浙江省台州十校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1绝密★考试结束前2024学年第二学期台州十校联盟期中联考高一年级物理学科试题考生须知：1．本卷共6页满分100分，考试时间90分钟。2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4．考试结束后，只需上交答题纸。选择题部分一、单选题（本题共18小题，每小题3分，共54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.下列国际单位制中，功的单位是（）A.s B.W C.N D.J【答案】D【解析】A．在国际单位制中，s是时间或时刻的单位，故A错误；B．在国际单位制中，W是功率的单位，故B错误；C．在国际单位制中，N是力的单位，故C错误；D．在国际单位制中，J是功的单位，故D正确。故选D。2.下列物理量中，属于矢量是（）A.动能 B.速率 C.线速度 D.功率【答案】C【解析】ABD．动能、速率、功率都是只有大小没有方向的标量，故ABD错误；C．线速度是有大小有方向的矢量，故C正确。故选C。3.做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（）A.向心加速度 B.角速度 C.速率 D.周期【答案】A【解析】A．做匀速圆周运动的物体，向心加速度大小不变，方向时刻改变，故A正确；BCD．角速度，速率（即速度的大小），周期都不变，故BCD错误。故选A。4.为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（）A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.16:1【答案】C【解析】设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R，根据开普勒定律，可得==64所以P与Q的周期之比为TP∶TQ=8∶1ABD错误，C正确。故选C正确。5.一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中（）A.橡皮绳的弹性势能一直减小 B.橡皮绳的弹性势能一直增大C.游客的重力势能一直减小 D.当绳张紧后，游客动能一直减小【答案】C【解析】AB．游客从跳台下落直到最低点过程中，橡皮绳在未达到原长点之前，弹性势能保持不变，一直为零，当橡皮绳绷直后，其伸长量一直变大，故弹性势能一直增大，所以此过程橡皮绳的弹性势能先不变后增大，故AB错误；C．游客的下落过程中，高度不断减小，故游客的重力势能一直减小，故C正确；D．在游客下落过程中，当橡皮绳在未达到原长点之前，只受重力作用，加速度为重力加速度，方向竖直向下，故速度一直增大，动能一直增大；当橡皮绳绷紧后，刚开始橡皮绳的弹力小于重力，故加速度方向仍竖直向下，与速度方向相同，故此时速度仍继续增大，动能仍继续增大；当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，动能也最大；之后，弹力大于重力，加速度方向变为竖直向上，故速度减小，则动能减小，综上分析，可知当绳张紧后，游客动能先增大后减小，故D错误。6.2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲，这是首次在距地面约400km的中国载人空间站天宫上进行的太空授课活动。航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（）A.在天宫中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态B.即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体C.天宫的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间D.航天员环绕地球运动的过程中处于平衡状态【答案】B【解析】AD．在“天宫”中宇航员仍然要受到地球引力，但是由于处于完全失重状态，使得处于漂浮状态，且合力不为零，故航天员环绕地球运动的过程中不是处于平衡状态，故A错误；B．即使在“天宫”中处于完全失重状态，但弹簧弹力仍然存在，宇航员仍可用弹簧拉力器炼身体，故B正确；C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误。故选B。7.如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，则物块所受摩擦力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】物块所受摩擦力提供所需的向心力，则有故选B。8.2021年2月24日，“天问一号”火星探测器成功实施第三次近火制动，进入火星停泊轨道，如图所示。已知A为近火点，B为远火点，则“天问一号”在A、B两点的线速度、的大小关系是（）A. B. C. D.不能确定【答案】A【解析】根据开普勒第二定律可知“天问一号”在近火点速度大于它在远火点的速度。故选A。9.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小为Ff，则从抛出至落回原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（）A.0 B.-Ffh C.-2Ffh D.-4Ffh【答案】C【解析】小球上升、下降过程空气阻力均做负功，故全程空气阻力对小球做的功为W=−2Ffh故选C。10.如图所示，汽车在拐弯时做匀速圆周运动，则司机A与乘客B相比一定正确的是（）A.角速度ωA>ωB B.线速度vA=vBC.向心加速度aA<aB D.向心力FA<FB【答案】C【解析】ABC．汽车转弯时，司机A与乘客B的角速度是相同的，根据v=ωr、a=ω2r，由于rA<rB，则有vA<vB，aA<aB，故AB错误，C正确；D．根据F=mω2r，由于A、B质量关系未知，故无法比较向心力大小关系，故D错误。故选C。11.如图所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动．下面说法正确的是()A.在轨道a、b运行的两颗卫星的周期相等B.在轨道a、c运行的两颗卫星的速率va<vcC.在轨道b、c运行的两颗卫星的角速度ωb<ωcD.在轨道a、b运行的两颗卫星的加速度aa>ab【答案】ABC【解析】根据万有引力提供向心力，得，解得，，，；由，可得，a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，A正确；由，可得，c的轨道半径小于a的轨道半径，故，B正确；由，可得，c的轨道半径小于b的轨道半径，故，C正确；由，可得，a、b的轨道半径相等，故a、b的加速度大小相等，D错误．12.洗衣机脱水筒脱水时的简化示意图如图所示，转动着的壁上始终附着一件衣服。关于衣服的受力，下列说法正确的是（）A.受到重力，向心力的作用 B.受到重力，摩擦力的作用C.受重力，弹力，向心力的作用 D.受到重力、弹力和摩擦力的共同作用【答案】D【解析】对衣服的受力可知，其受到重力、弹力和摩擦力三个力的作用。而向心力是这三个的合力，在受力分析时不能考虑进去。故选D。13.用长绳一端系着装有水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”。则（）A.“水流星”在最高点无论速度如何，一定会有水从容器中流出B.“水流星”在最高点时，可能处于完全失重状态，不受力的作用C.“水流星”通过最低点时一定处于超重状态D.“水流星”通过和圆心等高的位置时，细绳中的拉力为零【答案】C【解析】A．水做圆周运动，在最高点只要水的重力不小于水做圆周运动的向心力，就不会有水从容器中流出，故A错误；B．“水流星”在最高点时，可能处于完全失重状态，此时水只受重力作用，故B错误；C．“水流星”通过最低点时，根据牛顿第二定律有可知“水流星”一定处于超重状态，故C正确；D．“水流星”通过和圆心等高的位置时，细绳中的拉力提供水做圆周运动的向心力，不为零，故D错误。故选C。14.如图，AB、BC为用同种材料制成的滑轨，AB的长度与BC的长度均为L，AB段滑轨高度差为h，BC段滑轨水平，将质量为m的滑块从A点无初速度释放，运动到C点时恰好静止，已知滑块与滑轨之间的动摩擦因数为μ，滑块在滑轨上运动时不会脱离轨道，那么滑块在A、B段克服摩擦力做功为（重力加速度为g）（）A. B. C. D.【答案】C【解析】对质点的AB、BC全过程列动能定理有其中解得故选C。15.如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到悬点P的距离h不变，增大轻绳的长度l。有关小球做圆周运动的周期T与轻绳的拉力大小F，下列说法正确的是（）A.T不变 B.T增大 C.F减小 D.F不变【答案】A【解析】AB．小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示可得联立解得周期T只与距离h有关，周期T不改变，A正确，B错误；CD．由上述公式可得可知轻绳拉力大小F增大，CD错误。故选A。16.在一次跳绳体能测试中，一位体重约为50kg的同学，一分钟内连续跳了140下，若该同学每次跳跃的腾空时间为0.2s，重力加速度g取，则他在这一分钟内克服重力做的功约为（）A.3500J B.14000J C.1000J D.2500J【答案】A【解析】G=mg=50kg×10N/kg=500N，腾空时间为0.2s，根据对称关系可知上升过程0.1s，上升的高度为，根据W=Gh得起跳一次克服重力的功W0=Gh=500N×0.05m=25J：1min跳了140次，则一分钟内克服重力做功W=140W0=140×25J=3500J，故A正确，BCD错误．17.2021年我国“神舟十三号”载人飞船与“天宫空间站”成功对接。假定对接前，“天宫空间站”在如图所示的轨道3上绕地球做匀速圆周运动，而“神舟十三号”在图中轨道1上绕地球做匀速圆周运动，两者都在图示平面内逆时针运动。若“神舟十三号”在轨道1上的P点瞬间改变其速度的大小，使其运行的轨道变为椭圆轨道2，并在轨道2和轨道3的切点R与“天宫空间站”进行对接，下列说法正确的是（）A.“神舟十三号”的发射速度大于11.2km/sB.“神舟十三号”在P点瞬间加速才能由轨道1变为轨道2C.“神舟十三号”沿椭圆轨道2从R点经S飞向P点过程中，万有引力做正功D.“天宫空间站”沿轨道3运行的周期小于“神舟十三号”沿轨道1运行的周期【答案】BC【解析】A．11.2km/s是脱离地球吸引的最小发射速度，“神舟十三号”绕地球运行，则“神舟十三号”的发射速度小于11.2km/s，故A错误；B．“神舟十三号”在P点由轨道1变为轨道2，做离心运动，需要加速，故B正确；C．“神舟十三号”沿椭圆轨道2从R点经S飞向P点过程中，速度逐渐增加，根据动能定理可知万有引力做正功，故C正确；D．根据牛顿第二定律有解得“天宫空间站”沿轨道3运行的轨道半径大于“神舟十三号”沿轨道1运行的半径，则“天宫空间站”沿轨道3运行的周期大于“神舟十三号”沿轨道1运行的周期，故D错误。故选BC。18.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示。已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的，g取10m/s2，则（）A.汽车在前5s内的阻力为200NB.汽车在前5s内的牵引力为6×103NC.汽车的额定功率为40D.汽车的最大速度为20m/s【答案】B【解析】A．汽车在前5s内的阻力A错误；B．根据图像，可得前5s内的加速度由牛顿第二定律解得故B正确；C．时，汽车功率达到额定功率，汽车的额定功率为故C错误；D．汽车的最大速度故D错误。故选B非选择题部分二、实验题（本题共1题，每空2分，共12分）19.如下图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动。（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.演绎法（2）探究向心力与角速度之间的关系时，选择半径______（填“相同”或“不同”）的两个塔轮：同时应将质量相同的小球分别放在______处。A．挡板A与挡板BB.挡板A与挡板CC.挡板B与挡板C（3）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系______。A.向心力与质量 B.向心力与角速度 C.向心力与半径 D.向心力与线速度（4）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为______。A. B. C. D.（5）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像的横坐标x表示的物理量是______。A.T B. C. D.【答案】（1）B（2）不同B（3）A（4）B（5）D【解析】【小问1解析】在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法。故选B。【小问2解析】在探究向心力与角速度之间的关系时，则两小球的角速度要不相同，根据可知两个塔轮通过皮带传动，具有相同的线速度，选半径不相的两个塔轮，角速度不相同，符合题；在做此实验时，要保证两小球的质量和转动半径要相同，故同时应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C，即满足半径相等。故选B。【小问3解析】某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球，由于两球的密度不相同，故两小球的质量不同；分别放置在A处和C处，则转动半径相同；变速塔轮的半径之比为1：1，即两变速塔轮的半径相等，可知角速度相等，故本实验是探究在探究向心力与质量之间的关系。故选A。【小问4解析】某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，根据可得角速度之比为1：2根据可得与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为2：1。故选B【小问5解析】根据向心力公式有变形得可知图像的横坐标x表示的物理量是。故选D。三、解答题（20题9分，21题12分，22题13分）20.处在沿海地区的浙江省，每年8月至10月是台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。假设一只花盆从15楼（距地面高度约为）的窗台上静止坠下，忽略空气阻力。已知花盆的质量，重力加速度g取，求：（1）在花盆下落到地面的过程中，重力对物体做的功；（2）在花盆下落到地面的过程中，重力的平均功率；（3）花盆下落时重力的瞬时功率。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1解析】在花盆下落到地面的过程中，重力对物体做的功解得【小问2解析】在花盆下落到地面的过程中，下落时间解得重力的平均功率【小问3解析】花盆下落时的速度大小为v，根据自由落体运动规律解得此时重力的瞬时功率21.某旅游景点有凹凸形“如意桥”，刚柔并济的造型与自然风光完美融合，如图所示，该桥由两个凸弧和一个凹弧连接而成，两个凸弧的半径，最高点分别为A、C；一个凹弧的半径，最低点为B，假设现有一辆包括驾驶员在内总质量小轿车（可视为质点）以恒定速率驶过此桥，试求：（1）当轿车以的速率驶过A点时的向心加速度大小；（2）当轿车以的速率驶过此桥，到达凸弧面最高点A时桥面对车的支持力大小；（3）当轿车以的速率驶过此桥，则轿车到达凹弧面最低点B时车内质量的驾驶员对座椅的压力大小；（4）为使轿车始终不脱离桥面，车速不得超过多少。【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】【小问1解析】轿车通过凸弧面最高点A时，由向心加速度公式解得【小问2解析】轿车通过凸弧面最高点A时，由牛顿第二定律有解得【小问3解析】轿车通过凹弧面最低点B时，对轿车内的驾驶员由牛顿第二定律有解得由牛顿第三定律可知，压力大小等于支持力