【物理】浙江省a9协作体2024-2025学年高一下学期4月期中试题(解析版)

PAGE浙江省A9协作体2024学年第二学期期中联考高一物理试题选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选均不得分）1.下列物理量是矢量，且单位用国际单位制的基本单位表示的是（）A.线速度，m/s B.功率，W C.动能，J D.重力势能，J【答案】A【解析】线速度是矢量，其单位用国际单位制的基本单位表示为m/s；其余三个均为标量。故选A。2.在物理学发展史中，科学家们通过实验和理论推动了经典力学的完善。下列说法正确的是（）A.牛顿提出了行星运动的三大定律B.卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量GC.开普勒发现万有引力定律并给出数学表达式D.伽利略发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆【答案】B【解析】A．开普勒提出了行星运动的三大定律，选项A错误；B．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，选项B正确；C．牛顿发现万有引力定律并给出数学表达式，选项C错误；D．开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，选项D错误。故选B。3.巴黎奥运会中国选手郑钦文为中国赢得首枚奥运网球单打金牌。如图为郑钦文将网球水平击出，若不计空气阻力，则网球在空中运动过程中（）A.运动时间与击出时速度有关B.网球拍对网球始终做正功C.加速度方向跟速度方向始终垂直D.相等时间内速度变化量相等且方向竖直向下【答案】D【解析】A．根据竖直方向运动时间只与竖直高度决定，与击出时速度无关，选项A错误；B．网球被击出后在空中运动时，拍对网球不做功，选项B错误；C．加速度方向总是竖直向下，不一定跟速度方向始终垂直，选项C错误；D．加速度方向总是竖直向下且为g，可知相等时间内速度变化量相等且方向竖直向下，选项D正确。故选D。4.如图所示，玻璃管注满清水竖直静置，现迅速将活塞一端转至竖直向下，管内一个红蜡块立即沿y轴正方向匀速上浮，同时将玻璃管沿x轴正方向运动一段时间后开始做匀减速运动。以红蜡块开始减速运动为原点，沿水平向右和竖直向上建立直角坐标系xOy。则红蜡块运动的轨迹可能为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】红蜡块在y方向做匀速运动，x方向做匀减速运动，则加速度指向x轴负向，则红蜡块做曲线运动，轨迹的凹向指向x轴负向，则红蜡块运动的轨迹可能为B。故选B。5.如图是从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动，AB为不同凹岸的两点。关于其运动特点下列描述正确的是（）A.B处线速度方向为箭头所指的方向B.河水的加速度方向始终与速度方向垂直C.凸岸河水运动的向心力由离心力提供D.若AB两处凹岸河水速度近似相等，则A处河床受力最大【答案】D【解析】A．B处线速度方向为轨迹的切线方向，选项A错误；B．因河水不一定做匀速圆周运动，可知河水的加速度方向不一定始终与速度方向垂直，选项B错误；C．凸岸河水运动的向心力由对岸的河床对河水的作用力提供，选项C错误；D．若AB两处凹岸河水速度近似相等，则根据，因A处河床半径较小，可知A处河床受力最大，选项D正确。故选D。6.如图所示，一名体操运动员在单杠上完成一次完美的回环动作。假设单杠固定不动，运动员的身体绕单杠做圆周运动，则（）A.运动员A点线速度大于B点B.运动员在A点角速度等于B点C.运动员在A点向心加速度大于B点D.运动员的加速度方向一定指向圆心【答案】B【解析】B．因AB两点绕相同的转轴转动，可知两点的角速度相同，B正确；A．根据v=ωr，因A点转动半径小于B，可知A点线速度小于B点，A错误；C．根据a=ω2r可知A点向心加速度小于B点，C错误；D．因运动员不一定做匀速圆周运动，可知运动员的加速度方向不一定指向圆心，D错误。故选B。7.台州方特摩天轮高度为126米，直径120米，是中国内地最高的摩天轮之一。该摩天轮采用空气动力学设计和四轴稳定技术，旋转一周需要约20分钟。重力式摩天轮的座舱悬挂在轮上，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（）A.摩天轮转动过程中，座舱中游客的线速度为6πm/sB.摩天轮转动过程中，乘客受重力的瞬时功率保持不变C.如果增加转速，摩天轮在最高点时游客受到的弹力减小D.摩天轮从最低到最高点的过程中，座椅对游客做的功大于其重力势能的增加量【答案】C【解析】A．摩天轮转动过程中，座舱中游客的线速度为选项A错误；B．摩天轮转动过程中，根据因竖直速度不断变化，可知乘客受重力的瞬时功率不断变化，选项B错误；C．在最高点时则如果增加转速，摩天轮在最高点时游客受到的弹力减小，选项C正确；D．因摩天轮匀速转动，游客动能不变，则摩天轮从最低到最高点的过程中，座椅对游客做的功等于其重力势能的增加量，选项D错误。8.在杭州亚运会中国队夺得场地自行车女子团体竞速赛冠军。甲图中有三位运动员骑着自行车在同一倾斜赛道上匀速转弯，转弯半径r=20m，若此处转弯赛道设计的安全速度v=25m/s（运动员恰好不受摩擦力）；图乙中高处运动员正在超越低处运动员，若在短时间内转过的角度相同，且两处的赛道倾角相等。则此刻（）A.图甲中三位运动员的向心力相同B.图甲中运动员转弯的角速度一定等于1.25rad/sC.图乙中高处运动员的向心加速度一定大于低处运动员D.图乙中由于赛道倾角相等，因此高低处运动员的安全速度相等【答案】C【解析】A．根据向心力公式运动员的质量不一定相同，则运动员的向心力不一定相同，故A错误；B．根据解得1.25rad/s图甲中运动员转弯的速度不一定是安全速度，则角速度不一定等于1.25rad/s，故B错误；C．图乙中高处运动员正在超越低处运动员，若在短时间内转过的角度相同，则角速度相等，两处的赛道倾角相等，高处运动员的半径较大，根据可知，高处运动员的向心加速度一定大于低处运动员，故C正确；D．根据牛顿第二定律有解得所以高低处运动员的安全速度不相等，故D错误；故选C。9.在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上，如图所示，王亚平在“天宫课堂”中向同学们演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等。下列说法正确的是（）A.“天宫”的运行速度大于第一宇宙速度B.甲图中，冰墩墩被抛出后做平抛运动C.乙图中，摇晃瓶子使水油混合后再静置，水和油能自然分离D.乙图中，让水和油的混合物做圆周运动使水和油分离且水在外侧【答案】D【解析】A．第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；B．“天宫”内的物体处于完全失重状态，可知甲图中，冰墩墩被抛出后做匀速直线运动，选项B错误；C．在太空中，物体处于完全失重状态，乙图中，此时水和油不会出现分层现象，故C错误；D．乙图中，若取相同体积的小球，由于水的密度大于油的密度，所以水球的质量大于油球的质量，根据向心力F=mω2r可知，质量越大所需要的向心力越大，越容易离心，可知让水和油的混合物做圆周运动使水和油分离且水在外侧，故D正确。故选D。10.如图为地球和哈雷彗星的公转轨道分别是接近圆和一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，最近在1910年、1986年如期回归近日点。若哈雷彗星在远日点与太阳中心的距离是近日点的59倍，则关于哈雷彗星下列说法正确的是（）A.预测下次飞近地球的年份约为2050年B.在近日点的线速度小于远日点的线速度C.在近日点和远日点的加速度大小之比为59：1D.彗星轨道的半长轴约为地球公转半径的倍【答案】D【解析】A．由题可知哈雷彗星公转周期约为76年，预测下次飞近地球的年份约为2060年，故A错误；B．根据开普勒第二定律可知，在近日点的线速度大于远日点的线速度，故B错误；C．根据万有引力提供向心力有则在近日点和远日点的加速度大小之比为592：1，故C错误；D．根据开普勒第三定律有解得故D正确；故选D。11.如图是无风天气一羽毛球的飞行轨迹图，轨迹上A、B两点离地高度相等，P为最高点。则该羽毛球在空中运动的整个过程中（）A.经过P点时的速度为零B.上升阶段比下降阶段时间短C.经过A、B两点时的速度相等D.上升阶段比下降阶段动能变化量的绝对值小【答案】B【解析】A．经过P点时有水平速度，即速度不为零，选项A错误；B．上升阶段的竖直加速度下落阶段的竖直加速度可知根据可知即上升阶段比下降阶段时间短，选项B正确；C．从A到P再到B的过程克服阻力做功，则经过B点时的速度小于经过A点的速度，选项C错误；D．若设初速度为v0，则落地时的速度v1<v0，设最高点时的速度vP，则上升阶段的动能变化量绝对值下降阶段的动能变化量绝对值可知上升阶段比下降阶段动能变化量的绝对值大，选项D错误。故选B。12.如图是长为L的水平传送带以速度v做匀速运动，一质量为m的黑色煤块轻轻放在传送带左端。已知煤块到达传送带右端前已经开始匀速运动，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，煤块从传送带左端运动到右端的过程中（）A.传送带对煤块一直做正功B.煤块运动的总时间一定为C.摩擦力对传送带做功为D.煤块受到摩擦力的平均功率为【答案】C【解析】A．开始加速阶段，传送带对煤块的摩擦力方向与运动方向相同，则传送带对煤块做正功；匀速时煤块受摩擦力为零，传送带对煤块不做功，选项A错误；B．煤块加速阶段的时间为可知运动的总时间一定大于，选项B错误；C．摩擦力对传送带做功为选项C正确；D．煤块受到摩擦力的平均功率为选项D错误。故选C。二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）13.下列关于物理思想与方法的说法中正确的是（）A.如图甲，“探究向心力大小的表达式”实验采用了转化放大法B.如图乙，“卡文迪许扭秤实验”测量引力常量采用了理想模型法C.如图丙，利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时采用了等效替代的思想D.如图丁，“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，采用了比较研究法【答案】CD【解析】A．如图甲，“探究向心力大小的表达式”实验采用了控制变量法，选项A错误；B．如图乙，“卡文迪许扭秤实验”测量引力常量采用了放大法，选项B错误；C．如图丙，利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动时采用了等效替代的思想，选项C正确；D．如图丁，“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中，采用了比较研究法，选项D正确。故选CD。14.如图为“天舟八号”货运飞船多次变轨简化示意图。从近地轨道1的P点变轨到椭圆轨道2，在远地点Q再次变轨转移到天宫下方的圆轨道3，飞船采用快速交会对接模式对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口。下列说法中正确的是（）A.飞船在轨道3的角速度比天宫大B.飞船在轨道1的速度小于轨道3C.飞船在轨道3需减速才能与天宫对接D.飞船经过轨道3和轨道2的Q点时加速度大小相等【答案】AD【解析】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得可得，可知飞船在轨道3的角速度比天宫大，飞船在轨道1的速度大于轨道3的速度，故A正确，B错误；C．卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，所以飞船在轨道3需加速才能与天宫对接，故C错误；D．根据牛顿第二定律可得可得可知飞船经过轨道3和轨道2的Q点时加速度大小相等，故D正确。故选AD。15.如图所示，一条狗用水平拉力拉着质量为100kg的雪橇（包括人），在水平雪面做半径为20m的匀速圆周运动，速度大小为4m/s，雪橇与地面间的动摩擦因数0.08，重力加速度取。下列说法正确的是（）A.狗对雪橇的水平拉力大小为80NB.狗对雪橇的水平拉力功率为320WC.狗对雪橇的水平拉力方向与雪橇前进方向成37°D.狗拉着雪橇转一周，雪橇克服地面摩擦力做功3200πJ【答案】BD【解析】A．狗拉雪橇的水平拉力有两个作用效果，一个作用效果平衡雪橇做圆周运动时切向受到的摩擦力，另一个作用效果使雪橇做匀速圆周运动，雪橇做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得拉力指向圆心的分力可知狗对雪橇的水平拉力大于80N，选项A错误；C．在雪橇前进方向上的合力为零，则沿切线方向的拉力f=μmg=0.08×100×10N=80N

则雪橇受到狗的水平拉力大小为狗给雪橇的水平拉力方向与雪橇前进方向之间夹角的正切值为可得θ=45°故C错误；

B．狗给雪橇的水平拉力功率为P=Fvcosθ=80×4×W=320W故B正确；

D．狗拉着雪橇转过一周的过程中，雪橇克服地面摩擦力做功故D正确。

故选BD。非选择题部分三、非选择题（本题共4小题，共52分）16..如图甲为向心力演示仪，用来探究向心力大小的表达式。做圆周运动时旋臂上的实验球可与图中固定在旋臂上的A、B、C三根横臂档板产生挤压，从而提供向心力，其中A和C的半径相同，B的半径是A的2倍。图乙是变速塔轮示意图，其中塔轮半径关系：，，，，。（1）探究向心力大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在______塔轮上。A.1和4 B.2和5 C.3和6 D.1和5（2）若将传动皮带套在1和6塔轮上，则角速度之比为______；A.2：1 B.1：2 C.1：4 D.4：1（3）选择质量相等的两球分别置于A和C横臂挡板处，是为了探究______。A.向心力与质量之间的关系B.向心力与半径之间的关系C.向心力与角速度之间的关系（4）探究向心力大小F与角速度ω的关系时，测得多组数据并利用excel软件作出图像，并可用抛物线方程拟合，由图丙可得实验结论是______。【答案】（1）A（2）B（3）C（4）向心力大小F与角速度ω的平方成成比【解析】小问1解析】探究向心力大小与运动半径之间的关系，应使小球角速度相同，则应将皮带套在1和4塔轮上。故选A。【小问2解析】若将传动皮带套在1和6塔轮上，则，由于线速度相等，根据可知角速度之比为1:2故选B。【小问3解析】选择质量相等的两球分别置于A和C横臂挡板处，则小球运动的半径相同，是为了探究向心力与角速度之间的关系。故选C。【小问4解析】根据图像是抛物线可知，向心力大小F与角速度ω的平方成成比。17.如图为“探究平抛运动的特点”实验装置。（1）甲图中，小球P、Q处于某一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使P球水平飞出，同时Q球被松开。下列说法正确的是______；A.两球不一定同时落地B.若两球同时落地，说明平抛运动水平方向的运动是匀速直线C.若两球高度相同，用更大的力敲击金属片，则两球不同时落地D.若两球同时落地，则说明平抛运动竖直方向的运动是自由落体（2）关于实验的操作，下列说法正确的是______；A.斜槽轨道必需是光滑的B.斜槽轨道末端必需保持水平C.每次小球必须从同一位置由静止释放D.建立直角坐标系时，原点应该选择在斜槽轨道末端（3）利用乙图完成描绘平抛运动的轨迹研究水平方向的运动特点，并按照正确的方法建立直角坐标系，在y轴上选取L、4L、9L、16L位置，根据测量结果得到相应的水平位置约为d、2d、3d、4d。由此可判定平抛运动的水平方向做______；则该小球做平抛运动的初速度大小=______，小球在A点的竖直分速度大小=______。（用图丙中的物理量表示，重力加速度为g）【答案】（1）D（2）BC（3）匀速直线运动【解析】【小问1解析】实验发现无论如何改变小锤打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，可得到的结论是平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。故选D【小问2解析】A．斜槽轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相等即可，故A错误；B．斜槽轨道末端水平，从而保证小球能做平抛运动，故B正确；C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，这样才能保证到达底端时速度相等，故C正确；D．建立直角坐标系时，原点应该选择在球心位置，故D错误。故选BC。【小问3解析】在y轴上选取L、4L、9L、16L位置，根据匀变速直线运动规律可知，相邻两点时间间隔相等，而水平位置约为d、2d、3d、4d，则水平位移相等，可判定平抛运动的水平方向做匀速直线运动；根据竖直方向运动规律可知水平方向有解得小球在A点的竖直分速度大小18.如图为游乐园的旋转飞椅情境图，长度均为的钢绳一端连接旋转顶盘边缘，另一端连接飞椅。某一次启动稳定后，半径为R的旋转顶盘带动飞椅在水平面内做匀速圆周运动，此时钢绳与竖直方向的夹角为37°，若游客和飞椅的质量为M，重力加速度为g，，，求：（1）游客做圆周运动的半径r和角速度ω；（2）钢绳对飞椅的拉力大小；（3）若增大转速n，钢绳与竖直方向的夹角θ如何变化，并写出夹角θ与转速n的关系。（可以用三角函数表示）【答案】（1），（2）（3）θ变大，或【解析】【小问1解析】由几何关系可知，游客在水平面内做匀速圆周运动的半径为游客和飞椅，所受合外力提供向心力得角速度为【小问2解析】游客和飞椅做匀速圆周运动，合外力等于需要的向心力钢绳对飞椅的拉力【小问3解析】增大转速，做圆周运动所需向心力增大，重力和拉力的合力不足以提供其向心力，游客和飞椅做离心运动，则钢绳与竖直方向的夹角θ变大。稳定时游客和飞椅做匀速圆周运动，合外力等于需要的向心力且和得或19.如图为我国“玉兔二号”月球车首个成功登陆月球背面。登月前，在水平地面上进行了测试。质量m=120kg和额定功率的月球车以恒定加速度从静止开始启动，在t=14s末达到最大速度开始做匀速直线运动，运动过程中月球车受到的阻力大小恒为4.8N。求：（1）月球车匀速运动的速度；（2）月球车在恒定加速度启动过程的运动时间；（3）月球车在14s内的总位移（保留2位有效数字）。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1解析