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陕西省安康市汉滨区七校联考2024-2025学年高一下学期期末物理试卷
一、单选题
1．2024年9月25日，解放军向太平洋方向发射一枚洲际弹道导弹，射程约12000公里，据悉该导弹是我国自主研发的东风-31G洲际弹道导弹，且采用了钱学森弹道设计理念。如图是“东风-31G”从起飞到击中目标的轨迹示意图，AB为发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空，在A点关闭发动机，靠惯性上升到最高点B；BD为俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，在C点进入大气层，到D点会被加速到极高的速度（音速的30倍），最终进入目标弹道DE。则下列说法正确的是（　　）
A．导弹从B点到D点的过程中，机械能增大
B．导弹飞行过程中，在B点动能为零
C．导弹从A点到D点的过程中，机械能守恒
D．导弹从A点到C点的过程中，一直处于失重状态
2．网球训练中心使用的轮式发球机，侧视结构如图所示。两个半径均为25cm的橡胶轮，相反方向等速旋转，带动网球飞出。发球机喷嘴在地面附近，与水平面成37°角斜向上，sin37°＝0.6，cos37°=0.8g取10m/s2。若要求水平射程约为15m，应将橡胶轮角速度调为约（　　）
A．5 rad/s B．10 rad/s
C．50 rad/s D．100rad/s
3．如图所示，竖直面内有一个半开口的“L”形光滑滑槽，轻杆两端分别连接小球A、B。初始时，轻杆竖直，由于微小的扰动，小球A竖直下滑，小球B水平向右滑动。当轻杆与竖直方向的夹角为60°时，小球A、B的速度大小的比值为（　　）
A． B． C． D．
4．春耕季节农民常用抛洒种子的方式进行育苗，如图是同时抛出的、两粒种子在空中运动轨迹的示意图，其轨迹在同一平面内，点为抛出点，轨迹相交于P点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．、两粒种子从点到P点的运动时间相等
B．、两粒种子在P点相遇
C．、两粒种子的速度变化率相等
D．种子在最高点时的速度大于种子b在最高点时的速度
5．如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点）放置在水平圆盘上，甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲、乙两物块的质量均为m，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法正确的是（　　）
A．圆盘转动的角速度最大为 B．圆盘转动的角速度最大为
C．轻绳弹力恒为μmg D．轻绳最大弹力为μmg
6．如图所示，在质量为M的物体内有光滑的圆形轨道，有一质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道恰好做完整的圆周运动，A与C两点分别是轨道的最高点和最低点，B、D两点与圆心O在同一水平面上。在小球运动过程中，物体M静止于地面，则关于物体M对地面的压力和地面对物体M的摩擦力方向，下列说法错误的是（ ）
A．小球运动到B点时，，摩擦力方向向右
B．小球运动到C点时，，地面对M无摩擦
C．小球运动过程中最小值等于Mg
D．小球运动过程中有三个位置
7．如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放，落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　）
A．从A到O的过程中，物块的机械能一直增大
B．从O到B的过程中物块的机械能守恒
C．从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大
D．从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
二、多选题
8．宇宙中广泛存在着一种特殊的天体系统——双星系统。如图甲所示，某双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，在双星系统外且与系统在同一平面上的A点观测双星运动，测得恒星a、b到OA连线距离x与时间t的关系图像如图乙所示，引力常量为G，则（　　）
A．a、b的线速度之比为
B．a、b的线速度之比为
C．a的质量为
D．a的质量为
9．某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮的轻细绳与放在倾角为的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在时间内物体运动的图像如图乙所示，其中除时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为，不计一切摩擦，重力加速度。则下列判断正确的是（　　）
A．在0~ls内电动机所做的功为
B．1s后电动机的输出功率为
C．在时物体的速度大小为
D．在内物体沿斜面向上运动了
10．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳跨过光滑定滑轮在另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d，重力加速度为g。现将小环在与定滑轮顶部等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（　　）
A．小环释放后的极短时间内轻绳中的张力一定等于mg
B．小环到达B处时，重物上升的高度为（﹣1）d
C．小环到达B处时，小环的速度与重物速度大小之比为
D．小环到达B处时，小环的速度与重物速度大小之比为
三、实验题
11．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。某探究小组用如图所示的向心力演示器“探究向心力大小的表达式”。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1，请回答以下问题：
(1)本实验采取的主要研究方法是_____
A．控制变量法 B．理想实验法 C．等效替代法
(2)某次实验时将体积相等的钢球和铝球分别放在挡板A处和C处，调整左右变速塔轮的半径相等，这是为了探究向心力大小与 （选填“半径”、“角速度”或“小球质量”）间的关系。
(3)某次实验时将相同的两个铁球分别放在A、C位置，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为1：4，由此可知左右塔轮圆盘的半径之比为 。
12．某同学设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，安装在竖直平面内、半径为R的带角度刻度线的光滑半圆轨道，最低点固定一光电门（图中未画出）。将小球（直径d(1)用游标卡尺测量小球的直径d，由于前小半部分被遮挡，只能看到后半部分，测量结果如图乙所示，则小球的直径为 cm。
(2)若有关系式 （用g、R、d、t、θ表示）成立，则可验证该过程小球的机械能守恒。
(3)小王同学用该装置测量当地的重力加速度大小，分别记录小球拉开的角度θ和对应的遮光的时间t，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，则图像的横坐标应为 （选填“”“”或“”）。不考虑误差，若该图线斜率的绝对值为k，则当地的重力加速度大小为 （用d、R、k表示）。
四、解答题
13．如图，长为L的轻绳一端系于固定点O，另一端系一质量为m的小球。将小球从与O点等高的A点由静止释放，经一段时间后绳被拉直，绳被拉直前后，小球沿绳方向的速度变为0，垂直于绳方向的速度不变，此后小球以O为圆心在竖直平面内摆动。绳刚被拉直时与竖直方向的夹角为60°，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
(1)小球在绳被拉直后瞬间的速度大小；
(2)小球摆到最低点时，绳对小球的拉力大小。
14．如图所示，一个物块（物块大小可忽略）开始位于粗糙水平面最左端A点，后在水平恒力的作用下沿水平面AB由静止开始向右运动，水平面长度，物块与水平面之间的动摩擦因数，物块质量，一个光滑的四分之一圆弧与水平面相切于右端点B点，圆弧半径，重力加速度，若物块从B点滑上圆弧后可以沿圆弧运动一段路程（物块若到达B点速度为零，轻微扰动即可沿圆弧向下运动）。求：
(1)恒力F大小的取值范围；
(2)若物块在某点C脱离圆弧，此时圆弧半径OC与竖直方向角为，求的最大值。
15．如图所示，可视为质点、质量的小滑块静止在水平轨道上的点，在水平向右的恒定拉力的作用下，从点开始向右做匀加速直线运动，当其运动到的中点时撤去拉力，滑块运动到点后滑上与等高的水平传送带，滑块从传送带的最右端点沿水平轨道运动，从点进入半径且内壁光滑的竖直固定圆管道，在圆管道上运行一周后从处的出口出来。已知滑块刚好能通过圆管道的最高点，传送带以恒定的速度顺时针转动，水平轨道的长度，的长度，传送带的长度的长度，小滑块与水平轨道、间的动摩擦因数均为，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小取。求：
(1)滑块在点对圆管道的压力大小；
(2)恒定拉力的最大值；
(3)当恒定拉力最小时，滑块与传送带因摩擦产生的热量。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C C B C D AC ACD BC
11．(1)A
(2)小球质量
(3)
【详解】（1）本实验采取的主要研究方法是控制变量法。
故选A。
（2）将体积相等的钢球和铝球分别放在挡板A处和C处，调整左右变速塔轮的半径相等，则两球质量不同，探究的是向心力大小与小球质量的关系。
（3）两球运动半径相等，小球质量相同，根据向心力公式
左右两标尺露出的格子数之比为1：4，则角速度之比为1:2
根据
可知左右塔轮圆盘的半径之比为2:1。
12．(1)0.620
(2)
(3)
【详解】（1）图中为20分度的游标卡尺，据其读数规律，该读数为
（2）由机械能守恒，有
据光电门测速原理，有
联立，得
（3）[1]结合上述有
变形可得
可知，图像横坐标应为
[2]图线斜率的绝对值为
则解得
13．(1)
(2)
【详解】（1）如图所示
小球由静止释放到绳刚被拉直，由动能定理，有
小球在绳被拉直后瞬间的速度为垂直于绳方向的分量，即
联立，解得
（2）小球摆到最低点，由动能定理，有
在最低点，有
联立，解得
14．(1)
(2)
【详解】（1）若物块能够到B点，有
解得
若物块能沿圆弧运动一段，则物块不能在B点脱离,根据牛顿第二定律，有
解得
根据动能定理，有
解得
所以恒力F大小的取值范围是；
（2）若在C点脱离，根据牛顿第二定律，有
当物块到B点速度为0时沿圆弧滑动的路程最长，角最大，从B到C根据动能定理，有
联立解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）因滑块刚好能通过圆管道的最高点，所以滑块到圆管道的最高点时速度为零；滑块由点运动到圆管道最高点的过程，根据动能定理得
解得
在点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知滑块在点对圆管道的压力大小为。
（2）滑块由点运动到点的过程，有
解得
根据题意可知恒定拉力最大时，滑块运动到点时速度最大，点的最大速度满足
解得
滑块由A点运动到B点的过程，根据动能定理得
解得
（3）当恒定拉力F最小时，滑块运动到B点时速度最小，此时B点的最小速度满足
解得
此情况下滑块在传送带上运动的时间
传送带的位移为
滑块与传送带的相对位移为
所以当恒定拉力F最小时，滑块与传送带因摩擦而产生的热量为
解得

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