【物理】四川省成都市成都蓉城联考2024-2025学年高一下学期4月期中试题（解析版）

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考试时间75分钟，满分100分
注意事项：
1。答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2。选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案：非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。
3。考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 平抛运动是变加速曲线运动
B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C. 做平抛运动物体，其速度改变量的方向始终竖直向下
D. 做匀速圆周运动的物体，其速度始终不变
【答案】C
【解析】A．做平抛运动的物体受恒力作用，是匀变速曲线运动，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体受大小不变、方向改变的变力，是变加速曲线运动，故B错误：
C．做平抛运动的物体，其速度改变量的方向与重力加速度方向相同，方向始终竖直向下，故C正确；
D．做匀速圆周运动的物体速度大小始终不变，方向时刻改变，故D错误。
故选C。
2. 如图，某传送装置正常运行时各处均不打滑，为主动轮边缘上某点，为主动轮中间某点，为从动轮边缘上某点，已知三点到各自轮轴的距离关系为。分别表示它们的角速度大小，分别表示它们的线速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．由皮带边缘线速度大小相等和同轴转动角速度相等可知：
所以
A错误；
BCD．因为
所以
B正确，C错误，D错误。
故选B。
3. 成都市某广场的摩天轮游玩项目已运营多年。如图，摩天轮的座舱可视为质点。在摩天轮匀速运行时，下列说法正确的是（ ）
A. 座舱所受向心力是变力B. 座舱始终处于平衡状态
C. 座舱在最高点时处于超重状态D. 座舱所受重力始终不做功
【答案】A
【解析】A．做匀速圆周运动的物体所受向心力大小不变，方向时刻改变，是变力，故A正确；
B．做匀速圆周运动的物体有加速度，处于非平衡状态，故B错误；
C．座舱在最高点时加速度竖直向下，处于失重状态，故C错误；
D．在上升阶段座舱所受重力做负功，在下降阶段座舱所受重力做正功，故D错误。
故选A。
4. 如图，一质量为m的物体在与水平方向成角的恒力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离x。已知物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物体所受重力做的功为mgx
B. 物体所受支持力做的功为
C. 物体所受滑动摩擦力做的功为
D. 恒力F做的功为
【答案】D
【解析】AB．物体所受重力和支持力均与位移垂直，所以做功均为0，故AB错误；
C．物体所受滑动摩擦力做的功为
又，
解得
故C错误；
D．恒力F做的功为
故D正确。
故选D。
5. 如图，由恒星A、B组成的双星系统，绕其连线上的O点做匀速圆周运动。已知恒星B运行的周期为T，恒星A的质量为2m，恒星B的质量为m，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. A、B的线速度大小相等B. A、B运行的周期相等
C. A到O点的距离与B到O点的距离之比为2:1D. A、B间的距离为
【答案】B
【解析】A．根据 ，由双星系统可知A、B的周期相等，半径不同，所以线速度大小不相等，A错误；
B．A、B运行的周期相等，B正确；
C．根据牛顿第二定律得，
解得A到O点的距离与B到O点的距离之比为，C错误；
D．根据牛顿第二定律得，
根据题意得
解得，D错误。
故选B。
6. 如图，a为地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为地球同步卫星，它们绕地心做匀速圆周运动的线速度大小分别为，它们绕地心做匀速圆周运动的向心加速度大小分别为。下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．对两星的角速度相等，由
得
对由
得
可得
所以
A正确，B错误；
CD．对，由
得
对由
得
所以
CD错误。
故选A。
7. 如图，一质量为m的小球（可视为质点）从B点正上方某处自由落下，且从B点进入光滑四分之三圆弧轨道运动。当运动到最高点E时，对轨道的压力大小为0.5mg，重力加速度大小为g。O点为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在C点对轨道的压力小于在E点对轨道的压力
B. 小球从C→D→E过程中，对轨道的压力先增大后减小
C. 小球通过E点后可能会再次落到圆弧轨道上
D. 小球通过E点后一定会落到水平面AB上
【答案】D
【解析】A．在C点对小球有
在E点对小球有
因为
解得
由牛顿第三定律，小球在C点对轨道的压力大于在E点对轨道的压力，A错误；
B．小球在最低点时对轨道的压力最大，在最高点时对轨道的压力最小，所以小球从C→D→E过程中，对轨道的压力一直减小，B错误；
CD．若小球运动到最高点E时，对轨道的压力大小为0，根据牛顿第二定律得
解得
根据平抛运动得，
解得
因为小球运动到最高点E时，对轨道的压力大小为0.5mg，那么，小球通过最高点E的速度大于临界速度，所以一定会落在水平面AB上，C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列关于物理事实的说法正确的是（ ）
A. 测出引力常量的科学家是卡文迪许
B. 洗衣机脱水利用了离心运动的原理
C. 滑动摩擦力一定对物体做负功
D. 放在地球上物体受到的重力方向始终指向地心
【答案】AB
【解析】A．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，故A正确；
B．洗衣机利用离心原理将水分甩出，达到脱水目的，故B正确；
C．滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，可以做正功，例如利用传送带传送物体，故C错误；
D．因为地球自转的原因，放在地球上的物体受到的重力方向在赤道或两极处时才指向地心，故D错误。
故选AB。
9. 如图，某飞船欲与高轨道的空间站对接，飞船从轨道Ⅰ的A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次变轨进入空间站的运行轨道Ⅲ，与空间站实现对接，已知轨道Ⅰ和Ⅲ均为圆轨道。下列关于飞船的说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期
B. 在轨道Ⅰ上运行的线速度大于第一宇宙速度
C. 从轨道Ⅱ的近地点A运动到远地点B，速度减小
D. 第一次变轨需要瞬间加速，第二次变轨需要瞬间减速
【答案】AC
【解析】A．由开普勒第三定律
得
故A正确；
B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，从轨道Ⅱ的近地点A运动到远地点B，速度减小，故C正确；
D．第一次变轨是圆周运动变离心运动需要瞬间加速，第二次变轨是近心运动变圆周运动也需要瞬间加速，故D错误。
故选AC。
10. 某物理小组利用传感器研究某电动车的速度大小v与牵引力大小F的关系，作出图像，如图所示，电动车最终以大小为3v0的速度做匀速直线运动。电动车的质量为m，运动过程中所受阻力恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 电动车在BC段的加速度大小不变
B. 电动车的功率为3Fv0
C. 电动车受到的阻力大小为
D. 当电动车的速度大小为v0时，其加速度大小为
【答案】CD
【解析】B．根据
解得
斜率代表功率，根据图像得，B错误；
A．根据牛顿第二定律得
又因
解得
电动车在BC段速度增大，则加速度大小减小，A错误；
C．电动车最终以大小为3v0的速度做匀速直线运动，则
解得，C正确；
D．根据，
解得，D正确。
故选CD。
三、实验探究题：本题共2小题，共14分。
11. 某同学用如图甲所示向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心的距离之比为，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和。
（1）本实验中用到的物理方法是______（填标号）。
A. 微元法B. 控制变量法
C. 类比法D. 等效替代法
（2）如果把两个质量相等的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相等。依次调整塔轮上皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究______（填标号）。
A. 向心力的大小与质量的关系B. 向心力的大小与半径的关系
C. 向心力的大小与角速度的关系D. 角速度与周期的关系
（3）在探究向心力的大小与角速度的关系时，某同学将两个质量相等的小球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带调至塔轮不同层，记录实验数据如下表：
根据表中数据，可得向心力的大小与角速度的关系是F正比于______（填“”、“”或“”）。
【答案】（1）B （2）C （3）
【解析】
【小问1解析】
本实验探究圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系中用到的物理方法是控制变量法，B选项符合题意。
故选B。
【小问2解析】
质量相等，半径相等，依次调整塔轮上皮带的位置，小球的角速度不同，故探究的是向心力的大小与角速度的关系，故C选项符合题意。
故选C。
【小问3解析】
左右标尺露出的格子数之比等于左右圆周运动的向心力之比，因此由表中数据可得F正比于。
12. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，如图甲，在水平桌面上固定一个斜槽轨道，斜槽轨道水平部分的末端与桌面边缘平行，每次都让小球从斜槽轨道上的同一位置由静止滚下，离开斜槽轨道末端后小球做平抛运动。如图乙为小球做平抛运动过程中利用频闪照相得到的照片的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置。已知图乙中背景方格的边长均为5cm，重力加速度大小取。
（1）斜槽轨道______（填“需要”或“不需要”）光滑。
（2）频闪照相的闪光频率为______Hz。
（3）小球做平抛运动的初速度大小为______m/s（保留2位有效数字）。
（4）小球经过B点时的速度大小为______（保留2位有效数字）。
【答案】（1）不需要 （2）10 （3）1.5 （4）2.5
【解析】
【小问1解析】
斜槽轨道不需要光滑只需小球到达斜槽底端时速度相等即可。
【小问2解析】
竖直方向有
得
则。
【小问3解析】
小球做平抛运动的初速度大小为
【小问4解析】
小球经过B点时，竖直方向的速度大小为
则
四、计算题：本题共3小题，共40分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
13. 近日，中国载人航天工程办公室正式宣布，中国载人月球探测任务登月服和载人月球车的名称已经确定，登月服被命名为“望宇”，载人月球车则被命名为“探索”，这标志着我国登月计划正稳步推进。假设某宇航员在月球表面做自由落体运动实验，该宇航员从高h处由静止释放一小球，测出从释放到落至月球表面的时间为t，已知月球的半径为R，忽略月球自转的影响，引力常量为G。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由得
在月球表面，由
得
代入解得
【小问2解析】
由万有引力提供向心力有
得
由
得
代入解得
14. 如图为某型号电动平衡车，因其体积小、操控新颖方便，深受年轻人喜爱。某同学站在平衡车上沿水平路面由静止开始运动，已知该同学的体重为，站在质量为的电动平衡车上，以恒定的加速度启动，在路面上做直线运动，所受阻力恒为车和人总重力的0.1倍，该电动平衡车的额定功率为，重力加速度大小取。求：
（1）电动平衡车在此路面上行驶所能达到的最大速率；
（2）匀加速直线运动这一过程能维持的时间：
（3）若某时刻电动平衡车的加速度减小为，求该时刻电动平衡车的速度大小。
【答案】（1） （2） （3）5m/s
【解析】
【小问1解析】
人和车整体所受阻力
达到最大速率时有
由
解得
【小问2解析】
对人和车整体有
得
由
得
由
解得
【小问3解析】
对人和车整体有
得
由
解得
15. 一游戏装置的截面如图所示，该装置由固定竖直光滑且内径很小的半圆管道ABC和倾角为的传送带DE组成，在半圆管道最低点A右侧附近有一弹射装置，可视为质点的小物块从A点被弹出，从半圆管道最高点C沿水平方向飞出后，恰好从D点无碰撞进入传送带顶端。已知D点与C点竖直方向的高度差为，半圆管道ABC的半径为，传送带DE的长度为，绕顺时针方向以恒定速率运行，小物块的质量为，其与传送带间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，重力加速度大小取。求：
（1）小物块在C点时对半圆管道ABC的压力；
（2）小物块从D点运动到E点的时间；
（3）小物块从D点运动到E点的过程中，传送带对小物块做的功。
【答案】（1）2N，方向竖直向下 （2）1s （3）-6J
【解析】
【15题解析】
从C点到D点，竖直方向有
解得，
由
解得
在C点时所需向心力为
由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律有
小物块在C点时对半圆管道ABC的压力大小为2N，方向竖直向下。
【16题解析】
在D点时，
共速前，对小物块有
解得
达到共速所用的时间为
达到共速时位移大小为
共速后，摩擦力突变，因，故小物块继续匀加速，此时，对小物块有
解得
则有
解得
故小物块从D点运动到E点的时间为
【17题解析】
共速前
共速后
故传送带对小物块做的功
塔轮
A处小球和C处小球的角速度之比
标尺露出的格子数
左标尺
右标尺
第一层
4.0
4.0
第二层
2.0
8.1
第三层
1.0
9.0