資源簡介

江蘇省淮安市十校聯(lián)盟2024-2025學年高一下學期期中學情調(diào)查物理試卷
一、單選題
1．我國風力資源豐富，尤其是西北、華北、華東、西南地區(qū)。隨著新能源政策的引導及風力發(fā)電、并網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，我國風力發(fā)電開發(fā)走在了世界前列，裝機容量居全球第一。如圖，風輪是發(fā)電的重要部件，風輪機葉片上有P、Q兩點，當葉片勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法不正確的是（　　）
A．P、Q兩點的線速度大小不相等 B．P，Q兩點的轉(zhuǎn)動周期相等
C．P、Q兩點的角速度大小相等 D．P、Q兩點的向心加速度大小相等
2．天宮空間站運行過程中因稀薄氣體阻力的影響，每經(jīng)過一段時間要進行軌道修正，使其回到原軌道。修正前、后天宮空間站的運動均可視為勻速圓周運動，則與修正前相比，修正后天宮空間站運行的（ ）
A．軌道半徑減小 B．速率減小 C．向心加速度增大 D．周期減小
3．在多年前的農(nóng)村，人們往往會選擇讓驢來拉磨把食物磨成粉漿，假設(shè)驢對磨桿的平均拉力為，驢對磨桿的拉力方向時刻與麻桿垂直，半徑為，轉(zhuǎn)動一周為，則（　　）
A．驢轉(zhuǎn)動一周拉力所做的功為
B．驢轉(zhuǎn)動一周拉力所做的功為
C．驢轉(zhuǎn)動一周拉力的平均功率為
D．磨盤邊緣的線速度為
4．質(zhì)量為5t的汽車，在水平路面上以加速度a=2m/s2啟動，所受阻力大小恒為1.0×103N，汽車啟動后第1s末發(fā)動機的瞬時功率是（　　）
A．2kW B．22kW C．1.1kW D．20kW
5．從高為h處以速度v豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的小球，如圖所示。若取拋出點小球的重力勢能為0，不計空氣阻力，則小球著地時的機械能為（ ）
A．mgh B． C． D．
6．如圖所示的天體A、B是一個雙星系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，A、B在相互繞行中，同時蠶食著對方，使大質(zhì)量天體的質(zhì)量進一步增大。在較短時間內(nèi)雙星系統(tǒng)之間的距離、總質(zhì)量不變，則在這段時間內(nèi)不變的是（　　）
A．A受到的萬有引力 B．A的角速度
C．A的線速度 D．A的向心加速度
7．一質(zhì)量為的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的最大靜摩擦力為，當汽車經(jīng)過半徑為100m的彎道時，下列判斷正確的是（　　）
A．汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力
B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為時所需的向心力為
C．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為時汽車不會發(fā)生側(cè)滑
D．汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度可以超過
8．如圖所示，一質(zhì)量為m的小球分別在甲、乙兩種豎直固定軌道內(nèi)做圓周運動。若兩軌道內(nèi)壁均光滑、半徑均為R，重力加速度為g，小球可視為質(zhì)點，空氣阻力不計，則（　　）
A．小球通過甲軌道最高點時的最小速度為
B．小球通過乙管道最高點時的最小速度為零
C．小球以最小速度通過甲軌道最高點時受到軌道彈力為mg
D．小球以速度通過乙管道最高點時受到軌道彈力為mg
9．如圖所示，兩條細繩均有一端固定在天花板上、另一端與小球相連，細繩與豎直方向所成夾角均為θ，不計細繩質(zhì)量且繩不可伸長，某時刻剪斷左側(cè)細繩，則在剪斷左側(cè)細繩瞬間前后，右側(cè)細繩中張力大小之比為（　　）
A．1:1 B．1:2 C．1: D．1:
10．如圖所示，在傾角為37°的粗糙且足夠長的斜面底端，一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的滑塊壓縮一輕彈簧并鎖定，滑塊與彈簧不拴連。時刻解除鎖定，計算機通過傳感器描繪出滑塊的圖像，其中Ob段為曲線，bc段為直線，已知物塊在0-0.2s內(nèi)運動的位移為0.8m，取，則下列說法正確的是（ ）
A．滑塊速度最大時，滑塊與彈簧脫離
B．滑塊在0.2s時機械能最大
C．滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為
D．時刻彈簧的彈性勢能為32J
11．如圖所示，傾角為30°的斜面體置于粗糙的水平地面上，斜面上質(zhì)量為4m的滑塊通過輕質(zhì)剛性繩穿過光滑的圓環(huán)與質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）相連，輕繩與斜面平行。小球在水平面內(nèi)做圓周運動，連接小球的輕繩與豎直方向的夾角也為30°。斜面體和滑塊始終靜止，小球與圓環(huán)之間的繩長為L，重力加速度為g，下列說法正確的是（　　）
A．斜面體所受地面的摩擦力大小為mg
B．滑塊所受摩擦力大小為2mg
C．若改變小球的轉(zhuǎn)速，當滑塊恰好不受摩擦力時，小球的速度為
D．若改變小球的轉(zhuǎn)速，當滑塊恰好不受摩擦力時，小球的向心加速度大小為
二、實驗題
12．在“驗證機械能守恒定律”實驗中：
（1）李同學采用讓重物自由下落的方法驗證機械能守恒，實驗裝置如圖甲所示。下列操作中，必要的是 （填序號）
A．用秒表測出重物下落的時間
B．用天平測量重物的質(zhì)量
C．先接通電源后釋放重物
D．釋放重物前，重物應盡量靠近打點計時器
（2）如圖乙為某次實驗中打出的一條紙帶。若重物的質(zhì)量，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.04s，從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中，重物重力勢能的減少量 J，重物動能的增加量 J。（，結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（3）某次實驗中李同學發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量小于重物動能的增加量，其原因可能是： 。（寫出一條即可）
（4）張同學設(shè)計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。如圖丙所示，將拉力傳感器固定在天花板上，細線一端系著小球，另一端連在拉力傳感器上的O點。將小球拉至細線與豎直方向成角處無初速度釋放，拉力傳感器顯示拉力的最大值為F。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當為 時，可說明小球擺動過程中機械能守恒。
三、解答題
13．如圖所示，A、B是兩個帶等量同種電荷的小球，A固定在斜面底端豎直放置的10cm長的絕緣支桿上，B靜止于光滑絕緣傾角為30°的斜面上且恰與A 等高，若B的質(zhì)量為，g取10m/s2。求：
(1)AB之間庫侖力大小；
(2)B所帶電荷量q。
14．質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計質(zhì)量的細繩兩端，繩子跨過固定在傾角為30°的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開始時把物體B拉到斜面底端，這時物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示。若摩擦力均不計，從靜止開始放手讓它們運動。（斜面足夠長，物體A著地后不反彈，g取10m/s2）求：
（1）物體A著地時的速度大小；
（2）物體A著地后物體B繼續(xù)沿斜面上滑的最大距離。
15．如圖所示，兩顆衛(wèi)星繞某行星在同一平面內(nèi)做勻速圓周運動，兩衛(wèi)星繞行方向相同（圖中為逆時針方向）。已知衛(wèi)星1運行的周期為T1=T0，行星的半徑為R，衛(wèi)星1和衛(wèi)星2到行星中心的距離分別為r1=2R，r2=8R，引力常量為G。某時刻兩衛(wèi)星與行星中心連線之間的夾角為。求：（題干中T0、R、G已知）
(1)行星的質(zhì)量M；
(2)行星的第一宇宙速度；
(3)從圖示時刻開始，經(jīng)過多長時間兩衛(wèi)星第一次相距最近？
16．如圖所示，半徑為的光滑半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，與水平軌道相切于點，端有一被鎖定的輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧左端連接在固定的擋板上，彈簧右端到點的距離為。質(zhì)量為可視為質(zhì)點的滑塊從軌道上的點由靜止滑下，剛好能運動到點，并能觸發(fā)彈簧解除鎖定，然后滑塊被彈回且剛好能通過圓軌道的最高點A，已知。
（1）求滑塊第一次滑至圓形軌道最低點時對軌道的壓力。
（2）求滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)。
（3）求彈簧被鎖定時具有的彈性勢能。
（4）若滑塊被彈回時，滑塊不脫離軌道，則彈簧被鎖定時具有的彈性勢能應滿足什么條件？

參考答案
1．D【詳解】ABC．根據(jù)，由圖可知，P、Q兩點做圓周運動的半徑關(guān)系為
角速度與周期相等，線速度大小不相等，故ABC正確，不符合題意；
D．根據(jù)可知，P、Q兩點做圓周運動的向心加速度的關(guān)系為
故D錯誤，符合題意。故選D。
2．B【詳解】A．天宮空間站運行過程中因稀薄氣體阻力的影響，天宮空間站的機械能減小，天宮空間站軌道高度降低，則與修正前相比，修正后天宮空間站運行的軌道半徑增大，故A錯誤；
B．根據(jù)萬有引力提供向心力可得
修正后天宮空間站運行的軌道半徑增大，則速率減小，故B正確；
C．根據(jù)牛頓第二定律可得
修正后天宮空間站運行的軌道半徑增大，則向心加速度減小，故C錯誤；
D．根據(jù)萬有引力提供向心力可得
修正后天宮空間站運行的軌道半徑增大，則周期增大，故D錯誤。故選B。
3．B【詳解】AB．驢對磨的拉力沿圓周切線方向，拉力作用點的速度方向也在圓周切線方向，故可認為拉磨過程中拉力方向始終與速度方向相同，故根據(jù)微元功原理可知，拉力對磨盤所做的功等于拉力的大小與拉力作用點沿圓周運動弧長的乘積，則磨轉(zhuǎn)動一周，弧長
所以拉力所做的功故A錯誤；B對。
C．根據(jù)平均功率的定義得故C錯誤；
D．線速度為故D錯誤。故選B。
4．B【詳解】根據(jù)牛頓第二定律得F－Ff＝ma則F＝Ff＋ma＝1 000 N＋5 000×2 N＝11 000 N
根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，汽車第1 s末的速度大小為v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s
所以汽車啟動后第1 s末發(fā)動機的瞬時功率為P＝Fv＝11 000×2 W＝22 000 W＝22 kW故選B。
5．C【詳解】不計空氣阻力，則小球的機械能守恒，取拋出點小球的重力勢能為0，則小球著地時的機械能為
故選C。
6．B【詳解】A．雙星都繞O點做勻速圓周運動，由兩者之間的萬有引力提供向心力，角速度相等，設(shè)為。根據(jù)牛頓第二定律，對A星有
對B星有聯(lián)立解得由題意可知
A、B在相互繞行中，同時蠶食著對方，使大質(zhì)量天體的質(zhì)量進一步增大， A受到的萬有引力大小為
因為變大，減小，所以A受到的萬有引力大小會變化，故A錯誤；
B．對A星有可得對B星有可得
所以
因為雙星系統(tǒng)之間的距離、總質(zhì)量不變，所以在這段時間內(nèi)A的角速度
保持不變，故B正確；
C．A的線速度因為減小，不變，則減小，故C錯誤；
D．A的向心加速度因為減小，不變，則減小，故D錯誤。故選B。
7．B【詳解】A. 汽車在水平面轉(zhuǎn)彎時，做圓周運動，所受的力有重力、彈力、靜摩擦力，重力與支持力平衡，側(cè)向靜摩擦力提供向心力，A錯誤；
B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為時所需的向心力為B正確；
C．路面對輪胎的最大靜摩擦力為，小于汽車轉(zhuǎn)彎需要的向心力。所以會發(fā)生側(cè)滑，C錯誤；
D．汽車轉(zhuǎn)彎時的最大向心加速度為
故汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不可以超過，D錯誤。故選B。
8．B【詳解】AC．甲軌道，在最高點，當軌道給的彈力為零的時候，小球的速度最小，由重力提供向心力有
可得最小速度為，故AC錯誤；
B．乙軌道，由圖可知，乙軌道可以給小球支持力，所以小球最低速度可以為零，當小球速度為零時，彈力與小球的重力相等為mg，故B正確；
D．當小球以速度通過乙管道最高點時有
帶入速度可求得
可知，軌道給小球的彈力大小為，方向與重力方向相反，豎直向上，故D錯誤。故選B。
9．D【詳解】剪斷左側(cè)細繩前，根據(jù)平衡條件得
可得右側(cè)細繩中張力大小為
剪斷左側(cè)細繩瞬間，向心力為零，根據(jù)牛頓第二定律有
則在剪斷左側(cè)細繩瞬間前后，右側(cè)細繩中張力大小之比為故選D。
10．D【詳解】A．當滑塊速度最大時，滿足
此時彈力不為零，滑塊與彈簧還沒有脫離，選項A錯誤；
B．滑塊機械能增量等于彈力做功與摩擦力做功的代數(shù)和，開始時彈力大于摩擦力，此過程中彈力功大于摩擦力功，滑塊的機械能增加；最后階段彈力小于摩擦力，彈力功小于摩擦力功，此過程中滑塊的機械能減小，則滑塊在0.2s時彈力為零，此時滑塊的機械能不是最大，選項B錯誤；
C．滑塊脫離彈簧后向上減速運動的加速度
根據(jù)牛頓第二定律解得滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為選項C錯誤；
D．由能量關(guān)系可知，時刻彈簧的彈性勢能為
選項D正確。故選D。
11．A【詳解】AB．設(shè)繩子拉力為T，對小球受力分析有解得
對滑塊受力分析得
將滑塊和斜面看成整體，由平衡條件得，斜面體所受摩擦力大小為
故A正確，B錯誤；
CD．當滑塊恰好不受摩擦力時，繩的拉力為則
小球做圓周運動，則水平方向和豎直方向分別有；
解得；向心加速度為故CD錯誤。故選A。
12． CD/DC 2.28 2.26 開始打點時重物有一定的速度（或先釋放重物后接通電源）
【詳解】（1）[1]A．實驗中重物下落的時間可以通過打點計時器直接得出，不需要用秒表測量，故A錯誤；
B．因為要驗證兩邊的質(zhì)量可以消掉，所以可以不必測量質(zhì)量，故B錯誤；
C．打點計時器工作時，必須先先接通電源，后釋放重物，故C正確；
D．釋放重物前應手提紙帶的上端，使紙帶豎直通過限位孔，同時重物應盡量靠近打點計時器，故D正確。
故選CD。
（2）[2]由圖乙可知，打下起點O到打下B點的過程中，重物下降了，則重物重力勢能的減少量
[3]打下點時，重物的速度為
重物動能的增加量
（3）[4]某次實驗中李同學發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量小于重物動能的增加量，說明計算的動能增加量偏大，其原因可能是開始打點時重物有一定的速度或先釋放重物后接通電源。
（4）[5]根據(jù)題意可知，若小球擺動過程中，機械能守恒，則有
在最低點，由牛頓第二定律有整理可得即若
可說明小球擺動過程中機械能守恒。
13．(1)(2)【詳解】（1）以B為對象，沿斜面方向根據(jù)受力平衡可得
代入數(shù)據(jù)解得AB之間庫侖力大小為
（2）根據(jù)幾何關(guān)系可知，AB之間的距離為
根據(jù)庫侖定律可得代入數(shù)據(jù)解得B所帶電荷量為
14．（1）2m/s；（2）0.4m
【詳解】（1）以地面為參考平面，A、B系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律有mgh=mghsin30°＋mvA2＋mvB2
因為vA=vB，代入數(shù)據(jù)解得vA=vB=2m/s
（2）A著地后，B機械能守恒，則B上升到最大高度過程中，有mvB2＝mgΔssin30°解得Δs＝0.4m
15．(1)(2)(3)
【詳解】（1）對衛(wèi)星1，根據(jù)萬有引力充當向心力，則：得：
（2）第一宇宙速度的軌道半徑為R，則根據(jù)可得：
（3）對衛(wèi)星1和衛(wèi)星2，由開普勒第三定律：可得：
由圖示時刻開始，經(jīng)t時間第一次相距最近，則有： 可得：
16．（1），方向豎直向下；（2）0.25；（3）；（4）或
【詳解】（1）設(shè)滑塊第一次滑至點時的速度為，圓軌道點對滑塊的支持力為，由到的過程
滑塊在點有解得
由牛頓第三定律可知滑塊對軌道點的壓力大小方向豎直向下；
（2）對到再到的過程，根據(jù)動能定理有解得
（3）滑塊剛好能通過圓軌道的最高點A，根據(jù)牛頓第二定律得
到再到A的過程解得彈性勢能
（4）滑塊不脫離軌道，有兩種情況，一種是（3）中的情況，彈性勢能大于等于；另一種是滑塊向右運動到最高點高度為，此時根據(jù)能量守恒定律有
所以，彈簧的彈性勢能應大于等于或小于等于，即或

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