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江苏省淮安市十校联盟2024-2025学年高一下学期期中学情调查物理试卷
一、单选题
1．我国风力资源丰富，尤其是西北、华北、华东、西南地区。随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。如图，风轮是发电的重要部件，风轮机叶片上有P、Q两点，当叶片匀速转动时，下列说法不正确的是（　　）
A．P、Q两点的线速度大小不相等 B．P，Q两点的转动周期相等
C．P、Q两点的角速度大小相等 D．P、Q两点的向心加速度大小相等
2．天宫空间站运行过程中因稀薄气体阻力的影响，每经过一段时间要进行轨道修正，使其回到原轨道。修正前、后天宫空间站的运动均可视为匀速圆周运动，则与修正前相比，修正后天宫空间站运行的（ ）
A．轨道半径减小 B．速率减小 C．向心加速度增大 D．周期减小
3．在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成粉浆，假设驴对磨杆的平均拉力为，驴对磨杆的拉力方向时刻与麻杆垂直，半径为，转动一周为，则（　　）
A．驴转动一周拉力所做的功为
B．驴转动一周拉力所做的功为
C．驴转动一周拉力的平均功率为
D．磨盘边缘的线速度为
4．质量为5t的汽车，在水平路面上以加速度a=2m/s2启动，所受阻力大小恒为1.0×103N，汽车启动后第1s末发动机的瞬时功率是（　　）
A．2kW B．22kW C．1.1kW D．20kW
5．从高为h处以速度v竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图所示。若取抛出点小球的重力势能为0，不计空气阻力，则小球着地时的机械能为（ ）
A．mgh B． C． D．
6．如图所示的天体A、B是一个双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，A、B在相互绕行中，同时蚕食着对方，使大质量天体的质量进一步增大。在较短时间内双星系统之间的距离、总质量不变，则在这段时间内不变的是（　　）
A．A受到的万有引力 B．A的角速度
C．A的线速度 D．A的向心加速度
7．一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为，当汽车经过半径为100m的弯道时，下列判断正确的是（　　）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为时所需的向心力为
C．汽车转弯的速度为时汽车不会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度可以超过
8．如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（　　）
A．小球通过甲轨道最高点时的最小速度为
B．小球通过乙管道最高点时的最小速度为零
C．小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力为mg
D．小球以速度通过乙管道最高点时受到轨道弹力为mg
9．如图所示，两条细绳均有一端固定在天花板上、另一端与小球相连，细绳与竖直方向所成夹角均为θ，不计细绳质量且绳不可伸长，某时刻剪断左侧细绳，则在剪断左侧细绳瞬间前后，右侧细绳中张力大小之比为（　　）
A．1:1 B．1:2 C．1: D．1:
10．如图所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的图像，其中Ob段为曲线，bc段为直线，已知物块在0-0.2s内运动的位移为0.8m，取，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块速度最大时，滑块与弹簧脱离
B．滑块在0.2s时机械能最大
C．滑块与斜面间的动摩擦因数为
D．时刻弹簧的弹性势能为32J
11．如图所示，倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上质量为4m的滑块通过轻质刚性绳穿过光滑的圆环与质量为m的小球（可视为质点）相连，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角也为30°。斜面体和滑块始终静止，小球与圆环之间的绳长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．斜面体所受地面的摩擦力大小为mg
B．滑块所受摩擦力大小为2mg
C．若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球的速度为
D．若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球的向心加速度大小为
二、实验题
12．在“验证机械能守恒定律”实验中：
（1）李同学采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。下列操作中，必要的是 （填序号）
A．用秒表测出重物下落的时间
B．用天平测量重物的质量
C．先接通电源后释放重物
D．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
（2）如图乙为某次实验中打出的一条纸带。若重物的质量，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量 J，重物动能的增加量 J。（，结果均保留三位有效数字）
（3）某次实验中李同学发现重物重力势能的减少量小于重物动能的增加量，其原因可能是： 。（写出一条即可）
（4）张同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。如图丙所示，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上的O点。将小球拉至细线与竖直方向成角处无初速度释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F。已知小球的质量为m，重力加速度为g。当为 时，可说明小球摆动过程中机械能守恒。
三、解答题
13．如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在斜面底端竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B的质量为，g取10m/s2。求：
(1)AB之间库仑力大小；
(2)B所带电荷量q。
14．质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图所示。若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动。（斜面足够长，物体A着地后不反弹，g取10m/s2）求：
（1）物体A着地时的速度大小；
（2）物体A着地后物体B继续沿斜面上滑的最大距离。
15．如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星1运行的周期为T1=T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为r1=2R，r2=8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中T0、R、G已知）
(1)行星的质量M；
(2)行星的第一宇宙速度；
(3)从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？
16．如图所示，半径为的光滑半圆形轨道在竖直平面内，与水平轨道相切于点，端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端到点的距离为。质量为可视为质点的滑块从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回且刚好能通过圆轨道的最高点A，已知。
（1）求滑块第一次滑至圆形轨道最低点时对轨道的压力。
（2）求滑块与水平轨道间的动摩擦因数。
（3）求弹簧被锁定时具有的弹性势能。
（4）若滑块被弹回时，滑块不脱离轨道，则弹簧被锁定时具有的弹性势能应满足什么条件？

参考答案
1．D【详解】ABC．根据，由图可知，P、Q两点做圆周运动的半径关系为
角速度与周期相等，线速度大小不相等，故ABC正确，不符合题意；
D．根据可知，P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为
故D错误，符合题意。故选D。
2．B【详解】A．天宫空间站运行过程中因稀薄气体阻力的影响，天宫空间站的机械能减小，天宫空间站轨道高度降低，则与修正前相比，修正后天宫空间站运行的轨道半径增大，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可得
修正后天宫空间站运行的轨道半径增大，则速率减小，故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
修正后天宫空间站运行的轨道半径增大，则向心加速度减小，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
修正后天宫空间站运行的轨道半径增大，则周期增大，故D错误。故选B。
3．B【详解】AB．驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微元功原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长
所以拉力所做的功故A错误；B对。
C．根据平均功率的定义得故C错误；
D．线速度为故D错误。故选B。
4．B【详解】根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma则F＝Ff＋ma＝1 000 N＋5 000×2 N＝11 000 N
根据匀变速直线运动的规律，汽车第1 s末的速度大小为v＝at＝2×1 m/s＝2 m/s
所以汽车启动后第1 s末发动机的瞬时功率为P＝Fv＝11 000×2 W＝22 000 W＝22 kW故选B。
5．C【详解】不计空气阻力，则小球的机械能守恒，取抛出点小球的重力势能为0，则小球着地时的机械能为
故选C。
6．B【详解】A．双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为。根据牛顿第二定律，对A星有
对B星有联立解得由题意可知
A、B在相互绕行中，同时蚕食着对方，使大质量天体的质量进一步增大， A受到的万有引力大小为
因为变大，减小，所以A受到的万有引力大小会变化，故A错误；
B．对A星有可得对B星有可得
所以
因为双星系统之间的距离、总质量不变，所以在这段时间内A的角速度
保持不变，故B正确；
C．A的线速度因为减小，不变，则减小，故C错误；
D．A的向心加速度因为减小，不变，则减小，故D错误。故选B。
7．B【详解】A. 汽车在水平面转弯时，做圆周运动，所受的力有重力、弹力、静摩擦力，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，A错误；
B．汽车转弯的速度为时所需的向心力为B正确；
C．路面对轮胎的最大静摩擦力为，小于汽车转弯需要的向心力。所以会发生侧滑，C错误；
D．汽车转弯时的最大向心加速度为
故汽车能安全转弯的向心加速度不可以超过，D错误。故选B。
8．B【详解】AC．甲轨道，在最高点，当轨道给的弹力为零的时候，小球的速度最小，由重力提供向心力有
可得最小速度为，故AC错误；
B．乙轨道，由图可知，乙轨道可以给小球支持力，所以小球最低速度可以为零，当小球速度为零时，弹力与小球的重力相等为mg，故B正确；
D．当小球以速度通过乙管道最高点时有
带入速度可求得
可知，轨道给小球的弹力大小为，方向与重力方向相反，竖直向上，故D错误。故选B。
9．D【详解】剪断左侧细绳前，根据平衡条件得
可得右侧细绳中张力大小为
剪断左侧细绳瞬间，向心力为零，根据牛顿第二定律有
则在剪断左侧细绳瞬间前后，右侧细绳中张力大小之比为故选D。
10．D【详解】A．当滑块速度最大时，满足
此时弹力不为零，滑块与弹簧还没有脱离，选项A错误；
B．滑块机械能增量等于弹力做功与摩擦力做功的代数和，开始时弹力大于摩擦力，此过程中弹力功大于摩擦力功，滑块的机械能增加；最后阶段弹力小于摩擦力，弹力功小于摩擦力功，此过程中滑块的机械能减小，则滑块在0.2s时弹力为零，此时滑块的机械能不是最大，选项B错误；
C．滑块脱离弹簧后向上减速运动的加速度
根据牛顿第二定律解得滑块与斜面间的动摩擦因数为选项C错误；
D．由能量关系可知，时刻弹簧的弹性势能为
选项D正确。故选D。
11．A【详解】AB．设绳子拉力为T，对小球受力分析有解得
对滑块受力分析得
将滑块和斜面看成整体，由平衡条件得，斜面体所受摩擦力大小为
故A正确，B错误；
CD．当滑块恰好不受摩擦力时，绳的拉力为则
小球做圆周运动，则水平方向和竖直方向分别有；
解得；向心加速度为故CD错误。故选A。
12． CD/DC 2.28 2.26 开始打点时重物有一定的速度（或先释放重物后接通电源）
【详解】（1）[1]A．实验中重物下落的时间可以通过打点计时器直接得出，不需要用秒表测量，故A错误；
B．因为要验证两边的质量可以消掉，所以可以不必测量质量，故B错误；
C．打点计时器工作时，必须先先接通电源，后释放重物，故C正确；
D．释放重物前应手提纸带的上端，使纸带竖直通过限位孔，同时重物应尽量靠近打点计时器，故D正确。
故选CD。
（2）[2]由图乙可知，打下起点O到打下B点的过程中，重物下降了，则重物重力势能的减少量
[3]打下点时，重物的速度为
重物动能的增加量
（3）[4]某次实验中李同学发现重物重力势能的减少量小于重物动能的增加量，说明计算的动能增加量偏大，其原因可能是开始打点时重物有一定的速度或先释放重物后接通电源。
（4）[5]根据题意可知，若小球摆动过程中，机械能守恒，则有
在最低点，由牛顿第二定律有整理可得即若
可说明小球摆动过程中机械能守恒。
13．(1)(2)【详解】（1）以B为对象，沿斜面方向根据受力平衡可得
代入数据解得AB之间库仑力大小为
（2）根据几何关系可知，AB之间的距离为
根据库仑定律可得代入数据解得B所带电荷量为
14．（1）2m/s；（2）0.4m
【详解】（1）以地面为参考平面，A、B系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有mgh=mghsin30°＋mvA2＋mvB2
因为vA=vB，代入数据解得vA=vB=2m/s
（2）A着地后，B机械能守恒，则B上升到最大高度过程中，有mvB2＝mgΔssin30°解得Δs＝0.4m
15．(1)(2)(3)
【详解】（1）对卫星1，根据万有引力充当向心力，则：得：
（2）第一宇宙速度的轨道半径为R，则根据可得：
（3）对卫星1和卫星2，由开普勒第三定律：可得：
由图示时刻开始，经t时间第一次相距最近，则有： 可得：
16．（1），方向竖直向下；（2）0.25；（3）；（4）或
【详解】（1）设滑块第一次滑至点时的速度为，圆轨道点对滑块的支持力为，由到的过程
滑块在点有解得
由牛顿第三定律可知滑块对轨道点的压力大小方向竖直向下；
（2）对到再到的过程，根据动能定理有解得
（3）滑块刚好能通过圆轨道的最高点A，根据牛顿第二定律得
到再到A的过程解得弹性势能
（4）滑块不脱离轨道，有两种情况，一种是（3）中的情况，弹性势能大于等于；另一种是滑块向右运动到最高点高度为，此时根据能量守恒定律有
所以，弹簧的弹性势能应大于等于或小于等于，即或

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