高級中學名校試卷PAGEPAGE12024~2025學年度高一年級第二學期期中質量檢測物理試題本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，考試用時90分鐘。答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考試科目填涂在答題卡和答題紙規(guī)定的地方。第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關于生活中圓周運動的實例分析，下列說法正確的是（）A.圖1汽車在起伏山路上以較大的速度勻速率行駛，A處比B處更容易爆胎B.圖2冬季汽車轉彎，發(fā)生側滑，是因為汽車受到了離心力的作用C.圖3鐵路轉彎處，通常要求外軌比內軌高，目的是利用輪緣與外軌的側壓力幫助火車轉彎D.圖4脫水桶脫水時，轉速越大，貼在豎直桶壁上的衣服受到的摩擦力也越大【答案】A【解析】A．在最高點處，根據牛頓第二定律可得可得在最低點處，根據牛頓第二定律可得可得可知，故A正確；B．靜摩擦力不足以提供汽車轉彎所需要的向心力，才離心運動，故B錯誤：C.圖3鐵路轉彎處，通常要求外軌比內軌高，當火車按規(guī)定速度轉彎時，由重力和支持力的合力完全提供向心力，從而減輕輪緣對軌道的擠壓，故C錯誤：D.圖4脫水桶脫水時，桶壁對衣物摩擦力等于衣物的重力，不會隨著轉速的增大而增大，故D錯誤。故選A。2.2025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。其中機器人轉手絹的動作，使手絹繞中心點O在豎直面內勻速轉動，如圖所示，若手絹上有質量不相等的兩質點A、B，則（）A.質點A、B的線速度相同 B.質點A、B的動能可能相等C.質點A、B受到的合外力可能相同 D.質點A、B的機械能守恒【答案】B【解析】A．由于質點A、B繞中心點O在豎直面內勻速轉動，則兩質點具有相同的角速度，但質點A轉動半徑小于B的轉動半徑，根據可知，質點A的線速度小于質點B的線速度，故A錯誤；B．質點的動能為由于兩質點質量不相等，轉動半徑不相等，所以二者動能可能相等，故B正確；C．質點所受合外力大小為由此可知，二者合外力大小可能相等，但方向指向圓心，二者方向不同，故C錯誤；D．由于質點轉動過程中線速度大小不變，所以動能不變，但重力勢能不斷變化，所以機械能不守恒，故D錯誤。故選B。3.天舟九號是我國新一代貨運飛船，為中國空間站“天和”核心艙常態(tài)化運營提供了重要保障。飛船發(fā)射后先運行在如圖所示的圓軌道I上，空間站運行在圓軌道III上，要實施對接，飛船先在A點變軌到橢圓軌道Ⅱ上，在B點變軌剛好與空間站“天和”核心艙實現對接。已知軌道I、III的半徑分別為、，則關于飛船在橢圓軌道II上的運動，下列說法正確的是（）A.飛船從A運動到B，飛船與地心連線變長，所以在單位時間內掃過的面積也變大B.飛船從A運動到B，飛船的速度減小，機械能不斷減小C.飛船在A、B兩點的線速度大小之比為D.飛船在A、B兩點的加速度大小之比為【答案】D【解析】A．船從A運動到B，飛船在同一橢圓軌道上運動，根據開普勒第二定律可知，飛船與地心連線在單位時間內掃過的面積相等，故A錯誤：B．飛船從A運動到B，只有萬有引力做功，飛船的機械能不變，故B錯誤：C．飛船在橢圓軌道Ⅱ上的運動，飛船在A、B兩點時，在極短的相等時間間隔內，根據開普勒第二定律有解得故C錯誤；D．根據萬有引力提供向心力有，解得故D正確。故選D。4.如圖所示，圖甲是一人站在臺階式自動扶梯上勻速向下運動（不計扶手的影響），圖一是一人站在履帶式自動扶梯上勻速向下運動，且兩人相對扶梯均靜止。下列關于力做功的說法正確的是（）A.甲圖中摩擦力對人做正功B.甲圖中支持力對人做負功C.乙圖中摩擦力對人做正功D.乙圖中支持力對人做負功【答案】B【解析】AB．對圖甲中受力分析，受重力和支持力兩個力，支持力與速度v的夾角為鈍角，做負功，故A錯誤，B正確；CD．對圖乙中受力分析，受重力、支持力與靜摩擦力，支持力與速度v的夾角為90°，不做功，與速度方向相反，做負功，故CD錯誤。故選B。5.經典的“黑洞”理論認為，當恒星收縮到一定程度時，光從旁邊經過時都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此時該天體就變成了一個黑洞。若某恒星演變成一個黑洞后的密度為、半徑為R，設光速為c，已知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量為G，則黑洞密度的最小值是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】第一宇宙速度近似等于星體表面衛(wèi)星的線速度，設恒星演變成一個黑洞后的質量為M，對恒星表面一個質量為m的衛(wèi)星，根據萬有引力提供向心力有解得恒星的第一宇宙速度為由題意可知，第二宇宙速度大于等于光速，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，則有又根據恒星演變成一個黑洞后的質量為聯立解得故選A。6.一小女孩在水管內踢球玩耍的短視頻火爆全網。其過程可簡化如右圖，半徑為R的豎直光滑圓軌道內側底部靜止著一個足球，現猛踢足球，使其在瞬間得到一個水平初速度。若大小不同，則足球能夠上升的最大高度（距離底部）也不同。下列所有說法中錯誤的是（）A.如果，則足球能夠上升的最大高度等于0.5RB.如果，則足球能夠上升的最大高度小于1.5RC.如果，則足球能夠上升的最大高度等于2RD.如果或，則足球在運動的過程中不與軌道分離【答案】C【解析】A．若小球只能在下部分圓弧運動，則解得若，設小球能夠上升的最大高度為h，則有解得故A正確，不符合題意；B．若小球恰能到達最高點，則從最高點到最低點有解得如果，小球不能夠在軌道上減速到0，會脫離軌道，由動能定理有解得小球能夠上升的最大高度故B正確，不符合題意；C．如果，根據時，小球不能在軌道上減速到0，會脫離軌道，則小球能夠上升的最大高度小于2R，故C錯誤，符合題意；D．由上述分析可知時，小球只能在下部分圓弧運動，不與軌道分離；當小球小球能夠通過最高點，不與軌道分離，故D正確，不符合題意。本題選擇錯誤選項，故選C。7.一個質量為m的小球拴在鋼繩的一端，另一端施加大小為的拉力作用，使小球在光滑水平面上做半徑為的勻速圓周運動，今將力的大小緩慢增大為，經過一段時間后，小球仍在水平面上做勻速圓周運動，但半徑變?yōu)?。分析小球運動的半徑由變?yōu)榈倪^程中，拉力對小球做的功為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】設半徑為和時小球做圓周運動的線速度大小分別為和，由向心力公式得，由動能定理得聯立解得故選D。8.P、Q兩個星球的質量分布均勻，它們各自重力加速度大小g隨到星球中心的距離r變化的圖像如圖所示。已知質量分布均勻的空心球殼對內部任意位置的物體引力為0。關于P、Q星球，下列說法正確的是（）A.質量相同B.密度相同C.P、Q星的第一宇宙速度大小之比為D.距Q星球表面處重力加速度【答案】C【解析】A．令星球質量為M，星球半徑為，星球內部某位置到球心間距為r，則有其中解得可知，此時內部某位置的重力加速度g與該位置到球心間距r成正比；而在星球外部某位置到球心間距為r，有則有可知，星球外部某位置的重力加速度與間距正平方反比的關系。結合圖像可知P星球的半徑均為，則有對Q兩星球解得P的質量Q的質量所以兩星球質量2：1，故A錯誤；B．結合上述，P星球密度為Q星球密度為結合上述解得故B錯誤；C．第一宇宙速度等于星球表面衛(wèi)星的環(huán)繞速度，則P星球第一宇宙速度Q星球第一宇宙速度解得P、Q星的第一宇宙速度大小之比故C正確；D．在星球外部某位置到球心間距為r，有則有距Q星球表面處，到球心距離代入可得故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16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4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，在地面上以速度拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為零勢能面，而且不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A.重力對物體做的功為mghB.物體在海平面上的重力勢能為mghC.物體在海平面上的動能為D.物體在海平面上的機械能為【答案】AD【解析】A．重力對物體做的功只與初末位置的高度差有關，為mgh，A正確；B．以地面為零勢能面，物體到海平面時的勢能為，B錯誤；C．由動能定理到達海平面時動能為C錯誤；D．物體只受重力做功，機械能守恒，等于地面時的機械能，D正確。故選AD。10.如圖所示，豎直圓筒內壁光滑、截面半徑為R，小球在筒內壁上A上獲得切線方向的水平初速度，緊貼筒內壁運動，要使小球經過A點正下方h處的B點，則小球在A點獲得初速度大小可能為（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】小球在豎直方向做自由落體運動，則有所以小球在桶內的運動時間為在水平方向，以圓周運動的規(guī)律來研究，得到（，2，3…）所以（，2，3…）當時，所以速率，當時，所以速率為。11.“雙星系統”由相距較近的星球組成，每個星球的半徑均遠小于兩者之間的距離，而且雙星系統一般遠離其他天體，它們在彼此的萬有引力作用下，繞某一點O做勻速圓周運動。如圖所示，某一雙星系統中A星球的質量為，B星球的質量為，它們球心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A.A星球的軌道半徑為B.A星球運行的周期為C.A星球和B星球的線速度大小之比為D.若在O點放一個質點，則它受到兩星球引力之和一定為零【答案】ABC【解析】A．由于兩星球的周期相同，則它們的角速度也相同，設兩星球運行的角速度為，軌道半徑分別為、，根據牛頓第二定律，對A星球有對B星球有得又得，，故A正確；B．根據，解得A星球運行的周期，故B正確；C．A星球和B星球的線速度大小之比，故C正確；D．O點處質量為m的質點受到B星球的萬有引力受到A星球的萬有引力故該質點受到兩星球的引力之和不為零，故D錯誤。故選ABC。12.隨著人工智能AI技術不斷創(chuàng)新發(fā)展，快遞配送正踏入“無人+”領域。如圖甲所示，無人機懸停在空中，用輕質繩索將貨物由靜止向上吊起，繩索對貨物做功功率隨時間變化如圖乙所示，貨物重力為G，貨物作勻加速度直線運動，時刻之后貨物勻速上升，運動過程中不計空氣阻力，地球表面重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.時刻速度大小為B.時刻速度大小為C.時刻貨物的動能大小為D.階段，貨物上升的高度【答案】BD【解析】A．貨物作勻加速度直線運動，牽引力，則時刻速度大小為故A錯誤：B.貨物之后貨物勻速上升，則有，得故B正確；C．貨物作勻加速度直線運動，圖像與坐標軸圍成的面積代表牽引力做功，根據動能定理有可知，時刻貨物的動能小于故C錯誤；C．時間，根據動能定理有其中克服重力做功結合上述解得故D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共60分）三、非選擇題題：本題共6小題，共60分。13.為研究系統機械能守恒，某同學設計了如圖甲所示的實驗裝置。繞過滑輪的輕繩兩端連接、兩物體。在高處由靜止開始下落，拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，測量紙帶上的點跡，即可驗證機械能守恒定律。實驗中獲取了如圖乙所示的一條紙帶，所用電源的頻率為50Hz，0、1、2、3、4、5、6為七個計數點，相鄰兩個計數點間有四個計時點沒畫出。測得0點分別到3，4，5，6點的距離分別為27.10cm，48.00cm，75.10cm，108.00cm。已知、，請計算：（當地重力加速度取，計算結果均保留三位有效數字）（1）計數點5的瞬時速度_________m/s；（2）在計數點4到5的過程中，系統動能的增量_________J；；系統重力勢能的減少量_________J，故在誤差允許范圍內，、系統機械能守恒?！敬鸢浮浚?）3.00（2）0.4050.407【解析】【小問1解析】相鄰兩個計數點間有四個計時點沒畫出，則相鄰計數點的時間間隔為計數點5的瞬時速度為，【小問2解析】計數點4的瞬時速度為在計數點4到5的過程中，系統動能的增量代入數據解得系統重力勢能的減少量代入數據解得14.某物理興趣小組通過如圖所示的實驗裝置驗證“向心力與線速度大小關系”。實驗步驟如下：①按照圖示安裝儀器，輕質細線上端固定在拉力傳感器上，下端懸掛一小鋼球。小鋼球靜止時剛好位于光電門中央；②將小鋼球懸掛靜止不動，此時拉力傳感器示數為F，用刻度尺量出細線長L；③將小鋼球拉到適當高度處且細線拉直，靜止釋放小鋼球，光電計時器記錄小鋼球遮光時間t，拉力傳感器示數最大值為；④改變小鋼球的釋放位置，重復上述過程：已知小鋼球的直徑是d，當地的重力加速度大小為g。（1）小鋼球經過光電門時瞬時速度表達式為__________。（用d，t表示）（2）小鋼球經過光電門時所需向心力的表達式為__________。A. B. C. D.（3）在誤差允許的范圍內，小鋼球經過光電門時所需向心力和所受合力的關系為__________（填“相等”或“不相等”），則能驗證向心力大小與線速度大小的關系。（4）該興趣小組的小明同學突發(fā)奇想：將小球拉至輕繩水平位置靜止釋放，小球到達最低點時拉力傳感器示數為。在誤差允許范圍內，當F和滿足關系式__________時，也可驗證機械能守恒?！敬鸢浮浚?）（2）C（3）相等（4）【解析】【小問1解析】已知小鋼球的直徑為d，小鋼球遮光時間為t，則小鋼球經過光電門時瞬時速度表達式為；【小問2解析】鋼球經過光電門時所需向心力的表達式為質量為速度為運動半徑為聯立可得故選C?！拘?解析】處理實驗數據時，在誤差允許的范圍內，小鋼球經過光電門時所需向心力和所受合力的關系為相等，則能驗證向心力與線速度大小的關系。【小問4解析】在最低點，由牛頓第二定律可得小球擺到最低點的過程，據機械能守恒定律可得聯立解得若滿足上述關系，可驗證機械能守恒。15.如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內的粗糙半圓形導軌在B點相接，導軌半徑為。一個質量為，長度為物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，它經過B點時，光電門（圖中未畫出）測出擋光時間為，之后沿半圓形導軌運動，恰好能到達C點，之后的運動不再考慮，重力加速度。求：（1）求彈簧壓縮至A點時的彈性勢能；（2）求物體沿半圓形導軌運動過程中的阻力所做的功?！敬鸢浮浚?）（2）?！窘馕觥俊拘?解析】在處的速度為解得物體從到過程中，機械能守恒得代入數據解得【小問2解析】B到C過程中，由動能定理得恰好通過C點，根據牛頓第二定律有解得聯立解得16.人類的征途是星辰大海。假如將來的你成為了一名優(yōu)秀的宇航員，并成功登上了火星。當你乘宇宙飛船繞火星做勻速圓周運動時，火星在視野內兩邊界的夾角為74°，并測得宇宙飛船的周期為T；已知引力常量為G，火星半徑為R，忽略火星的自轉。求：（1）火星的質量；（2）火星表面的重力加速度；（3）若考慮火星自轉，自轉周期為。假如人類定居火星后，需要發(fā)射與火星表面相對靜止的衛(wèi)星，搭建通信網絡，求通信衛(wèi)星到火星表面的高度h?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1解析】由幾何知識得解得根據萬有引力提供向心力有可得火星的質量【小問2解析】忽略火星的自轉時，對火星表面的物體，有，可得火星表面重力加速度【小問3解析】對通信衛(wèi)星：與火星地面相對靜止，即周期為火星自轉周期，則有代入解得17.“旋轉飛椅”（圖甲）是游樂場中頗受歡迎的游樂項目，其簡化模型如圖乙所示。座椅通過鋼索懸掛在水平轉盤的邊緣，已知懸點到中心軸的距離為，纜繩豎直時，座椅恰好接觸地面，長度為。裝置啟動后，轉盤先向上抬升，再開始繞豎直軸轉動，達到設定值后保持不變，穩(wěn)定后纜繩與豎直方向的夾角，游客和座椅（整體可視為質點）總質量為，不考慮一切阻力和鋼索的重力，重力加速度g取。求：（1）當旋轉飛椅以最大的角速度勻速旋轉時，游客和座椅的速度v；（結果可以含根號）（2）從裝置啟動到穩(wěn)定轉動的過程中，鋼索對該游客和座椅做的功W；（3）為防止游客攜帶的物品掉落傷人，管理員需以支架軸心為圓心設置圓形安全范圍，求圓形安全范圍的半徑?！敬鸢浮浚?）（2）3600J（3）10m【解析】【小問1解析】穩(wěn)定轉動時，飛椅受重力和繩的拉力，根據平衡條件可得根據牛頓第二定律幾何關系可得半徑為聯立解得【小問2解析】從裝置啟動到穩(wěn)定轉動的過程中，