2023-2024学年广东省中山市高一（下）期末统考物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省中山市高一（下）期末统考物理试卷（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.如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中下列说法正确的是( )
A. 爱好者在某点所受合外力方向不可能沿轨迹的切线方向
B. 爱好者的速度可能保持不变
C. 分析爱好者受力时，可以忽略空气作用力
D. 若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小
2.如图所示，门把手上A、B两点到转轴上O点的距离之比为1:2，匀速转动门把手时，下列说法正确的是( )
A. A、B两点的线速度大小之比为1:2
B. A、B两点的角速度之比为1:2
C. A、B两点的向心加速度大小之比为1:4
D. A、B两点转过的路程之比为1:1
3.一满载旅客的复兴号列车以大小为v的速度通过斜面内的一段圆弧形铁轨时，车轮对铁轨恰好都没有侧向挤压。图为该段铁轨内、外轨道的截面图，斜面倾角为θ。下列说法正确的是( )
A. 列车受到重力、轨道的支持力和向心力
B. 若列车以大于v的速度通过该圆弧轨道，车轮将侧向挤压外轨
C. 若列车空载时仍以v的速度通过该圆弧轨道，车轮将侧向挤压内轨
D. 列车对轨道在与斜面垂直方向上的压力大小满足N=mgcsθ
4.中国空间站围绕地球做近似匀速圆周运动，运行周期约为90分钟，下列说法正确的是( )
A. 中国空间站的加速度大于9.8m/s2 B. 中国空间站运行的角速度大于地球自转的角速度
C. 中国空间站运行的速度大于第一宇宙速度 D. 中国空间站与同步地球卫星的轨道高度相同
5.学校运动会上，某同学参加铅球比赛，他将同一铅球从空中同一位置A先后两次抛出，轨迹如图乙所示，两轨迹的交点为B。已知铅球两次经过B点时机械能相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则关于两次抛出，下列说法正确的是( )
A. 两次抛出的初速度相同
B. 两次铅球在空中运动时间相同
C. 两次铅球落地时重力的瞬时功率相同
D. 两次铅球在最高点机械能相同
6.2023年9月，“天宫课堂”第四课在中国空间站正式开讲，神舟十六号航天员在梦天实验舱内进行授课。航天员用0.3kg的大球与静止的0.1kg的小球发生正碰，某同学观看实验时发现：碰撞后，大球向前移动1格长度时，小球向前移动3格的长度，忽略实验舱内空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A. 碰撞后大球的动量大于小球的动量
B. 碰撞后大球的动能等于小球的动能
C. 大球碰撞前后的速度比为2:1
D. 大球碰撞前后的动能比为2:1
二、多选题：本大题共6小题，共24分。
7.如图，小船从河岸处A点出发渡河。若河宽为100m，河水流速v1=4m/s，方向平行于河岸指向河的下游，船在静水中速度v2=5m/s，船头方向与河岸垂直，船视为质点，则下列说法正确的是( )
A. 小船从A点出发经过20s到达对岸
B. 小船到达对岸的位置在河正对岸下游125m处
C. 若河水流速变慢，小船从A点到对岸的时间可能低于20s
D. 若小船行驶到河中央时水流变快，小船的实际速度方向会改变
8.2024年2月29日，我国在西昌卫星发射中心成功将高轨卫星01星发射升空。高轨卫星发射过程可简化如下，首先将其发射到圆轨道1，在A点点火喷气后进入椭圆轨道2，最终由B点进入预定的圆轨道3。已知卫星在轨道1，3均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 高轨卫星的发射速度大于11.2km/s
B. 高轨卫星在A点的喷气方向与运动方向相反
C. 高轨卫星在轨道1上过A点的加速度大于在轨道2上过A点的加速度
D. 高轨卫星在轨道2上过A点的速度大于在轨道2上过B点的速度
9.如图甲所示，一物块以一定初速度沿倾角为30∘的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力f。大小恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 图乙中0∼20m的过程，物块受到的摩擦力始终做负功
B. 图乙中0∼20m的过程，物块受到的重力始终做负功
C. 图乙中0∼10m的过程，物块克服摩擦力的功等于摩擦增加的内能
D. 图乙中10m∼20m的过程，物块机械能增加
10.游乐场中有一种魔盘游戏，如图所示有一质量为m的小孩(可以看作质点)，坐在水平圆盘上到转轴距离为r处。某时刻圆盘从静止开始加速转动，小孩始终相对圆盘静止，圆盘角速度从零增加到ω的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小孩所受摩擦力的冲量大小为mωr
B. 小孩所受摩擦力做功为12mω2r2
C. 小孩所受重力的冲量为零
D. 小孩所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向
11.如图所示，站在水平地面上的工人师傅握紧绳子一端，绳子另一端跨过定滑轮连接质量为m的重物，工人师傅通过水平向右运动以控制重物在空中以速度v匀速下落某时刻他手中的轻绳与水平方向的夹角为θ，不计绳子和滑轮间的摩擦，下列说法正确的是( )
A. 工人师傅做匀速运动
B. 工人师傅受到的绳子拉力大小大于重物的重力
C. 工人师傅此时的速度大小为vcsθ
D. 绳子拉力对工人师傅做功的功率为mgv
12.一辆机车在水平路面上从静止开始启动做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图所示。已知机车的质量M=6×105kg，机车前进过程中所受阻力大小恒定，t=40s时机车达到额定功率P=9×103kW，之后保持该功率不变，下列说法正确的是( )
A. 机车先做匀加速直线运动，后做加速度减小的减速运动
B. 机车所受到的阻力大小为1.5×105N
C. 0∼40s内牵引力做功为1.8×108J
D. 机车的最大速度为80m/s
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动特点”的实验。

(1)下列器材中，实验时不需要的是_____。(多选，填正确答案前的标号)
A.弹簧测力计 B.重垂线 C.打点计时器 D.坐标纸
(2)关于此实验，以下说法正确的是_____。(填正确答案前的标号)
A.斜槽轨道要保持水平且光滑
B.小球释放的初始位置越高越好
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(3)如图乙为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为L，则图中A点_____(选填“是”或“不是”)平抛的起点。
(4)某同学建立的直角坐标系如图丙所示，该同学在轨迹上任取一点M，测得其坐标为(x，y)，g已知，则初速度的测量值为_____(用x、y、g表示)，测量值与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.某同学设计实验验证机械能守恒定律，装置如图(a)所示。一质量为m、直径为d的小球固定于释放装置上，在小球正下方固定四个光电门，调节各光电门的中心，使其与小球的球心均在同一竖直线上。由静止释放小球，记录小球通过每个光电门的挡光时间，重力加速度为g。

(1)若测得某光电门的中心与释放点的竖直距离为ℎ，小球通过此光电门的挡光时间为Δt，则小球从释放点下落至此光电门中心时的动能增加量ΔEk=____________，重力势能减小量ΔEp=_____________(用题中字母表示)；
(2)根据实验数据，作出ΔEk−ΔEp的图像，如图(b)所示。若图中虚线的斜率k≈____________，则可验证机械能守恒定律；
(3)经过多次重复实验，发现小球经过第三个光电门时，ΔEk总是大于ΔEp，下列原因中可能的是____________。
A.第三个光电门的中心与释放点的竖直距离测量值偏大
B.第三个光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线
C.小球下落过程中受到空气阻力的作用
四、计算题：本大题共4小题，共34分。
15.2023年11月3日，我国文昌卫星发射中心成功将通信技术试验卫星十号发射升空。若卫星在距地球表面某高度处绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球表面的重力加速度为g，地球可视为均匀球体，其半径为R，引力常量为G，忽略地球自转影响。求：
(1)地球的质量；
(2)卫星距地球表面的高度。
16.如图所示，用长度L=1m的轻绳，拴着一质量m=1kg，的小球(视为质点)在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力，圆心O离水平地面的高度H=6m，小球在最低点时轻绳恰好断开，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
(1)绳断时小球的线速度大小；
(2)绳断后小球的落地点与绳断时小球所在位置间的水平距离。
17.如图所示为春节期间燃放的“火箭”型爆竹，由上下A、B两部分构成，A的质量m1=0.1kg，B的质量m2=0.2kg，A、B中间夹有少量火药，不计其质量。开始时让“火箭”在距地面H=0.8m高处自由释放，“火箭”着地瞬间以原速率0.75倍的速率反弹，刚要离开地面时火药爆炸，经极短时间后A、B分离，此时B的速度恰好为零。不计空气阻力和“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)“火箭”着地时的速度v的大小；
(2)爆炸过程A部分所受作用力的冲量I的大小；
(3)火药爆炸所释放的化学能E。
18.如图所示，一长度l=1.0m，质量为m=2kg的滑板Q静止在光滑水平面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量为M=4kg的小物块P(可视为质点)以v0=2 3m/s的初速度从左端滑上滑板，当物块滑至距离滑板Q右端l3处时恰好与滑板达到共速，之后滑板撞到水平弹簧左端。物块与滑板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为Ep=12kx2，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)物块与滑板间的动摩擦因数μ；
(2)滑板右端与弹簧左端初始距离的最小值d；
(3)滑板与弹簧接触过程中，物块与滑板始终无相对滑动，求弹簧劲度系数k的取值范围。
参考答案
1.A
2.A
3.B
4.B
5.D
6.C
7.AD
8.BD
9.AC
10.AB
11.CD
12.BC
13. (1)AC (2)C (3)不是 (4) x g2y 偏大
14. (1)12m(dΔt)2 ； mgℎ (2)1 (3)B
15.(1)设地球质量为M，在地球表面且忽略地球自转，有
GMmR2=mg
解得
M=gR2G
(2)设卫星质量为m，由牛顿第二定律得
GMm(R+ℎ)2=m4π2T2(R+ℎ)
联立解得卫星距地球表面的高度
ℎ=3gR2T24π2−R
答：(1)地球的质量为gR2G；
(2)卫星距地球表面的高度为3gR2T24π2−R。
16.(1)小球在最低点时，速度最大，绳子所受的拉力最大，绳子最容易断。
此处由绳子的拉力和重力的合力提供向心力，
根据牛顿第二定律得：Fm−mg=mv2L
代入数据解得：v=10m/s；
(2)小球平抛运动的高度为：ℎ=H−L=6m−1m=5m．
根据ℎ=12gt2 得：t= 2ℎg= 2×510s=1s
x=vt=10×1m=10m
17.(1)根据v2=2gH，得v=4m/s
(2)与地面碰撞后反弹速率v′=0.75v
根据动量守恒(m1+m2)v′=m1v1
爆炸过程A部分所受作用力的冲量I=m1v1−m1v′
得I=0.6N⋅s
(3)由能量关系E=12m1v12−12(m1+m2)v′2，得E=2.7J

18.(1)由于水平面光滑，所以物块P与滑板Q组成的系统满足动量守恒，则有
Mv0=(M+m)v
解得两者共速的速度大小为
v=4 33m/s
根据能量守恒可得
μMg⋅23l=12Mv02−12(M+m)v2
解得物块与滑板间的动摩擦因数为
μ=0.3
(2)从物块P滑上滑板到两者共速过程，对滑板Q，根据动能定理可得
μMgxQ=12mv2−0
解得滑板Q通过的位移大小为
xQ=49m
则滑板右端与弹簧左端初始距离的最小值为
d=xQ=49m
(3)滑板与弹簧接触过程中，物块与滑板始终无相对滑动，设弹簧的最大压缩量为 xm ，根据能量守恒可得
12(M+m)v2=Ep=12kxm2
以物块P与滑板Q为整体，根据牛顿第二定律可得
kxm=(M+m)a
以物块P为对象，根据牛顿第二定律可得
f=Ma≤μMg
联立解得弹簧劲度系数的取值范围为
k≤818N/m