù)的比值約為______。12.某同學設(shè)計了一個測油漆噴槍噴射速度的實驗。裝置如圖甲所示，該油漆噴槍能夠向外噴射四種速度大小不同的油漆霧滴，一個直徑為D=20cm的紙帶環(huán)安放在水平轉(zhuǎn)臺上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對面畫一條標志線。轉(zhuǎn)臺穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時，向側(cè)面同樣開有狹縫B的紙盒中沿水平方向噴射油漆霧滴，當狹縫A、B正對平行時，霧滴通過狹縫A在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下油漆痕跡。改變噴射速度v0(v0>ωDπ)重復實驗，在紙帶上留下四個油漆痕跡a、b、c、d，將紙帶展開平放在刻度尺旁邊，如圖乙所示。

(1)圖乙中，b點到標志線的距離是______cm；

(2)圖乙中，速度最小的霧滴所留的痕跡是______點；

(3)四、計算題：本大題共3小題，共42分。13.當物體做勻速圓周運動時，可以通過速度變化的情況來確定加速度的大小和方向。請用運動學的方法證明：一個物體做勻速圓周運動，其線速度大小為v，圓的半徑為R(如圖所示)時，則其加速度大小為a=v2R。(已知角度θ14.從1970年中國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號起，至2024年，中國在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量已超過600顆，這標志著中國航天技術(shù)實現(xiàn)了從跟跑到并跑，乃至領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展?，F(xiàn)有一顆在赤道上空運行的人造衛(wèi)星，它到地球表面的距離等于地球的半徑，轉(zhuǎn)動的方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同。若地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)的角速度為ω0，地球表面附近的重力加速度大小為g。引力常量為G，求：

(1)地球質(zhì)量M(忽略地球自轉(zhuǎn)的影響)；

(2)該人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度大小v；

(3)該人造衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上同一處的時間間隔Δt。15.一種可測量轉(zhuǎn)動角速度的簡易裝置如圖所示。“V”形光滑支架固定在水平底座上，可隨底座繞中軸線OO'旋轉(zhuǎn)，支架兩桿與水平面間夾角均為53°，兩側(cè)的桿長均為2L。一原長為L的輕彈簧套在AB桿上，彈簧一端固定于桿的上端A點，另一端與一套在桿上的小球(可視為質(zhì)點)拴接。支架靜止時彈簧的長度為1.5L，現(xiàn)讓小球隨支架做勻速轉(zhuǎn)動，已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，sin53°=0.8。

(1)求輕彈簧的勁度系數(shù)；

(2)求彈簧恰好為原長時，支架轉(zhuǎn)動的角速度；

答案和解析1.【答案】D

【解析】A、因為手絹繞中心點O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，A、B兩質(zhì)點同軸轉(zhuǎn)動，角速度ω相同。根據(jù)

v=ωr

A、B到O點的距離r不同，所以線速度v不同，故A錯誤；

B、同軸轉(zhuǎn)動的物體角速度相同，所以質(zhì)點A、B的角速度相同，故B錯誤；

C、質(zhì)點做勻速圓周運動，合外力提供向心力，根據(jù)

Fn=mω2r

A、B的質(zhì)量m不相等，到O點的距離r也不同，所以合外力不同，故C錯誤；

D、根據(jù)

Ek=12mv2=12mω2r2

雖然【解析】A.牛頓認為慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量大的物體慣性大，故A錯誤；

B.牛頓力學取得了理論和應用的巨大成就，適用于低速、宏觀運動，故B錯誤；

C.牛頓提出并完成著名的“月—地檢驗”但沒有測出萬有引力常量，是卡文迪什測出了萬有引力常量G，故C正確；

D.兩物體間的萬有引力是作用力與反作用力，大小相等，方向相反，故D錯誤。

故選：C。

【解析】A.由拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得FT2-(mg)2=mv2L

可知，當速率v越來越大，則FT越來越大，故A正確；

B.小球的向心力是由拉力和重力的合力提供，故繩子與水平方向始終存在夾角，設(shè)該夾角為θ，則有sinθ=mgFT

可知當速率v越來越大，F(xiàn)T越來越大，則sinθ越來越小，所以θ越來越小，繩子會越來越接近水平，故B正確；

C【解析】A、運動員加速通過彎道時，攝像機與運動員保持同步運動，攝像機也做加速運動，故A錯誤；

B、運動員加速通過彎道，速度與加速度的方向相同，F(xiàn)1分解成兩個分力，其切向力的方向與速度方向相同，故B錯誤；

C、攝像機與運動員保持同步運動，則角速度相同，故C錯誤；

D、根據(jù)圓周運動向心加速度的公式a=rω2可知，攝像機向心加速度比運動員的向心加速度更大，故D正確。

故選：D?！窘馕觥緼.如圖，對座椅受力分析：

豎直方向受力平衡，可得：mg=Tcosθ，

其中：θ=37°，

解得繩子拉力大小為：T=mgcos37°=60×100.8N=750N，故A錯誤；

B.結(jié)合A的分析，由牛頓第二定律可得：mgtanθ=mv2d+lsinθ，

解得：v=g(d+lsin37°6.【答案】A

【解析】衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)，根據(jù)萬有引力提供向心力可得：GMmr2=mω2r，可得：GM=ω2r3

則有：(ω1ω2)【解析】A.滑塊從P點到Q點做勻減速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma，得a=2m/s2，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，結(jié)合逆向思維方法有vP2=2axPQ，解得vP=1m/s，故A錯誤；

B.滑塊在水平地面上運動的時間t=vPa=12s=0.5s，故B錯誤；

C.滑塊沿圓弧軌道滑動過程中，根據(jù)動能定理，有mgr-【解析】A.圖甲，制作棉花糖時，熔化后的糖漿因為速度比較大而做離心運動被用出去，不是受到離心力，故A錯誤；

B.圖乙，火車軌道的外軌略高于內(nèi)軌，火車拐彎時由重力和鐵軌對火車的支持力的合力提供向心力做圓周運動，如果火車的速度較小，重力和支持力的合力大于火車所需的向心力，則內(nèi)軌對火車輪有向外的擠壓，內(nèi)鐵軌容易受損，故B錯誤；

C.圖丙，該自行車在賽道上做勻速圓周運動，所受的合外力大小不變，方向始終指向圓心，故C錯誤；

D.圖丁在一座凹形橋的最低點時，設(shè)橋面對汽車的支持力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=mv2R，得F=mg+mv【解析】C、根據(jù)P=Fv，可得1v=1P?F，當物體速度從10m/s增加至12m/s的過程中，結(jié)合圖線的斜率可得P=18000W=18kW，故C錯誤；

A、速度最大時合外力為零，即牽引力等于物體重力，根據(jù)圖像可知，在F=1500N時速度達到最大值，因此有F=mg=1500N，解得m=150kg，故A錯誤；

B、由圖像可知起重機初始牽引力大小為F1=1800N，且勻加速結(jié)束時物體的速度大小為v1=10m/s，根據(jù)牛頓第二定律有F1-mg【解析】A.物塊與傳送帶共速前，由牛頓第二定律得

mgsin30°+μmgcos30°=ma1

解得

a1=8m/s2

物塊運動到與傳送帶共速所用的時間

t1=v0a1

解得

t1=0.5s

運動的距離

x1=v022a1

解得

x1=1m

共速后，由牛頓第二定律得

mgsin30°-μmgcos30°=ma2

解得

a2=2m/s2

運動到傳送帶底端的過程有

v12-v02=2a2(L-x1)

解得物塊運動到傳送帶底端時的速度大小

v1=6m/s

該過程所用的時間

t2=【解析】(1)皮帶放在相同的塔輪半徑上，根據(jù)v=rω可知，角速度相等，根據(jù)控制變量法可知，放置質(zhì)量相同的小球，則探究向心力與半徑的關(guān)系，小球需放在如圖中兩旋臂的徑不相同的位置上。

(2)小球放在半徑之比等于3：1的塔輪半徑上，根據(jù)v=rω可知，小球的角速度之比為1；3.根據(jù)向心力公式F=mrω2

可知標尺露出紅白相間的等分格數(shù)的比值約為1：9。

故答案為：(1)不相同；(2)1：912.【答案】1.90；

a；

20.0

【解析】(1)由圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，b點到標志線的距離是1.90cm。

(2)速度最小的霧滴在轉(zhuǎn)臺里面運動的時間最長，而轉(zhuǎn)臺的角速度一定，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過的角度就越大，霧滴在紙帶上距離標志線就越遠，所以速度最小的霧滴所留的痕跡應該是點a。

(3)設(shè)霧滴的最大速度為v，霧滴運動時間與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期相等時Dv=2πω，則v=ωD2π，由于v0>ωDπ，則霧滴的運動時間小于轉(zhuǎn)臺的周期，速度最大的霧滴對應的是d點，霧滴在轉(zhuǎn)臺中運動的時間為t=Dv，轉(zhuǎn)臺邊緣的紙帶線速度大小為v'=ω×D2，在此時間內(nèi)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過的弧長為s=v't，由圖乙讀出s=0.80cm=0.0080m，代入數(shù)據(jù)解得v=20.0m/s。

故答案為：(1)1.90；(2)a；(3)20.0。

13.【解析】若物體由圖中的A點運動到B點，AB圓弧所對圓心角為θ，如