山东省2024-2025学年高一下学期校际联考（B）物理试卷（解析版）

这是一份山东省2024-2025学年高一下学期校际联考（B）物理试卷（解析版），共19页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体在变力作用下一定做曲线运动
B. 物体在恒力作用下一定做直线运动
C. 物体做曲线运动时，其速度可能不变
D. 物体做曲线运动时，其加速度可能不变
【答案】D
【解析】A．物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一条直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，所以物体在变力作用下不一定做曲线运动，选项A错误；
B．物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一条直线上，可知物体在恒力作用下不一定做直线运动，选项B错误；
C．物体做曲线运动时，速度方向为轨迹的切线方向，可知物体速度的方向一定变化，即速度发生变化，选项C错误；
D．根据AB选项分析可知物体做曲线运动时，合外力可以是恒力，根据牛顿第二定律可知加速度可以不变，故D正确。
故选D。
2. 为了防止汽车在水平路面转弯时发生侧滑，汽车全程减速通过转弯路段。下列地面对汽车的摩擦力方向可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】摩擦力有两个作用效果，一个作用效果是指向圆心提供向心力，一个效果是与汽车运动方向相反，使汽车做减速运动，根据力的合成可知C正确。
故选C。
3. 如图是大型游乐装置“大摆锤”的简化图，摆锤和配重锤分别固定在摆臂两端，并可绕摆臂上的转轴在纸面内转动。若段与段的距离之比为3∶2，下列说法正确的是（ ）
A. 的线速度大小之比为
B. 的角速度大小之比为
C. 的向心加速度大小之比为
D. 的向心加速度大小之比为
【答案】A
【解析】AB．根据题意可知做同轴转动，角速度相等，即角速度之比为，根据可知的线速度大小之比为，故A正确，B错误；
CD．根据可知的向心加速度大小之比为，故CD错误。
故选A。
4. 2025年2月28日前后，在夜空观察时，太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线，上演“七星连珠”天象。人们肉眼能看到金星、火星和木星，下表为金星、地球、火星和木星四个行星的天文数据。下列说法正确的是（ ）
A. 金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同
B. 火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度
C. 火星和木星半长轴的三次方与各自公转周期平方的比值不同
D. 火星的公转周期约为金星的8倍
【答案】B
【解析】A．根据开普勒第二定律可知对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，不是同一星体，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度，故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知，火星和木星半长轴的三次方与各自公转周期平方的比值相同，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
代入数据可得
故D错误。
故选B。
5. 春耕季节农民常用抛洒种子的方式进行育苗，如图是同时抛出的、两粒种子在空中运动轨迹的示意图，其轨迹在同一平面内，点为抛出点，轨迹相交于P点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 、两粒种子从点到P点的运动时间相等
B. 、两粒种子在P点相遇
C. 、两粒种子的速度变化率相等
D. 种子在最高点时的速度大于种子b在最高点时的速度
【答案】C
【解析】A．两粒种子在空中做斜抛运动，根据对称性，可以将斜抛运动从轨迹最高点分成左右对称两个平抛运动，根据
解得
由于种子左右对称的两个平抛运动竖直方向的分位移均大于种子左右对称的两个平抛运动竖直方向的分位移，可知，种子从点到P点的运动时间大于种子从点到P点的运动时间，故A错误；
B．结合上述，种子从点到P点的运动时间大于种子从点到P点的运动时间，由于两粒种子同时抛出，则种子先到达P点，即、两粒种子不能够在P点相遇，故B错误；
C．两粒种子在空中做斜抛运动，加速度为重力加速度，根据
可知，、两粒种子的速度变化率相等，故C正确；
D．两粒种子在空中做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，水平方向上有
、两粒种子从点到P点的水平分位移相等，由于种子从点到P点的运动时间大于种子从点到P点的运动时间，则种子的水平分速度小于种子的水平分速度，即种子在最高点时的速度小于种子b在最高点时的速度，故D错误。
故选C。
6. 2024年10月20日至10月23日，美国“星链”卫星轨道持续变化，影响中国空间站的安全。中国空间站进行了变轨规避风险，如图所示是10月20日至10月23日“星链”卫星和中国空间站的轨道离地面高度的数据图。假设除变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上均做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 10月21日3点16分，中国空间站点火制动减速
B. 中国空间站的运行速度大于第一宇宙速度
C. 中国空间站在10月22日运行的速度大于其在10月20日运行的速度
D. 中国空间站在10月22日运行的速度小于其在10月20日运行的速度
【答案】D
【解析】A．由图可知，中国空间站从低轨道调整到高轨道运行，则空间站需要点火加速度做离心运动，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
可得
可知在围绕地球表面做地球做圆周运动的卫星速度最大，即为第一宇宙速度，可知中国空间站的运行速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；
CD．根据题图可知中国空间站在10月22日的轨道半径大于其在10月20日的轨道半径，结合可知中国空间站在10月22日运行的速度小于其在10月20日运行的速度，故D正确，C错误。
故选D。
7. 如图所示，点为斜面的底端，在点正上方的两点分别以初速度水平抛出两个小球，两个小球均垂直击中斜面，落点分别是（图中未标出），已知，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设任一小球的初速度为，抛出点的高度为h，运动时间为t，斜面的倾角为，根据题意小球垂直击中斜面，速度与斜面垂直，由速度分解可知
又
联立可得
根据几何关系得
则h与成正比，据题有
则
即
根据几何关系，
可得
故选A。
8. 下雨天坐在汽车里，观察前挡风玻璃，汽车行驶过程中感觉到的雨比静止时要大，并且车速越快感觉到雨越大。某同学用体积流量这个物理概念进行了分析。体积流量用来表示，描述单位时间内流过某一截面的流体体积，单位是立方米每秒。表达式为（为截面面积，为水流速度，并且与垂直）。假设雨滴竖直落到地面时的速度为，汽车水平行驶的速度为，汽车前挡风玻璃与水平方向夹角为，此时司机感受到的体积流量大约为静止时的多少倍（ ）
A. 2.3倍B. 3.3倍C. 4.3倍D. 5.3倍
【答案】B
【解析】设雨水的速度为，汽车的速度为，则，
根据题意可知，
代入数据可得
故选B。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分。）
9. 如图所示，小船从A点出发到达河对岸。若河宽，河水流速，小船在静水中的速度，船头方向与河岸垂直，下列说法正确的是（ ）
A. 小船的渡河时间为
B. 若河水流速增大，小船的渡河时间变长
C. 若河水流速增大，小船渡河时间不变
D. 若改变小船船头的指向，渡河的最短位移大小为
【答案】AC
【解析】ABC．垂直河岸方向
可得渡河的时间
河水流速增大，,垂直河岸方向的分运动不变，即渡河时间不变，故AC正确，B错误；
D．因河水流速，大于船在静水中的速度，因此当合速度垂直船在静水中速度时，过河过河位移最短，设合速度与水流方向夹角为，则
根据几何关系
可得最短位移
故D错误。
故选AC。
10. 如图是运动员某次投篮时击中篮板上点的示意图，点是篮球的抛出点。已知两点的水平距离，篮球在点的速度，方向与水平面的夹角点离地面的竖直高度，不计空气阻力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 篮球从点运动至点的时间为
B. 篮球从点运动至点的时间为
C. 点离地面的竖直高度为
D. 点离地面的竖直高度为
【答案】BC
【解析】AB．篮球做斜抛运动，水平方向满足
代入数据可得篮球从点运动至点的时间为
故B正确，A错误；
CD．竖直方向，根据位移时间关系
代入数据可得点离地面的竖直高度为
故C正确，D错误。
故选BC。
11. 如图所示是地球和木星的不同卫星做匀速圆周运动的半径的立方与周期的平方的关系图像。木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量。已知万有引力常量为，地球的半径为。下列说法正确的是（ ）
A. 图线甲表示木星的卫星
B. 木星与地球的线速度之比为
C. 木星与地球质量之比
D. 地球的密度为
【答案】ACD
【解析】A．卫星绕行星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
故图象的斜率为
木星质量大于地球质量，则木星的图象斜率大，即图线甲表示木星的卫星，故A正确；
B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得线速度
设地球、木星公转半径分别为、，故木星与地球的线速度之比为
故B错误；
C．由题意可知，木星的质量大于地球的质量，由图示图象可知，
故木星与地球的质量之比为
故C正确；
D．由图示图象可知
故地球质量为
地球的密度
故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，质量为M、半径为、内壁光滑的圆管轨道（带框架）竖直放置在水平地面上，轨道圆心为点，与圆心等高。一质量为的小球沿着圆管轨道顺时针运动且恰能完成完整的圆周运动，整个运动过程中轨道始终保持静止状态。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动过程中，地面对轨道的摩擦力方向依次：向右、向左
B. 小球运动过程中，地面对轨道的摩擦力方向依次：向右、向左、向右、向左
C. 小球运动的过程中有2处位置，使得轨道对地面的压力为
D. 小球运动的过程中有4处位置，使得轨道对地面的压力为
【答案】BD
【解析】
AB．如图所示，设圆管轨道最高点为，设小球在段运动时在A点处对轨道没有压力，与竖直方向的夹角为。小球恰能完成完整的圆周运动，则在最高点速度为零，设A点速度大小为，从A到B由动能定理得
又根据
综合解得
由对称性可知，设小球在段运动时在C点处对轨道没有压力，与竖直方向的夹角也为。小球在段运动时，小球受到外轨道指向圆心方向的弹力，小球斜向左上挤压外轨道，地面对轨道的摩擦力方向向右。小球在段运动时，小球受到内轨道背离圆心方向的弹力，小球斜向右下挤压外轨道，地面对轨道的摩擦力方向向左。小球在段运动时，小球受到内轨道背离圆心方向的弹力，小球斜向左下挤压外轨道，地面对轨道的摩擦力方向向右。小球在段运动时，小球受到外轨道指向圆心方向的弹力，小球斜向右上挤压外轨道，地面对轨道的摩擦力方向向左。故小球运动过程中，地面对轨道的摩擦力方向依次：向右、向左、向右、向左，故A错误，B正确；
CD．小球在AC两点对轨道没有作用力，轨道对地面的压力等于轨道自身重力大小；小球在PQ两点对轨道竖直方向没有作用力，轨道对地面的压力等于轨道自身重力大小，故轨道小球运动的过程中有4处位置，使得轨道对地面的压力为，故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题（本题共6小题，共60分。）
13. 如图甲是“探究平抛运动的规律”的实验装置，用印有小方格的纸来记录平抛物体的运动轨迹，重力加速度为。
（1）下列操作正确的是__________。
A. 需调节斜槽，保证其末端切线水平
B. 小球每次要从斜槽同一位置由静止释放
C. 斜槽必须光滑
D. 需测出平抛小球的质量
（2）小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的所示，已知小方格的边长为，位置__________（填写“是”或“不是”）小球的抛出点，小球的初速度大小__________（用表示）；
【答案】（1）AB （2）不是
【解析】
【小问1解析】
A．需调节斜槽，保证其末端切线水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
BC．斜槽不一定要必须光滑，但是小球每次要从斜槽同一位置由静止释放，以保证到达底端时的速度相同，选项B正确，C错误；
D．小球做平抛运动的加速度恒为重力加速度，与小球质量无关，不需要测量小球的质量，故D正确。
故选AB。
【小问2解析】
若位置是小球的抛出点，则小球竖直方向的运动满足初速度为零的匀变速直线运动的规律，竖直方向连续相等时间内的位移之比满足，根据题图可知比例不满足，则位置不是小球的抛出点；
竖直方向
水平方向
联立可得
14. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。

（1）本实验主要采用的物理学研究方法是_________。
A. 理想实验法B. 放大法
C. 控制变量法D. 等效替代
（2）用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为_________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。
（3）某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。

保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与_______（选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于_________（用和表示）。
【答案】（1）C （2） （3）角速度的平方
【解析】
【小问1解析】
本实验通过控制小球质量m、运动半径r和角速度ω这三个物理量中两个量相同，探究向心力F与另一个物理量之间的关系，采用的主要实验方法为控制变量法。
故选C。
【小问2解析】
根据可知皮带连接的左、右轮塔的角速度之比为，结合可知皮带连接的左、右轮塔半径之比为。
【小问3解析】
由于d和Δt都很小，所以可用Δt时间内的平均速度来表示挡光杆的线速度，即
所以挡光杆的角速度为
、均为常数，与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，即表示表明向心力与角速度的平方成正比，根据
可得
即直线的斜率
15. 宇航员在某星球表面竖直上抛一个小球，小球经时间t落回抛出点。已知小球上升的最大高度为h，星球半径为R，星球的质量均匀分布，万有引力常数为G。求：
（1）该星球表面处的重力加速度g0；
（2）该星球的第一宇宙速度v。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由最高点到抛出点的位移公式
可得
小问2解析】
对环绕星球表面做圆周运动的卫星，忽略星球自转，有
可得
16. 如图甲所示，水平面内一光滑圆盘可绕经过圆心的竖直转轴转动。轻杆两端沿半径方向分别固定在点和圆盘边缘的P点。一质量的小球和两相同的轻弹簧连接套在轻杆上，两弹簧另外一端分别连接在点。当圆盘角速度从0缓慢增大的过程中，图像如乙所示，x是小球与初位置的距离。已知圆盘半径是弹簧原长的2倍，弹簧始终未超过弹性限度。求
（1）弹簧的劲度系数；
（2）弹簧的原长。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由题意可知，开始时弹簧在原长，设原长为l0，对小球受力分析，合外力提供向心力：
整理得：
由图像可知截距为
则
解得：
【小问2解析】
由图像可得图线斜率：
解得：
17. 如图所示，质量的小球与固定在点的不可伸长的轻绳相连，小球在水平面内做匀速圆周运动。使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角时，轻绳恰好断裂，然后小球落地。已知点距离地面的竖直高度，轻绳长度，不计空气阻力及绳断时的能量损失，取重力加速度大小，。求
（1）轻绳可以承受的最大拉力；
（2）小球落地时的速度；
（3）点与小球落地点之间的水平距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
当时，轻绳恰好断裂，有
解得
【小问2解析】
小球在轻绳断裂前做匀速圆周运动，向心力方程为
解得
轻绳断裂后小球做平抛运动，竖直方向有
解得
解得
设落地速度方向与水平夹角为，有
解得
落地速度方向与水平面夹角为
【小问3解析】
轻绳断裂后小球在水平方向位移有
点与小球落地点之间的水平距离
解得
18. 如图所示，一不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别连接木板A和小物块B（可看作质点），A的长度为，在水平地面上向右做速度大小为的匀速直线运动，B的下方悬有一水滴，与B一起在距离地面高处的水平光滑轨道上向左运动。当轻绳与水平方向夹角时，脱落，恰好落在A的右端。已知，滑轮可看做质点，不计A的厚度，不计空气阻力，取重力加速度大小，。求
（1）脱落时，B的速度大小；
（2）轻绳的长度；
（3）若使落在A上，A的速度应满足什么条件？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
木板A的速度大小等于小物块B沿轻绳方向的分速度
解得
【小问2解析】
由几何知：P脱落瞬间B所在位置到滑轮间的轻绳距离
P脱落后做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
A做匀速直线运动，有
P脱落瞬间滑轮到A左端距离为，则
则轻绳的长度
解得
【小问3解析】
当P落在A右端时，速度最小，即
当P落在A左端时，速度最大，有，
解得
则A的速度满足行星
金星
地球
火星
木星
轨道半长轴
0.72
1.0
1.5
5.2