高級中學名校試卷PAGEPAGE12024—2025學年度第二學期期中學業(yè)水平診斷高一物理（等級考）1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應(yīng)位置。2.選擇題答案必須用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.關(guān)于機械能守恒的描述，下列說法正確的是（）A.物體做勻速圓周運動，其機械能一定守恒B.物體所受合力為恒力，其機械能一定守恒C.物體所受合力是變力，其機械能一定不守恒D.若除重力之外無其他力對物體做功，物體的機械能一定守恒【答案】D【解析】A．物體做豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動時，動能不變，勢能改變，其機械能不守恒，故A錯誤；B．物體所受合力為恒力，其機械能不一定守恒，如向上加速度物體，故B錯誤；C．物體所受合力是變力，其機械能可能守恒，如水平面的勻速圓周運動，故C錯誤；D．若除重力之外無其他力對物體做功，即只有重力做功時，物體的機械能一定守恒，故D正確；故選D。2.如圖所示是一皮帶傳動裝置的示意圖，右輪半徑為r，A是它邊緣上的一點。左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r。B點位于大輪的邊緣上。如果傳動過程中皮帶不打滑，則A、B兩點的向心加速度之比為（）A.1∶1 B.1∶4 C.1∶8 D.1∶16【答案】A【解析】設(shè)左側(cè)小輪上某點C，由圖可知，A、C兩點屬于同傳送帶傳動，則速度相等，根據(jù)可知A、C兩點的角速度之比為2:1B、C屬于同軸傳動，角速度相等，則A、B兩點的角速度之比為2:1，根據(jù)向心加速度公式可知A、B兩點的向心加速度之比為1:1故選A。3.我國神舟十九號載人飛船乘組已在軌工作滿4個月，開展了多項科學實驗和空間站運維任務(wù)。十九號飛船在返回過程中經(jīng)歷多次變軌運行，最終成功著陸。如圖所示是簡化的變軌返回過程，飛船先在圓軌道Ⅰ運行，在運動到P點時實施變軌，進入橢圓軌道Ⅱ，到達近地點Q再次變軌，進入圓軌道Ⅲ。關(guān)于神舟十九號的運動，下列說法正確的是（）A.在軌道Ⅰ上的速度大于在軌道Ⅲ上的速度B.在軌道Ⅰ上角速度大于在軌道Ⅲ上的角速度C.在軌道Ⅱ上Q點經(jīng)變速進入軌道Ⅲ后機械能減少D.在軌道Ⅰ經(jīng)過P點的加速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點的加速度【答案】C【解析】A．根據(jù)牛頓第二定律解得因為神舟十九號在軌道Ⅰ上的半徑大于在軌道Ⅲ上的半徑，所以在軌道Ⅰ上的速度小于在軌道Ⅲ上的速度，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律解得因為神舟十九號在軌道Ⅰ上的半徑大于在軌道Ⅲ上的半徑，所以在軌道Ⅰ上的角速度小于在軌道Ⅲ上的角速度，故B錯誤；C．在軌道Ⅱ上Q點經(jīng)變速進入軌道Ⅲ需制動減速，則制動力做負功，使神舟十九號的機械能減小，故C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律解得所以，神舟十九號在軌道Ⅰ經(jīng)過P點的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點的加速度，故D錯誤。故選C。4.一人站在電梯里，隨電梯一起運動的v-t圖像如圖所示，設(shè)物體所受重力為G、電梯的支持力為FN，物體所受合外力為F，以豎直向上方向為正方向，下列關(guān)于各力做功情況說法正確的是（）A.0～t1時間內(nèi)，F(xiàn)N不做功B.t1～t2時間內(nèi)，F(xiàn)做正功C.t1～t3時間內(nèi)，F(xiàn)做負功D.t3～t4時間內(nèi)，G做正功【答案】D【解析】A．0～t1時間內(nèi)，速度為正值，表明電梯向上運動，支持力做正功，A錯誤；B．t1～t2時間內(nèi)，速度為正值，表明電梯向上運動，因為速度減小，合力向下，合力做負功，B錯誤；C．t1～t3時間內(nèi)，速度先正值，后為負值，表明電梯先向上運動，后向下運動。電梯先向上減速運動，合力向下，電梯后向下加速運動，合力向下，合力先做負功，后做正功，C錯誤；D．t3～t4時間內(nèi)，速度為負值，表明電梯向下運動，重力做正功，D正確。故選D。5.我國首次火星探測任務(wù)被命名為“天問一號”，假設(shè)火星探測車在登陸火星前繞火星表面飛行一周，其周期為地球近地衛(wèi)星繞地球飛行周期的倍，已知火星半徑為地球半徑的倍，則火星表面重力加速度和地球表面重力加速度之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)地球近地衛(wèi)星繞地球飛行周期為T，天問一號繞火星表面飛行周期為，地球半徑為R，則火星半徑，又因為在星球表面物體的重力等于引力，對地球衛(wèi)星有對天問一號有聯(lián)立解得故選A。6.質(zhì)量為的物體在水平拉力作用下沿水平面從靜止開始運動，所受拉力隨位移的變化圖像如圖所示，物體和水平面之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取，不計空氣阻力，則物體運動的最大位移為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)最大位移為x，圖像與坐標軸圍成的面積代表拉力做功，即J=6J根據(jù)動能定理有解得m故選B。7.歐洲航天局的科學家基于我國“天關(guān)”衛(wèi)星獲得的數(shù)據(jù)，在名為“小麥哲倫”（SMC）的臨近星系內(nèi)發(fā)現(xiàn)一組罕見的雙星系統(tǒng)。該天體組合由一顆大質(zhì)量恒星和一顆小質(zhì)量白矮星組成，兩者均繞它們連線上的某點做勻速圓周運動，簡化圖如圖所示。已知日地之間的距離為，測得恒星的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的倍，雙星之間的距離為，它們的軌道半徑之差為，若該雙星系統(tǒng)中兩星體均視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮自轉(zhuǎn)和其他星球的影響，由此估算該雙星系統(tǒng)的運行周期為（）A.年 B.年 C.年 D.年【答案】B【解析】雙星之間的距離為，它們的軌道半徑之差為，則有，解得，地球繞太陽運動的周期為年，則有對雙星系統(tǒng)有聯(lián)立解得年故選B。8.如圖所示，ABCD是固定在水平地面上的豎直圓周軌道，內(nèi)壁光滑，半徑，A、C兩點跟軌道圓心在同一水平面上，B點是軌道的最低點，D點是最高點。一質(zhì)量為m的小球從離A高度為h處自由釋放，恰好能沿切線方向從A點進入圓周軌道，不計空氣阻力，重力加速度，若，則小球脫離軌道的位置距AC面的高度為（）A.0.8m B.0.6m C.0.4m D.0.2m【答案】C【解析】根據(jù)機械能守恒定律得在C點時，設(shè)半徑與水平方向夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得，解得故選C。二、多項選擇題：本題共6小題，每小題3分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，、兩顆衛(wèi)星環(huán)繞地球運動，其中繞地球做圓周運動，周期為，衛(wèi)星經(jīng)過圓軌道上點時的速度為，繞地球做橢圓運動，周期為，衛(wèi)星經(jīng)過遠地點點時的速度為，則下列說法正確的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】AB．B的半長軸比A運動的半徑大，根據(jù)開普勒第三定律可知故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)開普勒第二定律可知，故C正確，D錯誤；故選BC。10.一質(zhì)量為的物體從空中點以大小為初速度斜向下拋出，經(jīng)過后運動到距點的豎直距離為的b點處，不計空氣阻力，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A.物體運動到b點時，重力的瞬時功率為320WB.物體運動到b點時，重力的瞬時功率為C.物體從a點運動到b點過程，重力平均功率為220WD.物體從a點運動到b點過程，重力的平均功率為【答案】AC【解析】AB．設(shè)初速度方向與水平方向的夾角為θ，則豎直方向，根據(jù)解得則物體運動到b點時豎直速度重力的瞬時功率為選項A正確，B錯誤；CD．物體從a點運動到b點過程，重力的平均功率為選項C正確，D錯誤。故選AC11.如圖，在萬有引力作用下，a、b兩衛(wèi)星在同一平面內(nèi)繞某一行星c沿逆時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑之比為，已知，。則下列說法正確的是（）A.a、b運動的向心加速度之比為B.a、b運動的向心加速度之比為C.從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線3次D.從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線4次【答案】AD【解析】AB．根據(jù)可知a、b運動向心加速度之比為選項A正確，B錯誤；CD．根據(jù)開普勒第三定律，ab的周期之比設(shè)經(jīng)時間t三者共線一次，則（n=0、1、2、3、4……）當t=Tb時可得n=3.16，可知從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線4次，故C錯誤，D正確。故選AD。12.如圖所示，輕質(zhì)動滑輪下方懸掛重物A、輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細線豎直。開始時，重物A、B均處于靜止狀態(tài)，釋放后A、B開始運動。已知B的質(zhì)量為A的質(zhì)量的2倍，假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.A的位移為h時，B的速度大小為B.A的位移為h時，B的速度大小為C.運動的過程中，重物B的機械能守恒D.運動的過程中，繩子拉力對A做的功等于B的機械能的減少量【答案】BD【解析】AB．根據(jù)動滑輪原理，A的位移為h時，細線自由端下降的高度為2h，故B下降的高度為2h，則B的速度是A的兩倍，設(shè)A的速度為v，則B的速度大小為2v，以A、B兩個物體組成的系統(tǒng)為研究對象，由機械能守恒定律得解得則B的速度為故A錯誤，B正確；C．運動過程中繩子拉力對B做負功，B的機械能不守恒，故C錯誤；D．運動過程中繩子拉力對B做的功大小等于繩子對A做的功，等于B的機械能的減少量，故D正確；故選BD。13.如圖所示，傾角為的足夠長的傾斜傳送帶沿逆時針方向以恒定速率運行。一物塊輕輕地放在傳送帶頂端，傳送帶與物塊間的動摩擦因數(shù)，設(shè)傳送帶頂端位置為重力勢能零點，則物塊運動的整個過程中，其速度v、重力勢能、動能、機械能E與位移x的關(guān)系圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】BCD【解析】A．物塊與傳送帶共速前，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度因為解得可知與x不是線性關(guān)系，由于，可知共速后物塊仍加速運動，同理可知與x也不是線性關(guān)系，故A錯誤；B．物塊下滑的過程中，根據(jù)可知圖像是一條傾斜的直線，故B正確；C．動能定理可得可知圖像斜率表示合力，物塊與傳送帶共速前共速后可知共速前圖像斜率大于共速后的圖像斜率，故C正確；D．在第一階段（共速前），物塊在下降的過程中，除重力外，摩擦力做正功，機械能的變化第二階段加速運動（共速后），除重力外，摩擦力做負功，則有因此圖像為兩段直線，斜率大小相等，第一段為正，第二段為負，故D正確。故選BCD。14.一質(zhì)量為m的汽車在水平路面上由靜止開始加速。已知汽車輸出功率恒定，汽車的加速度a與速度倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示，圖線的延長線與縱軸的截距為，當汽車的速度為時，加速度為，不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.圖線的橫截距為B.汽車的輸出功率恒為C.汽車的最大速度為D.汽車速度為時，受到的拉力為【答案】AC【解析】A．根據(jù)牛頓第二定律和瞬時功率公式可得，解得圖像斜率為縱截距為當時解得故A正確；B．因為所以故B錯誤；C．汽車的最大速度為故C正確；D．根據(jù)功率公式可得解得故D錯誤。故選AC。三、本題共4小題，共18分。15.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有兩個完全相同的均可視為質(zhì)點的物體甲和乙，其質(zhì)量均為，甲到轉(zhuǎn)軸的距離為，物體乙到轉(zhuǎn)軸的距離為，兩者與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)均為，現(xiàn)讓轉(zhuǎn)臺繞中心軸轉(zhuǎn)動，當角速度為__________rad/s時，恰好沒有物體與轉(zhuǎn)臺發(fā)生相對滑動，此轉(zhuǎn)速下，兩物體與轉(zhuǎn)臺之間的摩擦力大小之比為__________。（重力加速度為）【答案】41∶2【解析】恰好沒有物體與轉(zhuǎn)臺發(fā)生相對滑動，根據(jù)牛頓第二定律可知解得rad/s此轉(zhuǎn)速下，兩物體與轉(zhuǎn)臺之間的摩擦力大小之比為16.2024年10月15日，嫦娥六號探測器從月球背面采回了月壤，中國科學家們利用采用的樣品做出了首批研究成果，為人類和平使用月球邁出了新的一步。假設(shè)嫦娥六號探測器著陸前先繞月球做半徑為r的勻速圓周運動，運行周期為T，嫦娥六號所處位置相對于月球的張角為2θ，不考慮月球自轉(zhuǎn)和其他天體的引力，則月球的第一宇宙速度為__________?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)牛頓第二定律得，根據(jù)題意得解得17.“環(huán)球飛車”特技表演是一種極具挑戰(zhàn)性和觀賞性的雜技表演。特技演員騎著摩托車在環(huán)形鐵籠內(nèi)高速行駛，并完成各種驚險的動作。設(shè)某次特技演員在豎直面內(nèi)沿鐵籠內(nèi)壁以恒定速率做勻速圓周運動，特技演員和摩托車可視為質(zhì)點，簡化圖如圖所示。已知鐵籠內(nèi)壁半徑為，特技演員和摩托車總質(zhì)量為，摩托車所受的摩擦阻力為其對鐵籠內(nèi)壁壓力的倍，重力加速度為，不計空氣阻力，則特技演員騎著摩托車由最低點到最高點過程中牽引力做的功是__________?！敬鸢浮俊窘馕觥吭O(shè)表演者和摩托車從最低點逆時針做勻速圓周運動，把右邊半個圓弧n等分，即每一小段的長為，在右側(cè)圓周下半部分任取一小段圓弧A，如圖則同理，在右側(cè)圓周上半部分與A對稱位置B有根據(jù)對稱性可知，在上半圓周與下半圓周對稱點附近很小一段圓弧上的阻力做的功之和為所以表演者和摩托車從最低點到最高點過程中克服阻力做的功為根據(jù)能量守恒定律可知，從最低點到最高點過程中摩托車牽引力做的功為可得18.某實驗小組采用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗（1）下列說法中正確的是__________A.打點計時器必須接直流電源B.重物應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘C.該實驗需要用秒表測量重物的下落時間D.為減小阻力，用電火花打點計時器比用電磁打點計時器好一些（2）某同學選取了一條紙帶，如圖乙所示，是打下的第一個點，該同學選紙帶上清晰的點作為第一個計數(shù)點，然后每隔4個點取一個計數(shù)點，依次取了四個計數(shù)點，該同學測出兩點間的距離為，間的距離為，已知打點計時器頻率為，重力加速度為，從打下點點至打下點的過程中，如果滿足__________，則驗證了機械能守恒定律；（用題中所給的字母表示）（3）若由于打點計時器的兩限位孔不在同一豎直線上，這樣會導致計算的動能增加量_____（選填“大于”“等于”或“小于”）重力勢能減少量?！敬鸢浮浚?）BD（2）（3）小于【解析】【小問1解析】A．打點計時器必須接交流電源，故A錯誤；B．在重物大小合適的情況下，為了減小空氣阻力，需選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，故B正確；C．由于打點計時器可以得到紙帶上計數(shù)點間的時間間隔，所以不需要用秒表測出重物下落的時間，故C錯誤；D．為減小阻力，用電火花打點計時器比用電磁計時器好一些，故D正確。故選BD。【小問2解析】D點的速度為根據(jù)機械能守恒定律有可得【小問3解析】打點計時器的兩限位孔不在同一豎直線上，紙帶通過打點計時器時受到的阻力較大，阻力對重物做負功，會使其動能增加量小于重力勢能減少量。四、本題共4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。19.圓形水平餐桌面上有一個可繞中心軸轉(zhuǎn)動的同心圓盤，在圓盤邊緣距圓心的位置放置一個質(zhì)量為的小物塊，物塊與圓盤和桌面間的動摩擦因數(shù)均為，物塊可視為質(zhì)點，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度。圓盤厚度及圓盤與餐桌間的間隙不計，求：（1）當圓盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，求物塊所受摩擦力的大??；（2）使圓盤角速度緩慢增大，物塊從圓盤上滑落并最終恰好停在桌面邊緣，求餐桌半徑?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1解析】靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有得【小問2解析】物塊恰好滑動時，最大靜摩擦力提供向心力解得由解得物塊沿切線方向滑落到桌面上，并在桌面上做勻減速直線運動，此時由牛頓第二定律物塊從滑落到停下經(jīng)過的位移餐桌半徑20.一宇航員在某行星表面進行科學實驗，宇航員從離地面某一高度水平拋出一物體，物體落到星球地面，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，落點到拋出點的水平距離是在地球上同一高度以同一速度拋出的物體的水平距離的倍。不計空氣阻力，已知行星半徑為，萬有引力常量為，地球表面的重力加速度為。求：（1）該行星的質(zhì)量；（2）該行星的第一宇宙速度?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1解析】由平拋運動水平位移可知物體在該星球表面和地球表面平拋的水平位移物體在豎直方向發(fā)生的位移可得解得對該星球表面的物體，由可得該星球質(zhì)量【小問2解析】對近地衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律解得21.如圖所示，一固定斜面傾角為，一輕彈簧一端固定在斜面底端擋板上，從斜面頂端點由靜止釋放一質(zhì)量為的小物塊，取地面為零勢能參考面，以點為原點，沿斜面向下方向為軸正方向，在物塊由靜止釋放到運動到最低點的過程中，物塊重力勢能隨物塊位移變化關(guān)系如圖乙中的圖線①，彈簧彈性勢能隨物塊位移變化關(guān)系如圖乙中的圖線②，彈簧始終在彈性