福建省福州市福九联盟2024-2025学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附答案）

这是一份福建省福州市福九联盟2024-2025学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附答案），共11页。
完卷时间：75分钟 满 分：100分
一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项是正确的。）
1．1905年爱因斯坦发表了一篇改变历史的重要论文《论动体的电动力学》，提出了著名的狭义相对论，狭义相对论阐述物体以接近光的速度时所遵循的规律，已经成为现代科学重要基础理论之一。下列现象中不属于狭义相对论效应的是（ ）
A．时空弯曲效应 B．长度收缩效应 C．时间延缓效应 D．质量增加效应
2．如图为电影拍摄过程中吊威亚的情景。工作人员A沿水平直线向左运动，他通过绳子使表演者B沿竖直方向匀速上升，绳与轻滑轮间的摩擦不计，则（ ）
A．绳对A的拉力增大B．A对地面的压力变小
C．A在向左加速移动D．A在向左减速移动
3．“双星系统”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，如图所示、两颗
恒星构成双星系统，距离不变绕共同的圆心互相环绕做匀速圆周运动，已
知的质量为，速度为，轨道半径OA：OB=1：2，引力常量为G，则
下列说法正确的是
A．恒星B的质量2m B．B与A的动能之差为12mv2
C．B与A的引力之比为1：2 D．B与A的速率之差为v2
4．某同学闲暇时将手中的弹簧笔内的弹簧取出并固定在桌面上，用小笔帽套在弹簧上，竖直向下按压在水平桌面上（如甲图所示）。当他突然松手后弹簧将小笔帽竖直向上弹起，不计其受到的阻力，上升过程中的图像如乙图所示（到部分为直线），则上升过程中下列判断正确的是（ ）
A．弹簧原长为ℎ1
B．O到ℎ1之间弹簧弹性势能全部转化为小笔帽的动能
C．到之间小笔帽机械能不变
D．ℎ1到ℎ2过程图像仍然为直线
二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。每一小题中全选对得6分，选对但不全得3分，有错选或不选得0分。）
5．我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学受此启发设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。如果分别在“天宫”和地面做此实验（在地面上做此实验时忽略空气阻力），则（ ）
A．在“天宫”实验时小球做匀速圆周运动
B．若初速度小于某一临界值，小球均无法通过圆轨道的最高点
C．小球的向心加速度大小均发生变化
D．在“天宫”实验时细绳的拉力大小不变
6．“天问一号”探测器，2020年发射，2021年2月成功飞近火星这在我国尚属首次。历时较长，过程复杂，若将过程模拟简化，示意如图，圆形轨道Ⅰ为地球绕太阳公转的轨道，轨道半径为r，椭圆轨道Ⅱ为“天问一号”绕太阳公转的椭圆轨道，圆形轨道Ⅲ为火星绕太阳的公转轨道，轨道半径为1.5r；P是轨道Ⅱ与Ⅰ的公切点，Q为轨道Ⅱ与Ⅲ的公切点，不计火星引力、地球引力对轨道Ⅱ中探测器的影响。下列说法正确的是( )
A. “天问一号”在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期小于2年
B. “天问一号”从P点运行到Q点的过程中引力先做正功后做负功
C. “天问一号”在轨道Ⅰ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能
D. “天问一号”在轨道Ⅱ上运行经过Q点速度大于火星在轨道Ⅲ上经过Q点的速度
7．一辆质量为m＝1.2×103kg的小汽车在平直的公路上从静止开始运动，牵引力F随时间t变化关系图线如图所示，4s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，12s后做匀速运动。小汽车的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定，则（ ）
A．小汽车前4s内位移为80m
B．小汽车最大速度为50m/s
C．小汽车最大功率为4×105W
D．4～8s内小汽车的内位移为85m
8．如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力），已知，，下列说法正确的是（ ）
A．初速度大小之比为
B．若大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D
C．若、的大小同时增大到原来的两倍，两球仍在OC竖直面上相遇
D．甲球不可能垂直击中圆环BC
填空题、实验题（本大题4小题，共22分。按要求作答，把正确答案填写在答题卡相应横线上。）
9．（4分）一位同学在水平面上进行跳远训练，该同学以与水平面成37°大小为5m/s的速度离开地面腾空（如图所示），不计空气阻力，取g＝10m/s2，该同学可视为质点，质量为60kg。则该同学到达最高点时的速度大小为 m/s，刚落地时重力的功率为 W。（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）
10．（4分）如图所示，长为l的悬线一端固定在O点，另一端系一小球。在O点正下方C点钉一钉子，O，C间距离为l2。把悬线另一端的小球拉到跟悬点同一水平面上且无初速度地释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的角速度突然增大为原来的 倍；悬线拉力突然增大为原来的 倍。
11．（6分）用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球轻轻靠在挡板A、C的位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小
与 的关系（填选项前）
A．质量m B．角速度ω C．半径r
(2)在(1)的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出4个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比 ；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
12．（8分）某实验小组利用平抛运动来验证机械能守恒定律，实验装置见图甲。实验时利用频闪相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔T＝0.05s拍一幅照片，某次拍摄处理后得到的照片如图乙所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中背景是画有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，方格线横平竖直，每个方格的边长为L＝5cm。实验中测得的小球影像的高度差在图乙中标出。已知小球质量m＝20克，重力加速度g＝10m/s2。
（1）根据图乙所给数据分析，小球离开斜槽末端时的速度大小v0＝ m/s，运动到位置a时的竖直分速度大小为 vya＝ m/s。（结果均保留2位有效数字）
（2）小球从a到b过程重力势能减少了ΔEp＝ J；小球从a到b过程动能增加了ΔEk＝ J。（结果均保留2位有效数字）
（3）若实验前斜槽末端未调节水平， 本实验的结论。（填“影响”或“不影响”）
四、计算题（本大题共3小题共40分。其中第13题10分，第14题12分，第15题16分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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．（10分）我国嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆后，着陆器与巡视器顺利分离，“玉兔二号”驶抵月球背面,假设在月球上的“玉兔号”探测器，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点，已知月球半径为R，引力常数为G．求
(1)月球的质量．
(2)飞船在距离月球表面高度h=2R的轨道上绕月球做匀速圆周运动时的周期T。
14．（12分）某同学在课后设计开发了如图所示的玩具装置。在水平圆台的转轴上的O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l，细绳的一端连接一个小木箱，此时细绳与转轴间的夹角为θ＝53°，且处于恰好伸直的状态。已知小木箱的质量为m，木箱与水平圆台间的动摩擦因数μ＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°＝0.8，cs53°＝0.6，重力加速度为g，不计空气阻力。在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动，试求：
（1）当圆台的角速度ω1多大时，细绳开始有拉力；
（2）当圆台的角速度ω2多大时，圆台对木箱开始无支持力；
（3）当圆台的角速度ω3=gl时，求细绳的拉力T和圆台对木箱支持力N分别是多少；
15．（16分）如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为m＝2kg的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一圆心角为θ＝37°的光滑圆弧轨道AB和光滑圆形轨道CD，固定在粗糙的水平地面上，半径均为R且两轨道分别与水平面相切于B、C两点。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度v0＝4m/s，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入圆弧轨道，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面BC运动，从C点进入光滑竖直圆轨道。已知R＝0.5m，BC距离L＝2m，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
（1）求水平台面的高度h；
（2）求物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）为了让物块能从C点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则B、C间的摩擦因数μ应满足什么条件？
高中 一 年 物理 评分细则
一、单项选择题（每小题4分，共16分）
二、双项选择题（每小题6分，共24分）
三、非选择题（共60分，9、10为填空题，11、12为实验题，13-15为计算题）
9. 4 ， 1800 （每空2分，共4分）
10． 2 ； 53 （每空2分，共4分）
11. （1） B （2） 2:1 不变 （每空2分，共6分）
12. （1） 1.0 ；（1分） 1.0 ，（1分） （2） 0.052 ；（2分） 0.051 （2分）
（3） 不影响 （2分）
13．（10分）
解：（1）由匀变速直线运动规律：v0=gt2 （1分）
所以月球表面的重力加速度g=2v0t （1分）
由月球表面，万有引力等于重力得
GMmR2=mg （2分）
M=gR2G=2R2v0Gt （1分）
（2）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道做匀速圆周运动时，轨道半径为r=h+2R=3R， （1分）
根据万有引力提供向心力有
GMmr2=m4π2T23R （2分）
结合M=2R2v0Gt
解得绕月球做匀速圆周运动的周期为：T=3π6Rtv0 （2分）
14．（12分）
解：（1）当细绳中恰好有拉力时，静摩擦力达到最大，静摩擦力提供向心力，有
μmg＝mω12lsinθ（2分）
解得
ω1=g2l （1分）
（2）当圆台对木箱恰好无支持力时，重力和绳子张力的合力提供向心力，有
mgtanθ＝mω22lsinθ（2分）
解得
ω2=5g3l （1分）
（3）当圆台的角速度ω3=gl 时，因为ω1 < ω3 < ω2，细绳有拉力T和圆台对木箱也有支持力N，摩擦力指向圆心且达到最大。对小木箱有
竖直方向上：N+Tcsθ=mg （2分）
水平方向上：f+Tsinθ=mω32lsinθ （2分）
且：f=μN （1分）
联立上几式得：N= 4mg7 ； T= 5mg7 （1分）
15．（16分）
解：（1）剪断细线，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，
则有tan37°=vAyv0
解得vAy＝3m/s （1分）
则台面到A点的高度为ℎ1=vAy22g
代入数值得h1＝0.45m （1分）
水平台面的高度为h＝h1+R（1-cs37°） （1分）
代入数值得h＝0.55m （1分）
物块从离开水平台面到经过B点过程，根据动能定理可得mgℎ=12mvB2
解得vB=27m/s （1分）
物块经过B点时，根据牛顿第二定律可得F−mg=mvB2R （1分）
解得F＝128N （1分）
根据牛顿第三定律可知，物块经过B点时对圆轨道的压力N=F=128N。 （1分）
设物体刚好能到达C点，从 B到C的过程，
根据动能定理可得μ1mgL=12mvB2 （1分）
(从平台到C：mgℎ−μ1mgL=0−12mv02 同样得分）
解得μ1＝2740 （或μ1＝0.675） （1分）
从 B到C后刚好到达圆心等高处：
根据动能定理可得−μ2mgL−mgR=0−12mvB2 （1分）
(从平台到圆心等高处：mgℎ−μ1mgL=0−12mv02 同样得分）
解得μ2＝1740 （或μ2＝0.425） （1分）
恰好经过最高点D： mg=mvD2R （1分）
从 B到C后刚好到最高点D
根据动能定理可得−μ3mgL−mg⋅2R=12mvD2−12mvB2 （1分）
(从平台到最高处mgℎ−μ3mgL−mg⋅2R=12mvD2−12mv02）
联立解得μ3＝120 （或μ3＝0.05） （1分）
为了让物块能从C点进入圆轨道且不脱离轨道，则B、C间的距离应满足0＜μ≤120
或1740≤μ＜2740 （1分）题号
1
2
3
4
答案
A
D
B
C
题号
5
6
7
8
答案
AD
AC
BD
AC