高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1重慶復(fù)旦中學(xué)教育集團(tuán)2024-2025學(xué)年度下期期中考試高2027屆物理試題考試時(shí)間75分鐘，滿分100分。第I卷（選擇題）一、單項(xiàng)選擇題（本題包括7小題，每小題4分，共28分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.下列說法正確的是（）A.兩個(gè)加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是加速直線運(yùn)動(dòng)B.卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量引力常量G時(shí)，應(yīng)用了控制變量法C.牛頓“月地檢驗(yàn)”，他比較的是月球表面上物體的重力加速度和地球表面上物體的重力加速度D.物體在恒定合外力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】A．兩個(gè)加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)，可能是曲線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量引力常量G時(shí)，應(yīng)用了放大法，B錯(cuò)誤；C．牛頓進(jìn)行了“月地檢驗(yàn)"”，他比較是月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球表面上物體的重力加速度，故C錯(cuò)誤。D．物體在恒定合外力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)合外力提供向心力，向心力時(shí)刻在變，所以恒力作用下物體不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確；故選D。2.一小船在靜水中的速度為，它在一條河寬，水流速度為的河流中渡河，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A.小船不可能到達(dá)正對岸B.小船渡河的時(shí)間可能少于C.小船以最短位移渡河時(shí)，位移大小為D.小船以最短時(shí)間渡河時(shí)，它沿水流方向的位移大小為【答案】BC【解析】AC．因?yàn)榇陟o水中的速度小于河水的速度，由平行四邊形可知合速度不可能垂直于河岸，所以小船不可能到達(dá)正對岸，所以最短的位移大于河的寬度150m，故A正確，C錯(cuò)誤；B．當(dāng)船頭垂直于河岸時(shí)，小船渡河時(shí)間最短，則可知小船渡河的時(shí)間不可能少于，故B錯(cuò)誤；D．小船以最短時(shí)間渡河時(shí)，它沿水流方向的位移大小為可知它沿水流方向的位移大小為，故D正確。本題選說法錯(cuò)誤的，故選BC。3.如圖所示，繩子通過固定在天花板上的定滑輪，兩端分別與同一水平面上的兩物體連接，當(dāng)兩物體到達(dá)如圖所示位置時(shí)，繩與水平面的夾角分別為、，兩物體的速度大小分別為，已知、，則與之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)此時(shí)繩子的速度大小為，將A、B的速度分別沿繩的方向和垂直繩的方向分解，可得解得故選A4.如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，軸上兩輪的半徑分別為4r和r，軸上輪的半徑為3r，A、B、C分別為輪緣上的三點(diǎn)，皮帶不打滑，下列說法正確的是（）A.A、B、C三點(diǎn)周期之比B.A、B、C三點(diǎn)線速度之比C.A、B、C三點(diǎn)角速度之比D.A、B、C三點(diǎn)加速度之比【答案】D【解析】ABC．軸上兩輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其邊緣處A、B兩點(diǎn)的角速度大小相同，皮帶不打滑，主動(dòng)輪上B點(diǎn)和從動(dòng)輪上C點(diǎn)的線速度大小相等。根據(jù)線速度與角速度關(guān)系，可得代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得由周期與角速度關(guān)系式，可得A、B、C三點(diǎn)周期之比故ABC錯(cuò)誤；D．由加速度與角速度關(guān)系式，可得A、B、C三點(diǎn)加速度之比為故D正確。故選D。5.如圖所示，飛行器在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，當(dāng)?shù)竭_(dá)橢圓軌道Ⅱ的近月點(diǎn)B再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，則（）A.飛行器在B點(diǎn)處變軌時(shí)需加速B.由已知條件不能求出飛行器在橢圓軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期C.只受萬有引力情況下，飛行器在橢圓軌道Ⅱ上通過B點(diǎn)的加速度小于在軌道Ⅲ上通過B點(diǎn)的加速度D.飛行器在軌道Ⅲ上繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間為【答案】D【解析】A．在圓軌道實(shí)施變軌成橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)或是由橢圓軌道變軌到圓形軌道都是做逐漸靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)必須萬有引力大于飛船所需向心力，所以應(yīng)給飛船點(diǎn)火減速，所以飛行器在B點(diǎn)處變軌時(shí)需向前噴氣，A錯(cuò)誤；B．設(shè)飛船在近月軌道Ⅲ繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間為T3則解得根據(jù)幾何關(guān)系可知，Ⅱ軌道的半長軸為根據(jù)開普勒第三定律有可得，B錯(cuò)誤；C．只有萬有引力作用下，飛行器在軌道Ⅱ上通過B點(diǎn)與月球間的距離與在軌道Ⅲ在B點(diǎn)的距離相等，萬有引力相同，則加速度相等，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)前面分析知，D正確。故選D6.有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說法正確的是（）A.如圖甲，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)處于失重狀態(tài)B.如圖乙，小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的過最高點(diǎn)的速度至少等于C.如圖丙，用相同材料做成的A、B兩個(gè)物體放在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，，，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速緩慢加快時(shí)，物體A最先開始滑動(dòng)D.如圖丁，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí)，內(nèi)軌對外輪緣會(huì)有擠壓作用【答案】C【解析】A．汽車過凹橋最低點(diǎn)時(shí)，加速度的方向向上，處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．小球在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，桿不僅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的過最高點(diǎn)的速度只要大于零即可，故B錯(cuò)誤；C．物體放在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力充當(dāng)向心力，最大角速度對應(yīng)最大靜摩擦力：，即：所以A最先開始滑動(dòng)，故C正確；D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí)，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌對外輪緣會(huì)有向內(nèi)側(cè)的擠壓作用，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖，一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）由輕繩a和b分別系于豎直輕質(zhì)細(xì)桿上的A點(diǎn)和B點(diǎn)，當(dāng)小球隨輕桿一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩a水平且恰好伸直，已知繩a長為l，繩b與水平方向的夾角為，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.小球受重力、繩b的拉力繩a的拉力及向心力四個(gè)力作用B.角速度的大小為C.當(dāng)小球隨桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為時(shí)，繩b的拉力大小為D.當(dāng)小球隨桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度從緩慢增大時(shí)，繩a、繩b對小球的拉力均將增大【答案】C【解析】A．小球只受重力、繩對它的拉力兩個(gè)力作用，兩個(gè)力的合力充當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；B．對小球受力分析解得故B錯(cuò)誤；C．對小球受力分析，豎直方向解得故C正確；D．當(dāng)角速度從緩慢增大時(shí)，小球在豎直方向仍平衡，即有由于不變，繩對小球的拉力不變，指向圓心方向有角速度增大，不變，所以繩的拉力增大以維持小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的增大，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題（本題包括3小題，每小題5分，共15分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有選要全選5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）8.一小型無人機(jī)在高空中飛行，將其運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解，水平速度隨時(shí)間t變化的圖像如圖甲所示，豎直方向的位移y隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。關(guān)于無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.在內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng) B.在內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)C.時(shí)的速度大小是 D.內(nèi)的位移大小為【答案】BD【解析】AB.在內(nèi)水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C.時(shí)的水平速度豎直速度則合速度大小是選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.內(nèi)x方向的位移x=12m，y方向的位移y=5m，則合位移大小為選項(xiàng)D正確。故選BD。9.如圖所示，金屬塊Q放在帶光滑小孔的水平桌面上，一根穿過小孔的細(xì)線，上端固定在Q上，下端拴一個(gè)小球．小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圓錐擺，細(xì)線與豎直方向成角圖中P位置．現(xiàn)使小球在更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)細(xì)線與豎直方高成角圖中位置．兩種情況下，金屬塊Q都靜止在桌面上的同一點(diǎn)，則后一種情況與原來相比較，下面判斷正確的是A.Q受到桌面的靜摩擦力大小不變 B.小球運(yùn)動(dòng)的角速度變大C.細(xì)線所受的拉力之比為2：1 D.小球向心力大小之比為3：1【答案】BD【解析】設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，細(xì)線的拉力大小為T，細(xì)線的長度為L．P球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力；則有：T=；向心力：Fn=mgtanθ=mω2Lsinθ，得角速度：，使小球改到一個(gè)更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，θ增大，cosθ減小，則得到細(xì)線拉力T增大，角速度ω增大．對Q球，由平衡條件得知，Q受到桌面的靜摩擦力等于細(xì)線的拉力大小，細(xì)線拉力T增大，則靜摩擦力變大，故A錯(cuò)誤，B正確；開始時(shí)細(xì)線的拉力：，增大為60°后的拉力：,所以：．故C錯(cuò)誤；開始時(shí)小球的向心力：Fn1＝mgtan30°＝mg，θ增大為60°后的向心力：Fn2＝mgtan60°＝mg所以：，故D正確；故選BD．【『點(diǎn)石成金』】本題中一個(gè)物體靜止，一個(gè)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，采用隔離法，分別根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律研究，分析受力情況是關(guān)鍵．10.如圖所示為牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像。若汽車質(zhì)量為2×103kg，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，設(shè)其最大車速為30m/s，則正確的是（）A.汽車所受阻力為2×103NB.汽車車速為15m/s，功率為3×104WC.汽車勻加速的加速度為3m/s2D.汽車勻加速所需時(shí)間為5s【答案】AD【解析】A．由題圖可知，汽車達(dá)到最大速度v＝30m/s時(shí)對應(yīng)的牽引力大小等于阻力為2×103N，故A正確；B．時(shí)，由得在速度由10m/s增至30m/s的過程中，功率不變，所以汽車速度為15m/s時(shí)的功率與速度為10m/s時(shí)的功率相等故B錯(cuò)誤；CD．在的過程中，汽車勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故D正確，C錯(cuò)誤故選AD。第II卷（非選擇題）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）11.如圖所示為進(jìn)行“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可使塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。塔輪自上而下有三層，每層左、右半徑比分別是1：1、2：1和3：1。左、右塔輪通過皮帶連接，皮帶不打滑，可通過改變皮帶所處層來改變左、右塔輪的角速度之比。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)小球分別放在短槽C處和長槽的A（或B）處，A、C到左、右塔輪中心的距離相等，兩個(gè)小球隨塔輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力大小關(guān)系可由標(biāo)尺露出的等分格的格數(shù)判斷。（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是（）A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法C.控制變量法D.隔離法（2）探究向心力F與角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板______處（選填“A”或“B”），將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑______（選填“相同”或“不同”）的輪盤上?！敬鸢浮浚?）C（2）A不同【解析】（1）探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，每次只改變一個(gè)變量，控制其他變量不變，運(yùn)用的是控制變量法。故選C；（2）探究向心力F與角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保證小球質(zhì)量相等、圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等、角速度不相等，因此質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板A處，確保半徑相同，將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上確保角速度不相同。12.如圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線________（選填“水平”或“豎直”）。為了保證同一次實(shí)驗(yàn)中小球平拋的初速度相同，因此必須讓小球從________（選填“相同”或“不同”）位置由靜止釋放。（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球作平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s。（g取）（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每小格的邊長，通過實(shí)驗(yàn)記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為________m/s，B點(diǎn)的豎直分速度為________m/s。（g?。敬鸢浮浚?）水平相同（2）1.6（3）1.52【解析】（1）為了保證小球的初速度水平，斜槽末端切線應(yīng)水平。為了每次平拋的初速度相同，小球必須從相同位置由靜止釋放。（2）分析圖乙，O點(diǎn)為拋出點(diǎn)，取坐標(biāo)點(diǎn)，在豎直方向上則有水平方向上則有代入數(shù)據(jù)解得小球平拋初速度（3）分析圖丙，由圖可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均為3L，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間T相等，在豎直方向，由圖示可知，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可得初速度根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可知，在B點(diǎn)豎直分速度四、解答題（本題共3小題，共41分。要求寫出必要的文字說明，主方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，結(jié)果必須有明確的數(shù)值的單位。）13.最近，詹姆斯韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了離地球133光年的地外行星系統(tǒng)。未來中國航天員星際旅行到達(dá)此類地行星。假設(shè)探測器距該行星表面的高度為h，（h遠(yuǎn)小于行星半徑）航天器繞行星星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，該行星的半徑為R，引力常量為G，忽略其它天體對探測器的引力作用，求：（1）該行星的平均密度；（2）該行星的第一宇宙速度。【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】設(shè)火星的質(zhì)量為M，平均密度為，探測器的質(zhì)量為m，火星對探測器的萬有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有解得因此火星的平均密度可知【小問2解析】設(shè)火星的第一宇宙速度為，則可得14.如圖所示，AB為傾角θ=37°的斜面軌道，其中軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP部分為圓心角θ2=143°、半徑R=0.5m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，O點(diǎn)為圓弧的圓心，P、O兩點(diǎn)在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一端自由伸長至斜面上C點(diǎn)處，現(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在B點(diǎn)以沿斜面向下v0=3m/s初速度射出，物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊壓縮彈簧到D點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。已知斜面B、C兩點(diǎn)間距x1=1m，C、D兩點(diǎn)間距x2=0.1m，小物塊與斜面BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）彈簧被壓縮到D點(diǎn)時(shí)的彈性勢能Ep；（2）小物塊再次回到B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；（3）若改變小物塊在B點(diǎn)沿斜面向下的初速度v0，要使小物塊在軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中不脫離軌道，則v0的取值范圍為多少？【答案】（1）；（2）10N；（3）或【解析】（1）物塊從B到D的過程，由能量守恒定律可知解得（2）物體從B再次回到B的過程，由動(dòng)能定理可知由牛頓第二定律可知解得由牛頓第三定律可知，物體對軌