湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷(含答案)

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湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷(含答案)

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2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷
一、单选题
1.人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程。关于物体所受合外力的方向,下列说法正确的是(  )
A.物体做匀变速曲线运动时,合外力的方向一定不变
B.物体做匀速圆周运动时,合外力的方向不变
C.物体做变速率的曲线运动时,合外力的方向一定改变
D.物体做匀变速直线运动时,合外力的方向与速度的方向相同
2.质量为的物体由两根轻质细绳悬挂,处于静止状态。绳与竖直方向成角,绳水平,如图所示。绳的张力大小为,绳的张力大小为。已知重力加速度大小为,下列说法正确的是(  )
A., B.,
C., D.,
3.关于对如图所示的生活中的圆周运动实例分析,正确的是(  )
A.图(a)中汽车通过拱桥最高点时处于超重状态
B.图(b)中自行车行驶时车轮上、两点相对于轮轴转动的角速度大小相等
C.图(c)中游客们随旋转飞椅做匀速圆周运动时线速度大小都相等
D.图(d)中火车转弯时所需向心力仅由轨道提供
4.一质点在恒定外力下做匀加速直线运动,在时间间隔内位移为,动能变为原来的4倍,该质点的加速度为(  )
A. B. C. D.
5.一艘汽艇在静水中速率为,一平直河流河宽为,水流自左向右流动,速率为。现在该汽艇分别按照甲、乙两种方式渡河,两种方式与河岸的夹角都是角,船头朝向如图所示,且甲种方式刚好可以垂直渡河到达河对岸的点。下列说法正确的是(  )
A.两种方式渡河时间
B.如果改变船头与河岸的夹角,汽艇的最短渡河时间等于
C.如果河水流速增大,甲种方式不需要调整角度也可以到达点
D.乙种方式到达河对岸时将偏离渡河垂直点距离为
6.舒新文教授研究团队发现了中等质量黑洞吞噬恒星发出的X射线准周期振荡信号(类似于黑洞的“心跳”),这是天体物理学家首次发现该类现象,提供了宇宙中存在中等质量黑洞的关键证据。如图所示,两个黑洞A、B组成的双星系统,绕其连线上的点做匀速圆周运动,若A的轨道半径大于B的轨道半径,两个黑洞质量的和为,距离为,万有引力常量为。则(  )
A.A的质量一定大于B的质量
B.A的角速度一定小于B的角速度
C.A的线速度一定小于B的线速度
D.双星系统的周期为
7.如图所示,轻杆两端分别固定A、B两小球,轻杆长3L,小球质量均为m,重力加速度大小为g。轻杆可绕光滑的支点O在平行于纸面的平面内无摩擦的转动,。若该装置恰好竖直放置,现发生轻微扰动,下列说法正确的是(  )
A.球A刚开始运动瞬间,轻杆对球A的作用力为0
B.当轻杆第一次到达水平位置时,球B的速度大小为
C.当轻杆第一次到达水平位置时,球A的速度大小为
D.当轻杆第一次到达水平位置时,轻杆对球A做的功为
二、多选题
8.一足够长水平传送带以的速度沿顺时针方向转动,将一质量的小物块(可视为质点)轻放在传送带的最左端,小物块与传送带之间的动摩擦因数,则(  )
A.小物块先受到滑动摩擦力作用,后又受到静摩擦力作用
B.小物块从放上去到与传送带共速用时
C.摩擦力对小物块做功
D.小物块与传送带因摩擦而产生的热量为
9.发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率,若质量为的汽车在平直公路上行驶,所受阻力恒为,当它以速度、加速度前进时,发动机的实际功率正好等于额定功率。现设该汽车从静止开始以恒定加速度启动。下列说法正确的是(  )
A.汽车从启动开始,先做匀加速直线运动直至达到匀速运动
B.汽车匀速运动时,牵引力大小等于
C.如果公路足够长,汽车最后的速度为
D.汽车速度为时,汽车的实际功率为
10.已知地球北极和赤道上的重力加速度大小分别为和,假设地球是质量分布均匀的球体,半径为,下列说法正确的是(  )
A.绕地球表面做匀速圆周运动卫星的角速度大小为
B.地球自转的角速度大小
C.地球同步卫星的角速度大小为
D.地球同步卫星的轨道半径
三、实验题
11.某物理兴趣小组用图(a)所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,段是橡皮筋,和为细绳套。图(b)是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是_____;
A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法
(2)关于实验操作,下列措施能减小实验误差的是_____;
A.和两细绳套要长度相等
B.橡皮筋应与和两细绳套夹角的角平分线在一条直线上
C.弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且尽可能与木板平行
(3)图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是 。
12.某同学用图(a)所示的装置“验证机械能守恒定律”。按照正确的操作得到一条符合实验要求的纸带,如图(b)所示。重物质量为,为第1个点,、、为从合适位置开始选取连续的三个计时点。已知打点计时器每隔打一个点,当地的重力加速度大小。
(1)根据图中的数据,可得 ;(结果均保留三位有效数字)
(2)从点到点,重物重力势能的减少量 ,动能增加量 ;(结果均保留三位有效数字)
(3)实验中动能的增加量应略 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力势能的减少量,其主要原因是 。
A.重物下落的实际距离大于测量值 B.重物下落的实际距离小于测量值
C.重物下落受到阻力 D.重物的实际末速度大于计算值
四、解答题
13.在倾角足够长的固定斜面上有一个质量为的物块,物块与斜面间的动摩擦因数。物块在拉力作用下以开始沿斜面向上运动。已知拉力大小,方向沿斜面向上,,,重力加速度大小。求
(1)物块运动的加速度大小;
(2)内物块向上运动的位移大小。
14.如图所示,一半径、圆心角的圆弧形轨道固定在光滑水平地面上,为圆弧的圆心,为圆弧轨道最低点,沿竖直方向。质量为的小滑块以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道,由于沿轨道动摩擦因数不相同,滑块恰好匀速率下滑,紧靠轨道右侧有一长木板与轨道等高且靠在一起但不粘连。已知长木板质量,小滑块与长木板间的动摩擦因数为,重力加速度大小。求
(1)滑块运动到点对轨道的压力;
(2)滑块从点到点过程中克服摩擦力所做的功;
(3)为使滑块不脱离木板,木板的最小长度。
15.如图所示,点到水平地面的高度为,长为的轻绳一端固定在点,另一端悬挂质量为的小球,在最高点给小球一初速度使小球在竖直面内做圆周运动。已知轻绳能承受的最大拉力为,重力加速度大小为,忽略空气阻力。
(1)若小球运动到最低点时轻绳恰好被拉断,求的大小;
(2)保持点位置不变,改变轻绳的长度且保证小球运动到最低点时轻绳恰好被拉断,求轻绳被拉断后到小球第一次落地的水平位移最大值;
(3)保持点位置和轻绳长度不变,当小球运动到最低点时轻绳恰好被拉断,小球做平抛运动落地后与地面碰撞,每次碰撞后水平分速度不变,竖直分速度反向且大小变为碰撞前的一半,求小球开始做平抛运动到与地面发生第3次碰撞时总水平位移的大小。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B B D D C BD BD ACD
11.(1)C
(2)C
(3)
【详解】(1)本实验采用的科学方法是等效替代法,故选C。
(2)A.和两细绳套要尽量长些,但不要求长度相等,选项A错误;
B.橡皮筋应与和两细绳套夹角的角平分线不一定要在一条直线上,选项B错误;
C.弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且尽可能与木板平行,选项C正确。
故选C。
(3)图乙中的是两个力合力的理论值,是两个力合力的实验值,则方向一定沿方向的是。
12.(1)
(2) 2.04 2.00
(3) 小于 C
【详解】(1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度可得
(2)[1]从点到点,重物重力势能的减少量
代入数据可得
[2]动能增加量
代入数据可得
(3)[1]实验中动能的增加量应略小于重力势能的减少量;
[2]其主要原因是重物下落受到阻力。
故选C。
13.(1)
(2)
【详解】(1)对物体受力分析,由牛顿第二定律,可得
解得
(2)物块先做匀加速直线运动,由运动学公式可得
解得
14.(1)56N;方向竖直向下
(2)80J
(3)12m
【详解】(1)在点,对滑块,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知:滑块对点的压力大小为,方向竖直向下;
(2)由动能定理有
解得
(3)取水平向右为正方向,设滑块加速度大小为,则
设的加速度为,则
设经过时间,滑块与共速,速度为,对滑块有
对有
解得
上述过程中滑块位移为
木板位移为
滑块相对于木板的位移为
故为使滑块不脱离木板,木板的最小长度为12m。
15.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设小球在最低点的速度为,由牛顿第二定律
从最高点到最低点,由动能定理可得
解得
(2)设绳长变为,由(1)中可知当绳子被拉断时小球速度为
小球落地的时间为
故小球做平抛运动的水平位移为
当时,取得最大值,最大值为
(3)由(1)中可得小球做平抛运动的初速度为,小球落地所需的时间为
故第一次水平位移为
小球第一次落地时的竖直分速度为
与地面碰撞后小球做斜抛运动,落地时间为
故第二次的水平位移为
同理可得第二次碰后到第三次落地的运动时间为
故第三次的水平位移为
总水平位移为

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