資源簡介

2027屆高一下學期第二次段考
物理科試題
一、單選題（本大題共8小題，每題3分，共24分）
1．牛頓創立了經典力學，揭示了包括行星在內的宏觀物體的運動規律；愛因斯坦進一步發展了經典力學，創立了相對論。關于相對論時空觀與牛頓力學的局限性，下列說法正確的是（　?。?br/>A．相對論時空觀認為運動的時鐘會變快，運動的尺子會變長
B．相對論時空觀認為在某參考系中同時發生的兩件事，在另一參考系看來不一定是同時的
C．經典力學不能適用于“天問一號”宇宙探測器在火星著陸
D．在經典力學中，物體的質量隨運動狀態改變而改變
2．如圖所示，水平桌面光滑，輕彈簧一端固定在墻上，另一端栓接木塊B，開始時B靜止，彈簧處于原長。某時刻子彈A沿水平方向射入木塊B并留在其中，將彈簧壓縮到最短。對子彈、木塊和彈簧構成的系統，從子彈開始射入木塊到彈簧被壓縮至最短的過程中（ ）
A．動量不守恒，機械能守恒 B．動量守恒，機械能不守恒
C．動量不守恒，機械能不守恒 D．動量守恒，機械能守恒
3．如圖所示，傾斜傳送帶與水平面夾角為，以的速度逆時針轉動。某一時刻，一質量為m的小滑塊從傳送帶頂端以初速度滑上傳送帶，初速度方向沿傳送帶向下，經時間t運動到傳送帶底端。已知小滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數為，且，重力加速度為g，不計空氣阻力。小滑塊從傳送帶頂端到底端的過程中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．支持力的沖量為零 B．重力的沖量大小為
C．重力的功率為 D．摩擦力對小滑塊做的功為
4．如圖所示，質量為m的擺球在水平面上做圓周運動。已知擺長為L，擺角恒為α，小球可視為質點，則（　?。?br/>擺球的向心力為mgcosα
擺球的向心加速度為
擺球運動的周期為
擺球運動的線速度為
5．2023年5月，天舟六號貨運飛船在長征七號遙七運載火箭的噴薄托舉下騰空九霄、進入太空，次日飛船成功完成與空間站核心艙后向對接，給空間站運送物資。據悉天舟六號作為一艘貨運飛船，其硬核能力——貨物裝載能力在航天史上首次突破了7噸。假設和空間站對接前飛船在某條軌道繞地球做勻速圓周運動，軌道離地面高度為h，飛船運行周期為T，引力常量為G，地球表面重力加速度為g，根據以上信息（ ）
A．可求得飛船的質量 B．可求得地球的半徑
C．可求得地球與飛船間的萬有引力 D．不能求得以上任一物理量
6．風洞是空氣動力學研究和試驗中廣泛使用的工具。如圖所示，在地面的M點以豎直向上的初速度v0拋出一小球，小球拋出后始終受到水平向左的恒定風力作用，豎直方向只受重力。經過一段時間后小球將以速度水平向左經過N點，最終落回地面上，不計風力以外的空氣阻力。下列說法正確的是（　?。?br/>A．小球在N點之后做平拋運動
B．小球上升和下落過程運動時間相等
C．僅增大初速度，小球的水平位移不變
D．僅增大風力，小球落地瞬間重力的瞬時功率增大
7．如圖所示，一質量為的小車靜止在光滑水平面上，車上固定一個豎直支架，輕繩一端固定在支架上，另一端固定一質量為的小球，輕繩長為，將小球向右拉至輕繩水平后，從靜止釋放，忽略各摩擦阻力，則（　?。?br/> A．系統的動量守恒 B．小球運動到最低點時小車速度為零
C．小球不能向左擺到原高度 D．小車向右移動的最大距離為
8．人工智能技術正加速與實體場景深度融合，一無人快遞配送車在測試時，以恒定的加速度由靜止勻加速啟動，達到額定功率后保持恒定功率行駛至最大速度，該過程的圖像用圖線①表示。若以加速度由靜止勻加速啟動，其他條件不變，其圖像用圖線②表示，兩次測試過程中配送車所受阻力相同且恒定，則下列圖像中可能正確的是（　?。?br/>A．B．C．D．
二、多選題（本大題共6小題，每題4分，共24分，漏選2分，錯選0分）
9．如圖所示，質量為m的小球從距離泥潭表面高度為H的A點由靜止釋放，落到泥潭后陷入其中，陷入至深度為h的B點時速度減為零，不計空氣阻力，重力加速度為g。則關于小球下落過程中，說法正確的是（ ）
A．整個下落過程中，小球的機械能減少了mgH
B．整個下落過程中，小球克服阻力做的功為mg(H+h)
C．在陷入泥潭過程中，小球所受阻力的沖量大小等于
D．在陷入泥潭過程中，小球動量的改變量的大小等于
10．現如今的街頭“老頭樂”品牌層出不窮，給老年人帶來了方便的同時，也存在著大量的交通安全問題，例如許多廉價的電動車無氣囊，在電動車事故中，氣囊可防止的頭部受傷，大大減小損傷程度。設氣囊的緩沖層與頭部的撞擊時間延長至以上，人頭部的質量約為，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．氣囊減小了駕駛員頭部撞擊過程中的動量變化率
B．氣囊減少了駕駛員頭部撞擊過程中撞擊力的沖量
C．事故中氣囊對頭部的沖量與頭部對氣囊的沖量相同
D．若事故中頭部以的速度水平撞擊緩沖層，則頭部受到的撞擊力最多為
11．質量為的跳傘運動員由靜止開始下落，在打開降落傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度為，重力加速度恒為。在運動員下落高度的過程中（　　）
A．運動員的動能增加了 B．運動員的重力勢能減少了
C．運動員的機械能減少了 D．阻力對運動員所做的功為
12．如圖甲所示河外星系中有兩個黑洞，質量分別為和，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動。為研究方便簡化為如圖乙所示示意圖，黑洞A和黑洞B均可看成球體，，且黑洞A的半徑大于黑洞B的半徑。根據你所學的知識，下列說法正確的是（ ）
A．兩個黑洞質量之間的關系一定是
B．雙星的質量一定，雙星之間的距離越大，其轉動周期越大
C．黑洞A的運行角速度小于黑洞B的運行角速度
D．人類要把航天器發射到距黑洞A較近的區域進行探索，發射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
13．如圖所示，半徑為的光滑圓形細管豎直放置，固定在水平面上。、分別為細管的最高點和最低點，、為細管上與圓心處于同一水平高度的兩點，細管內有一直徑稍小于細管內徑的質量為的小球，小球可視為質點。開始時小球靜止在點，某時刻對小球施加輕微擾動，使小球自向沿著細管開始滑動。以過直線的水平面為重力勢能的參考平面，重力加速度為，下列說法正確的是（　?。?br/>A．小球可以返回到點
B．小球在點時的機械能為
C．小球到達點時，細管對小球的作用力大小為
D．小球自點到點的過程中，重力的瞬時功率先增大后減小
14．如圖所示，輕彈簧放在傾角37 的斜面體上，輕彈簧的下端與斜面底端的擋板連接，上端與斜面上b點對齊，質量為m的物塊在斜面上的a點由靜止釋放，物塊下滑后，壓縮彈簧至c點時速度剛好為零，物塊被反彈后返回b點時速度剛好為零，已知ab長為L，bc長為，重力加速度為g，sin37 =0.6，cos37 =0.8。則（　?。?br/>A．物塊與斜面間的動摩擦因數為0.5
B．物塊接觸彈簧后，速度先減小后增大
C．彈簧具有的最大彈性勢能為0.5mgL
D．物塊在上述過程因摩擦產生的熱量為0.6mgL
第II卷（非選擇題）
三、實驗題
15．（6分）用圖甲所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小與小球質量、角速度和半徑之間的關系，已知擋板A、C到左右塔輪中心軸的距離相等，B到左塔輪中心軸距離是A的2倍，皮帶按圖乙三種方式連接左右變速塔輪，每層半徑之比由上至下依次為、和。
(1)若要利用該裝置探究向心力與轉動半徑之間的關系，則此時應將兩完全相同的小球分別放置在擋板 處（填“A和B”、“A和C”或“B和C”），傳動皮帶應調至第 （填“一”、“二”或“三”）層塔輪。
(2)探究向心力與角速度之間的關系時，此時將完全相同的兩小球分別放在擋板A、C兩處，傳動皮帶則調至第二層塔輪，轉動手柄過程中左右標尺上紅白相間的等分格數之比為 。
16．（8分）為了驗證“系統機械能守恒”，某實驗小組用水平氣墊導軌、光電門、滑塊等器材組裝了如圖所示的裝置進行實驗，具體步驟如下∶
a。用細繩將質量為的鉤碼跨過定滑輪連接在滑塊上，調整定滑輪高度使細線水平；
b。測量遮光條的寬度，遮光條到光電門的距離；
c。將一質量為的砝碼放置在滑塊上，從靜止釋放滑塊，記錄遮光條通過光電門時的擋光時間，由此得出遮光條通過光電門時滑塊的速度；
d。依次逐個增加滑塊上質量為的砝碼個數，每次將滑塊從同一位置由靜止釋放，重復步驟c，得到一系列和的數據；
e。以為縱軸，為橫軸作圖，若圖像滿足一次函數形式，即可驗證“系統機械能守恒”。
(1)在實驗過程中，滑塊和砝碼的總質量 （選填“需要”或“不需要”）遠大于鉤碼質量。
(2)遮光條通過光電門時，滑塊的速度大小為 （用和表示）。
(3)用上述物理量（設滑塊質量為M）寫出該實驗驗證系統機械能守恒定律的關系式：
(4)若所繪制的圖像截距為，已知當地重力加速度為，則滑塊的質量 （用、、和表示）。
四、解答題（38分）
17．（10分）如圖所示，半圓形金屬管道豎直固定在水平面上，管道半徑，直徑豎直，金屬管的內徑遠小于管道半徑R。將一質量、直徑略小于金屬管徑的小球從地面上的P點斜向上射出，小球恰好能從管道最高點N處以的速度水平射入，不計空氣阻力，g取。求：
(1)小球經過N點時對管道的彈力F的大小和方向；
(2)小球在空中飛行的時間和發射方向與水平面夾角的正切值。
18．（12分）柴油打樁機由重錘汽缸、活塞樁帽等若干部件組成。重錘汽缸的質量為m，鋼筋混凝土樁固定在活塞樁帽下端，樁帽和樁總質量為。汽缸從樁帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落過程中，樁體始終靜止。當汽缸到最低點時，向缸內噴射柴油，柴油燃燒，產生猛烈推力（即內力遠大于外力），汽缸和樁體瞬間分離，汽缸上升的最大高度為h，重力加速度為。
（1）求柴油燃燒產生的推力對汽缸的沖量；
（2）設樁體向下運動過程中所受阻力恒為f，求該次燃燒后樁體在泥土中向下移動的距離。
19．（16分）如圖所示，水平軌道左端與長的水平傳送帶相接，傳送帶逆時針勻速運動的速度。輕彈簧右端固定在光滑水平軌道上，彈簧處于自然狀態?，F用質量為的小物塊（視為質點）將彈簧壓縮后由靜止釋放，到達水平傳送帶左端B點后，立即沿切線進入豎直固定的光滑半圓軌道最高點并恰好做圓周運動，經圓周最低點C后滑上質量為的長木板上，豎直半圓軌道的半徑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數，物塊與長木板間的動摩擦因數。重力加速度g取。
（1）求物塊到達B點時速度vB的大??；
（2）求彈簧被壓縮時的彈性勢能；
（3）若長木板和地面之間的動摩擦因數，要使小物塊恰好不會從長木板上掉下，求長木板長度s與長木板和地面之間的動摩擦因數的關系（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。2027屆高一下學期第二次段考
參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 B C D D B B D C BD AD AC AB ACD AD
15．（6分，每空2分）(1) B和C 一 (2) 1∶4
16．（8分，每空2分）(1)不需要 (2)（3） (4)
解析：（3）根據系統機械能守恒，有
（4） 解得，截距 解得滑塊的質量為
17．(10分)(1)，方向豎直向上 (2)，
【詳解】（1）以小球為研究對象，.........................................1分
軌道對小球有向下的彈力，由 ..............................2分
解得 ........................................1分
由牛頓第三定律小球對管道的彈力,方向豎直向上。..............1分
（2）小球在空中飛行過程為逆向平拋運動，由 .........................2分
解得 ....................................1分
豎直方向速度 得 .....................................2分
18．（12分）（1），方向豎直向上；（2）
【詳解】（1）設燃燒使重錘汽缸獲得的速度為，樁體獲得的速度為 v，對分離后的重錘汽缸由機械能守恒，有 .....................................2分
對分離瞬間重錘汽缸，由于內力遠大于外力，故由動量定理，有
.....................................2分
得,方向豎直向上 .....................................2分
（2）分離瞬間，由于內力遠大于外力，所以重錘汽缸和樁體組成的系統動量守恒，有 .....................................2分
分離后對樁體，由動能定理，有 .................................2分
得 .....................................2分
19．(16分)（1）；（2）1.2J；（3）
【詳解】（1）物塊在光滑半圓軌道最高點恰好做圓周運動，由牛頓第二定律得
.....................................2分
解得 .....................................1分
（2）設物塊到達A點時的速度為，由題意可知，物塊被彈簧彈出的過程中，物塊和彈簧組成的系統機械能守恒，有 .....................................2分
由于可知，物塊在傳送帶上一直做勻減速運動，則物塊在傳送帶上滑行過程由動能定理可得 .....................................2分
聯立解得 .....................................1分
（3）根據題意，從點B到點C的過程中，由機械能守恒定律有
.....................................2分 解得
若，對物塊有 .....................................2分
共速時有 .....................................2分
則長木板的長度為 ....................................1分
整理可得 .....................................1分

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