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仙桃天门阳新大冶云梦五校高一优录班12月联考
物理试题
考试时间：2024年12月19日10:30-11:45
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分
1．下雨天有的同学会转动手中的雨伞将伞上过多的雨水清除，先将雨伞竖直握好，并绕伞柄沿逆时针方向匀速转动（俯视），则被甩出的雨水的径迹俯视图可能是下列的（ ）
A．B． C． D．
2．有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b在地球的近地圆轨道上（半径可视为地球半径）正常运行；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　）
A．a的向心加速度一定小于b的向心加速度
B．四颗卫星的速度大小关系一定满足
C．在相同时间内b、c与地心连线扫过的面积相等
D．d的运动周期可能是20h
3．如图所示，质量为m的小球用细线悬于P点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，若保持轨迹的圆心O到悬点P的距离不变，重力加速度为g。下列关于小球做匀速圆周运动的角速度ω与绳长l关系的图像和绳对小球的拉力F与绳长l关系的图像中正确的是（　　）
A．B．C．D．
4. 如图所示，不可伸长的轻质细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球（视为质点）。在O点正下方一半绳长的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A。把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放小球，当细绳碰到钉子后的瞬间（细绳未断）（　　）
A．小球的角速度增大到碰钉子前瞬间角速度的2倍
B．细绳对小球的拉力突然减小
C．小球的线速度突然增大到碰钉子前瞬间线速度的2倍
D．细绳对小球的拉力增大到碰钉子前瞬间拉力的2倍
5．在空中某点以相同的速率同时分别竖直向上、竖直向下、水平向左、水平向右抛出四个小球，在四个小球均未落地前的某一时刻，以四个小球所在的位置为顶点，在竖直面内所构成的图形形状应是（　　）
B． C． D．
6.如图是中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想．我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设质量为m的飞船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半径的处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为，已知月球的自转周期为，月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球的第一宇宙速度为
B．月球两极的重力加速度为
C．当飞船停在月球纬度的区域时，其自转向心加速度为
D．当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为
7. 如图所示，用一个水平推力（k为恒量，t为时间），把一物体压在竖直粗糙的足够高的平整墙上。重力加速度大小为g。已知时物体的速度为零，则物体在下滑后速度即将减为零的瞬间，加速度大小为（　　）
A. 0 B. C. g D. 1.5g
8.做平抛运动的物体，从运动开始到发生水平位移为的时间内，它在竖直方向的位移为；紧接着在物体发生水平位移的时间内，它在竖直方向的位移为，已知重力加速度为，则做平抛运动的物体的初速度为（ ）
A．s B． C． D．
9.如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，与斜面垂直的挡板P固定在斜面底端，轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与物块A连接，质量为m的物块A和质量为的物块B并排放在斜面上，物块A、B不粘连，处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力拉物块B，已知重力加速度大小为，，弹簧的劲度系数为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．当弹簧恢复原长时，物块A、B分离
B．物块A、B分离瞬间，物块A的加速度大小为
C．物块A、B分离瞬间，弹簧的压缩量为
D．从外力作用在物块B上到物块A、B分离的过程中，物块B的位移大小为
10.如图固定斜面ABC，AB段光滑，BC段有摩擦(物体与斜面间动摩擦因数）。某物体从A点由静止开始下滑，当滑至C点时恰好停止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）
A．BC段的长度总大于AB段，但BC段的动摩擦因数越大时，BC段的长度越接近AB段的长度
B．BC段的长度总大于AB段，但BC段的动摩擦因数越小时，BC段的长度越接近AB段的长度
C．在θ角小到一定值时，只要BC段的动摩擦因数适当，AB段的长度可以大于BC段的长度
D．θ=300时，即使选择适当的动摩擦因数，也不可能使AB段长度大于BC段的长度
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（6分）某科技小组想验证向心力大小的表达式，实验装置如图所示。
(1)本实验采用的实验方法是 。
A．等效法 B．放大法 C．控制变量法
(2)固定在悬点处的力传感器通过长度为的细绳连接小球，小球直径为，悬点正下方的光电门可以测量小球直径的挡光时间，则小球通过光电门时的速度大小为 。在细绳和小球不变的情况下，改变小球释放的高度，获得多组数据。以力传感器示数为纵坐标、为横坐标建立坐标系，描出多组数据点，作出如图所示图像，其纵轴上的截距为。则小球的质量为 （用纵截距和重力加速度表示）
12．（8分）用图甲所示器材测量小车质量M；所用交流电频率为50Hz，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。
实验步骤：
i.安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
ii.保持轨道倾角不变，取走1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；
iii.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii
已知重力加速度大小g=9.80m/s2，请完成下列填空：
（1）下列说法正确的是 ；
A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放
B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg
（2）某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小= m/s（结果保留3位有效数字）

（3）设取走的槽码个数为，根据纸带测出的加速度a，建立直角坐标系，以为纵坐标，以 （填“”或“”）为横坐标绘制相应的图像，所得的图像为一条倾斜的直线，并测得其斜率为2.5s2/m，则小车质量M= kg（结果保留2位有效数字）
13．（12分）两颗相距较远的行星A、B的半径分别为、，且，距行星中心r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的线速度的平方随r变化的关系如图所示。行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响。求行星A、B的密度之比
14．（16分）如图所示，倾角为θ=370的斜面足够长，小球从斜面底端正上方同一点抛出，抛出点到斜面底端的高度差为h=20m，重力加速度g取10m/s2，（不计空气阻力）
（1）将小球甲向右水平抛出，若要使甲落在斜面上的位移最小，求甲的初速度大小以及运动时间
（2）将小球乙以的速度沿平行于斜面向上的方向抛出，同时另一小球丙（未画出）以某一速度从斜面底端冲上斜面，已知小球丙与斜面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若小球乙第一次落在斜面上时恰能与小球丙相遇，求小球丙冲上斜面底端时速度的可能值
15．（18分）如图，一块长木板C放在光滑的水平面上，在木板上依次从左向右放有A、B两个可视为质点的木块，木块A、B质量均为m，与木板C动摩擦因数均为μ，木板C质量为4m；开始时木板静止，A、B速度水平向右，大小分别为2v0、v0。在后面的整个运动中A、B都没有从C上掉下来。已知重力加速度为g
（1）求初始时刻，木块A和木板C的加速度大小
（2）若A、B始终没有发生碰撞，求木块B的最小速度以及A、B、C三者最终速度的大小
（3）若A、B能发生碰撞且在A、B碰后瞬间A、C能立即保持相对静止，求A、B初始距离的取值范围（已知A、B在碰撞前后的速度会互相交换，C的速度不发生变化，例如A、B碰前瞬间，A、B、C的速度分别为，则碰后瞬间A的速度变为，B的速度变为，C的速度仍为）参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A D A B D C ABD BD CD
11．（6分，每空2分）C
12．（8分，每空2分）AB 0.723 0.19
13．（12分）
【详解】（1）设质量为m的卫星绕行星做圆周运动
（3分）
整理得
（2分）
由，结合图像得两行星的质量关系
（2分）
密度
（2分）
解得
（3分）
14. （16分）（1） （2）或
（1）如图，根据位移关系
（3分）
又有几何关系：
（3分）
解得 （2分）
（2）对小球乙有抛体运动规律：
垂直斜面方向：（1分）
平行斜面方向：（1分）
则乙的落点到斜面底端的距离
（1分）
对小球丙有牛顿第二定律：
上滑过程:
下滑过程:
①丙上滑时与乙相遇：
（1分）
得
此情况下小球丙的运动时间为1.2s，故应舍去（1分）
②丙下滑时与乙相遇:
（1分）
得（1分）
故小球丙冲上斜面底端时速度的可能值为（1分）
15. （18分）（1） （2） （3）
（1）根据牛顿第二定律
对A有：（1分）
对C有：（1分）
解得 （2分）
（2）经分析：当B、C第一次共速时B的速度最小，之后B、C会在A的摩擦力作用下一起加速，最终A与B、C也达到共速，此速度即为A、B、C三者的最终速度
设B、C共速所经时间为t1，再经过t2，A、B、C三者达到共速
根据匀变速直线运动规律：
（1分）
（2分）
此时（1分）
B、C共速后，对B、C有牛顿第二定律：
（1分）
根据匀变速直线运动规律：
（1分）
（2分）
（3）由题意分析可知：A、B发生碰撞时B、C已经达到共速才能满足A、B碰后瞬间A、C立即保持相对静止
设A、B初始距离为d
①当B、C恰好达到共速时，A、B相碰，此时A、B初始距离取最小值
（2分）
②当A、B、C三者恰好达到共速时，A、B相碰，此时A、B初始距离取最大值
（2分）
故A、B初始距离（2分）
结果不取等号也给分

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