湖南省名校联考联合体2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

第第页湖南省名校联考联合体2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题一、单项选择题（本题6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．在物理学发展历程中，众多科学家通过开创性研究推动了人类对自然规律的认知。有关科学家与其成就的叙述中，下列说法错误的是（）A．亚里士多德认为重的物体下落与轻的物体一样快B．牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因C．卡文迪什通过扭秤实验测出万有引力常量G的数值D．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上2．汽车在水平路面上转弯时，可能会出现侧滑现象，下列说法正确的是（）A．汽车转弯半径越大，越容易发生侧滑B．汽车轮胎与地面间的动摩擦因数越小，越不容易发生侧滑C．汽车发生侧滑是因为径向的摩擦力不足以提供所需向心力D．为尽量避免汽车发生侧滑，设计路面时内侧要比外侧略高3．如图为某物体在高空中竖直下落的速度随时间变化的图像，下列说法正确的是（）A．物体的速度大小不变 B．物体的加速度大小不变C．物体受到恒定的空气阻力 D．物体做变加速直线运动4．某同学站在台阶上将一可视为质点的小球以初速度v0=3 m/s水平抛出，小球抛出点距离地面高度为h=1.8A．小球在空中运动时间t=0.6 s，且小球水平位移B．小狗到达小球落地点时的速度大小为v=6C．若h变为原来2倍，则小球在空中运动时间变为原来2倍D．若v05．如图所示，一固定斜面的倾角为θ，斜面上有一质量为m的物块，物块与斜面间的动摩擦因数为μμ<tanθ。物块连接着一个劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的另一端固定在斜面顶端。初始时弹簧处于原长，物块在斜面上由静止释放。忽略空气阻力，重力加速度大小为gA．物块的加速度先增大后减小B．物块下滑到距离为x的过程中受到的摩擦力逐渐减小C．下滑过程中，重力的功率先增大后减小D．当物块下滑距离为mgsin6．一辆汽车在平直的公路上以恒定的加速度启动并开始计时，经过100 s后，开始做匀速直线运动，汽车的功率一时间（P-t）图像如图所示。已知汽车质量为2×103 kg，t=0时汽车的牵引力为4×10A．汽车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动B．汽车的最大速度为20C．汽车做匀加速直线运动的时间为10D．t1∼100二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于glB．图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对内轨道有挤压作用C．图c中若A、B均相对圆盘静止，圆周运动半径2RA=3RBD．图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同8．2025年3月14日，美国太空探索技术公司SpaceX成功发射“龙”飞船，并在3月16日成功与国际空间站对接，把四位航天员送入国际空间站。“龙”飞船发射与交会对接的过程可简化为如图所示，先让飞船进入一个近地的圆轨道I，然后在A点变轨，进入椭圆轨道II，到达远地点B时再次变轨，进入圆形轨道III。已知飞船在椭圆轨道II上通过A点时的速度为v，飞船质量为m，地球半径为R，B点离地心的距离为3R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转。下列说法正确的是（）A．飞船在轨道III上经过B点时的加速度等于在轨道II上经过B点时的加速度B．飞船在轨道II上经过B点时的速度为3C．飞船在轨道II上的周期为2πD．飞船在B点从轨道II变轨到轨道III需要加速9．如图，右侧面光滑的斜面体放在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的外力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程斜面体和M始终保持静止。在物块N缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（）A．外力F逐渐减小B．轻绳的拉力逐渐减小C．M所受摩擦力逐渐增大D．斜面对地面的摩擦力先增大后减小10．如图甲所示，粗糙水平地面上有一长木板P，小滑块Q置于长木板的最右端。现将一大小为F=8 N、水平向右的恒力作用于长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用，滑块和长木板在0∼4 s内的速度一时间（v-t）图像如图乙所示。已知小滑块Q的质量为m=1 kgA．长木板P的质量为2B．长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.2C．t=8 s时，滑块QD．长木板P和滑块Q均停止运动时，Q距P的右端12三、实验题（本题共2小题，各4空，每空2分，共16分）11．利用饮料瓶等生活中常见的材料也可以探究平抛运动特点，装置如图甲所示。（1）进行的操作如下，请将空白处补充完整：A．在饮料瓶内装入红墨水，用橡皮塞塞住，插入进气管，封住进气管，插入出水管按图所示安装好仪器；B．调节喷嘴，使固定在水准仪上的喷嘴方向；C．利用铁架台将木板固定在竖直方向，将白纸固定在木板上，调整铁架台使木板靠近水准仪，用重垂线在白纸上定出y轴，喷嘴的喷水处在白纸上的投影记为O点，过O点且垂直于y轴的水平线为x轴；D．打开进气管，让水从喷嘴射出，待水流稳定后，用油性笔将水的流动轨迹描绘在白纸上；E．封住进气管，取下白纸，根据水的流动轨迹求出水从喷嘴流出时的初速度；（2）为了确保实验顺利进行，应该满足___________；A．水流平抛初速度稳定B．水流的流速大C．水流时间长（3）图乙是某同学根据实验画出的水流运动轨迹，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为1.25 cm、y2为11.25 cm，A、B两点水平间距Δx为10.00 cm，则水流平抛的初速度v0为12．如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是___________。A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法（2）该实验过程中操作正确的是___________。A．先接通打点计时器电源，后释放小车B．补偿阻力时未连接纸带C．调节滑轮高度使细绳与木板平行（3）在小车质量（选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。（4）某同学得到如图所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续计数点，每两个计数点间有四个点未画出，由此可算出小车的加速度a=m四、解答题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题12分，第15题18分）13．人工智能技术与无人机的结合将使外卖配送踏入“无人”领域。某次试验中，工作人员通过无人机将物品送至用户家中，如图所示为物品在无人机的作用下从地面沿竖直方向到达用户阳台的速度一时间（v-t）图像。已知在0∼3 s内无人机的升力F为250N，t=12s时恰好到达阳台，上升过程中的最大速率vm为9 m/s。假设整个过程的阻力不变，物品和无人机的总质量m（1）地面到阳台的高度h；（2）运动过程中物品和无人机整体受到的阻力f的大小；（3）匀速运动时无人机的输出功率P。14．随着科技的发展，未来人类可以自由地在宇宙中旅行。假如一名宇航员乘坐宇宙飞船到达某一颗宜居行星，在该行星“北极”地面以初速度v0竖直向上抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G（1）该行星表面的重力加速度g；（2）该行星的密度ρ；（3）如果该行星有一颗同步卫星，求它的速度v1与该行星“赤道”上物体的速度v15．如图所示，将一质量为0.2kg可视为质点的小球系于长为L=1m的细线上绕O点作竖直圆周运动，某时刻在最低点P点时细线断裂，小球从离水平地面3.2m高的P点水平向右击出，测得第一次落点A与P点的水平距离为2.4m。小球落地后反弹，反弹后离地的最大高度为1.8m，第一次落点A与第二次落点B之间的距离为2.4m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.求：（1）小球从P点飞出时的速度大小；（2）在P点断裂前瞬间，细线所受拉力大小；（3）小球第二次与地面碰撞时的速度大小。（4）若小球与地面碰撞时，碰撞前后水平、竖直分速度的比分别为一定值，则第5次碰撞时跟P点时的水平位移大小。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．伽利略认为重的物体与轻的物体下落得一样快，亚里士多德认为重的物体下落快，轻的物体下落慢，故A错误；B．牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，故B正确；C．卡文迪什通过扭秤实验测出万有引力常量G的数值，故C正确；D．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故D正确。本题选错误的，故选A。

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。2．【答案】C【解析】【解答】A．在速度一定时，汽车转弯半径r越大，根据向心力公式F向B．汽车转弯时，摩擦力提供向心力F向=μmg，动摩擦因数C．汽车发生侧滑是因为径向的摩擦力不足以提供所需向心力，即向心力不足，C正确；D．为避免汽车发生侧滑，设计路面时外侧要比内侧略高，D错误。故选C。

【分析】汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，结合静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律分析判断。3．【答案】D【解析】【解答】A．由物体在高空中竖直下落的速度随时间变化的图像可知，该物体的速度大小逐渐增加，选项A错误；BD．速度—时间图像的斜率等于加速度，该物体的加速度大小逐渐减小，做变加速直线运动，选项B错误，D正确；C．该物体加速度减小，根据牛顿第二定律可得mg−f=ma，可知受到的阻力增大，选项C错误。故选D。

【分析】速度—时间图像斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大，速度变化越快。4．【答案】C【解析】【解答】A．小球做平抛运动，可得小球在空中运动时间t=小球水平位移x=故A正确；B．小狗做匀变速直线运动，由v2=2ax故B正确；C．根据t=2hg，h变为原来2倍，小球在空中运动时间t变为原来D．小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，x=v02hg，故选C。

【分析】小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，小狗做匀变速直线运动，结合运动学规律求解。5．【答案】C【解析】【解答】A．物块下滑过程中，弹簧伸长，弹簧弹力增大，由于μ<tanθ则加速度先减小至零，以后μmg则加速度反向增大，故A错误；B．物块下滑过程中，弹簧弹力始终沿斜面方向，在垂直斜面方向无分力，正压力仅由重力垂直斜面分量决定，可知摩擦力恒定不变，故B错误；C．物块先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，根据P=mgv所以下滑过程中，重力的功率先增大后减小，故C正确；D．当物块所受合外力为0时，速度最大，此时mg解得x=故D错误。故选C。

【分析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律分析加速度变化；摩擦力大小与正压力有关，和弹簧弹力大小无关；根据功率公式分析重力功率变化；当物块所受合外力为0时，速度最大，结合平衡条件求解。6．【答案】D【解析】【解答】A．恒定加速度的汽车启动过程中先做匀加速直线运动，再做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；B．汽车受到的阻力恒为车重力的110，则汽车受到的阻力汽车的最大速度v故B错误；C．根据牛顿第二定律可得匀加速直线运动期间的加速度a=F解得F匀加速运动的末速度v=根据匀变速直线运动速度—时间关系可得匀加速直线运动的时间t故C错误；D．20∼100 s的时间内，物体做加速度减小的加速运动，结合匀变速直线运动平均速度公式可得此过程中的位移则汽车克服阻力做功W故D正确。故选D。

【分析】根据功率随时间变化分析速度变化；最大速度时，牵引力等于阻力；根据牛顿第二定律求解加速度大小，根据速度—时间关系求解运动时间；结合匀变速直线运动平均速度公式分析位移大小。7．【答案】B,D【解析】【解答】A．图a中若轻杆上的小球在最高点时，杆受作用力为零，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得mg=m解得ω=若角速度小于glB．图b中若火车转弯未达到规定行驶速度时，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时火车有做向心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，选项B正确；C．图c中若A、B均相对静止，圆周运动半径2RA=3RB，质量mAD．图d是一圆锥摆，根据几何关系和牛顿第二定律可得mg可得ω=则两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同，选项D正确。故选BD。

【分析】根据竖直面内圆周运动杆模型，火车转弯和水平圆盘上物体的圆周运动，圆锥摆得知识进行分析解答。8．【答案】A,D【解析】【解答】A．由万有引力定律和牛顿第二定律可得GMmr可知飞船在II、III轨道上通过B点的加速度相等，故A正确；B．根据开普勒第二定律有vR=解得v故B错误；C．飞船在轨道I运行时，重力近似等于万有引力，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得mg=m解得T=2π对于轨道I和轨道II的周期，根据开普勒第三定律有R+3R解得T故C错误；D．飞船在轨道II上经过B点时做近心运动，则万有引力大于向心力即G飞船在轨道III上做匀速圆周运动，则G所以v故飞船在B点从轨道II变轨到轨道III需要加速，故D正确。故选AD。【分析】根据距离和牛顿第二定律分析加速度大小；根据开普勒第二定律分析飞船在轨道II上经过B点时的速度；根据万有引力提供向心力求解周期以及速度变化，结合变轨原理分析。9．【答案】B,D【解析】【解答】AB．M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。对N进行受力分析，N受重力mg、拉力F、轻绳拉力T，设外力F与竖直方向夹角为θ，如图

因为F始终与右侧轻绳垂直，根据平衡条件可得F=mgcosθ在N缓慢移动至右侧细绳水平过程中，θ减小，sinθ减小，cosθ增大，所以外力F逐渐增大，轻绳的拉力T逐渐减小，N缓慢移动至右侧细绳水平时，轻绳的拉力大小为0，故A错误，C．对M进行受力分析，M的重力沿斜面向下的分力为G解得G开始时系统静止TM有沿斜面向上运动趋势，摩擦力方向沿斜面向下，有f+由于T减小，则f减小；当T继续减小到mgsin30∘时，摩擦力为零；当轻绳的拉力T小于随着轻绳的拉力T减小，摩擦力增大，所以M所受摩擦力先减小后增大，故C错误；D．对整体的分析，把M、N和斜面看成整体，整体受重力G总、地面支持力N地、外力F、地面摩擦力f则f当θ从60∘减小到0时，2θ从120减小到0，则sin2θ先增大后减小，所以故选BD。

【分析】分析N的受力：以N为研究对象，根据其受力平衡及力的分解，得到拉力F、轻绳拉力T与角度θ的关系，再结合θ的变化范围判断F和T的变化。分析M的受力：先确定初始时M的摩擦力情况，再根据轻绳拉力T的变化，结合M的平衡条件，判断M所受摩擦力的变化。分析整体的受力：将M、N和斜面看作整体，在竖直方向依据平衡条件得出地面摩擦力与拉力F的关系，进而判断斜面对水平面摩擦力力的变化。10．【答案】B,C【解析】【解答】AB．t=3s时撤去力F的作用，撤去力F前，根据图像得长木板P的加速度为撤去力F后，长木板P的加速度为a小滑块Q的加速度为a=设小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为μ1，长木板P与地面之间的动摩擦因数为μ2，根据牛顿第二定律，对小滑块Q对长木板P根据牛顿第二定律有F−μ1解得μ1=0.1，μ故A错误，B正确；C．因为μ故小滑块Q与长木板P共速后，小滑块Q相对长木板P向右运动。对长木板P，根据牛顿第二定律有μ解得a对小滑块Q，有μ解得a则从P、Q共速到小滑块Q故t=8 s时，滑块QD．从P、Q共速到长木板P停止运动，还需Δ长木板P停止运动的时间为t=P、Q运动全过程的根据图像围成的面积表示位移，长木板P和滑块Q均停止运动时，Q距P的右端Δ故D错误。故选BC。

【分析】通过图像可以确定不同阶段的加速度，进而建立动力学方程求解质量与摩擦因数；分析共速后的相对运动情况，计算停止时间及相对位移。整个过程需结合图像面积与运动学公式，判断各选项是否符合计算结果。11．【答案】（1）水平（2）A；C（3）1.0；2.0【解析】【解答】（1）平抛运动初速度方向水平，固定在水准仪上的喷嘴方向要水平。（2）为了为平抛运动轨迹，必须保证初速度稳定，为了能稳定且便利地测量数据需要较长的测量时间，从而需要较小的水流速度。（3）由平抛运动规律可知，竖直方向做自由落体运动有y=12即运动至A点的时间t运动至B点的时间t水平方向做匀速直线运动，有x=v0设C点的竖直分速度为vy，由竖直方向做匀加速直线运动有可得v由平行四边形法则可知小球在C点的速度vC=v02+（1）为保证水喷出的初速度在水平方向，固定在水准仪上的喷嘴方向要水平。（2）为了为平抛运动轨迹，必须保证初速度稳定，为了能稳定且便利地测量数据需要较长的测量时间，从而需要较小的水流速度。（3）[1]由平抛运动规律可知，竖直方向有y=12即运动至A点的时间t运动至B点的时间t水平方向有x=v0[2]设C点的竖直分速度为vy，由竖直方向做匀加速直线运动有可得v由速度的合成可知小球在C点的速度v12．【答案】（1）B（2）A；C（3）远大于（4）0.20【解析】【解答】（1）实验可能存在多个变量，因此我们采用的研究方法是控制变量法，故选B。（2）A．实验过程中，为了节约纸带，得到更多实验数据，应先接通打点计时器电源，后释放小车，故A正确；B．补偿阻力时小车需要连接纸带，通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故B错误；C．为使小车所受合力为绳子拉力，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C正确。故选AC。（3）设小车质量为M，槽码质量为m，绳子拉力为F，对小车和槽码，根据牛顿第二定律可得F=Ma,mg−F=ma联立解得F=可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。（4）相邻计数点间的时间间隔为T=5×1f=0.1由逐差法可算出小车的加速度a=Δx9T2=0.20 m/（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是控制变量法，故选B。（2）A．实验过程中，为了节约纸带，应先接通打点计时器电源，后释放小车，故A正确；B．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故B错误；C．为使小车所受合力为绳子拉力，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C正确。故选AC。（3）设小车质量为M，槽码质量为m，绳子拉力为F，对小车和槽码，根据牛顿第二定律可得F=Ma,mg−F=ma联立解得F=可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。（4）由图可知Δ相邻计数点间的时间间隔为T=5×由逐差法可算出小车的加速度a=13．【答案】（1）由题可知，在加速阶段的上升的高度h解得t匀速阶段的上升的高度h解得t减速阶段的上升的高度h解得t上升的总高度h=解得h=72（2）在匀加速阶段加速度a=解得a=3根据牛顿第二定律F−mg−f=ma解得f=55（3）匀速时升力F功率P=解得P=1845【解析】【分析】（1）根据图像与坐标轴围成的面积表示位移进行解答；

（2）根据v-t图像求解在匀加速阶段的加速度，根据牛顿第二定律求解阻力大小；

（3）根据功率的计算公式结合平衡条件进行解答。（1）由题可知，在加速阶段的上升的高度h解得t匀速阶段的上升的高度h解得t减速阶段的上升的高度h解得t上升的总高度h=解得h=72（2）在匀加速阶段加速度a=解得a=3根据牛顿第二定律F−mg−f=ma解得f=55（3）匀速时升力F功率P=解得P=184514．【答案】（1）对小球的运动分析，利用对称性可得v解得g=（2）对行星表面的物体m，有G故行星质量M=故行星的密度ρ=（3）同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为T，设同步卫星的质量为m″，同步卫星的轨道半径为r。由牛顿第二定律有GMm″r2=m″4π2T【解析】