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2024-2025学年湖北省云学名校联盟高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学的发展过程中，有很多物理学家作出了卓越的贡献，以下说法正确的是( )
A. 伽利略在研究自由落体运动时，测出自由落体小球的速度，得出小球的速度与时间成正比的结论。
B. 随着科学的不断进步，涉及到牛顿第一定律中的理想实验可以在实验室完成。
C. 开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律
D. 牛顿利用数学工具推理，并通过实验测出万有引力常量，最终提出了万有引力定律
2.两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，如图所示。物体通过一段位移时，力对物体做功6J，力对物体做功，则力与的合力对物体做功为( )
A. 10J B. 2J C. D. 14J
3.如图所示，用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直杆上升，某一时刻，小车的速度大小，拴在小车上的绳子与水平方向的夹角，拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角。则此时滑块竖直上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
4.某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车，新车沿平直公路匀变速行驶，一段时间内的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 该车做匀加速直线运动 B. 该车行驶的加速度为大小为
C. 该车行驶的初速度大小为 D. 该车在前3秒的位移是
5.某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的 n倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为( )
A. B. C. D.
6.圆锥摆是我们在研究生活中的圆周运动时常遇到的一类物理模型。如图所示，质量分别为2m和m的1、2两个小摆球均可视为质点用长度相等的细线拴在同一悬点，组成具有相同摆长和不同摆角的圆锥摆，若两个小摆球均在水平面内均做匀速圆周运动，球1和球2摆线与竖直夹角分别为和，不计空气阻力。则( )
A. 摆球1比摆球2的角速度小
B. 细线对球1的拉力与细线对球2的拉力之比为
C. 摆球1与摆球2的向心力大小之比为
D. 摆球1与摆球2的线速度之比为
7.如图所示，用轻绳a将质量为m的小球A悬挂于质量为M的木箱顶部，小球A通过一根轻质弹簧与质量同为m的小球B相连，小球B底端与木箱接触而不挤压，木箱通过轻绳b悬挂于天花板。已知重力加速度为g，现仅剪断其中一根轻绳，下列说法正确的是( )
A. 剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为g
B. 剪断轻绳a瞬间，轻绳b的拉力为
C. 剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为g
D. 剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.某同学用额定功率1800W、最大拉力300N的提升装置，把静置于地面上质量为20kg的重物竖直向上提起，该装置先用最大拉力使重物匀加速运动，功率达到额定值后保持不变，经一段时间后匀速上升，不计空气阻力，重力加速度 g取，则下列说法正确的是( )
A. 重物上升过程中的最大加速度为 B. 重物匀加速上升的时间为
C. 重物上升过程中的最大速度为 D. 重物速度为时，加速度为
9.如图是发射的一颗人造卫星在绕地球轨道上的几次变轨图，轨道Ⅰ是近地圆轨道可以近似认为，轨道Ⅰ的轨道半径和地球半径相等，轨道Ⅱ和轨道Ⅲ是依次在P点变轨后的椭圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上运动到Q点时的速度一定小于地球第一宇宙速度
B. 卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上稳定运动时，经过P点时加速度大小相等
C. 卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上任何位置的速度
D. 卫星从轨道Ⅱ上的P点进入轨道Ⅲ后机械能减少
10.如图，质量分别为4m、3m的小球A、B固定在质量不计的等腰直角支架两端，，支架可绕着固定点O在竖直平面内无摩擦地转动。现将小球A拉到与O等高处由静止释放，已知重力加速度大小为g，，下列说法正确的是( )
A. 小球A运动到最低点的过程中，A球重力的瞬时功率一直变大
B. 小球A运动到最低点时，A的速度为
C. 小球A运动到最低点的过程中，支架对小球A做的功为
D. 运动过程中，小球A的最大速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来完成“探究加速度与合力、质量的关系”实验。
该实验同时研究三个物理量间的关系是很困难的，因此本实验采用的研究方法是 。
图甲所示的实验装置中明显安装错误的是 写出一条即可。
平衡摩擦力时，应调节木板的倾角，使小车在 填“受”或“不受”牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。
该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图乙中的曲线图像。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是 .
\
A.没有补偿摩擦阻力，且小车和砝码质量较大
B.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且槽码的质量较大
C.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且槽码的质量较大
D.补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车和砝码质量较大
12.下面为某学习小组“探究平抛运动规律”的实验操作：
同学选取抛出点球心位置为坐标原点建立直角坐标系，在轨迹上选取间距较大的几个点并测出其坐标值，重新建立直角坐标系，并绘出了图像如图所示。已知重力加速度为g，该钢球平抛的初速度大小为 结果用g、a和b表示。
用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中记录了1、2、3、4四个位置，图中背景方格的边长为40 cm，不计空气阻力，重力加速度。则：计算结果均保留2位有效数字
照相机两次闪光的时间间隔 小球水平抛出时的初速度 ，若取1为坐标原点，取向下和向右为坐标轴正方向，则抛出点坐标为 。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图，光滑斜面上有一个重力为200 N的小球被轻绳栓住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，整个装置处于静止状态，，求：
绳对小球拉力的大小和斜面对球支持力的大小。
地面对斜面的摩擦力大小和方向。
14.如图所示，质量的小球与固定在O点的不可伸长的轻绳相连，绳子最大拉力为25N。小球在水平面内做匀速圆周运动，使小球的速度缓慢增加，当轻绳与竖直方向的夹角为时，轻绳恰好断裂，然后小球落地。已知 O点距离地面的竖直高度，轻绳长度，不计空气阻力及绳断时的能量损失，取重力加速度大小，，。求
绳子恰好断裂时小球的线速度的大小;
小球落地时重力的瞬时功率;
点与小球落地点之间的水平距离d。
15.某种装置如图所示，左端固定的轻弹簧可以锁定在不同的压缩状态，弹簧原长小于 AB间距离且始终处于弹性限度内。质量的小滑块紧靠弹簧右端，滑块与弹簧不栓接，光滑水平面的右端在 B点与倾角的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，传送带两转轴间的距离，滑块与传送带的动摩擦因数，传送带在C点与光滑的圆弧轨道相切，圆弧轨道半径，E为圆弧最高点，D与圆心等高。已知重力加速度，。
当弹簧锁定后所储存的弹性势能是时，将滑块由静止释放，求滑块到达B点时已与弹簧分离的速度的大小;
求滑块通过传送带的过程中，因摩擦产生的热量 Q以及电动机因传送滑块多做的功
若轻弹簧锁定位置可调，为了使物块可以进入圆弧轨道，又不会中途脱离圆轨道，求弹簧的弹性势能大小应满足的条件。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A、伽利略的年代，受限于当时技术，瞬时速度无法直接测量，故 A错误；
B、 尽管科技不断进步，牛顿第一定律中的理想实验仍无法在实验室完全实现。 其本质原因在于“理想实验”是逻辑推演而非真实实验，且现实中无法彻底消除所有外力，故 B错误；
C、开普勒总结了第谷的观察数据，总结出开普勒三定律，故C正确；
D、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测量了万有引力常量，故D错误。
故选C。
2.【答案】C
【解析】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力对物体做功6J，力对物体做功，所以与的合力对物体做的总功就为：，故C正确，ABD错误。
3.【答案】C
【解析】将两个物体的速度分解，如图所示：
，
设此时滑块竖直上升的速度大小为v，
由速度的分解知识可知：，解得：，故C正确，ABD错误。
4.【答案】D
【解析】解：根据匀变速直线运动位移规律，可得，由图像的斜率和截距可得；当时，，得，该车做匀减速直线运动，故ABC错误；
D.根据求解的加速度和初速度可知，该车做减速运动，且刹车时间为，即在末车已停止，前3s的位移为，故D正确。
故选：D。
5.【答案】C
【解析】设物体质量为，极地的重力加速度为g，赤道的重力加速度为
由万有引力定律和重力的定义可知：，
由牛顿第二定律可得：
联立可得：，故C正确。
故选C。
6.【答案】A
【解析】A、对于圆锥摆，根据牛顿第二定律，化简可得。球1摆线与竖直夹角，球2摆线与竖直夹角，因为，所以， A正确；
B 、对摆球进行受力分析，摆球受到重力mg和细线的拉力T，在竖直方向上，则。对于球1，对于球2，。所以，B错误；
C、摆球的向心力。对于球1，对于球2，。则，C错误；
D 、由可得。对于球1，对于球2，。，D错误。
7.【答案】D
【解析】A.剪断前，对小球B分析，由平衡条件知 ，在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，A受到重力mg和弹簧向下的拉力mg，A的合力为向下的2mg，由牛顿第二定律有，得剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为2g，故A错误；
B.剪断轻绳a瞬间，轻绳a对小球A向上的拉力减为零，弹簧形变不变，小球A所受合力向下，具有向下的加速度2g，在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受合力为零，小球B的加速度大小为零，对系统，应用牛顿第二定律 ，解得，故B错误；
剪断轻绳b瞬间，轻绳b的拉力突变为零，若轻绳a松弛，则木箱只受重力作用开始以加速度g加速下落，对小球A，根据牛顿第二定律 ，解得 ，加速下落，则轻绳a未松弛，木箱与小球A同步，根据系统牛顿第二定律
解得小球A的加速度大小为 ，故C错误，D正确。
8.【答案】AC
【解析】A.重物上升过程中的最大加速度为，选项A正确;
B.重物匀加速上升，，，选项B错误;
C.匀加速能达到的最大速度vm，选项C正确；
D.重物速度为时，物体仍匀加速运动，加速度为，选项D错误。
9.【答案】ABC
【解析】A、设地球球心为O点，则根据卫星从低轨变高轨需要加速可知以O为圆心，以OQ为半径的圆轨道的线速度大于在轨道Ⅱ上Q点的线速度，该圆轨道上的线速度一定小于第一宇宙速度，故A正确；
B、卫星经过同一点时，受到的万有引力是相同的，则加速度是相同的，故B正确；
C、卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需要在P点加速，故卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上任何位置的速度，故C正确；
D、卫星从轨道Ⅱ上的P点进入轨道Ⅲ后，发动机做正功使其加速，机械能增加，故D错误。
10.【答案】BD
【解析】A.当A滑到最低点时，速度与重力垂直，重力的瞬时功率为0，则 A球重力的瞬时功率先增大后减小，故 A错误;
B.小球A运动到最低点时，小球 A的重力势能与小球B的重力势能分别为，，
小球A运动到最低点时， A、B的速度为v，小球 A的动能与小球B的动能为，，
由能量守恒定律得，
联立以上方程整理得，故B正确;
C.小球A运动到最低点的过程中，支架对小球 A做的功为W，能量守恒定律有，得，故C错误;
D.设小球A速度最大时， AO与竖直方向夹角为，由机械能守恒，由数学知识可得，故D正确。
故选BD。
11.【答案】控制变量法
连接小车的细线未与木板表面平行
/小车释放位置未靠近打点计时器
不受
C

【解析】本实验采用的研究方法是控制变量法。
题图甲所示的实验装置中明显安装错误的是连接小车的细线未与木板表面平行。
补偿阻力时，应调节木板的倾角，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动。
由图可知，已经加外力了，还没有加速度，说明没有平衡摩擦力或补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小;以小车为对象，根据牛顿第二定律可得，以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得，
联立可得，，
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力;所以图线上部弯曲的原因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量，综合以上故选 C。
12.【答案】
取正整数

【解析】根据平抛运动规律，在竖直方向有，水平方向有，联立可得，可知图线的斜率为，解得钢球平抛的初速度大小为。
小球做平抛运动，竖直方向上，根据匀变速直线运动的推论，
照相机相邻两次闪光的时间间隔t0，
则两次闪光的时间间隔或取正整数
小球水平抛出时的初速度为，
经过位置2时，小球竖直方向的速度为，
运动总时间：，
水平总位移，竖直总位移，
则抛出点横坐标为，
抛出点纵坐标为，
所以抛出点坐标为。
13.【答案】小球受力分析如图甲所示，
建系，对小球所受力分解列方程有
沿x轴方向：
沿y轴方向：
解得：，。
斜面体受力分析如图乙所示，
建系，对斜面体所受力分解列方程有
沿x轴方向：
根据牛顿第三定律 ，解得：，方向水平向右。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：有，当时，轻绳恰好断裂，
，解得。
小球在轻绳断裂前做匀速圆周运动，轻绳断裂后小球做平抛运动，竖直方向有，
解得，
，
解得。
轻绳断裂后小球在水平方向位移有，
O点与小球落地点之间的水平距离，
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：对AB段分析，由能量守恒得，
解得。
，又因为，所以滑块在传送带上减速运动，
根据牛顿第二定律，
解得，
设滑块在传送带上运动时间为，则，
解得，
因此时滑块的速度，故可达到传送带顶端，
传送带的位移，
则滑块与传送带的相对位移为，
摩擦产生的热量，
电动机因传送滑块多做的功。
物体不脱离圆轨道有两种情况：一种是最高运动至D点，一种是能过 E点。
①物块恰能进入圆弧轨道，即
物块从B到，则此时，
物块恰能到达D点：物块从C到，
物块从B到，则此时，
②物块恰能到达E点：，
物块从C到，
物块从B到，则此时，
综上所述，弹性势能的取值范围是或。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】

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