【物理】江苏省镇江徐州七校2024-2025学年高一下学期期中联考试题（解析版）

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1. A、B是在同一平面不同轨道上的两颗质量不同的卫星，均绕地球做匀速圆周运动。则（ ）
A. 周期TA>TB
B. 角速度ωA>ωB
C. 线速度大小vA>vB
D. 向心加速度大小aA>aB
【答案】A
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
可得，，，
由于，则有，，，
故选A。
2. 将质量为的物体，以水平速度从O点抛出桌面，若以地面为参考平面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为的A点时，所具有的机械能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】物体在空中运动的过程中，只受重力作用，物体的机械能守恒，物体经过A点的机械能等于抛出点的机械能，则有
故选A。
3. 龙门吊是港口常用的运输装置，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴，货物运动的轨迹如图。已知货物的运动由龙门吊的水平行走及货物的竖直升降构成。若竖直升降的速度大小保持恒定，则正确的是（ ）
A. OA段轨迹，货物加速度方向沿x轴正向
B. AB段轨迹龙门吊行走运动的加速度与OA段相同
C. BC段轨迹，货物一定做匀速运动
D. 在CD段货物一定做匀速运动
【答案】D
【解析】A．OA段轨迹，货物加速度方向指向轨迹的凹侧，竖直升降的速度大小保持恒定，加速度方向沿x轴负向，故A错误；
B．OA段加速度沿x轴负方向，AB段加速度沿x轴正方向，两段的加速度不相同，故B错误；
C．BC段轨迹，竖直方向的速度一定等于零，货物只沿水平方向运动，货物可能做匀速运动，可能加速运动，也可能减速运动，故C错误；
D．在CD段货物在水平方向一定向右匀速，竖直方向一定向下匀速，所以货物一定做匀速运动，故D正确。
故选D。
4. 如图所示。风洞中没风时，将一个小球以初速度竖直向上抛出，小球能上升的最大高度为h，加了水平风力后，将小球仍以初速度竖直向上抛出，小球落到与抛出点等高的位置时，该位置与抛出点间的水平距离为2 h，风对小球的作用力大小恒定，不计阻力，则风力与小球重力之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意，竖直方向有
有风时竖直方向运动情况不变，落到与抛出点等高的位置所用时间
水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，有
联立解得，故选C。
5. 直角侧移门结构可简化成图甲（俯视）。玻璃门的两端滑轮A、B通过一根可自由转动的轻杆连接，滑轮可沿直角导轨自由滑动（滑轮视为质点）。玻璃门的宽度为L=1m。关门时，拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加速度为1m/s²的匀加速运动，当A达到乙图位置时，滑轮B的速度大小为（ ）
A. B.
C. 1m/sD.
【答案】A
【解析】拉住把手使滑轮A从初始位置由静止开始做加速度为1m/s²的匀加速运动，当A达到乙图位置时，对A有
解得此时滑轮A的速度大小为
滑轮A与滑轮B沿玻璃门方向的分速度大小相等，则有
解得滑轮B的速度大小为
故选A。
6. 两列车串联以速度v沿水平地面匀速运动。前车输出功率为P1，后车输出功率为P2。后车质量是前车的2倍，两车受到的阻力均正比于自身重力，且比例系数相同。则两列车连接处牵引装置的作用力为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设两车受到的阻力与自身重力的比值为，两列车连接处牵引装置的作用力大小为；对前方列车进行受力分析，根据平衡条件有
对后方列车进行受力分析，根据平衡条件有
联立解得
故选C。
7. 高一年级周一例行换座位。先用与水平方向夹角α斜向上、大小为F的拉力沿直线向前拉课桌，移动距离s后，换用与水平方向夹角α斜向下、大小仍为F的推力沿直线向前推课桌，移动距离也为s。设接触面粗糙程度一样，则（ ）
A. 两次摩擦力做功相同
B. 两次F做功相同
C. 两次摩擦产生热量相同
D. 两次课桌动能变化相同
【答案】B
【解析】A．两次摩擦力做功不相同，分别为，，故A错误；
B．两次F做功相同，均为，故B正确；
C．两次摩擦产生热量不相同，分别为，，故C错误；
D．根据动能定理，两次课桌动能变化不相同，分别为，，故D错误。
故选B。
8. 为了安全，高速公路有刹车失灵避险车道（上坡路）。故障车驶入该车道过程中，错误的是（ ）
A. 重力做负功
B. 动能减小
C. 上坡时动能全部转化重力势能
D. 为防止车辆倒溜，坡路倾斜角度不能太大
【答案】C
【解析】AB．故障车驶入该车道过程中，高度增加，则重力做负功，速度减小，则动能减小，选项AB正确，不符合题意；
C．上坡时动能一部分转化为重力势能，另一部分为克服阻力做功，选项C错误，符合题意；
D．为防止车辆倒溜，坡路倾斜角度不能太大，选项D正确，不符合题意。
故选C。
9. 如图所示，是四分之一圆弧，固定在竖直面内，是圆心，竖直，是圆弧上的一点，是上一点，水平，、、三点将四等分，在、、、四点分别水平抛出一个小球，小球均落在点，若小球落在点时能垂直打在圆弧面上，则小球的抛出点一定在（ ）
A. 点B. 点C. 点D. 点
【答案】C
【解析】小球垂直打在点时，速度方向的反向延长线过点，且交于水平位移的中点，如图所示
由几何关系可知抛出点一定在点。
故选C。
10. 篮球社团课上，以地面为零势能面，绘制篮球下落过程动能、势能和机械能随高度h的变化图像，即如图示a、b、c三条图线，则（ ）
A. 图线c代表重力势能
B. 若空气阻力变大，图线b的斜率会变大
C. 若空气阻力变大，图线a的斜率会变大
D. 图线a和c的纵截距一定不等
【答案】C
【解析】AB．重力势能为
图线b代表重力势能，斜率表示篮球的重力，若空气阻力变大，图线b的斜率不变，AB错误；
C．设初状态的机械能为E0，根据功和能的关系，篮球的机械能为

解得
图线a表示机械能随高度变化的图像，斜率表示空气阻力，空气阻力增大，斜率增大，C正确；
D．根据动能定理得
解得
图线c表示动能随高度变化的图像，纵截距是mgH-fH
图线a的纵截距E0-fH
因
所以
上式两边均表示篮球落地时的动能，则图线a和c的纵截距一定相等，D错误。
故选C。
11. 中国选手郑钦文在比赛中将质量为m的网球从离地高度为h处以初速度v0水平击出，第一次落地后反弹的动能为落地前瞬间动能的。不计空气阻力，取地面为零势能面。则说法错误的是（ ）
A. 从击出到第一次落地的时间为
B. 击出点与第一次落地点的距离为
C. 第一次落地时重力的瞬时功率为
D. 反弹到达最高点的重力势能为
【答案】D
【解析】A．根据
解得，A正确，不符合题意；
B．水平距离为
解得
击出点与第一次落地点的距离为
解得，B正确，不符合题意；
C．设第一次落地时竖直速度为
第一次落地时重力的瞬时功率为，C正确，不符合题意；
D．落地时的动能为
反弹的动能为
反弹到达最高点，网球水平方向速度不为零，动能不为零，根据机械能守恒定律得
解得
反弹到达最高点的重力势能小于，D错误，符合题意。
故选D。
二、实验题（每空3分，共12分）
12. 某学习小组的同学用如图甲的装置验证竖直面内的圆周运动过程中机械能守恒。轻细杆一端连接在光滑固定转轴O处，另一端连接一小球。在转轴O点的正上方和正下方轨道半径处分别安装光电门，测出杆长L，杆的宽度d和小球的直径D。现使小球在竖直面内做圆周运动，读出轻杆经过O点正上方光电门的时间为Δt1，经过O点正下方光电门的时间为Δt2。已知当地重力加速度为g，不考虑空气阻力。
（1）该同学用毫米刻度尺测小球直径D时，示数如图乙所示，则D =______cm；
（2）如果要验证小球在竖直面内做圆周运动机械能守恒，需要满足的方程为____（用题中的L、d、D、Δt1、Δt2、g等符号表示）；
（3）某位同学误把光电门安装在轻杆的中点，已知小球质量为m，则用原来的方法计算小球从最高点到最低点过程中动能的增量时会出现测量值ΔEk测 ____真实值ΔEk真（填“”“”或“”）
（4）另一位同学光电门安装正确，他让小球由任意位置静止释放，测出多组释放点到最低点的距离s，以及对应小球运动到最低点光电门的遮光时间Δt，作出了图像。若图像是一条过坐标原点的直线，且直线斜率k=____（用题中的L、d、D、g等符号表示），则说明小球运动过程机械能守恒。
【答案】（1）1.90##1.89##1.91
（2） （3）< （4）
【解析】
【小问1解析】
小球直径
【小问2解析】
小球在最高点和最低点的速度分别为
，
根据机械能守恒定律得
解得
【小问3解析】
根据 ，某位同学误把光电门安装在轻杆的中点，r偏小，速度的测量值偏小，动能的测量值偏小，所以ΔEk测 ＜ΔEk真
【小问4解析】
根据机械能守恒定律得
其中 ， ，
解得
斜率为
三、解答题（共4题，44分，在答题纸上写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写答案不得分）
13. 某同学在操场上踢足球，足球质量为，该同学将足球以速度从地面上的点踢起，最高可以到达离地面高度为的点位置，从到过程中足球克服空气阻力做的功为，重力加速度为。求：
（1）该同学对足球做的功；
（2）足球在点处动能。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
该同学对足球做的功
【小问2解析】
从到根据动能定理可得
解得足球在点处的动能为
14. 是一个固定在竖直面内光滑弧形轨道，与半径为的竖直圆形轨道在最低点平滑连接，且点的切线水平。为粗糙的半圆轨道。质量为的球（视为质点）在点由静止释放沿弧形轨道滑下，恰能运动到圆轨道最高点。已知点距水平面的高度，重力加速度为，求：
（1）小球经过点进入圆轨道时对轨道的压力大小；
（2）小球在竖直圆轨道上从点运动到点的过程中，摩擦阻力做的功。
【答案】（1）7mg （2）
【解析】
【小问1解析】
从到，根据动能定理可得
点，根据牛顿第二定律可得
联立解得
根据牛顿第三定律可知，压力大小为
【小问2解析】
小球恰能运动到点，可得
解得
从到，根据动能定理可得
解得
15. 如图，“雪地转转”是北方冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，A同学发现当转速为6r/min时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为200N，已知她和雪圈总质量为70kg，水平杆长为3m，离地高为3m，绳长为5m，取，g=10m/s2，求：
（1）绕转轴转动的角速度大小；
（2）人和雪圈对地面的压力大小；
（3）绕转轴旋转一周，绳子拉力对人和雪圈做功大小
【答案】（1）0.6rad/s （2）580N （3）2880J
【解析】
【小问1解析】
绕转轴转动的角速度大小为
【小问2解析】
设绳子与水平面夹角为θ，
解得
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律，压力为，方向竖直向下
【小问3解析】
杆和绳子在地面上投影的长度分别为3m、4m，圆周运动的半径
绳子张力的水平分量为
F1沿着圆周切线方向的分量为
拉力的功为
16. 如图所示，一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮O与质量为5m的砝码相连，另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质量为m的圆环相连，直杆上有A、C、B三点，且C为A、B的中点，AO与竖直杆的夹角θ=53°，C点与滑轮O在同一水平高度，滑轮与竖直杆相距为L，重力加速度为g，设直杆足够长，圆环和砝码运动过程中不会与其他物体相碰。现将圆环由A点静止开始释放，求：
（1）砝码下降到最低点时，砝码和圆环的速度大小；
（2）圆环下滑到B点时的速度大小；
（3）圆环能下滑的最大距离。
【答案】（1）0， （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
当圆环下降到C点时，砝码下降到最低点，此时砝码的速度等于零，圆环的速度最大，根据机械能守恒定律得
解得
砝码的速度
【小问2解析】
圆环下滑到B点时的速度大小v3，砝码的速度为v4，根据机械能守恒定律得
根据速度分解
解得
【小问3解析】
圆环能下滑最大距离时二者的速度均等于0，根据机械能守恒定律得
解得