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浙江省培优联盟2023-2024学年高一下学期4月联考物理试卷（Word版附解析）
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这是一份浙江省培优联盟2023-2024学年高一下学期4月联考物理试卷（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了本卷分第Ⅰ卷两部分等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分为 100分，考试时间90分钟。
2.本卷答案必须做在答题卷的相应位置上，做在试题卷上无效。
3.本卷中所有g取|0m/s²，sin37°=0.6，cs37°=0.8，
第Ⅰ卷 选择题部分（共 45分）
一、单项选择题（本题共 15小题，每小题3分，共45分，每个小题只有一个选项符合题意，多选、错选均不给分）
1.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制。下列单位属于国际单位制导出单位的是
A．牛顿（N） B．千克（kg） C．米（m） D．秒（s）
2.京津城际铁路由北京南站经天津站至滨海站，全长约166 千米，是中国大陆第一条高标准、设计最大运行速度为 350 km/h的高速铁路。下列说法正确的是
A．“166千米”指的是位移大小 B．运行中的列车不可以看成质点
C．“350 km/h”指的是平均速度 D．列车行驶速度很大时加速度可能很小
3.有关运动与力的关系，下列说法正确的是
A．离地球越远的物体所受的重力越小，所以物体惯性也越小
B．力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因
C．只有物体所受的合力发生改变，物体的运动状态才会发生改变
D．作用力和反作用力作用在同一个物体上
4.一个质点做变速直线运动的 v-t图像如图所示，下列说法中正确的是
A．在AB 段时物体处于静止状态
B．前2s内的运动方向与第5s内的运动方向相反
C． BC段的加速度方向与速度方向相反
D．第2s内的加速度为6m/s2
5.如图所示，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力，与b球相比，a球
A．初速度较大B．速度变化率较大
C．落地时速度一定较大D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大
6.如图所示，水平地面上放着由两块相同的软垫组成的支架，软垫的上端相连，下端可左右移动，支架上静置一重为G的篮球，下列说法错误的是
A．支架对篮球的作用力等于G
B．左支架受到地面水平向右的摩擦力
C．支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的
D．若右支架缓慢向右移一小段距离，则支架对球的作用力将变大
7.如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的图像，下列说法正确的是
A．若甲是 v-t图像，则物体做匀速直线运动
B．若乙是a-t图像，则物体做匀加速直线运动
C．若丙是x-t图像，则物体做匀加速直线运动
D．若丁是 v-t图像，则物体静止
8.如图所示，某氢气球在竖直 Oy方向匀速上升的过程中，一阵风吹来，使其在水平Ox方向做匀加速运动，氢气球的运动轨迹可能为
A．直线OAB．曲线OBC．曲线OCD．曲线OD
9.如图所示为电脑的硬盘，工作时电动机使磁盘以5400 r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时保持不动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。外磁道某一点 P 与内磁道某一点Q 相比
A． B． C． D．
10.如图所示，物块在水平拉力 F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成53°角，物块也恰好做匀速直线运动，则物块与桌面间的动摩擦因数为
A．B．C． D．
11.如图所示为某卫星发射过程的示意图，卫星先发射进入停泊轨道1，再进入转移轨道2，最后进入静止轨道3.则
A．卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期
B．卫星在轨道1上的速度小于在轨道3上的速度
C．卫星在轨道2上经过B点的速度大于在轨道3上经过B点的速度
D．卫星在轨道2上经过B点的加速度大于在轨道3上经过B 点的加速度
12.如图所示，A、B两球质量均为m，A 球上端用一根不可伸长的细绳和天花板连接，A球下端用一根轻弹簧和B 球相连。求在剪去细绳的瞬间，A、B 两球的加速度大小分别为
A．0，0B． g，gC．2g，0D．0，2g
13.如图所示，长度为0.4m的轻绳OA，A端系有一质量为1kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动。若某时刻小球通过与圆心等高的 A点时的速度为2m/s，g取10m/s2，则此时轻绳OA 受到的拉力为
A．0NB．10 NC．D．20 N
14.某跳伞运动员做低空跳伞表演。从该运动员离开悬停的飞机开始计时，运动员先做自由落体运动，当速度达到50m/s时打开降落伞做匀减速直线运动，加速度大小为 5m/s2，到达地面时速度为 5m/s。下列说法正确的是
A．运动员离开飞机10s后打开降落伞
B．运动员在空中下落过程用时9s
C．运动员距离地面245m时打开降落伞
D．悬停的飞机距离地面372.5m
15.如图所示，倾角为a的光滑斜面体固定不动，质量均为m的两物体P、Q在力F 的作用下一起沿斜面向上做加速度a=gsinα的加速运动，则下列说法正确的是
A．拉力 F 的值为3mgsinα
B．物体Q受到5个力的作用
C．物体 P受摩擦力的大小为2mgsinα
D．物体P给Q的摩擦力方向和F 方向相反
第Ⅱ卷 非选择题部分（共55分）
二、非选择题（本题共 5 小题，共55分）
16.实验题（Ⅰ 、Ⅱ两题共 14分）
Ⅰ、（8分）在“探究物体的加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学的实验装置如图甲所示。
（1）在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫作 ；
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化方法
（2）本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码的重力代替绳子拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在保持小车质量不变，探究加速度与力的关系时，做出a随F 变化的关系图像接近下图中哪一个 （选填“A”“B”“C”）；
（3）已知打点计时器的打点周期为0.02s，在一条记录小车运动的纸带上，每5个点取一个计数点（中间有四个点未画出），相邻计数点的时间间隔为 s，分别标为1、2、3、4、5，如图乙所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为2.98 cm、3.85 cm、4.70 cm、5.55 cm，则小车运动的加速度大小a= m/s2（结果保留两位有效数字）。
Ⅱ、（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F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮左塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C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，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系；
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 ；
（3）在（1）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是 。
A．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
B．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变
C．左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
17.（9分）2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为 m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站运行所需的向心力大小；
（2）地球的质量：
（3）第一宇宙速度的大小。
18.（10分）近年来，中国在无人机研发方面取得了显著进展，不仅在无人机种类和功能上不断创新，而且在技术参数和性能上也有了显著提升。如图所示为我国生产的某型号无人机竖直向上运送货物时的情景，已知无人机从地面启动时匀加速上升，加速度大小为3m/s2，达到最大速度18m/s后匀速运动，制动时匀减速上升，加速度大小为2m/s2，从起飞到悬停全程用时45 s。求：
（1）无人机加速阶段上升的高度；
（2）质量为20kg的货物用细绳系于无人机下方，在加速阶段货物对细绳的拉力；
（3）无人机上升的总高度。
19.（10分）如图为某小区门口的车牌自动识别系统示意图。离地高1m的栏杆可绕O点在竖直面内做匀速圆周运动。自动识别起始线ab与栏杆正下方cd 的距离为4.5m ，路面宽度ab为2.4m， ac与O点的水平距离为0.4m。某货车前端行驶到起始线ab时的速度为3m/s。货车可看成长宽高分别为4.5m、1.6m和1.9m的长方体，忽略车牌识别时间。
（1）求货车匀速通过识别区域所用时间；
（2）若货车过自动识别起始线时司机发现栏杆没有抬起，于是采取制动措施，货车刚好未撞杆。已知司机的反应时间为0.7s，求刹车时货车的加速度大小；
（3）若货车匀速通过识别区域，求栏杆转动角速度的最小值。
20.（12分）某同学将如图所示的装置放置在水平地面上，该装置由倾角θ=37的倾斜轨道 AB、水平传送带 BC、水平轨道CD平滑连接而成。质量m=0.5kg的小滑块从 A 点静止释放。已知倾斜轨道AB的长度L1和水平传送带BC的长度L2相等，且L1=L2=0.75m，水平轨道 CD足够长，滑块与传送带BC和轨道CD间的动摩擦因数均为μ=0.2，倾斜轨道光滑，忽略空气阻力。（sin37°=0.6）
（1）求滑块到达 B点时速度vB的大小；
（2）若滑块停止时距离C点的距离为2.25 m，求传送带速度 v的大小；
（3）若传送带以顺时针方向转动，写出滑块停止时距离C点的距离x和传送带速度v的关系式。
浙江培优联盟 2023 学年第二学期高一 4 月
物理试题参考答案
一、单项选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分，每个小题只有一个选项符合题意，多选、错选均不给分）
1.答案 A [解析]在力学范围内， kg、m、s为三个基本单位，N为导出单位，可由公式F=ma 推导出1N=1kg⋅m/s2。
2.答案 D [解析]“166千米”指的是路程大小，选项 A 错误；如在研究全程运行时间时，列车长度远小于路程，可以将列车看成质点，选项B错误；“350km/h”指的是瞬时速度大小，选项C 错误；若列车以很大的速度做匀速运动，则加速度为0，选项 D正确。
3.答案 B [解析]惯性只和质量有关，选项A 错误；由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；只要物体所受的合力不为0，物体的运动状态就会发生改变，选项C 错误；作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上，选项D错误。
4.答案 C [解析]在AB 段时物体处于匀速运动状态，选项 A 错误；图像在x轴上方，前2s 内与第5s 内的运动方向相同，选项 B错误；由，得OA 段的加速度a1=3m/s2，BC段的加速度a2=-6m/s2，选项C正确，选项D错误。
5.答案 D [解析]由可知ta>tb，，又因水平方向上距离相同，可得，选项 A错误；由，得两个小球速度变化相同，选项 B 错误；落地速度=，可知落地速度不确定，选项C错误；落地时速度方向与其初速度方向夹角的正切值，因a球h 大，v0小，其正切值大，夹角大，选项D正确。
6.答案 D [解析]由于篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力等于G；左支架由于受到篮球斜向左下方的压力，因此受到地面水平向右的摩擦力；支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的；只要篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力就等于G，和底下角度无关，所以选 D。
7.答案 C [解析]若甲是 v-t图像，则物体做匀减速直线运动，选项A 错误；若乙是a-t图像，则物体做加速度增加的加速直线运动，选项 B错误；若丙是x-t图像，由，图像为抛物线，选项C正确；若丁是 v-t图像，则物体做匀速直线运动，选项D错误。
8.答案 C [解析]因氢气球在水平Ox方向做匀加速运动，即所受合力沿 Ox方向，氢气球做类平抛运动，选项 C 正确。
9.答案 A [解析]磁盘上各点为同轴转动，转速n和角速度ω相同，选项C、D错误；由a=ω²r，可知ap>aQ， 选项 A 正确；由v=ωr，可知vP>vQ，选项B错误。
10.答案 B [解析]当拉力水平时，物体匀速运动，则 F=μmg；当拉力倾斜时，Fcs53°=μ（mg-Fsin 53°），联立解得，选项 B 正确。
11.答案 A [解析]由开普勒第三定律，可知卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期，选项 A正确；由，得，因轨道1高度低，所以速度大，选项 B错误；卫星在轨道2上经过B点时需要加速才能进入轨道3上运动，所以卫星在轨道2上经过B点的速度小于在轨道3上经过 B点的速度，选项 C 错误；由，得卫星在轨道2 上经过B点的加速度等于在轨道3上经过B点的加速度，选项D错误。
12.答案 C [解析]由受力分析可知，剪断绳子前细绳的拉力FT=2mg，弹簧的拉力F弹=mg，剪断绳子瞬间，拉力消失，弹簧弹力不变，则，aB=0，选项C正确。
13.答案 B [解析]如图所示为小球在 A点的受力分析图，绳子拉力 FT 提供向心力，由，得FT=10N，，选项 B正确。
14.答案 D [解析]由，得t1=5s，，选项 A 错误；减速时，，得t2=9s，t=t1+t2=14s，选项B错误；由，选项 C 错误；由h1=，，选项D正确。
15.答案 C [解析]将A、B看成一个整体，由牛顿第二定律 F-2mgsinα=2ma，得 F=4mgsinα， 选项 A 错误；如图所示，物体Q受到4个力的作用，选项B错误；对 P 沿斜面向上列牛顿第二定律公式： F-mgsinα-f=ma，得 f=2mgsinα，选项C 正确；由受力分析可知，物体 P 给Q 的摩擦力方向沿斜面向上，和F 方向相同，选项D错误。
二、非选择题（本题共5 小题，共55分）
16.实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共 14分）
Ⅰ。（1）A （2分）
（2）C （2分）
（3）0.1 （2分） 0.85~0.87 （2分）
[解析]（1）先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系，这种方法叫作控制变量法；
（2）设小车的质量为M，砝码桶与砝码的质量为 m，因本实验用砝码桶与砝码的重力代替绳子拉力，所以理论的加速度，实际的加速度，其中，联立得，随着质量m增加，图像会向下偏折；
（3）T=5×0.02 s=0.1s；由，得 a=0.86m/s2。
Ⅱ、（1）B （2分）
（2）2：1 （2分）
（3）B （2分）
[解析]（1）因两球的质量和半径相同，所以比较的是向心力的大小和角速度ω的关系；
（2）由F=mω2r，向心力之比1：4，则角速度之比1：2，又因皮带连接的左、右塔轮线速度相同，由v=ωr可知，左右塔轮半径之比2：1。
（3）若增大手柄转动的速度，由F=mω2r可知向心力增大，但比值不变。
17.解：（1）卫星的角速度；…（1分）
卫星的向心力。 …（2分）
（2）由万有引力提供向心力…（2分）
得：…（1分）
（3）由，得…（1分）
将（2）中M值代入，得：…（2分）
18.解：（1）由运动学公式v2=2a1h1… （1分）
得：h1=54m…（1分）
（2）由牛顿第二定律F-mg=ma1… （1分）
由牛顿第三定律F'=F… （1分）
得：F'=F=260N，，方向竖直向下 ⋯（2分）
（3）加速上升时间减速上升时间…（1分）
减速上升高度…（1分）
匀速上升高度… （1分）
总高度…（ 1分）
19.解：（1）设车长度为l，由…（ 2分）
得：t=3s …（1分）
（2）设人的反应时间为t₁，车在反应时间内前进的距离为x1，
由：；得：x1=2.1m…（1分）
由…（1分）
得：a=1.875m/s2…（1分）
（3）设车宽为b，高为h，O点离地高H， ac与O点的水平距离为s，车恰好能通过时角度为θ，则：，得θ=37°… （1分）
车到栏杆的时间，得：…（1分）
由… （1分）
得（或（ω=0.43 rad/s）… （1分）
20.解：（1）在 AB 段，由牛顿第二定律：， 得…（ 1分）
由运动学公式：…（1分）
得vB=3m/s… （1分）
（2）在CD 段滑行时，由牛顿第二定律：-μmg=-ma2
得a2=2m/s2；…（1分）
由运动学公式：，得 vc=3m/s … （1分）
由 vB=vc=3m/s，所以传送带速度 v=3m/s …（1分）
（3）B到C 减速，由，得⋯（1分）
由运动学公式：，，得x=1.5m
即当v时，x=1.5m；⋯（1分）
B到C 加速，由，得…（ 1分）
由运动学公式：，，得x=3m
即当时，x=3m； …（1分）
若，滑块到达 C点的速度…（1分）
即当时，…（1分）
考生须知：
1.本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分为 100分，考试时间90分钟。
2.本卷答案必须做在答题卷的相应位置上，做在试题卷上无效。
3.本卷中所有g取|0m/s²，sin37°=0.6，cs37°=0.8，
第Ⅰ卷 选择题部分（共 45分）
一、单项选择题（本题共 15小题，每小题3分，共45分，每个小题只有一个选项符合题意，多选、错选均不给分）
1.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制。下列单位属于国际单位制导出单位的是
A．牛顿（N） B．千克（kg） C．米（m） D．秒（s）
2.京津城际铁路由北京南站经天津站至滨海站，全长约166 千米，是中国大陆第一条高标准、设计最大运行速度为 350 km/h的高速铁路。下列说法正确的是
A．“166千米”指的是位移大小 B．运行中的列车不可以看成质点
C．“350 km/h”指的是平均速度 D．列车行驶速度很大时加速度可能很小
3.有关运动与力的关系，下列说法正确的是
A．离地球越远的物体所受的重力越小，所以物体惯性也越小
B．力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因
C．只有物体所受的合力发生改变，物体的运动状态才会发生改变
D．作用力和反作用力作用在同一个物体上
4.一个质点做变速直线运动的 v-t图像如图所示，下列说法中正确的是
A．在AB 段时物体处于静止状态
B．前2s内的运动方向与第5s内的运动方向相反
C． BC段的加速度方向与速度方向相反
D．第2s内的加速度为6m/s2
5.如图所示，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力，与b球相比，a球
A．初速度较大B．速度变化率较大
C．落地时速度一定较大D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大
6.如图所示，水平地面上放着由两块相同的软垫组成的支架，软垫的上端相连，下端可左右移动，支架上静置一重为G的篮球，下列说法错误的是
A．支架对篮球的作用力等于G
B．左支架受到地面水平向右的摩擦力
C．支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的
D．若右支架缓慢向右移一小段距离，则支架对球的作用力将变大
7.如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的图像，下列说法正确的是
A．若甲是 v-t图像，则物体做匀速直线运动
B．若乙是a-t图像，则物体做匀加速直线运动
C．若丙是x-t图像，则物体做匀加速直线运动
D．若丁是 v-t图像，则物体静止
8.如图所示，某氢气球在竖直 Oy方向匀速上升的过程中，一阵风吹来，使其在水平Ox方向做匀加速运动，氢气球的运动轨迹可能为
A．直线OAB．曲线OBC．曲线OCD．曲线OD
9.如图所示为电脑的硬盘，工作时电动机使磁盘以5400 r/min的转速匀速转动，磁头在读、写数据时保持不动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。外磁道某一点 P 与内磁道某一点Q 相比
A． B． C． D．
10.如图所示，物块在水平拉力 F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成53°角，物块也恰好做匀速直线运动，则物块与桌面间的动摩擦因数为
A．B．C． D．
11.如图所示为某卫星发射过程的示意图，卫星先发射进入停泊轨道1，再进入转移轨道2，最后进入静止轨道3.则
A．卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期
B．卫星在轨道1上的速度小于在轨道3上的速度
C．卫星在轨道2上经过B点的速度大于在轨道3上经过B点的速度
D．卫星在轨道2上经过B点的加速度大于在轨道3上经过B 点的加速度
12.如图所示，A、B两球质量均为m，A 球上端用一根不可伸长的细绳和天花板连接，A球下端用一根轻弹簧和B 球相连。求在剪去细绳的瞬间，A、B 两球的加速度大小分别为
A．0，0B． g，gC．2g，0D．0，2g
13.如图所示，长度为0.4m的轻绳OA，A端系有一质量为1kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动。若某时刻小球通过与圆心等高的 A点时的速度为2m/s，g取10m/s2，则此时轻绳OA 受到的拉力为
A．0NB．10 NC．D．20 N
14.某跳伞运动员做低空跳伞表演。从该运动员离开悬停的飞机开始计时，运动员先做自由落体运动，当速度达到50m/s时打开降落伞做匀减速直线运动，加速度大小为 5m/s2，到达地面时速度为 5m/s。下列说法正确的是
A．运动员离开飞机10s后打开降落伞
B．运动员在空中下落过程用时9s
C．运动员距离地面245m时打开降落伞
D．悬停的飞机距离地面372.5m
15.如图所示，倾角为a的光滑斜面体固定不动，质量均为m的两物体P、Q在力F 的作用下一起沿斜面向上做加速度a=gsinα的加速运动，则下列说法正确的是
A．拉力 F 的值为3mgsinα
B．物体Q受到5个力的作用
C．物体 P受摩擦力的大小为2mgsinα
D．物体P给Q的摩擦力方向和F 方向相反
第Ⅱ卷 非选择题部分（共55分）
二、非选择题（本题共 5 小题，共55分）
16.实验题（Ⅰ 、Ⅱ两题共 14分）
Ⅰ、（8分）在“探究物体的加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学的实验装置如图甲所示。
（1）在本实验中，先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系。这种研究方法叫作 ；
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化方法
（2）本实验在平衡摩擦力后，由于用砝码桶与砝码的重力代替绳子拉力，导致实验的系统误差。若考虑到该误差的存在，在保持小车质量不变，探究加速度与力的关系时，做出a随F 变化的关系图像接近下图中哪一个 （选填“A”“B”“C”）；
（3）已知打点计时器的打点周期为0.02s，在一条记录小车运动的纸带上，每5个点取一个计数点（中间有四个点未画出），相邻计数点的时间间隔为 s，分别标为1、2、3、4、5，如图乙所示。经测量得各相邻计数点间的距离分别为2.98 cm、3.85 cm、4.70 cm、5.55 cm，则小车运动的加速度大小a= m/s2（结果保留两位有效数字）。
Ⅱ、（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F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮左塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C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，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系；
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 ；
（3）在（1）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是 。
A．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
B．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变
C．左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
17.（9分）2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为 m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站运行所需的向心力大小；
（2）地球的质量：
（3）第一宇宙速度的大小。
18.（10分）近年来，中国在无人机研发方面取得了显著进展，不仅在无人机种类和功能上不断创新，而且在技术参数和性能上也有了显著提升。如图所示为我国生产的某型号无人机竖直向上运送货物时的情景，已知无人机从地面启动时匀加速上升，加速度大小为3m/s2，达到最大速度18m/s后匀速运动，制动时匀减速上升，加速度大小为2m/s2，从起飞到悬停全程用时45 s。求：
（1）无人机加速阶段上升的高度；
（2）质量为20kg的货物用细绳系于无人机下方，在加速阶段货物对细绳的拉力；
（3）无人机上升的总高度。
19.（10分）如图为某小区门口的车牌自动识别系统示意图。离地高1m的栏杆可绕O点在竖直面内做匀速圆周运动。自动识别起始线ab与栏杆正下方cd 的距离为4.5m ，路面宽度ab为2.4m， ac与O点的水平距离为0.4m。某货车前端行驶到起始线ab时的速度为3m/s。货车可看成长宽高分别为4.5m、1.6m和1.9m的长方体，忽略车牌识别时间。
（1）求货车匀速通过识别区域所用时间；
（2）若货车过自动识别起始线时司机发现栏杆没有抬起，于是采取制动措施，货车刚好未撞杆。已知司机的反应时间为0.7s，求刹车时货车的加速度大小；
（3）若货车匀速通过识别区域，求栏杆转动角速度的最小值。
20.（12分）某同学将如图所示的装置放置在水平地面上，该装置由倾角θ=37的倾斜轨道 AB、水平传送带 BC、水平轨道CD平滑连接而成。质量m=0.5kg的小滑块从 A 点静止释放。已知倾斜轨道AB的长度L1和水平传送带BC的长度L2相等，且L1=L2=0.75m，水平轨道 CD足够长，滑块与传送带BC和轨道CD间的动摩擦因数均为μ=0.2，倾斜轨道光滑，忽略空气阻力。（sin37°=0.6）
（1）求滑块到达 B点时速度vB的大小；
（2）若滑块停止时距离C点的距离为2.25 m，求传送带速度 v的大小；
（3）若传送带以顺时针方向转动，写出滑块停止时距离C点的距离x和传送带速度v的关系式。
浙江培优联盟 2023 学年第二学期高一 4 月
物理试题参考答案
一、单项选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分，每个小题只有一个选项符合题意，多选、错选均不给分）
1.答案 A [解析]在力学范围内， kg、m、s为三个基本单位，N为导出单位，可由公式F=ma 推导出1N=1kg⋅m/s2。
2.答案 D [解析]“166千米”指的是路程大小，选项 A 错误；如在研究全程运行时间时，列车长度远小于路程，可以将列车看成质点，选项B错误；“350km/h”指的是瞬时速度大小，选项C 错误；若列车以很大的速度做匀速运动，则加速度为0，选项 D正确。
3.答案 B [解析]惯性只和质量有关，选项A 错误；由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；只要物体所受的合力不为0，物体的运动状态就会发生改变，选项C 错误；作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上，选项D错误。
4.答案 C [解析]在AB 段时物体处于匀速运动状态，选项 A 错误；图像在x轴上方，前2s 内与第5s 内的运动方向相同，选项 B错误；由，得OA 段的加速度a1=3m/s2，BC段的加速度a2=-6m/s2，选项C正确，选项D错误。
5.答案 D [解析]由可知ta>tb，，又因水平方向上距离相同，可得，选项 A错误；由，得两个小球速度变化相同，选项 B 错误；落地速度=，可知落地速度不确定，选项C错误；落地时速度方向与其初速度方向夹角的正切值，因a球h 大，v0小，其正切值大，夹角大，选项D正确。
6.答案 D [解析]由于篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力等于G；左支架由于受到篮球斜向左下方的压力，因此受到地面水平向右的摩擦力；支架对球的弹力是由于支架发生弹性形变引起的；只要篮球处于平衡状态，支架对篮球的作用力就等于G，和底下角度无关，所以选 D。
7.答案 C [解析]若甲是 v-t图像，则物体做匀减速直线运动，选项A 错误；若乙是a-t图像，则物体做加速度增加的加速直线运动，选项 B错误；若丙是x-t图像，由，图像为抛物线，选项C正确；若丁是 v-t图像，则物体做匀速直线运动，选项D错误。
8.答案 C [解析]因氢气球在水平Ox方向做匀加速运动，即所受合力沿 Ox方向，氢气球做类平抛运动，选项 C 正确。
9.答案 A [解析]磁盘上各点为同轴转动，转速n和角速度ω相同，选项C、D错误；由a=ω²r，可知ap>aQ， 选项 A 正确；由v=ωr，可知vP>vQ，选项B错误。
10.答案 B [解析]当拉力水平时，物体匀速运动，则 F=μmg；当拉力倾斜时，Fcs53°=μ（mg-Fsin 53°），联立解得，选项 B 正确。
11.答案 A [解析]由开普勒第三定律，可知卫星在轨道1上的周期小于在轨道2上的周期，选项 A正确；由，得，因轨道1高度低，所以速度大，选项 B错误；卫星在轨道2上经过B点时需要加速才能进入轨道3上运动，所以卫星在轨道2上经过B点的速度小于在轨道3上经过 B点的速度，选项 C 错误；由，得卫星在轨道2 上经过B点的加速度等于在轨道3上经过B点的加速度，选项D错误。
12.答案 C [解析]由受力分析可知，剪断绳子前细绳的拉力FT=2mg，弹簧的拉力F弹=mg，剪断绳子瞬间，拉力消失，弹簧弹力不变，则，aB=0，选项C正确。
13.答案 B [解析]如图所示为小球在 A点的受力分析图，绳子拉力 FT 提供向心力，由，得FT=10N，，选项 B正确。
14.答案 D [解析]由，得t1=5s，，选项 A 错误；减速时，，得t2=9s，t=t1+t2=14s，选项B错误；由，选项 C 错误；由h1=，，选项D正确。
15.答案 C [解析]将A、B看成一个整体，由牛顿第二定律 F-2mgsinα=2ma，得 F=4mgsinα， 选项 A 错误；如图所示，物体Q受到4个力的作用，选项B错误；对 P 沿斜面向上列牛顿第二定律公式： F-mgsinα-f=ma，得 f=2mgsinα，选项C 正确；由受力分析可知，物体 P 给Q 的摩擦力方向沿斜面向上，和F 方向相同，选项D错误。
二、非选择题（本题共5 小题，共55分）
16.实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共 14分）
Ⅰ。（1）A （2分）
（2）C （2分）
（3）0.1 （2分） 0.85~0.87 （2分）
[解析]（1）先保持质量不变，探究加速度与力的关系；再保持力不变，探究加速度与质量的关系，这种方法叫作控制变量法；
（2）设小车的质量为M，砝码桶与砝码的质量为 m，因本实验用砝码桶与砝码的重力代替绳子拉力，所以理论的加速度，实际的加速度，其中，联立得，随着质量m增加，图像会向下偏折；
（3）T=5×0.02 s=0.1s；由，得 a=0.86m/s2。
Ⅱ、（1）B （2分）
（2）2：1 （2分）
（3）B （2分）
[解析]（1）因两球的质量和半径相同，所以比较的是向心力的大小和角速度ω的关系；
（2）由F=mω2r，向心力之比1：4，则角速度之比1：2，又因皮带连接的左、右塔轮线速度相同，由v=ωr可知，左右塔轮半径之比2：1。
（3）若增大手柄转动的速度，由F=mω2r可知向心力增大，但比值不变。
17.解：（1）卫星的角速度；…（1分）
卫星的向心力。 …（2分）
（2）由万有引力提供向心力…（2分）
得：…（1分）
（3）由，得…（1分）
将（2）中M值代入，得：…（2分）
18.解：（1）由运动学公式v2=2a1h1… （1分）
得：h1=54m…（1分）
（2）由牛顿第二定律F-mg=ma1… （1分）
由牛顿第三定律F'=F… （1分）
得：F'=F=260N，，方向竖直向下 ⋯（2分）
（3）加速上升时间减速上升时间…（1分）
减速上升高度…（1分）
匀速上升高度… （1分）
总高度…（ 1分）
19.解：（1）设车长度为l，由…（ 2分）
得：t=3s …（1分）
（2）设人的反应时间为t₁，车在反应时间内前进的距离为x1，
由：；得：x1=2.1m…（1分）
由…（1分）
得：a=1.875m/s2…（1分）
（3）设车宽为b，高为h，O点离地高H， ac与O点的水平距离为s，车恰好能通过时角度为θ，则：，得θ=37°… （1分）
车到栏杆的时间，得：…（1分）
由… （1分）
得（或（ω=0.43 rad/s）… （1分）
20.解：（1）在 AB 段，由牛顿第二定律：， 得…（ 1分）
由运动学公式：…（1分）
得vB=3m/s… （1分）
（2）在CD 段滑行时，由牛顿第二定律：-μmg=-ma2
得a2=2m/s2；…（1分）
由运动学公式：，得 vc=3m/s … （1分）
由 vB=vc=3m/s，所以传送带速度 v=3m/s …（1分）
（3）B到C 减速，由，得⋯（1分）
由运动学公式：，，得x=1.5m
即当v时，x=1.5m；⋯（1分）
B到C 加速，由，得…（ 1分）
由运动学公式：，，得x=3m
即当时，x=3m； …（1分）
若，滑块到达 C点的速度…（1分）
即当时，…（1分）
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