湖北省荆楚优质高中联盟2024-2025学年高一下学期3月联考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省荆楚优质高中联盟2024-2025学年高一下学期3月联考物理试卷（解析版），共17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6小题，共24分。
1. 如图所示，一辆自行车在水平路面上，设自行车被向前骑行时地面对后轮的摩擦力为，自行车被向前推行时地面对后轮的摩擦力为，则（ ）
A. 向后，向前
B. 向前，向后
C. 和都向前
D. 和都向后
【答案】B
【解析】骑车前进时，后轮是主动轮，在它与地面接触处有相对地面向后滑的趋势，故受向前的摩擦力，所以地面对后轮的摩擦力的方向向前；推自行车前进时，前后轮相对地面都向前滑动，所以地面对前后轮的摩擦力方向都向后，即地面对后轮的摩擦力的方向向后。
故选B。
2. 如图所示，球形容器内部固定有三根光滑绝缘轨道1、2、3，轨道2顶端与球心在同一等高水平面。将三个相同小环套在轨道上依次从轨道顶端由静止释放，小环都可到达最低点下面说法正确的是（ ）
A. 小环沿1轨道运动加速度最小
B. 小环对轨道2的压力最小
C. 小环从三个轨道顶端下滑到P过程重力的平均功率相同
D. 小环从三个轨道顶端下滑到P点的时间相同
【答案】D
【解析】AD．设球形容器的半径为R，轨道与水平面的倾角为，由牛顿第二定律有
解得
由题意可知，轨道1与水平面的倾角最大，则小环沿1轨道运动加速度最大；
根据几何关系，可得小环沿轨道下滑的位移为
由位移公式可知
解得时间为
即小球沿三个光滑轨道下滑的时间相等，故A错误，D正确；
B．在垂直轨道方向上，由平衡条件可得小环受到的支持力
由牛顿第三定律可得小环对轨道的压力
则小环对轨道1的压力最小，故B错误；
C．根据
可知小环从轨道1下滑时最大，则重力做功最大；小环从轨道3下滑时最小，则重力做功最小；根据重力做功的平均功率
因运动时间相同，所以小环从轨道1下滑时重力做功的平均功率最大，小环从轨道3下滑时重力做功的平均功率最小，故C错误。
故选D。
3. 如图所示，水平向左的恒力F作用在物块A上，物块A、B在光滑水平面上一起向右做匀减速直线运动。物块A质量为M，物块B质量为m，它们的共同加速度大小为a，两物块间的动摩擦因数为。则在运动过程中下列选项错误的是（ ）
A. B受到的摩擦力大小为ma
B. A受到的摩擦力方向向左
C. A受到的摩擦力大小为
D. 若A、B间的动摩擦因数增大，其他条件不变，则B受到的摩擦力不变
【答案】B
【解析】AB．对B物体，由牛顿第二定律知，B受到的摩擦力大小
方向向左，根据牛顿第三定律，A受到到的摩擦力方向向右，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；
CD．对AB整体，由牛顿第二定律，可得加速度为
则B受到的摩擦力大小
由牛顿第三定律知，A受到的摩擦力大小
可见B受到的摩擦力大小与AB间的动摩擦因数无关，则A、B间的动摩擦因数增大，其他条件不变时，B受到的摩擦力不变，故CD正确，不符合题意。
本题选错误的，故选B。
4. “东湖之眼”摩天轮面朝东湖，背靠磨山，是武汉市东湖风景区著名地标之一。假设“东湖之眼”悬挂的座舱及舱内乘客在竖直面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 乘客线速度一直不变
B. 乘客在最高点处于失重状态
C. 若转速增大，乘客在最低点与最高点对座椅的压力之差不变
D. 若转速增大，乘客在最低点与最高点对座椅压力之和增大
【答案】B
【解析】A．乘客线速度大小不变，方向改变，A错误；
B．乘客在最高点向心加速度向下，处于失重状态，B正确；
C．设乘客做圆周运动的速度为，在最低点根据牛顿第二定律
而在最高点
因此在最低点与最高点对水平座椅的压力之差
在最低点与最高点对水平座椅的压力之和
若转速增大，乘客在最低点与最高点对座椅的压力之差增大，若转速增大，乘客在最低点与最高点对座椅的压力之和不变，C、D错误。
故选B。
5. 相关科研发现，月球对地球的潮汐作用，使地球的自转速率呈现变慢趋势。这样的极细微差别，尽管在人们的日常生活中无从体现，但却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。由于地球自转变慢引起的影响，下列描述正确的是（ ）
A. 地球同步卫星的高度要略调高一些
B. 地球的第一宇宙速度增大
C. 在北京的物体重力减小，方向改变
D. 在襄阳的物体重力减小，方向不变
【答案】A
【解析】A．地球自转变慢，自转周期变长，对于地球同步卫星，其周期等于地球自转周期，根据
可得
可知地球同步卫星的轨道半径变大，所以地球同步卫星的高度要略调高一些，故A正确；
B．根据
可得
故地球的第一宇宙速度不变，故B错误；
CD．向心力和重力的合力为万有引力，地球自转变慢所需向心力变小，万有引力不变，则重力增大，所以在北京和在襄阳的物体重力都会增大，则除赤道和极点外重力大小和方向都会变化，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔小孔是光滑的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动圆锥摆现使小球升到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动图中位置，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ）
A. Q受到桌面的支持力变大
B. Q受到桌面的静摩擦力不变
C. 小球P运动的周期变大
D. 小球P运动的角速度变大
【答案】D
【解析】A．金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件得知，在竖直方向上，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不变，故A错误；
BCD．设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为T，细线的长度为L，P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图
则有，
解得角速度
使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，增大，减小，可知细线拉力T增大，角速度增大，根据
可知周期变小，对Q球，根据平衡条件，在水平方向上有
可知Q受到桌面的静摩擦力变大，故D正确，BC错误。
故选D。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7. 三角形传送带以的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为现有两小物块A、B从传送带顶端都以的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为，取，，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带对物块的摩擦力都沿传送带向上
B. 物块A先到达传送带底端
C. 物块同时到达传送带底端
D. 物块A下滑过程中相对传送带的路程大于物块B下滑过程中相对传送带的路程
【答案】AC
【解析】A．AB都以的初速度沿传送带下滑，故传送带对两物体的摩擦力均沿斜面向上，故A正确；
BC．根据牛顿第二定律
解得加速度
即两物体沿斜面向下的加速度大小相同，且两物体的初速度相同和滑到底端时位移大小相等，根据
两物体运动时间相同，故B错误，C正确；
D．A物体与传送带运动方向相同，相对路程为A位移与传送带位移大小之差；而B物体与传送带运动方向相反，相对路程为B位移与传送带位移大小之和，时间相等，左右传送带位移大小相等，所以物块A下滑过程中相对传送带的路程小于物块B下滑过程中相对传送带的路程，故D错误。
故选AC。
8. 要把手上的水甩掉，人们通常甩甩手。图是记录甩手动作的图片，由每秒25帧摄像机拍摄的，它真实记录了手臂各部位在不同时刻的位置信息。按上臂、前臂、手掌的结构简化为图在甩手过程中，肘关节M以O为圆心，为半径做圆周运动；腕关节N以M为圆心，为半径做圆周运动；手指上水滴B以N为圆心，为半径的圆周运动。根据照片建构A到B之间的运动模型：开始阶段指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。A、B、C是甩手动作最后3帧照片指尖的位置，测得A、B之间的距离为26 cm，则下列说法正确的是（ ）
A. 相邻两帧之间的时间间隔为
B. 由此可以估算指尖在A、B间运动的平均速度约为
C. 若水滴受到手的力大于所需要的向心力，水滴做离心运动飞离手指
D. 水滴在B点的向心力加速度
【答案】AB
【解析】A．由题可知，每秒25帧，相邻两帧之间的时间间隔为
故A正确；
B．A、B间运动的平均速度约
故B正确；
C．若水滴受到手的力大于所需要的向心力，水滴不做离心运动，故C错误；
D．水滴在B点的向心力加速度
故D错误。
故选AB。
9. 某同学投篮空心入筐，篮球在空中运动的轨迹如图所示，A为出手点，B为轨迹最高点，C为轨迹上的一点。AB连线与水平面的夹角，AB垂直于BC，不计空气阻力，篮球可视为质点。在篮球从A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. AB段速度变化和BC段速度变化一样快
B. 若A点篮球速度为，则篮球运动过程中的最小速度为
C. AB段运动时间为BC段的倍
D. AB段篮球重力的平均功率为BC段的3倍
【答案】AD
【解析】A．篮球运动过程仅受重力作用，加速度为重力加速度，根据加速度的定义式可知，AB段速度变化和BC段速度变化一样快，故A正确；
B．结合上述，篮球做斜抛运动，水平方向为匀速直线运动，篮球运动到轨迹最高点的速度最小，等于水平方向匀速直线运动的分速度，令篮球抛出点速度方向与水平方向夹角为，则有
由于
可知
故B错误；
C．将斜抛运动从最高点位置可以看为左右两个平抛运动，令最高点速度为，对于左侧的平抛运动有
，
对于右侧的平抛运动有
，
解得
故C错误；
D．AB段篮球重力的平均功率大小
BC段篮球重力的平均功率大小
结合上述解得
故D正确。
10. 某型汽车总质量约为2000kg，某次驾驶员以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则汽车在加速至最大速度的过程中（ ）
A. 最大速度为30m/sB. 加速度随速度均匀增大
C. 输出功率为120kWD. 所受阻力大小为5000N
【答案】AC
【解析】A．由题图可知，当a = 0时，vm = 30m/s，A正确；
B．有题图可知a—的函数方程为
则汽车加速运动，速度增大，加速度减小，为变加速运动，B错误；
CD．对汽车整体受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律有
由图像和
可解得
f = 4000N，P = fvm = 120kW
C正确、D错误。
故选AC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小_____（保留两位有效数字）；
②需要满足条件的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把作为F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
【答案】①. 0.18～0.19 ②. 甲 甲和乙
【解析】①打点计时器打点周期
由匀加速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，在打d点时小车的速度
②在图甲的实验方案中，由托盘和砝码的重力提供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
则
则绳子对小车的拉力
当时，绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力。
故甲需要满足。
在图乙的实验方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为，斜面和纸带对小车的摩擦力或阻力总和为f，则有
取下托盘和砝码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
即
故乙方案中，不需要满足。
在甲乙方案中，均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F。
12. 某同学用图甲所示的装置测当地重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间。
（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径________。
（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间、，测出两光电门之间的高度差h，则测得的重力加速度______用测得的物理量的符号表示
（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置，每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电门间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，求出每次的，作出图像如图丙所示，若图像斜率的绝对值为k，则图像与纵轴的截距意义为____________，当地的重力加速度为_______________。
【答案】（1）
（2） （3）小球经过光电门B时的速度 2k
【解析】
【小问1解析】
由图示游标卡尺可知，其示数为
【小问2解析】
小球经过光电门时的速度为，
小球做自由落体运动，由速度位移公式有，
解得重力加速度为
【小问3解析】
小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的，小球每次经过光电门时的速度是一定的，则有
整理得
则图像与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度，图像斜率的绝对值为
重力加速度为
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 某快递公司用无人机配送快递，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，内快递在水平方向的速度-时间图像如图甲所示，竖直方向初速度为零的加速度-时间图像如图乙所示，求：
（1）快递在内的水平位移x及10s末快递的速度v；
（2）末快递受到合力的大小
【答案】（1）75m， （2）
【解析】
【小问1解析】
在图像中图线与时间轴所围的面积表示水平位移，则内快递的水平位移为
依据图像与时间所围成面积为速度的变化量，则10s末快递的竖直分速度为
而10s末快递水平分速度为，所以10s末快递的速度为
【小问2解析】
在1s末，快递水平方向加速度为
竖直方向加速度为
根据加速度合成可知，1 s末快递的加速度为
由牛顿第二定律，则有1s末快递受到合力大小为
14. 如图所示，我国北斗导航系统中，卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T，卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时，求：
（1）卫星B的运动周期；
（2）经历多长时间，A、B第一次相距最远；
（3）O、A、B三者间第一次和第二次构成直角三角形分别经历的时间。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）根据开普勒第三定律有
解得，卫星B的运动周期为
（2）设经过t时间，A、B第一次相距最远，则有
解得
（3）由题意可知，当时，O、A、B三者第一次构成直角三角形，此时，如下图所示
设经过的时间为，则有
解得
同理，当时，O、A、B三者第二次构成直角三角形，设经过时间为，则有
解得
15. 如图，一个质量为M，长L的圆管竖直放置，顶端塞有一质量为m的弹性小球，球和管之间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小均为6mg，下端距水平地面的高度为H，现让圆管由静止自由下落，在运动过程中，管始终保持竖直，落地时向上弹起的速度与落地时速度大小相等。球始终没有从管中滑出，不计空气阻力，重力加速度为求：
（1）管第一次落地弹起时管和球的加速度；
（2）管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，则球与管达到相同速度时，管的下端距地面的高度；
（3）管第二次弹起后，球不致滑落，L应满足什么条件
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
管第一次落地弹起刚离开地面时，对管分析，根据牛顿第二定律
解得管的加速度大小
方向向下；
对球分析，根据牛顿第二定律有
球的加速度大小
方向向上。
【小问2解析】
根据
解得管第一次与地面碰撞前间的速度
方向向下；
碰地后瞬间管的速度大小，方向向上
碰地后瞬间球的速度大小，方向向下。
若球刚好没有从管中滑出，设经过时间，球与管达到相同速度取j竖直向上为正方向。
则有
解得
又管从碰地到它弹到最高点所需时间，则有
因为，说明管在达到最高点前，球与管已相对静止
故管从弹起经这段时间上升的高度
【小问3解析】
球与管达到相对静止后，将以速度、加速度g竖直上升到最高点，由于
继续上升
因此，管第一次落地弹起后上升的最大高度
这一过程球运动的位移
则球与管发生相对位移
当管与球从再次下落，第二次落地弹起中，发生的相对位移由第一次可类推知
所以管第二次弹起后，球不会滑出管外的条件是
即L应满足条件