2024-2025学年广东省广州六中高一（下）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年广东省广州六中高一（下）期中物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是( )
A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G
B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物
C. 牛顿发现了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系
D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
2.人造地球卫星发射的成功是人类伟大的创举，标志着人类已经具备探索外太空的能力，你认为下列四图中不可能是人造地球卫星轨道的是( )
A. B. C. D.
3.当载重卡车在泥地或沙地陷车时，经验丰富的司机会在卡车主动轮与从动轮之间放一大小合适的圆木墩(如图所示)，卡车就能顺利地驶出。主动轮和从动轮的直径相同，且都大于圆木墩的直径，卡车驶出泥地或沙地的过程，主动轮、从动轮和圆木墩均不打滑。关于卡车顺利地驶出泥地或沙地的过程，下列说法正确的是( )
A. 圆木墩与主动轮的转动方向相同
B. 圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的角速度大小相等
C. 圆木墩的边缘质点与从动轮的边缘质点的向心加速度大小相等
D. 圆木墩的边缘质点与主动轮的边缘质点的线速度大小相等
4.如图，在地面上同一位置先后抛出质量均为m的两小球P、Q，其中P做斜抛运动，Q做平抛运动，抛出后两小球均落在比地面低的海平面上，若抛出时速度大小相等，则( )
A. 两小球同时到达海平面B. 两小球一定到达海平面上同一位置
C. 两小球到达海平面时的动能一定相同D. 全过程两小球重力的平均功率一定相等
5.今年国庆期间深圳龙岗大运城万架无人机表演特别震撼，每架无人机携带着显像屏从地面升空到达表演地点。如图，一架无人机竖直升空过程先从静止做匀加速运动再做匀减速运动至静止，下列说法正确的有( )
A. 显像屏一直处于超重状态
B. 无人机对显像屏支持力先做正功后做负功
C. 显像屏克服重力做功的功率先增大后减小
D. 无人机及显像屏构成系统上升过程机械能守恒
6.2023年2月23日，我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心起飞，随后卫星进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星发射后先在近地圆轨道Ⅰ(轨道高度忽略不计)做匀速圆周运动，在P点瞬时点火进入椭圆转移轨道Ⅱ，之后通过椭圆转移轨道Ⅱ进入地球同步圆轨道Ⅲ，定点于东经125°，如图所示。P点和Q点分别为轨道Ⅰ与轨道Ⅱ、轨道Ⅱ与轨道Ⅲ的切点。若同步圆轨道Ⅲ距地面的高度约为35600km，地球半径R约为6400km，地球自转周期为24ℎ，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 中星26号在转移轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中，机械能减小
B. 中星26号在转移轨道Ⅱ上P点运行的速率为 gR
C. 中星26号在P点和Q点的重力加速度之比约为6.6
D. 中星26号在近地圆轨道Ⅰ上运行的周期约为1.4ℎ
7.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高ℎ处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A. 小球机械能守恒
B. 小球动能的最大值为mgℎ
C. 当x=ℎ+x0时，系统重力势能与弹性势能之和最小
D. 当x=ℎ+2x0时，小球的重力势能最小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.想象在赤道上建个直达地球同步静止轨道的高塔，人带着卫星在高塔内坐电梯缓慢上升，到达同步静止
轨道的高度后，打开电梯门，轻轻地将卫星释放，下列推断合理的是( )
A. 卫星将成为一颗静止卫星B. 卫星将向地球地面掉下去
C. 卫星受到地球的引力为零D. 卫星处于完全失重状态
9.如图所示，为了将横放在水平地面的钢管直立起来，工人控制起重机，使横梁上的电机水平移动，同时以速度v匀速收短牵引绳，使钢管绕定点O转动，绳始终保持竖直且与钢管在同一竖直面内，钢管长为L，以下说法正确的是( )
A. 当钢管与地面夹角为θ时，钢管顶端的速度水平向左
B. 当钢管与地面夹角为θ时，电机水平移动速度为vtanθ
C. 钢管在转动过程中角速度大小不变
D. 钢管在转动过程中重力的瞬时功率不变
10.汽车研发机构在某款微型汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，微型汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了微型汽车的动能Ek与位移x关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知微型汽车的质量为1000kg，为便于讨论，设其运动过程中所受阻力恒定，根据图像所给的信息可求出( )
A. 汽车行驶过程中所受阻力为2000N
B. 汽车的额定功率为120kW
C. 汽车加速运动的时间为22.5s
D. 汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：

①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题：
(1)本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是______；
A探究小车速度随时间变化规律
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
D.探究平抛运动的特点
(2)某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第______层塔轮(填“—”“二”或“三”)。
②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出)，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：
(3)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt，则滑块P的角速度表达式为ω= ______；
(4)实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F−ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.45m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F−ω2图线可得滑块P质量m= ______kg(结果保留2位有效数字)。
12.某同学利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示，一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2。

(1)某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，其中s1=4.47cm，s2=5.34cm，s3=6.21cm，s4=7.10cm，s5=7.98cm，s6=8.86cm。则系统运动的加速度a= ______m/s2，5点的速度v5= ______m/s(保留三位有效数字)；
(2)利用纸带可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为ℎ，求出1点速度为v1，5点的速度为v5，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于______，系统动能的增加量等于______，在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒(表达式用题中M、m、v1、v5、g、ℎ字母表示)。
(3)忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M= ______(表达式用题中m、a、g字母表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.如图所示是利用电力传送带装运麻袋包的示意图．传送带长l=20m，倾角θ=37°，麻袋包与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带的主动轮和从动轮半径R相等，传送带不打滑，主动轮顶端与货车底板间的高度差为ℎ=1.8m，传送带匀速运动的速度为v=2m/s.现在传送带底端(传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点)，其质量为100kg，麻袋包最终与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动．如果麻袋包到达主动轮的最高点时，恰好水平抛出并落在车厢底板中心，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)主动轮的半径R；
(2)主动轮轴与货车车厢底板中心的水平距离x
(3)麻袋包在传送带上运动的时间t．
14.如图1所示，水平转盘上放有质量为m=1kg的小物块，小物块到转轴的距离为r=0.5m，连接小物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零)，小物块和转盘间的最大静磨擦力是其重力的k=0.2倍．g=10m/s2，求：
(1)绳无拉力的情况下，转盘的最大角速度为ω0多大？
(2)若绳能承受的拉力足够大，当转盘的角速度从零开始增大的过程中，在图2中画出拉力T随角速度ω的变化关系图象．(要求写出分析过程)
15.某工厂生产一种边长x=1cm的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同(体积与表面材料均无偏差)，为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为R1=1m的光滑四分之一圆轨道AB，B处与一顺时针非常缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水平光滑轨道，圆心为O、半径R2= 3m的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水平轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F，颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数μ=0.5(摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为颗粒的收集区域(颗粒落到收集区直接被收集不反弹)，其中Ⅰ、Ⅱ的分界点为圆心O，且Ⅰ、Ⅱ与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看作质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集，质量为m=0.001kg的颗粒恰好能被Ⅲ收集，不计一切空气阻力，重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小；
(2)机械臂提供的恒定压力F的大小；
(3)Ⅱ、Ⅲ两个区域各自收集到颗粒的质量范围。
参考答案
1.C
2.B
3.D
4.C
5.C
6.D
7.C
8.AD
9.BD
10.AD
11.C； 一； dDΔt； 0.30
；2.11； Mgℎ；12(M+2m)(v52−v12)； 2m(v52−v12)2gℎ+v12−v52
13.解：(1)麻袋包在主动轮的最高点时，有：
mg=mv2R
代入数据解得：R=0.4m．
(2)设麻袋包平抛运动时间为t，有：
ℎ=12gt2
x=vt
代入数据解得：x=1.2 m
(3)对麻袋包，设匀加速运动时间为t1，匀速运动时间为t2，有：
μmgcsθ−mgsinθ=ma，
v=at1，
x1=12at12，
l−x1=vt2
联立以上各式解得：t=t1+t2=12.5 s．
答：(1)主动轮的半径是0.4m；
(2)主动轮轴与货车车厢底板中心的水平距离是1.2m
(3)麻袋包在传送带上运动的时间是12.5s．
14.解：(1)设角速度为ω1时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，也是绳子刚好出现拉力，有：
kmg=mω02r
得：ω0= 0.2×100.5=2rad/s
(2)当角速度小于等于2rad/s时，绳子拉力等于零，
当角速度大于等于2rad/s时，
根据牛顿第二定律得
T+kmg=mω2r
T=mω2r−kmg=12ω2−2
作出拉力T随角速度ω的变化关系图象：
答：(1)绳无拉力的情况下，转盘的最大角速度为2rad/s
(2)如图．
15.解：(1)对颗粒根据动能定理得：12mvB2−0=mgR1
在B点，由牛顿第二定律可得：FN−mg=mvB2R1
联立解得：FN=0.03N，根据牛顿第三定律知该颗粒到达B处时对轨道的压力大小为0.03N；
(2)质量为0.001kg的颗粒恰好被Ⅲ收集，故其恰好能做完整的圆周运动。
颗粒在圆轨道最高点处应满足：mg=mv12R2
由动能定理可得：μFx−mg⋅2R2=12mv12−0
联立解得：F=5 3N；
(3)①由题意可知质量小于等于0.001kg的颗粒都能被Ⅲ收集，颗粒质量范围为：m≤0.001kg；
②如图所示，设恰好能到达Ⅱ左端的颗粒脱离圆轨道开始做抛体运动的位置距离Ⅱ的高度为ℎ，此时颗粒开始做斜抛运动，对其运动进行正交分解，分解为沿初速度方向和垂直初速度方向。

设该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ，颗粒速度大小为v2，由sinθ=ℎR2
此时满足m1gsinθ=m1v22R2，解得：v2= gℎ
颗粒沿初速度方向的运动位移为零，根据运动的对称性可知m1gcsθ=ma1，
其中csθ= R22−ℎ2R2
t=2v2a1
颗粒沿垂直初速度方向的运动为m1gsinθ=ma2R2=12a2t2
联立解得ℎ= 33R2=1m
从开始经过机械臂到开始做抛体运动这个过程，由动能定理得μFx−m1g(R2+ℎ)=12m1v22−0
可得m1=2− 3200kg(或m1=0.00134kg)
恰好能到达Ⅱ右端的颗粒满足μFx−m2gR2=0
由此可得：m2=0.0025kg
故能被Ⅱ收集的颗粒质量范围为2− 3200kg