辽宁省普通高中2024-2025学年高一下5月期中联考物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省普通高中2024-2025学年高一下5月期中联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符 合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于曲线运动及圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B. 做曲线运动的物体，速度和加速度都一定发生变化
C. 做圆周运动的物体的向心力可能等于合力，也可能小于合力
D. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是直线运动
【答案】C
【解析】A．做匀速圆周运动的物体加速度不为零，则不是处于平衡状态，选项A错误；
B．做曲线运动的物体，加速度不一定发生变化，例如平抛运动的物体加速度不变，选项B错误；
C．做匀速圆周运动的物体向心力等于合力，做圆周运动的物体也可能是合力的分力提供向心力，此时向心力小于合力，选项C正确；
D．分运动为两个匀变速直线运动，若合初速度与合加速度共线，则合运动是直线运动；若合初速度与合加速度不共线，则合运动是曲线运动，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示为某建筑工地的塔式吊车，横梁能绕轴上的O点在水平面内转动，已知A、B两点到轴O的距离之比为4∶1．则下列说法正确的是（ ）
A. 在任意相等的时间内，A、B两点转过的角度相等
B. 在任意相等的时间内，A、B两点通过的弧长相等
C. A、B两点的向心加速度之比为16∶1
D. A、B两点的周期之比为4∶1
【答案】A
【解析】A．由图可知，A、B两点属于同轴模型，转动过程中具有相同的角速度，由公式
可知，任意相等的时间内A、B两点转过的角度相等，故A正确；
B．由公式
可知线速度与半径成正比，即A、B两点的线速度之比为，由公式
可知任意相等时间内通过的弧长之比一定为，故B错误；
C．由于角速度相等，由公式
可知，A、B两点的向心加速度之比为，故C错误；
D．由于A、B两点的角速度相等，由公式
可知A、B两点的转动周期相等，故D错误。
故选A。
3. 2024年7月27日至8月12日，第33届奥运会将在法国首都巴黎举办。此次奥运会将增设滑板、霹雳舞、攀岩和冲浪四个大项。滑板比赛有一个动作是运动员越过横杆，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下两侧通过，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若运动员安全过杆，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员下落过程中机械能不守恒
B. 运动员上升过程中重力做正功，下降过程中重力做负功
C. 运动员与滑板分离后运动到最高点时动能为零
D. 起跳后上升过程中，运动员动能转化重力势能
【答案】D
【解析】A．运动员下落过程中只受到重力，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
B．运动员上升时，重力方向向下，重力做负功；而在下降过程中，重力向下，重力做正功，故B错误；
C．运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动，所以运动员与滑板分离后运动到最高点时还有水平速度，运动员与滑板分离后运动到最高点时动能不为零，故C错误；
D．起跳后上升过程中，运动员速度越来越小，高度越来越大，动能转化为重力势能，故D正确。
故选D。
4. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】圆盘上B点的线速度大小，如图所示
当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有，解得。
故选D。
5. 一质量为m=1kg的物体（视为质点）在坐标系xOy中，从坐标原点O处出发并计时开始，沿x轴方向的图像如图甲所示，沿y轴方向做初速度为0的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到的合力大小为1N
B. 2s时物体沿y方向的分速度大小为m/s
C. 2s时物体的速度大小为m/s
D. 前2s内物体的位移大小为2m
【答案】C
【解析】A．图像的斜率表示加速度，物体x方向的加速度为
物体的加速度为
物体受到的合力大小为
故A错误；
B．2s时物体沿y方向的分速度大小为
故B错误；
C．2s时物体沿x方向的分速度大小为
2s时物体的速度大小为
故C正确；
D．前2s内物体x方向的分位移大小为
前2s内物体x方向的分位移大小为
前2s内物体的位移大小为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，一艘小船要从点渡过一条两岸平行、宽度的河流，已知小船在静水中运动的速度为，水流速度为，方向向右。B点距小船正对岸的A点。下列关于该船渡河的判断中，不正确的是（ ）
A. 小船过河的最短航程为
B. 小船过河的最短时间为
C. 小船做匀速直线运动
D. 若要使小船运动到B点，则小船船头指向与上游河岸成角
【答案】D
【解析】A．因为水流速度大于静水中船速，所以合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不可能到达正对岸，当合速度的方向与静水中船速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最大，渡河航程最短，如图所示
根据几何关系有
因此小船过河的最短航程
故A正确，不符合题意；
B．当静水中船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间
故B正确，不符合题意；
C．小船同时参与两个方向的匀速直线运动，合运动是匀速直线运动，故C正确，不符合题意；
D．设小船船头指向与上游河岸成角，静水中船速垂直于河岸方向的分速度为，静水中船速平行于河岸方向的分速度为，则渡河时间
沿河岸方向的位移
联立解得
故D错误，符合题意。
故选D。
7. 如图所示，倾角为的转台上有两完全相同的均可视为质点的物体甲和乙，其质量均为，与转台间的动摩擦因数为，现让转台绕中心轴转动，当转台以恒定的角速度转动时，恰好没有物体与转台发生相对滑动，物体甲到转轴的距离为，物体乙到转轴的距离为，重力加速度为．则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 物体甲、乙在最高点时所受的摩擦力之比为1∶2
C. 物体甲、乙在最低点时所受的摩擦力之比为1∶2
D. 物体甲在最低点和最高点所受的摩擦力大小相等
【答案】A
【解析】A．由题图可知，当转台以恒定的角速度转动时，重力和静摩擦力的合力提供向心力，且物体乙的向心力大于物体甲的向心力，且在最低点时的静摩擦力大于最高点的静摩擦力，因此只需保证物体乙在最低点不发生滑动即可，此时有
解得
A正确；
BCD．最低点时对物体甲有
解得
物体乙所受的摩擦力为
物体甲乙在最低点时所受摩擦力之比为
在最高点时，对物体甲有
解得
对物体乙有
解得
则在最高点时物体甲乙所受的摩擦力之比为
物体甲在最低点和最高点所受的摩擦力之比为
选项BCD错误。
故选A。
8. 火星一直被科学家视为人类的第二家园，人类很可能在二十一世纪内成功移民火星。如图所示，火星的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕火星做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近火点A，圆轨道距火星表面的高度为，椭圆轨道的远火点B与近火点A之间的距离为，若甲的运动周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A. 乙的运动周期为
B. 乙的运动周期为
C. 甲探测器在A点的速度大于乙探测器在A点的速度
D. 乙从A飞向B的过程中加速度逐渐增大
【答案】A
【解析】AB．根据题意可得，甲的公转轨道半径为
乙的椭圆运动的半长轴为
设乙的运动周期为，由开普勒第三定律
联立，解得
故A正确；B错误；
C．甲探测器从圆轨道变到椭圆轨道需要在A点点火加速，故甲探测器在A点的速度小于乙探测器在A点的速度。故C错误；
D．由近火点向远火点运动，所受引力变小，由牛顿第二定律可知加速度变小。故D错误。
故选A。
9. 如图所示，D点为固定斜面AC的三等分点，，在A点先后分别以初速度和水平抛出一个小球，结果小球分别落在斜面上的D点和C点。空气阻力不计。设小球在空中运动的时间分别为和，落到D点和C点瞬间的速度方向与斜面AC的夹角分别为和，落到D点和C点瞬间重力的瞬时功率分别为和，则下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】AC．设斜面的倾角为α，根据
可得
因
可知
可知
选项A正确，C错误；
B．落到斜面上瞬间重力的瞬时功率
可知
选项B错误；
D．落到斜面上时速度的偏向角
可知
选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示，倾角α=30°的斜面体固定在水平面上，斜面体底端的挡板上有一轻弹簧与挡板相连接，质量为m的物体P连接在轻弹簧的上端，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮与质量未知的物体Q连接，轻绳与斜面平行，开始时用外力托着物体Q，使轻绳刚好伸直，然后将物体Q静止释放，当物体Q运动到最低点时弹簧的伸长量为开始时压缩量的2倍，整个过程中物体P不会与滑轮相碰，物体Q不会落到地面上，弹簧始终处在弹性限度内，忽略一切摩擦。已知弹簧储存的弹性势能，k为劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 物体Q的质量为m
B. 释放瞬间，轻绳的拉力大小为
C. 物体Q下落的高度为时，物体Q的速度最大
D. 物体Q的最大速度为
【答案】BD
【解析】A．开始弹簧处于压缩状态，设压缩量为x1，由力的平衡条件得
解得
设物体Q下降的高度最大时，弹簧的伸长量为x2，则
从释放到物体Q下降到最低点的过程中，由机械能守恒定律得
解得
故A错误；
B．释放瞬间，对物体Q，由牛顿第二定律得
对物体P，由牛顿第二定律得
解得
故B正确；
C．当物体Q的加速度为零时，物体Q的速度最大，设此时弹簧的伸长量为x3，轻绳的拉力等于物体Q的重力，即
对物体P，有
解得
物体Q下降的高度为
故C错误；
D．对物体P、Q和弹簧组成的系统由机械能守恒定律得
解得
故D正确。
故选BD。
二、实验题（11题6分，12题8分）
11. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径，角速度、质量的关系”实验，转动手柄，可使塔轮，长槽和短槽随之匀速转动，塔轮自上而下有三层，每层左、右半径之比分别是1：1、2：1和3：1。左，右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在长槽A处和短槽的C处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
（1）在研究向心力的大小F与质量m，角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________。
A. 微元法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 转化放大法
（2）如图所示，实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置，将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上，转动手柄，观察左、右标尺的刻度，这是在探究向心力大小F与________（填选项前的字母）。
A. 质量m的关系B. 半径r的关系C. 角速度的关系
（3）若两个质量相等的小球放在A、C位置，与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为2：1，发现标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为1：4；再改变两个变速塔轮半径之比为3：1，则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为________，则说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时，物体所受向心力大小与________（选填“”“”或“”）成正比。
【答案】（1）C （2）C （3） 1：9
【解析】（1）本实验探究一个物理量跟几个物理量的关系，应使用了控制变量法。
故选C。
（2）两个变速塔轮的线速度大小相等，小球质量相等，做圆周运动的半径相等，塔轮半径不同，导致塔轮转动角速度不同，故在探究向心力大小与角速度的关系。
故选C。
（3）质量相等，线速度相等，塔轮半径比为2:1，则角速度比为1:2，之比为1:4，向心力之比为1:4；同理塔轮半径之比为3:1，则之比为1:9，向心力之比为1:9；重复实验仍得到此结论，说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时，物体所受向心力大小与成正比。
12. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题．
（1）以下操作中没有必要或者操作不当的步骤是_______（选填选项前的字母）。
A. 一定要用天平测出重物的质量
B. 先释放纸带，后接通电源
C. 在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离
（2）从误差因素分析，实验得到的重物重力势能减少量应_______（选填“大于”“小于”或“等于”）重物动能增加量．
（3）在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．把打下的第一个点记作O，后五个点依次记为1、2、3、4、5，已知打点计时器打点周期T＝0.02s，重物下落的加速度大小为a＝_______m/s2。
（4）若当地重力加速度大小，重物的质量为0.5kg，从开始下落到打下第4个标记点时，重物的机械能损失为_______J。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）AB （2）大于 （3）9.75 （4）0.010
【解析】
【小问1解析】
没必要测量重物质量，因为在验证的表达式
中两边可以消掉质量；实验中应该先接通电源，然后释放纸带。
故选AB。
【小问2解析】
由于阻力影响，重物重力势能减少量应大于动能增加量。
【小问3解析】
打点周期为
根据逐差法，利用纸带求解加速度
【小问4解析】
重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第4个标记点的瞬时速度为
下落过程中动能增加量为
重力势能减少量
则机械能损失为
三、解答题（13题11分，14题11分，15题18分）
13. 火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（为球体半径），求：
（1）火星的密度；
（2）火星赤道处的重力加速度大小；
（3）火星的第一宇宙速度v。
【答案】（1）；（2）；
（3）
【解析】（1）根据
可得火星质量
又
火星的密度
（2）赤道处
解得
（3）卫星在火星表面运行时
解得
14. 一辆玩具小车质量，发动机的额定功率，在水平桌面上由静止开始以的加速度做匀加速直线运动，当功率达到额定功率时，保持功率不变，继续沿直线运动后达到最大速度。运动过程中所受阻力不变。求：
（1）玩具小车的最大速度；
（2）由静止开始时玩具小车的瞬时功率；
（3）玩具小车由静止开始至达到最大速度的过程中的位移大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）当牵引力等于阻力时，玩具小车做匀速直线运动，玩具小车的速度达到最大，则有
解得玩具小车的最大速度为
（2）由静止开始时，玩具小车的速度为
根据牛顿第二定律可得
解得
则此时玩具小车的瞬时功率为
（3）设玩具小车结束匀加速时的速度为，则有
玩具小车做匀加速运动的时间为
玩具小车做匀加速运动通过的位移为
设玩具小车结束匀加速到达到最大速度的过程中的位移为，根据动能定理可得
解得
则玩具小车由静止开始至达到最大速度的过程中的位移大小为
15. 如图所示，长度绷紧的水平传送带以恒定的速度顺时针转动，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径，下端恰好与光滑水平面PM平滑对接，质量为的小物块由圆弧轨道顶端无初速释放，滑过传送带和光滑水平面NA，从A点冲上倾角的斜面（经过A点时没有能量损失），从B点冲出斜面，最后落在平台上的C点，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，小物块和斜面间的动摩擦因数，小物块在斜面上运动时间，重力加速度大小，不计空气阻力，小物块可视为质点，求：
（1）小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小；
（2）小物块在传送带上运动时与传送带间摩擦产生的热量；
（3）斜面的长度和小物块离平台的最大高度．
【答案】（1）6N；（2）；（3）
【解析】（1）小物块从圆弧轨道顶端滑到圆弧轨道底端的过程中，根据机械能守恒定律得
解得
由
解得
根据牛顿第三定律，小物块运动到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小为6N。
（2）小物块释放后冲上水平传送带时的速度大小为，小物块冲上传送带后做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
解得加速度大小
设小物块与传送带共速时对地位移为x，则由运动学公式可得
代人数据解得
则可知小物块与传送带共速后和传送带一起做匀速运动，小物块在传送带上减速所用时间为
这段时间内传送带运动的位移为
则小物块通过传送带时由于摩擦产生的热量
（3）设小物块在斜面上的加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
由运动学规律可得小球运动到B点的速度
斜面的长度
在B点，将小物块的速度沿着水平和竖直方向分解，有
解得小物块离平台的最大高度