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2024---2025學年度第二學期福九聯盟(高中)期末聯考
高中 一 年 物理 科試卷
完卷時間：75分鐘 滿 分：100分
一、單項選擇題（共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項是正確的。）
1．1905年愛因斯坦發表了一篇改變歷史的重要論文《論動體的電動力學》，提出了著名的狹義相對論，狹義相對論闡述物體以接近光的速度時所遵循的規律，已經成為現代科學重要基礎理論之一。下列現象中不屬于狹義相對論效應的是（　　 ）
A．時空彎曲效應 B．長度收縮效應 C．時間延緩效應 D．質量增加效應
2．如圖為電影拍攝過程中吊威亞的情景。工作人員A沿水平直線向左運動，他通過繩子使表演者B沿豎直方向勻速上升，繩與輕滑輪間的摩擦不計，則（　　）
A．繩對A的拉力增大 B．A對地面的壓力變小
C．A在向左加速移動 D．A在向左減速移動
3．“雙星系統”是宇宙中普遍存在的一種天體系統，如圖所示、兩顆
恒星構成雙星系統，距離不變繞共同的圓心互相環繞做勻速圓周運動，已
知的質量為，速度為，軌道半徑OA：OB=1：2，引力常量為，則
下列說法正確的是　　
A．恒星B的質量2m B．B與A的動能之差為
C．B與A的引力之比為1：2 D．B與A的速率之差為
4．某同學閑暇時將手中的彈簧筆內的彈簧取出并固定在桌面上，用小筆帽套在彈簧上，豎直向下按壓在水平桌面上（如甲圖所示）。當他突然松手后彈簧將小筆帽豎直向上彈起，不計其受到的阻力，上升過程中的圖像如乙圖所示（到部分為直線），則上升過程中下列判斷正確的是（ ）
A．彈簧原長為
B．O到之間彈簧彈性勢能全部轉化為小筆帽的動能
C．到之間小筆帽機械能不變
D．到過程圖像仍然為直線
二、雙項選擇題（共4小題，每小題6分，共24分。每一小題中全選對得6分，選對但不全得3分，有錯選或不選得0分。）
5．我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實驗，提高了青少年科學探索的興趣。某同學受此啟發設計了如下實驗：細繩一端固定，另一端系一小球，給小球一初速度使其在豎直平面內做圓周運動。如果分別在“天宮”和地面做此實驗（在地面上做此實驗時忽略空氣阻力），則（　　）
A．在“天宮”實驗時小球做勻速圓周運動
B．若初速度小于某一臨界值，小球均無法通過圓軌道的最高點
C．小球的向心加速度大小均發生變化
D．在“天宮”實驗時細繩的拉力大小不變
6．“天問一號”探測器，2020年發射，年月成功飛近火星這在我國尚屬首次。歷時較長，過程復雜，若將過程模擬簡化，示意如圖，圓形軌道Ⅰ為地球繞太陽公轉的軌道，軌道半徑為，橢圓軌道Ⅱ為“天問一號”繞太陽公轉的橢圓軌道，圓形軌道Ⅲ為火星繞太陽的公轉軌道，軌道半徑為；是軌道Ⅱ與Ⅰ的公切點，為軌道Ⅱ與Ⅲ的公切點，不計火星引力、地球引力對軌道Ⅱ中探測器的影響。下列說法正確的是( )
A. “天問一號”在橢圓軌道Ⅱ上運動的周期小于2年
B. “天問一號”從點運行到點的過程中引力先做正功后做負功
C. “天問一號”在軌道Ⅰ上運行的機械能小于在軌道Ⅲ上運行的機械能
D. “天問一號”在軌道Ⅱ上運行經過點速度大于火星在軌道Ⅲ上經過點的速度
7．一輛質量為m＝1.2×103kg的小汽車在平直的公路上從靜止開始運動，牽引力F隨時間t變化關系圖線如圖所示，4s時汽車功率達到最大值，此后保持此功率繼續行駛，12s后做勻速運動。小汽車的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定，則（　　）
A．小汽車前4s內位移為80m
B．小汽車最大速度為50m/s
C．小汽車最大功率為4×105W
D．4～8s內小汽車的內位移為85m
8．如圖所示，同一豎直平面內有四分之一圓環BC和傾角為的斜面AC，A、B兩點與圓環BC的圓心O等高。現將甲、乙小球分別從A、B兩點以初速度沿水平方向同時拋出，兩球恰好在C點相碰（不計空氣阻力），已知，，下列說法正確的是（　　）
A．初速度大小之比為
B．若大小變為原來的一半，則甲球恰能落在斜面的中點D
C．若、的大小同時增大到原來的兩倍，兩球仍在OC豎直面上相遇
D．甲球不可能垂直擊中圓環BC
填空題、實驗題（本大題4小題，共22分。按要求作答，把正確答案填寫在答題卡相應橫線上。）
9．（4分）一位同學在水平面上進行跳遠訓練，該同學以與水平面成37°大小為5m/s的速度離開地面騰空（如圖所示），不計空氣阻力，取g＝10m/s2，該同學可視為質點，質量為60kg。則該同學到達最高點時的速度大小為 　 　 m/s，剛落地時重力的功率為 　 　 W。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
10．（4分）如圖所示，長為l的懸線一端固定在O點，另一端系一小球。在O點正下方C點釘一釘子，O，C間距離為。把懸線另一端的小球拉到跟懸點同一水平面上且無初速度地釋放，小球運動到懸點正下方時懸線碰到釘子，則小球的角速度突然增大為原來的 倍；懸線拉力突然增大為原來的 倍。
11．（6分）用如圖所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小與質量、角速度和半徑之間的關系，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。實驗用球分為鋼球和鋁球，請回答相關問題：
在某次實驗中，某同學把兩個質量相等的鋼球輕輕靠在擋板、的位置，、到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。轉動手柄，觀察左右標出的刻度，此時可研究向心力的大小
與 的關系（填選項前）
A．質量．角速度半徑
在的實驗中，某同學勻速轉動手柄時，左邊標尺露出個格，右邊標尺露出個格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比 ；其他條件不變，若增大手柄轉動的速度，則左右兩標尺示數的比值
（選填“變大”“變小”或“不變”）。
12．（8分）某實驗小組利用平拋運動來驗證機械能守恒定律，實驗裝置見圖甲。實驗時利用頻閃相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔T＝0.05s拍一幅照片，某次拍攝處理后得到的照片如圖乙所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中背景是畫有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，方格線橫平豎直，每個方格的邊長為L＝5cm。實驗中測得的小球影像的高度差在圖乙中標出。已知小球質量m＝20克，重力加速度g＝10m/s2。
（1）根據圖乙所給數據分析，小球離開斜槽末端時的速度大小v0＝ 　 　 m/s，運動到位置a時的豎直分速度大小為 vya＝　 　 m/s。（結果均保留2位有效數字）
（2）小球從a到b過程重力勢能減少了ΔEp＝ 　 　 J；小球從a到b過程動能增加了ΔEk＝ 　 　 J。（結果均保留2位有效數字）
（3）若實驗前斜槽末端未調節水平，　 　 本實驗的結論。（填“影響”或“不影響”）
四、計算題（本大題共3小題共40分。其中第13題10分，第14題12分，第15題16分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。）
13．（10分）我國嫦娥四號探測器成功在月球背面著陸后，著陸器與巡視器順利分離，“玉兔二號”駛抵月球背面,假設在月球上的“玉兔號”探測器，以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經過時間t小球落回拋出點，已知月球半徑為R，引力常數為G．求
月球的質量．
飛船在距離月球表面高度h=2R的軌道上繞月球做勻速圓周運動時的周期T。
14．（12分）某同學在課后設計開發了如圖所示的玩具裝置。在水平圓臺的轉軸上的O點固定一根結實的細繩，細繩長度為l，細繩的一端連接一個小木箱，此時細繩與轉軸間的夾角為θ＝53°，且處于恰好伸直的狀態。已知小木箱的質量為m，木箱與水平圓臺間的動摩擦因數μ＝0.4，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，重力加速度為g，不計空氣阻力。在可調速電動機的帶動下，讓水平圓臺緩慢加速運動，試求：
（1）當圓臺的角速度多大時，細繩開始有拉力；
（2）當圓臺的角速度多大時，圓臺對木箱開始無支持力；
（3）當圓臺的角速度時，求細繩的拉力T和圓臺對木箱支持力N分別是多少；
15．（16分）如圖所示，在距地面上方h的光滑水平臺面上，質量為m＝2kg的物塊左側壓縮一個輕質彈簧，彈簧與物塊未拴接。物塊與左側豎直墻壁用細線拴接，使物塊靜止在O點。水平臺面右側有一圓心角為θ＝37°的光滑圓弧軌道AB和光滑圓形軌道CD，固定在粗糙的水平地面上，半徑均為R且兩軌道分別與水平面相切于B、C兩點。現剪斷細線，彈簧恢復原長后與物塊脫離，脫離時物塊的速度v0＝4m/s，物塊離開水平臺面后恰好無碰撞地從A點落入圓弧軌道，運動至B點后（在B點無能量損失）沿粗糙的水平面BC運動，從C點進入光滑豎直圓軌道。已知R＝0.5m，BC距離L＝2m，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
（1）求水平臺面的高度h；
（2）求物塊經過B點時對圓弧軌道的壓力大小；
（3）為了讓物塊能從C點進入圓軌道且中途不脫離軌道，則B、C間的摩擦因數μ應滿足什么條件？
高中 一 年 物理 評分細則
一、單項選擇題（每小題4分，共16分）
題號 1 2 3 4
答案 A D B C
二、雙項選擇題（每小題6分，共24分）
題號 5 6 7 8
答案 AD AC BD AC
三、非選擇題（共60分，9、10為填空題，11、12為實驗題，13-15為計算題）
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 不變 （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） 不影響 （2分）
13．（10分）
解：（1）由勻變速直線運動規律：v0 ...............（1分）
所以月球表面的重力加速度g ...............（1分）
由月球表面，萬有引力等于重力得
mg ...............（2分）
M ...............（1分）
（2）飛船在距離月球表面高度為2R的軌道做勻速圓周運動時，軌道半徑為r=h+2R=3R， .........（1分）
根據萬有引力提供向心力有
...............（2分）
結合
解得繞月球做勻速圓周運動的周期為： ...............（2分）
14．（12分）
解：（1）當細繩中恰好有拉力時，靜摩擦力達到最大，靜摩擦力提供向心力，有
μmg＝mlsinθ...............（2分）
解得
...............（1分）
（2）當圓臺對木箱恰好無支持力時，重力和繩子張力的合力提供向心力，有
mgtanθ＝mlsinθ...............（2分）
解得
...............（1分）
（3）當圓臺的角速度時，因為< < ，細繩有拉力T和圓臺對木箱也有支持力N，摩擦力指向圓心且達到最大。對小木箱有
豎直方向上：N+Tcosθ=mg ...............（2分）
水平方向上：f+Tsinθ=mlsinθ ...............（2分）
且：f=μN ...............（1分）
聯立上幾式得：N= ； T= ...............（1分）
15．（16分）
解：（1）剪斷細線，物塊離開水平臺面后恰好無碰撞地從A點落入光滑斜面上，
則有
解得vAy＝3m/s ...............（1分）
則臺面到A點的高度為
代入數值得h1＝0.45m ...............（1分）
水平臺面的高度為h＝h1+R（1-cos37°） ...............（1分）
代入數值得h＝0.55m ...............（1分）
物塊從離開水平臺面到經過B點過程，根據動能定理可得
解得 ...............（1分）
物塊經過B點時，根據牛頓第二定律可得 ...............（1分）
解得F＝128N ...............（1分）
根據牛頓第三定律可知，物塊經過B點時對圓軌道的壓力N=F=128N。 ...............（1分）
設物體剛好能到達C點，從 B到C的過程，
根據動能定理可得 ...............（1分）
(從平臺到C： 同樣得分）
解得1＝ （或1＝0.675） ...............（1分）
從 B到C后剛好到達圓心等高處：
根據動能定理可得 ...............（1分）
(從平臺到圓心等高處： 同樣得分）
解得2＝ （或2＝0.425） ...............（1分）
恰好經過最高點D： ...............（1分）
從 B到C后剛好到最高點D
根據動能定理可得 ...............（1分）
(從平臺到最高處）
聯立解得3＝ （或3＝0.05） ...............（1分）
為了讓物塊能從C點進入圓軌道且不脫離軌道，則B、C間的距離應滿足0＜≤
或≤＜ ...............（1分）

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