广东省清远市211联盟2024-2025学年高一下期中联考物理试卷（解析版）

这是一份广东省清远市211联盟2024-2025学年高一下期中联考物理试卷（解析版），共17页。
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置。
3．全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。
4．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
5．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
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. 如图甲是客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。谷粒从上方喂料斗的小口无初速度进入风道，在风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开。简化装置如图乙所示，谷粒在风道内所受的风力大小相等，最终落在同一水平面上，风道口的直径远小于下落高度，不计风道内的阻力和飞出洞口后的空气阻力，下列分析正确的是（ ）
A. N处是瘪谷
B. 从风道口飞出到落在水平面过程，瘪谷运动时间更长
C. 落到水平面时，瘪谷的速度更大
D. 落到水平面时，精谷和瘪谷的重力瞬时功率一样大
【答案】C
【解析】AB．精谷的质量大于瘪谷的质量，在相同的水平风力作用下，瘪谷获得的水平加速度大于精谷的水平加速度，在竖直方向上
则
精谷和瘪谷的下落高度相同，则精谷和瘪谷的落地时间相同，瘪谷的水平加速度大于精谷的水平加速度，则瘪谷的水平位移大于精谷的水平位移，则N处是精谷，M处为瘪谷，故AB错误；
C．落到水平面时，两者的竖直速度一样，瘪谷的水平速度更大，故瘪谷的速度更大，故C正确；
D．落到水平面时，两者的竖直速度一样，但是精谷的重力更大，故精谷的重力瞬时功率更大，故D错误。
故选C。
2. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设此时A与B的速度分别为、，将A的速度分解为沿绳子分速度和垂直绳子分速度，则有
可得
故选C。
3. 据史料记载，走马灯（如图甲所示）的历史起源于隋唐时期，盛行于宋代，常见于除夕、元宵、中秋等节日。简化的模型如图乙所示，竖直放置的走马灯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用、v、T、a分别表示角速度、线速度、周期、向心加速度的大小。走马灯以某一恒定角速度绕竖直转轴转动时，下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．因为A、B两点同轴转动，则角速度相同，即，故A错误；
B．根据，因为，则，故B错误；
C．由向心加速度公式，可得，故C正确；
D．由周期公式，可得，故D错误。
故选C。
4. 2025年2月28日晚在夜空开始上演了“七星连珠”，发生“连珠”的七颗行星自西向东分别为土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星，它们出现在黄昏日落后不久，从最西端的土星到最东端的火星，张角为117°，横跨大半个天空，地球观测的天象简略示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在“七星连珠”现象发生的时间内，这七颗行星都围绕太阳做匀速圆周运动
B. 七星中水星绕太阳运动的角速度比金星大
C. 若七星绕太阳运动可近似看做匀速圆周运动，则知道七星中任意一颗行星公转周期就可求太阳的质量
D. 金星的公转周期大于火星的公转周期
【答案】B
【解析】A．七星连珠现象发生的时间内，这七颗行星都围绕太阳做椭圆轨道运动，故A错误；
B．由万有引力提供向心力，解得
可知由于水星绕太阳运动的轨道半径比金星小，所以水星绕太阳运动的角速度大，故B正确；
C．若七星都绕太阳做匀速圆周运动，知道七星中任意一颗行星的公转周期与轨道半径才可以求出太阳的质量，故C错误；
D．因为金星的轨道半径小于火星，由开普勒第三定律可知，金星的公转周期小于火星的公转周期，故D错误。
故选B。
5. 如图，两个学生课间玩球，忽略空气阻力，能正确表达球从右边小女孩手中抛出后，到碰到左边小男孩手的过程中，加速度（取竖直向上为正）与动能随时间变化关系正确的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB．由于在空中，球只受到重力作用，加速度始终为，所以A错误，B正确。
C．因为球在最高点有水平速度，因此动能不为零，所以C错误。
D．从抛出到某时刻的速度，
可知动能与时间关系不是线性关系，所以D错误。
故选B。
6. 手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会一项常见的趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若不计空气阻力，则此过程中（ ）
A. 乒乓球受到的重力对乒乓球做负功
B. 乒乓球所受合力对乒乓球做正功
C. 球拍对乒乓球的摩擦力做负功
D. 球拍对乒乓球的支持力对乒乓球不做功
【答案】C
【解析】A．乒乓球受到的重力方向与运动方向垂直，可知重力对乒乓球不做功，故A错误；
B．乒乓球在水平向右做匀速直线运动，所以乒乓球所受合力为零，可知所受合力对乒乓球不做功，故B错误；
C．球拍对乒乓球的摩擦力沿球拍斜面向上，摩擦力与速度方向的夹角为钝角，由
为钝角，则摩擦力对乒乓球做负功，故C正确；
D．球拍对乒乓球的支持力垂直球拍斜面向上，支持力与速度方向的夹角为锐角，所以支持力对乒乓球做正功，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，制作陶瓷的圆形工作台上有A、B两陶屑随工作台一起转动，转动角速度为，A在工作台边缘，B在工作台内部．若A、B与台面间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 当工作台匀速转动，A、B所受合力为0
B. 当工作台匀速转动，A、B线速度大小相等
C. 当工作台角速度ω逐渐增大，陶屑A最先滑动
D. 当工作台角速度ω逐渐增大，A、B所受的摩擦力始终指向轴
【答案】C
【解析】A．当工作台匀速转动时，A、B跟随工作台做匀速圆周运动，则所受合力不是0，选项A错误；
B．当工作台匀速转动，A、B角速度相等，根据v=ωr，因转动半径不等，则线速度大小不相等，选项B错误；
C．当陶屑将要产生滑动时
解得
可知r越大，产生相对滑动的临界角速度越小，可知当工作台角速度ω逐渐增大，陶屑A最先滑动，选项C正确；
D．只有当工作台匀速转动时，A、B所受的摩擦力充当向心力，其方向才指向圆心；则当工作台角速度ω逐渐增大，A、B所受的摩擦力不是指向轴，选项D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 如图所示，某人在斜面底端的正上方某高度处水平抛出两个物体甲、乙，分别落在A、B两处，不计空气阻力，则以下判断正确的是（ ）

A. 甲物体空中运动时间更长
B. 甲物体的初速度更大
C. 甲物体落到斜面时速度偏转角更大
D. 两个物体在空中运动过程中单位时间内的速度变化量相同
【答案】BD
【解析】A．根据
因乙物体下落的高度较大，则乙物体空中运动时间更长，选项A错误；
B．根据
甲的水平位移较大，时间较短，则甲的初速度更大，选项B正确；
C．平抛运动速度偏转角满足
由上分析知乙落到斜面时竖直方向速度大，水平方向速度小，所以乙物体落到斜面时的速度偏转角更大，选项C错误；
D．两个物体空中运动过程中只受重力作用，加速度相同，则两个物体在空中运动过程中单位时间内的速度变化量相同。选项D正确。
故选BD。
9. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），设细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的速度突然减小B. 小球的角速度突然减小
C. 小球处于超重状态D. 小球对细线的拉力突然增大
【答案】CD
【解析】AB．根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由
可知小球的角速度突然增大，速度v不变，故AB错误；
CD．根据牛顿第二定律
可得
可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大且大于重力，所以小球处于超重状态，故C D正确。
故选CD。
10. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（ ）
A. 汽车以恒定功率启动
B. 汽车所受阻力为
C. 汽车在车速为5m/s时，功率为30kW
D. 若汽车由静止到最大速度所走的位移为45m，则汽车在该过程运动的时间为19s
【答案】CD
【解析】A．由图知，汽车由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小，末速度大小
为，即汽车是以恒定的加速度启动的，汽车匀加速所需的时间
故A错误；
B．设汽车的额定功率为P，所受的阻力大小为f，则
匀加速过程，由牛顿第二定律
匀加速结束时，汽车的功率达到最大，为
联立知，，
故B错误；
C．汽车在车速
此时汽车做匀加速直线运动，其功率
故C正确；
D．汽车匀加速运动的位移为
当达到额定功率后，做变加速运动，运动位移为
根据动能定理
解得
故总时间为
故D正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。
11. 在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明_____________；
A. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为，A、B、C是小球的三个位置，取，由照片可知：照相机拍摄时每隔_____________s曝光一次；小球做平抛运动的初速度___________。
【答案】（1）A （2）0.1 1.47
【解析】
【小问1解析】
AB．B球水平抛出，同时A球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明B球在竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故A正确，B错误；
C. 该实验不能说明平抛运动的轨迹是一条抛物线，故C错误。
故选A。
【小问2解析】
由图丙，竖直方向上，由逐差法有
解得
由图丙，水平方向上有
解得
12. 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哪些实验是相同的（ ）
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“一”“二”或“三”）。
（3）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为___________；
②方案二：某同学用如图a所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。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a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。
（4）若某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt，则电动机的角速度为___________。
（5）若保持滑块P到竖直转轴中心的距离为L不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F和挡光时间∆t。画出图像，如图b所示。实验中，测得图线的斜率为k，则滑块的质量为___________。
【答案】（1）C （2）一 （3）1:3 （4） （5）
【解析】
【小问1解析】
A．在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法，探究小车速度随时间变化规律，利用极限思想计算小车的速度，故A错误；
B．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故B错误；
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故C正确；
D．探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故D错误。
故选C。
【小问2解析】
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，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问3解析】
若传动皮带套在塔轮第三层，塔轮半径之比等于3:1，二者边缘点的线速度大小相等，根据可知，A、C两处的角速度之比为1:3。
【小问4解析】
挡光条的线速度为
则电动机的角速度为
【小问5解析】
根据向心力大小公式，
所以
所以图线的斜率为
解得滑块P质量为
四、计算题：本题共3小题，共38分。作答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 研究一般曲线运动时，可以把这条曲线分割为很多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。质点所受合力F可以沿运动方向和垂直运动方向分解，沿切向的部分使质点速度大小改变，垂直切向部分提供质点运动方向改变所需要的向心力满足：，其中v为质点在该点的瞬时速度，r为该点等效圆周运动半径（即曲率半径）。
（1）如图所示，某学习小组探究平抛运动，一个可以看作质点的物块以初速度离开桌面做平抛运动，桌面离地高度为，当地重力加速度为。求物块在落地点Q的速度；
（2）在（1）的条件下，求该轨迹在抛出点P和落地点Q的曲率半径和。
【答案】（1） （2），
【解析】
【小问1解析】
物块从抛出点P和落地点Q过程做平抛运动，则有，
则物块在落地点Q的速度大小为
物块在落地点Q的速度方向与水平方向的夹角满足
可得
【小问2解析】
物块在抛出点P时，重力刚好与速度方向垂直，则有
解得该轨迹在抛出点P的曲率半径为
在落地点Q有
解得该轨迹在落地点Q的曲率半径为
14. “嫦娥六号”是中国探月工程的第六个探测器，“嫦娥六号”经历了环绕、变轨、匀减速着陆三个阶段，最终释放的着陆器平稳降落月球，环绕阶段，“嫦娥六号”在距离月球表面为H高度的轨道上做匀速圆周运动。变轨后的着陆器距离月球表面越来越近。某时刻开始，“嫦娥六号”释放的着陆器依靠发动机的反向推力在竖直方向上做匀减速直线运动，当着陆器速度为零时，恰好到达月球表面．已知着陆器做匀减速运动的初速度为，匀减速运动的时间为，且在着陆过程中质量保持不变，下降的高度远小于月球的半径，月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，不考虑月球自转。求：
（1）“嫦娥六号”围绕月球做匀速圆周运动的周期；
（2）人造月球卫星的环绕速度；
（3）匀减速降落过程中发动机反向推力对着陆器所做的功（月球表面的重力加速度为g取）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
在月球表面，万有引力等于重力
圆周运动过程，万有引力等于向心力
解得
【小问2解析】
在近月轨道上
在月球表面
人造月球卫星的环绕速度
【小问3解析】
匀减速下落过程
根据牛顿第二定律
解得
匀减速运动的位移
发动机反向推力对着陆器所做的功
联立解得
15. 如图所示，一轨道由半径的四分之一竖直光滑圆弧轨道AB和长度可调的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为的小球从圆弧上某确定位置处静止释放，到达圆弧最低点B时速度大小为4m/s。小球经过BC段所受的摩擦阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落在水平地面上的P点，P、C两点间的高度差，BC长度为1.75m．小球运动过程中可视为质点，且不计空气阻力（重力加速度）。
（1）求小球运动到B点时轨道所受压力；
（2）求小球落点P与C点之间的水平距离；
（3）若BC的长度可以调节，其它条件不变，为使落点P与B点处的水平距离最大，求BC段的长度应该调节为多少？
【答案】（1），方向竖直向下 （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
小球a经过圆弧B点时，由沿半径方向的合力提供向心力，则有
根据牛顿第三定律可知，到最低点B时
解得轨道所受压力大小为
方向竖直向下
【小问2解析】
小球经过BC段过程，根据动能定理有
小球经过BC段从C点水平飞离轨道，小球做平抛运动，则有，
解得
【小问3解析】
小球经过BC段过程，根据动能定理有
小球a经过BC段从C点水平飞离轨道，小球做平抛运动，则有，
P点与B点间水平距离
解得
令，则上述表达式可以变形
根据二次函数规律可知，当时，函数具有最大值，则有
解得