安徽省六安市毛坦厂中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（A）

这是一份安徽省六安市毛坦厂中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（A），共10页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷.草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第二册第六章（20%），第七章（15%），第八章（40%），选择性必修第一册第一章前4节（25%）。
一、选择题（本题共10小题，共42分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1.我国空间站近似在距离地面400km的圆轨道上运行，未来空间站将定期迎接“天舟”货运飞船和“神舟”载人飞船的访问，下列说法正确的是（ ）
A.飞船到访对接的过程，飞船与空间站相对静止
B.航天员在空间站中处于失重状态，受到的重力可忽略不计
C.航天员在空间站中受到舱内空气的浮力略小于重力，处于失重状态
D.空间站在轨道上做圆周运动时的向心加速度略小于地面的重力加速度
2.2023年11月16日，我国成功将新一代海洋水色观测卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道.假设海洋水色观测卫星先绕地球做匀速圆周运动，变轨后在周期较大的轨道上仍做匀速圆周运动，变轨后与变轨前相比（ ）
A.海洋水色观测卫星角速度变大B.海洋水色观测卫星线速度变大
C.海洋水色观测卫星向心加速度变小D.海洋水色观测卫星轨道半径变小
3.如图所示是一只半径为R的光滑半球形碗，现有一质量为m的物体由静止从碗口滑到碗底中心.重力加速度为g，则该过程中（ ）
A.物体受到的合外力不变
B.物体支持力的瞬时功率始终为零
C.物体到达碗底中心时，重力的瞬时功率大于0
D.物体到达碗底中心时，重力势能变化量为mgR
4.汽车在水平路面转弯时可视为做匀速圆周运动，雨雪天气时汽车与路面间的最大径向静摩擦力大小为车重的0.1倍，若转弯半径为36m，重力加速度g取，为安全考虑，汽车转弯时的速度应不超过（ ）
A.3m/sB.C.5m/sD.6m/s
5.火星一直被科学家视为人类的第二家园，人类很可能在二十一世纪内成功移民火星，如图所示，火星的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕火星做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近火点A，圆轨道距火星表面的高度为，椭圆轨道的远火点B与近火点A之间的距离为8R，若甲的运动周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A.乙的运动周期为
B.乙的运动周期为
C.甲、乙两探测器在相同时间内与火星中心连线扫过的面积相等
D.乙从A飞向B的过程中加速度逐渐增大
6.如图所示，秋千的两根绳子长度均为9m，某人和秋千踏板的总质量约为60kg.绳的质量忽略不计，当该人荡到秋千支架的正下方时，踏板的角速度大小为1rad/s，人和踏板的重心在踏板上方1m处，重力加速度取，不计空气阻力，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A.480NC.600NB.540ND.660N
7.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为，在赤道处的大小为g，地球的半径为R，则地球的自转周期为（ ）
A.B.C.D.
8.某同学在学校附近山地上练习打高尔夫球，从高出水平地面H的坡上以速度水平击出一个质量为m的高尔夫球，高尔夫球落在松软的地面上，砸出一个深度为h的坑，重力加速度为g，不计空气阻力，对高尔夫球从击出到落至坑底的过程，下列说法正确的是（ ）
A.合外力对高尔夫球做的功为
B. 高尔夫球的重力势能的减少量为
C.地面对高尔夫球做的功为
D.地面对高尔夫球做的功为
9.如图所示为一简化后的滑雪的滑道示意图，质量为的运动员从高处的a点沿倾斜滑道ab滑入水平滑道bc，两滑道在b点平滑连接，运动员（可视为质点）与两滑道的动摩擦因数相同，在a、c两点时的速度大小均为，ab长度与bc长度相等，忽略空气阻力，重力加速度大小g取，则（ ）
A.运动员在ab段过程中重力势能减小
B.运动员从b运动到c的过程中动能逐渐减少
C.运动员在bc过程克服摩擦力做的功等于1320J
D.运动员在ab段克服摩擦力做功小于在bc段克服摩擦力做功
10.滑块以初速度沿粗糙斜面从底端O上滑，到达最高点B后返回到底端.利用频闪仪分别对上行和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示，图中A为OB的中点.下列判断正确的是（ ）
甲 乙
A.图乙中的滑块处于下滑阶段
B.滑块与斜面的动摩擦因数为0.25
C.滑块上行与下滑的加速度之比为16:9
D.滑块上行与下滑通过A时的动能之比为4:3
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11.（6分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守恒定律.
甲 乙
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度________cm；
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则、应满足的关系是______（填“>”“=”或“<”）；
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和，碰前A的速度大小为________m/s；
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用字母、、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律.
12.（8分）“验证机械能守恒定律”实验有很多情形可以选择.
甲乙
（1）第一实验小组用图甲装置验证，下列说法正确的是________.
A.电磁打点计时器使用的是交流220V电压
B.体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力越小
C.利用本实验装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量
（2）第二实验小组用频闪法验证，得到小球由静止下落过程中的频闪照片如图乙所示，实验小组对每次闪光时小球的位置进行编号，用刻度尺正确量出所得照片中对应频闪点球心位置到0点的距离，数据如下表，已知频闪周期，小球的质量，当地重力加速度g取.
①小球运动到编号8位置时的动能________J，小球从释放到编号8位置过程中减小的重力势能_______J.（结果均保留三位有效数字）
②通过计算多组数据对比，该组同学发现小球下落的某一过程中增加的动能总是略小于减小的重力势能，其原因是__________________________________________.
三、计算题（本题共3小题，共计44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（12分）如图所示，天花板上的P点系一轻质细线，细线的另一端拴一个可视为质点的小球，细线的长度为L，小球的质量为m，重力加速度为g.让小球在水平面内做圆周运动，细线跟竖直方向的夹角为.求：
（1）细线上拉力大小T；
（2）小球做圆周运动的角速度和线速度的大小.
14.（14分）如图甲为跳台滑雪场地“雪如意”，其部分赛道简化示意图如图乙所示，赛道由三部分组成，其中AB段为半径的圆弧助滑道，斜面BC为倾角、长的着陆区，CD段为缓冲区，各部分之间平滑连接.若质量的运动员从A点静止开始下滑，到达B点时水平飞出，恰好落在C点，落地后运动员能量损失20%，且利用其高超的落地技巧顺利滑入缓冲区，到D点时速度刚好为0，C、D位于同一水平线上，运动员可视为质点，重力加速度g取，，不计空气阻力和AB段的摩擦.求：
甲 乙
（1）运动员经过B点时的速度大小；
（2）运动员经过B点时对滑道的压力；
（3）AB段的高度差和运动员在CD段克服阻力所做的功.
15.（18分）如右图所示，光滑水平面上有一质量的平板车，车的上表面右侧是一段长的水平轨道，水平轨道左侧是一半径的光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量的小物块（可视为质点）紧靠弹簧，弹簧储存的弹性势能为7.5J，整个装置处于静止状态.现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，怡能到达圆弧轨道的最高点A.不考虑小物块与弹簧碰撞时的能量损失，不计空气阻力，取.求：
（1）小物块与水平轨道间的动摩擦因数；
（2）小物块第二次经过点的速度大小；
（3）从弹簧解除锁定至小物块到达圆弧轨道最高点过程中，平板车的位移大小.
毛坦厂中学2023~2024学年度下学期期末考试·高一物理
参考答案、提示及评分细则
1.D 飞船到访对接时，飞船与空间站相对运动才能对接，选项A错误；航天员在空间站中处于失重状态，但受到的重力只略小于在地面受到的重力，不能忽略，选项B错误；航天员在空间站中受到舱内空气的浮力忽略不计，远小于重力，选项C错误；空间站在轨做圆周运动时的向心加速度等于轨道所在处的重力加速度，由可知，小于g，选项D正确.
2.C 海洋水色观测卫星先绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
则有，可得，，
，，可见周期变大，轨道半径变大，向心加速度变小，线速度变小，
角速度变小，选项C正确.
3.B 物体受到的合外力不断变化，选项A错误；支持力的瞬时功率始终为零，选项B正确；物体到达碗底中心时，重力的瞬时功率等于0，选项C错误；物体到达碗底中心时，重力势能变化量为，选项D错误.
4.D 由得，，选项D正确.
5.A 根据题意可得，甲的公转轨道半径为，乙的椭圆运动的半长轴为，
设乙的运动周期为，由开普勒第三定律，综合解得，
A项正确；开普勒第二定律中相同时间内扫过的面积相等是对于同一天体，C错误；
由近火点向远火点运动，所受引力变小，加速度变小，D错误.
6.B 由，可知重心位置的速度大约是，所以由，，
可得，选项B正确.
7.B 两极处，赤道处，解得，B正确.
8.A 对高尔夫球从坡上抛出到落至坑底的过程，根据动能定理，合外力对高尔夫球所做的功，等于高尔夫球动能的变化量，，选项A正确；高尔夫球的重力势能的减少量为，选项B错误；设地面对高尔夫球做的功为，则由动能定理有，解得，选项C、D错误.
9.ABD 运动员在ab段过程中高度减小，重力势能减小，选项A正确；由题意知，在运动员从b运动到c的过程中，由于摩擦力做负功，动能在逐渐减少，选项B正确；运动员从a到c根据动能定理可得，全程克服阻力做功，运动员在ab段正压力小于bc段的正压力，故运动员在ab段克服摩擦力做功小于在bc段克服摩擦力做功，故运动员在bc过程克服阻力做的功一定大于，选项C错误，D正确.
10.AC 因为频闪照片时间间隔相同，设时间间隔为T，对比图甲和乙可知，图甲中滑块加速度大，是上行阶段，选项A正确；由于斜面倾角未知，不能求出滑块与斜面的动摩擦因数，选项B错误；从甲、乙中可知，上行时间为3T，下行时间为4T，上行与下行位移相等，根据可得，上滑与下滑的加速度之比为16:9，选项C正确；对上行（甲图）逆向思考，有，对下行（乙图），有，因此，滑块上行与下滑通过A时的动能之比为16:9，选项D错误.
11.（1）0.545（1分）（2）>（1分）（3）0.545（2分）（4）（2分）
解析：（1）游标卡尺的精度为0.05mm，遮光片的宽度.
（2）A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹.
（3）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，
则碰前A的速度.
（4）碰后A的速度，碰后B的速度；由系统动量守恒有，
化简可得表达式.
12.（1）C（2分）（2）①0.0671（2分）0.0676（2分）
②小球下落过程中，空气阻力对小球做负功（表述合理即可，2分）
解析：（1）电磁打点计时器使用的是交流6~8V电压，选项A错误；体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力的相对影响越小，并不是阻力越小，选项B错误；利用本实验装置验证机械能守恒定律，重物的质量可以消去，选项C正确.
（2）①小球在编号8位置时，速度，
则，.
②小球下落过程中受空气阻力作用，阻力做负功，使得小球下落某一过程中增加的动能总是小于减小的重力势能.
13.解：（1）细线拉力为T，则（2分）
解得（1分）
（2）小球在水平面内做圆周运动，重力与细线拉力的合力提供指向圆心的向心力，
则（2分） 又（1分） 且（2分）
解得（1分） 角速度（2分） 解得（1分）
14.解：（1）由题意分析可知运动员在BC段做平抛运动，可得：
竖直方向做自由落体满足（1分）
水平方向做匀速直线运动（1分）
解得（1分）
（2）由（2分）
解得（1分）
再根据牛顿第三定律可知运动员经过B点时对滑道的压力为1200N，方向竖直向下（1分）
（3）从A→B根据机械能守恒可知：（2分）
解得（1分）
从B→C根据机械能守恒可知：（2分）
从C→D满足（2分）
15.解：（1）平板车和小物块组成的系统，在水平方向上动量守恒，解除锁定前，系统总动量为零，故小物块到达圆弧最高点A时，平板车和小物块的共同速度（1分）
设弹簧解除锁定前的弹性势能为，上述过程中系统能量守恒，
则有（1分）
代入数据解得（1分）
（2）设小物块第二次经过点时的速度大小为，此时平板车的速度大小为，
研究小物块在平板车圆弧面上的下滑过程，取水平向右为正方向，
由系统动量守恒和机械能守恒有（2分）
（2分） 代入数据解得（1分）
（3）弹簧刚释放时车和小物块速度分别为、
则（2分） （1分）
由（2）可得小物块第一次到达点时速度也为2m/s，车速也为0.5m/s（1分）
对车，（2分）
，（1分）
车与小物块水平方向的分速度之比始终为1:4（1分）
故，（1分）
故从开始至小物块到达小车圆弧轨道最高点过程，车的位移为0.45m（1分）位置编号
0
7
8
9
10
11
12
0.00
26.40
34.49
43.65
53.89
65.21
77.60