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2023-2024学年广东省惠州市高一（下）期末考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年广东省惠州市高一（下）期末考试物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.我国《道路交通安全法》中规定：为了保护乘客的生命安全，乘坐汽车时需要系好安全带。下列说法正确的是( )
A. 系好安全带可以减小惯性
B. 车辆满载时比空载时的惯性大
C. 系好安全带是为了增大乘客与座椅间的摩擦力
D. 车辆发生碰撞时，安全带对乘客的作用力大小大于乘客对安全带的作用力大小
2.某高速公路收费站的ETC的直杆道闸的示意图如图所示，杆OP的长度为L，当小车靠近道闸时，杆OP绕O点转动放行，在杆OP从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，P端的线速度大小为v，则该转动过程所用的时间为
A. πL12vB. πLvC. πL3vD. πL6v
3.如图所示，小陈同学参加趣味运动中的“投球入桶”比赛。她站立在规定的位置，以初速度v把小橡胶球水平投出，投出点高度为ℎ，发现球落在目标桶前方。她欲将球投入桶中，应该
A. ℎ增大，v 0增大B. ℎ增大，v 0不变C. ℎ不变，v 0增大D. ℎ不变，v 0减小
4.“引体向上”是衡量学生体质的重要参考标准之一，主要测试上肢肌肉力量的发展水平。如图所示，为完成一次完整的“引体向上”训练，某同学两手握紧单杠，身体悬垂，接着用力上拉使下颌超过单杠(身体无摆动)，然后使身体下降，最终悬垂在单杠上(视为静止)，下列说法正确的是( )
A. 两手间的距离越大，悬垂时单臂受到的拉力越小
B. 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
C. 在上升过程中人克服重力做了功
D. 一次完整的“引体向上”训练，人的重力冲量一定为0
5.每次看到五星红旗冉冉升起，我们都会感到无比的自豪和骄傲。在两次升旗仪式的训练中，第一次和第二次国旗运动的v−t图像如下图中实线和虚线所示。第一次升旗过程中在开始阶段国旗的加速度较大，且两次国旗均能在国歌声开始时运动，在国歌声结束时到达旗杆的顶端，下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.随着科技的进步，2020年，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递，如图甲所示。无人机在0∼5s内的飞行过程中，其水平、竖直方向速度vx、vy，与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 0∼2s内，无人机做匀加速直线运动B. 2s∼4s内，无人机做匀减速直线运动
C. t=4s时，无人机运动到最高点D. 0∼5s内，无人机的位移大小为9m
7.一个质量为lkg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如小球所受空气阻力大小恒定，该过程的位移一时间图象如图所示，g=l0m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小球抛出时的速度为12m/s
B. 小球上升和下落的时间之比为2： 3
C. 小球落回到抛出点时所受合力的功率为64 6W
D. 小球上升过程的机械能损失大于下降过程的机械能损失
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.油纸伞是中国传统工艺品之一，使用历史已有1000多年。如图所示，a、b是油纸伞伞面上同一根伞骨上附着的两颗相同雨滴，伞骨可视为直线，当以伞柄为轴在水平面内旋转雨伞时，下列说法正确的是( )
A. 雨滴a、b角速度相同B. 雨滴a、b线速度相同
C. 雨滴a更容易从伞面移动D. 雨滴b更容易从伞面移动
9.2024年5月28日18时58分，“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏紧密协同，在空间站(离地面的距离大约为450km)机械臂和地面工作人员配合下，完成了8.5小时的出舱活动，实现目前我国最长的出舱时间，也彰显了我国强大的航天实力，以下说法中正确的是( )
A. 航天员出舱时，可以不系安全绳
B. 航天员不受重力，处于漂浮状态
C. 航天员的速度和向心加速度都比地球同步卫星大
D. 研究机械臂具体操作时，不可以把机械臂看成质点
10.如图(a)所示，可视为质点的小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F−v2图像如图(b)所示，重力加速度g取10m/s2，则以下说法中正确的是( )
A. 小球的质量为4kg
B. 固定圆环的半径R为0.8m
C. 若小球恰好能做完整的圆周运动，则其受到轨道的最大弹力为100N
D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受圆环的弹力大小为20N，方向向上
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.图(a)是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_____。
(2)图(b)是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_____m/s(重力加速度g取9.8m/s2)(结果保留三位有效数字)。
(3)实验中，为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下面还列出了一些操作要求，你认为正确的是______。
A.应采用塑料小球
B.小球在做平抛运动的过程中，不可以与记录面板上的白纸(或方格纸)相接触
C.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将打下的印记点连成折线
12.图(a)为小明同学用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置，图(b)为挑选出的一段纸带，纸带上各相邻点迹间的距离已测出，并标在图中，重锤质量为200g，打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。
(1)纸带的______(选填“左端”或“右端”)与重锤相连。
(2)小明计算出打点2时重锤的速度v2=2.03m/s，请计算打点5时重锤的速度v5=______m/s，从打点2到打点5过程中重锤动能的增加量ΔEk=______J(计算结果均保留3位有效数字)，计算得到重锤重力势能的减少量ΔEp=0.272J。
(3)通过上述计算发现，下落过程中，重锤动能的增加量ΔEk_______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)重力势能的减少量ΔEp，请说明原因：______(写出一条即可)。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏，他将质量为M的小物块A放在水平桌面上，质量为m的小物块B通过轻绳与A相连，水平拉力F(大小未知)作用在物块B上，当轻绳与竖直方向的夹角调整为θ时，小物块A刚好在桌面不滑动，系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度为g。求：
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小；
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数μ。
14.某物理兴趣小组同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示，可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B点是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点，一质量为m=0.5kg的赛车，通电后以恒定的额定功率P=2W工作，在水平面上运动时受到的水平阻力恒为f=0.4N，在竖直轨道上受到的阻力可忽略不计，且进入竖直轨道前已关闭电动机。已知L=10m,R=0.4m，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)要使赛车恰好完成比赛，赛车在半圆轨道的C点速度大小是多少；
(2)要使赛车恰好完成比赛，赛车在半圆轨道B点时受到轨道的支持力的大小是多少；
(3)若电动机工作的时间为t=2.5s，通过计算判断赛车能否完成比赛。
15.图(a)是U形雪槽，某次滑板表演，开始阶段，表演者在同一竖直平面内运动，可把该场地简化为(b)的凹形场地；两端是四分之一的光滑圆弧面，中间是长4L的粗糙水平面。表演者甲的质量(含滑板)为m，从A处沿光滑圆弧面滑下，进入水平面后，与质量(含滑板)为2m且静止在水平面中点O的表演者乙水平击掌相碰，碰后甲以碰前速度的14反弹，甲、乙在O处发生碰撞后，最终都停在B、O间的某点P处，且恰好不再发生碰撞。假设甲与粗糙水平面的动摩擦因数是乙与水平面的k倍，表演者的动作不影响自身的速度，滑板长度忽略不计。求：
(1)甲与乙碰撞后瞬间，甲、乙的速度大小之比；
(2)以O为起点，甲、乙碰撞后在粗糙水平面上滑过的路程之比(可用k表示)；
(3)若碰撞后，甲、乙均两次通过四分之一的光滑圆弧面的最低点，求PO的长度与的关系式及k的取值范围。
参考答案
1.B
2.D
3.D
4.C
5.C
6.C
7.C
8.AD
9.CD
10.BC
11..(1) 水平 初速度大小一定
(2)4.57
12.(1)左端
(2) 2.60 0.264
(3) 小于 空气阻力和摩擦阻力的的影响
13.(1)对B受力分析，由平衡平衡条件得
mg=Tcsθ
F=Tsinθ
联立得
F=mgtanθ
T=mgcsθ
(2)以A为对象，平衡条件可得
Tsinθ=f
Tcsθ+Mg=FN
又
f=μFN
联立可得
μ=mtanθM+m
14.(1)当赛车恰好过C点时，有
mg=mvC2R
解得
vC=2m/s
(2)从B到C，由机械能守恒定律得
12mvB2=12mvC2+mg⋅2R
解得
vB=2 5m/s
赛车在B处，由牛顿第二定律
FN−mg=mvB2R
联立解得
FN=30N
(3)对赛车从A到B的过程，由动能定理
Pt−fL=12mv′B2
代入数据得
v B′=2m/s
因
v B′=2m/s故赛车无法完成比赛。
15.1)设甲与乙碰撞前的速度为 v0 ，甲反弹的速度大小为
v甲=14v0
乙获得的速度大小为 v乙 ，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得
mv0=m−v04+2mv乙
解得
v甲v乙=25
(2)若甲、乙从碰撞后到停下，它们在粗糙水平面上滑过的路程分别为 s甲 和 s乙 ，则有
12mv甲2=μ1mgs甲
12×2mv乙2=μ2×2mgs乙
联立并代入
μ1=kμ2
解得
s甲s乙=425k
(3)由于甲、乙刚好不再发生第二次碰撞且停在B、O之间的 P ，且两者均冲上圆弧面，再返回，两者在水平面的总路程满足如下关系式
s甲+s乙=8L
联立第(2)问的结果 s甲s乙=425k 可解得
s甲=32L25k+4
则PO的长度为
LPO=4L−s甲=100k−1625k+4L
因P位于B与O之间，故有
0代入 LPO 的表达式可求解得
425
1.我国《道路交通安全法》中规定：为了保护乘客的生命安全，乘坐汽车时需要系好安全带。下列说法正确的是( )
A. 系好安全带可以减小惯性
B. 车辆满载时比空载时的惯性大
C. 系好安全带是为了增大乘客与座椅间的摩擦力
D. 车辆发生碰撞时，安全带对乘客的作用力大小大于乘客对安全带的作用力大小
2.某高速公路收费站的ETC的直杆道闸的示意图如图所示，杆OP的长度为L，当小车靠近道闸时，杆OP绕O点转动放行，在杆OP从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，P端的线速度大小为v，则该转动过程所用的时间为
A. πL12vB. πLvC. πL3vD. πL6v
3.如图所示，小陈同学参加趣味运动中的“投球入桶”比赛。她站立在规定的位置，以初速度v把小橡胶球水平投出，投出点高度为ℎ，发现球落在目标桶前方。她欲将球投入桶中，应该
A. ℎ增大，v 0增大B. ℎ增大，v 0不变C. ℎ不变，v 0增大D. ℎ不变，v 0减小
4.“引体向上”是衡量学生体质的重要参考标准之一，主要测试上肢肌肉力量的发展水平。如图所示，为完成一次完整的“引体向上”训练，某同学两手握紧单杠，身体悬垂，接着用力上拉使下颌超过单杠(身体无摆动)，然后使身体下降，最终悬垂在单杠上(视为静止)，下列说法正确的是( )
A. 两手间的距离越大，悬垂时单臂受到的拉力越小
B. 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
C. 在上升过程中人克服重力做了功
D. 一次完整的“引体向上”训练，人的重力冲量一定为0
5.每次看到五星红旗冉冉升起，我们都会感到无比的自豪和骄傲。在两次升旗仪式的训练中，第一次和第二次国旗运动的v−t图像如下图中实线和虚线所示。第一次升旗过程中在开始阶段国旗的加速度较大，且两次国旗均能在国歌声开始时运动，在国歌声结束时到达旗杆的顶端，下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.随着科技的进步，2020年，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递，如图甲所示。无人机在0∼5s内的飞行过程中，其水平、竖直方向速度vx、vy，与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 0∼2s内，无人机做匀加速直线运动B. 2s∼4s内，无人机做匀减速直线运动
C. t=4s时，无人机运动到最高点D. 0∼5s内，无人机的位移大小为9m
7.一个质量为lkg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如小球所受空气阻力大小恒定，该过程的位移一时间图象如图所示，g=l0m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小球抛出时的速度为12m/s
B. 小球上升和下落的时间之比为2： 3
C. 小球落回到抛出点时所受合力的功率为64 6W
D. 小球上升过程的机械能损失大于下降过程的机械能损失
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.油纸伞是中国传统工艺品之一，使用历史已有1000多年。如图所示，a、b是油纸伞伞面上同一根伞骨上附着的两颗相同雨滴，伞骨可视为直线，当以伞柄为轴在水平面内旋转雨伞时，下列说法正确的是( )
A. 雨滴a、b角速度相同B. 雨滴a、b线速度相同
C. 雨滴a更容易从伞面移动D. 雨滴b更容易从伞面移动
9.2024年5月28日18时58分，“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏紧密协同，在空间站(离地面的距离大约为450km)机械臂和地面工作人员配合下，完成了8.5小时的出舱活动，实现目前我国最长的出舱时间，也彰显了我国强大的航天实力，以下说法中正确的是( )
A. 航天员出舱时，可以不系安全绳
B. 航天员不受重力，处于漂浮状态
C. 航天员的速度和向心加速度都比地球同步卫星大
D. 研究机械臂具体操作时，不可以把机械臂看成质点
10.如图(a)所示，可视为质点的小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F−v2图像如图(b)所示，重力加速度g取10m/s2，则以下说法中正确的是( )
A. 小球的质量为4kg
B. 固定圆环的半径R为0.8m
C. 若小球恰好能做完整的圆周运动，则其受到轨道的最大弹力为100N
D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受圆环的弹力大小为20N，方向向上
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.图(a)是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_____。
(2)图(b)是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_____m/s(重力加速度g取9.8m/s2)(结果保留三位有效数字)。
(3)实验中，为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下面还列出了一些操作要求，你认为正确的是______。
A.应采用塑料小球
B.小球在做平抛运动的过程中，不可以与记录面板上的白纸(或方格纸)相接触
C.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将打下的印记点连成折线
12.图(a)为小明同学用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置，图(b)为挑选出的一段纸带，纸带上各相邻点迹间的距离已测出，并标在图中，重锤质量为200g，打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s2。
(1)纸带的______(选填“左端”或“右端”)与重锤相连。
(2)小明计算出打点2时重锤的速度v2=2.03m/s，请计算打点5时重锤的速度v5=______m/s，从打点2到打点5过程中重锤动能的增加量ΔEk=______J(计算结果均保留3位有效数字)，计算得到重锤重力势能的减少量ΔEp=0.272J。
(3)通过上述计算发现，下落过程中，重锤动能的增加量ΔEk_______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)重力势能的减少量ΔEp，请说明原因：______(写出一条即可)。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏，他将质量为M的小物块A放在水平桌面上，质量为m的小物块B通过轻绳与A相连，水平拉力F(大小未知)作用在物块B上，当轻绳与竖直方向的夹角调整为θ时，小物块A刚好在桌面不滑动，系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度为g。求：
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小；
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数μ。
14.某物理兴趣小组同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示，可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B点是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点，一质量为m=0.5kg的赛车，通电后以恒定的额定功率P=2W工作，在水平面上运动时受到的水平阻力恒为f=0.4N，在竖直轨道上受到的阻力可忽略不计，且进入竖直轨道前已关闭电动机。已知L=10m,R=0.4m，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)要使赛车恰好完成比赛，赛车在半圆轨道的C点速度大小是多少；
(2)要使赛车恰好完成比赛，赛车在半圆轨道B点时受到轨道的支持力的大小是多少；
(3)若电动机工作的时间为t=2.5s，通过计算判断赛车能否完成比赛。
15.图(a)是U形雪槽，某次滑板表演，开始阶段，表演者在同一竖直平面内运动，可把该场地简化为(b)的凹形场地；两端是四分之一的光滑圆弧面，中间是长4L的粗糙水平面。表演者甲的质量(含滑板)为m，从A处沿光滑圆弧面滑下，进入水平面后，与质量(含滑板)为2m且静止在水平面中点O的表演者乙水平击掌相碰，碰后甲以碰前速度的14反弹，甲、乙在O处发生碰撞后，最终都停在B、O间的某点P处，且恰好不再发生碰撞。假设甲与粗糙水平面的动摩擦因数是乙与水平面的k倍，表演者的动作不影响自身的速度，滑板长度忽略不计。求：
(1)甲与乙碰撞后瞬间，甲、乙的速度大小之比；
(2)以O为起点，甲、乙碰撞后在粗糙水平面上滑过的路程之比(可用k表示)；
(3)若碰撞后，甲、乙均两次通过四分之一的光滑圆弧面的最低点，求PO的长度与的关系式及k的取值范围。
参考答案
1.B
2.D
3.D
4.C
5.C
6.C
7.C
8.AD
9.CD
10.BC
11..(1) 水平 初速度大小一定
(2)4.57
12.(1)左端
(2) 2.60 0.264
(3) 小于 空气阻力和摩擦阻力的的影响
13.(1)对B受力分析，由平衡平衡条件得
mg=Tcsθ
F=Tsinθ
联立得
F=mgtanθ
T=mgcsθ
(2)以A为对象，平衡条件可得
Tsinθ=f
Tcsθ+Mg=FN
又
f=μFN
联立可得
μ=mtanθM+m
14.(1)当赛车恰好过C点时，有
mg=mvC2R
解得
vC=2m/s
(2)从B到C，由机械能守恒定律得
12mvB2=12mvC2+mg⋅2R
解得
vB=2 5m/s
赛车在B处，由牛顿第二定律
FN−mg=mvB2R
联立解得
FN=30N
(3)对赛车从A到B的过程，由动能定理
Pt−fL=12mv′B2
代入数据得
v B′=2m/s
因
v B′=2m/s
15.1)设甲与乙碰撞前的速度为 v0 ，甲反弹的速度大小为
v甲=14v0
乙获得的速度大小为 v乙 ，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得
mv0=m−v04+2mv乙
解得
v甲v乙=25
(2)若甲、乙从碰撞后到停下，它们在粗糙水平面上滑过的路程分别为 s甲 和 s乙 ，则有
12mv甲2=μ1mgs甲
12×2mv乙2=μ2×2mgs乙
联立并代入
μ1=kμ2
解得
s甲s乙=425k
(3)由于甲、乙刚好不再发生第二次碰撞且停在B、O之间的 P ，且两者均冲上圆弧面，再返回，两者在水平面的总路程满足如下关系式
s甲+s乙=8L
联立第(2)问的结果 s甲s乙=425k 可解得
s甲=32L25k+4
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LPO=4L−s甲=100k−1625k+4L
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