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2024---2025学年度第二学期福九联盟(高中)期末联考
高中 一 年 物理 科试卷
完卷时间：75分钟 满 分：100分
一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项是正确的。）
1．1905年爱因斯坦发表了一篇改变历史的重要论文《论动体的电动力学》，提出了著名的狭义相对论，狭义相对论阐述物体以接近光的速度时所遵循的规律，已经成为现代科学重要基础理论之一。下列现象中不属于狭义相对论效应的是（　　 ）
A．时空弯曲效应 B．长度收缩效应 C．时间延缓效应 D．质量增加效应
2．如图为电影拍摄过程中吊威亚的情景。工作人员A沿水平直线向左运动，他通过绳子使表演者B沿竖直方向匀速上升，绳与轻滑轮间的摩擦不计，则（　　）
A．绳对A的拉力增大 B．A对地面的压力变小
C．A在向左加速移动 D．A在向左减速移动
3．“双星系统”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，如图所示、两颗
恒星构成双星系统，距离不变绕共同的圆心互相环绕做匀速圆周运动，已
知的质量为，速度为，轨道半径OA：OB=1：2，引力常量为，则
下列说法正确的是　　
A．恒星B的质量2m B．B与A的动能之差为
C．B与A的引力之比为1：2 D．B与A的速率之差为
4．某同学闲暇时将手中的弹簧笔内的弹簧取出并固定在桌面上，用小笔帽套在弹簧上，竖直向下按压在水平桌面上（如甲图所示）。当他突然松手后弹簧将小笔帽竖直向上弹起，不计其受到的阻力，上升过程中的图像如乙图所示（到部分为直线），则上升过程中下列判断正确的是（ ）
A．弹簧原长为
B．O到之间弹簧弹性势能全部转化为小笔帽的动能
C．到之间小笔帽机械能不变
D．到过程图像仍然为直线
二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。每一小题中全选对得6分，选对但不全得3分，有错选或不选得0分。）
5．我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学受此启发设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。如果分别在“天宫”和地面做此实验（在地面上做此实验时忽略空气阻力），则（　　）
A．在“天宫”实验时小球做匀速圆周运动
B．若初速度小于某一临界值，小球均无法通过圆轨道的最高点
C．小球的向心加速度大小均发生变化
D．在“天宫”实验时细绳的拉力大小不变
6．“天问一号”探测器，2020年发射，年月成功飞近火星这在我国尚属首次。历时较长，过程复杂，若将过程模拟简化，示意如图，圆形轨道Ⅰ为地球绕太阳公转的轨道，轨道半径为，椭圆轨道Ⅱ为“天问一号”绕太阳公转的椭圆轨道，圆形轨道Ⅲ为火星绕太阳的公转轨道，轨道半径为；是轨道Ⅱ与Ⅰ的公切点，为轨道Ⅱ与Ⅲ的公切点，不计火星引力、地球引力对轨道Ⅱ中探测器的影响。下列说法正确的是( )
A. “天问一号”在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期小于2年
B. “天问一号”从点运行到点的过程中引力先做正功后做负功
C. “天问一号”在轨道Ⅰ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能
D. “天问一号”在轨道Ⅱ上运行经过点速度大于火星在轨道Ⅲ上经过点的速度
7．一辆质量为m＝1.2×103kg的小汽车在平直的公路上从静止开始运动，牵引力F随时间t变化关系图线如图所示，4s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，12s后做匀速运动。小汽车的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定，则（　　）
A．小汽车前4s内位移为80m
B．小汽车最大速度为50m/s
C．小汽车最大功率为4×105W
D．4～8s内小汽车的内位移为85m
8．如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC，A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力），已知，，下列说法正确的是（　　）
A．初速度大小之比为
B．若大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点D
C．若、的大小同时增大到原来的两倍，两球仍在OC竖直面上相遇
D．甲球不可能垂直击中圆环BC
填空题、实验题（本大题4小题，共22分。按要求作答，把正确答案填写在答题卡相应横线上。）
9．（4分）一位同学在水平面上进行跳远训练，该同学以与水平面成37°大小为5m/s的速度离开地面腾空（如图所示），不计空气阻力，取g＝10m/s2，该同学可视为质点，质量为60kg。则该同学到达最高点时的速度大小为 　 　 m/s，刚落地时重力的功率为 　 　 W。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
10．（4分）如图所示，长为l的悬线一端固定在O点，另一端系一小球。在O点正下方C点钉一钉子，O，C间距离为。把悬线另一端的小球拉到跟悬点同一水平面上且无初速度地释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的角速度突然增大为原来的 倍；悬线拉力突然增大为原来的 倍。
11．（6分）用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球轻轻靠在挡板、的位置，、到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小
与 的关系（填选项前）
A．质量．角速度半径
在的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出个格，右边标尺露出个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比 ；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
12．（8分）某实验小组利用平抛运动来验证机械能守恒定律，实验装置见图甲。实验时利用频闪相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔T＝0.05s拍一幅照片，某次拍摄处理后得到的照片如图乙所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中背景是画有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，方格线横平竖直，每个方格的边长为L＝5cm。实验中测得的小球影像的高度差在图乙中标出。已知小球质量m＝20克，重力加速度g＝10m/s2。
（1）根据图乙所给数据分析，小球离开斜槽末端时的速度大小v0＝ 　 　 m/s，运动到位置a时的竖直分速度大小为 vya＝　 　 m/s。（结果均保留2位有效数字）
（2）小球从a到b过程重力势能减少了ΔEp＝ 　 　 J；小球从a到b过程动能增加了ΔEk＝ 　 　 J。（结果均保留2位有效数字）
（3）若实验前斜槽末端未调节水平，　 　 本实验的结论。（填“影响”或“不影响”）
四、计算题（本大题共3小题共40分。其中第13题10分，第14题12分，第15题16分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．（10分）我国嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆后，着陆器与巡视器顺利分离，“玉兔二号”驶抵月球背面,假设在月球上的“玉兔号”探测器，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点，已知月球半径为R，引力常数为G．求
月球的质量．
飞船在距离月球表面高度h=2R的轨道上绕月球做匀速圆周运动时的周期T。
14．（12分）某同学在课后设计开发了如图所示的玩具装置。在水平圆台的转轴上的O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l，细绳的一端连接一个小木箱，此时细绳与转轴间的夹角为θ＝53°，且处于恰好伸直的状态。已知小木箱的质量为m，木箱与水平圆台间的动摩擦因数μ＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，重力加速度为g，不计空气阻力。在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动，试求：
（1）当圆台的角速度多大时，细绳开始有拉力；
（2）当圆台的角速度多大时，圆台对木箱开始无支持力；
（3）当圆台的角速度时，求细绳的拉力T和圆台对木箱支持力N分别是多少；
15．（16分）如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为m＝2kg的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一圆心角为θ＝37°的光滑圆弧轨道AB和光滑圆形轨道CD，固定在粗糙的水平地面上，半径均为R且两轨道分别与水平面相切于B、C两点。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度v0＝4m/s，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入圆弧轨道，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面BC运动，从C点进入光滑竖直圆轨道。已知R＝0.5m，BC距离L＝2m，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
（1）求水平台面的高度h；
（2）求物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）为了让物块能从C点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则B、C间的摩擦因数μ应满足什么条件？
高中 一 年 物理 评分细则
一、单项选择题（每小题4分，共16分）
题号 1 2 3 4
答案 A D B C
二、双项选择题（每小题6分，共24分）
题号 5 6 7 8
答案 AD AC BD AC
三、非选择题（共60分，9、10为填空题，11、12为实验题，13-15为计算题）
9. 4 ， 1800 （每空2分，共4分）
10． 2 ； （每空2分，共4分）
11. （1） B （2） 2:1 不变 （每空2分，共6分）
12. （1） 1.0 ；（1分） 1.0 ，（1分） （2） 0.052 ；（2分） 0.051 （2分）
（3） 不影响 （2分）
13．（10分）
解：（1）由匀变速直线运动规律：v0 ...............（1分）
所以月球表面的重力加速度g ...............（1分）
由月球表面，万有引力等于重力得
mg ...............（2分）
M ...............（1分）
（2）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道做匀速圆周运动时，轨道半径为r=h+2R=3R， .........（1分）
根据万有引力提供向心力有
...............（2分）
结合
解得绕月球做匀速圆周运动的周期为： ...............（2分）
14．（12分）
解：（1）当细绳中恰好有拉力时，静摩擦力达到最大，静摩擦力提供向心力，有
μmg＝mlsinθ...............（2分）
解得
...............（1分）
（2）当圆台对木箱恰好无支持力时，重力和绳子张力的合力提供向心力，有
mgtanθ＝mlsinθ...............（2分）
解得
...............（1分）
（3）当圆台的角速度时，因为< < ，细绳有拉力T和圆台对木箱也有支持力N，摩擦力指向圆心且达到最大。对小木箱有
竖直方向上：N+Tcosθ=mg ...............（2分）
水平方向上：f+Tsinθ=mlsinθ ...............（2分）
且：f=μN ...............（1分）
联立上几式得：N= ； T= ...............（1分）
15．（16分）
解：（1）剪断细线，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，
则有
解得vAy＝3m/s ...............（1分）
则台面到A点的高度为
代入数值得h1＝0.45m ...............（1分）
水平台面的高度为h＝h1+R（1-cos37°） ...............（1分）
代入数值得h＝0.55m ...............（1分）
物块从离开水平台面到经过B点过程，根据动能定理可得
解得 ...............（1分）
物块经过B点时，根据牛顿第二定律可得 ...............（1分）
解得F＝128N ...............（1分）
根据牛顿第三定律可知，物块经过B点时对圆轨道的压力N=F=128N。 ...............（1分）
设物体刚好能到达C点，从 B到C的过程，
根据动能定理可得 ...............（1分）
(从平台到C： 同样得分）
解得1＝ （或1＝0.675） ...............（1分）
从 B到C后刚好到达圆心等高处：
根据动能定理可得 ...............（1分）
(从平台到圆心等高处： 同样得分）
解得2＝ （或2＝0.425） ...............（1分）
恰好经过最高点D： ...............（1分）
从 B到C后刚好到最高点D
根据动能定理可得 ...............（1分）
(从平台到最高处）
联立解得3＝ （或3＝0.05） ...............（1分）
为了让物块能从C点进入圆轨道且不脱离轨道，则B、C间的距离应满足0＜≤
或≤＜ ...............（1分）

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