2023-2024学年云南省大理州高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年云南省大理州高一（下）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.下列单位属于国际单位制中基本单位的是( )
A. cmB. mC. ND. kg⋅m/s
2.直升飞机在高空飞行过程中，遇到气流紧急向上拉升。若拉升的某段时间内飞机水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，则该段时间内，飞机运动的轨迹(图中虚线为竖直线)可能是( )
A. B. C. D.
3.《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直。下列说法正确的是( )
A. 小球受到的摩擦力大小与重力相等
B. 机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上
C. 小球没有掉下去，是由于受到的摩擦力大于自身重力
D. 若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将变大
4.如图甲所示是一种常见的滚筒洗衣机，洗衣机滚筒的内筒壁上有很多光滑的突起和小孔。如图乙所示，脱水时，衣物紧贴着滚筒内壁在竖直平面内做匀速圆周运动，a为一件随滚筒转动的小衣物(可理想化为质点)。在小衣物随滚筒以恒定角速度转动脱水的过程中，下列物理量不发生变化的是( )
A. 周期
B. 线速度
C. 加速度
D. 向心力
5.如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上，设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方，将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最大的初速度完成跳跃，则它应跳到( )
荷叶aB. 荷叶b
C. 荷叶cD. 荷叶d
6.将质量为0.2kg的小球放在竖立的轻弹簧上(未拴接)，并将小球竖直下按至图甲所示的位置A。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至图乙所示的最高位置C，途中经过位置B时弹簧恢复原长。已知A、B的高度差为0.1m，B、C的高度差为0.3m，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。若取位置B所在水平面为零势能面，则( )
A. 小球在位置A的重力势能为0.2J
B. 小球在位置B的机械能为零
C. 小球在位置A的机械能小于在位置C的机械能
D. 小球在位置B的机械能小于在位置C的机械能
7.共享电动自行车绿色环保，为市民出行提供了极大便利。某电动自行车质量为20kg，电动机的最大输出功率为400W，在水平路面上行驶时所受的阻力为人车总重的110。该电动自行车现载有质量为60kg的人，取重力加速度g=10m/s2，仅在电动机驱动的情况下该电动自行车行驶的最大速度为( )
A. 2m/s
B. 4m/s
C. 5m/s
D. 6m/s
8.人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. a到c过程中人处于超重状态
B. c到e过程中人处于超重状态
C. a到e为“下蹲—起立”过程
D. a到e为“起立—下蹲”过程
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.在龟兔赛跑的故事中，某段时间内兔子和乌龟沿直线运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 乌龟和兔子同时出发
B. t2时刻乌龟和兔子相遇
C. t1～t3时间内，兔子的速度大于乌龟的速度
D. t1～t4时间内，兔子运动的位移等于乌龟运动的位移
10.如图所示，用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平。已知两个小球的质量分别为m1=m和m2=3m，重力加速度为g，取cs37°=0.8，sin37°=0.6，下列说法正确的是( )
A. 细线a的拉力大小为5mg
B. 细线c的拉力大小为4mg
C. 细线b与竖直方向的夹角为45°
D. 细线b与竖直方向的夹角为53°
11.2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集，并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的16。月球半径约为地球半径的14。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是( )
A. 其绕月运行的速度小于地球第一宇宙速度
B. 其绕月运行的速度大于地球第一宇宙速度
C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的 62倍
D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的 63倍
12.如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静置在水平面上。水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量mA=4kg，mB=6kg。从t=0时刻开始，水平推力FA和水平拉力FB分别作用于A、B物体上，FA、FB随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. t=1.5s时，A、B分离
B. t=1.5s时，A的速度大小为1.5m/s
C. t=1.5s时，A的加速度大小为1.25m/s2
D. t=1.0s时，A对B的作用力大小为2.0N
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.为了测量一楼房的高度，某实验小组进行了如下实验：
(1)一同学从楼顶由静止释放一小石子；
(2)另一同学用照相机拍得一张照片如图所示，图中白色线条为石子下落的径迹，A、B两点恰好都在砖缝的下沿；
(3)用刻度尺测得10块砖的厚度为70.0cm(包括砖缝)。
若照相机的曝光时间为0.02s，根据以上测量数据，可得曝光时间内小石块下落的平均速度大小为______m/s；若把该平均速度近似作为AB连线中点的瞬时速度，取重力加速度g=9.8m/s2。则可得楼顶距离地面的高度为______m。(保留4位有效数字)
14.实验小组用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。主要实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d，用刻度尺测量光电门A、B之间的距离L；
②用细线跨过定滑轮，细线一端与小车相连，另一端挂上托盘和砝码，调节滑轮高度使滑轮右侧细线与木板平行；
③调节木板的倾角，使小车沿木板匀速下滑；
④取下托盘和砝码，测出托盘和砝码的总质量m；
⑤取下托盘和砝码后，让小车从光电门A上方沿木板下滑，记录遮光条通过光电门A、B的遮光时间分别为ΔtA、ΔtB，算出小车的加速度大小a；
⑥改变砝码的个数，重复步骤③④⑤，得到多组托盘和砝码的总质量m1、m2、m3……，以及对应的加速度a1、a2、a3……
⑦在坐标纸上描点作出a−m图像。
小车(含遮光条)的质量用M表示，已知当地的重力加速度为g，据此回答下列问题：
(1)实验过程中，必要的操作是______(填正确选项前的字母)。
A.需满足M≫m的条件
B.遮光条的宽度要适当小一些
C.小车每次必须从同一位置由静止释放
(2)某次实验时，测得遮光条通过光电门1、2的挡光时间分别为ΔtA和ΔtB。则小车通过光电门1时的速度大小为vA= ______小车的加速度大小为a= ______(用d、L、ΔtA和ΔtB表示)；
(3)在坐标纸上作出的a−m图像如图乙所示，由图像得到的结论为______(填正确选项前的字母)。
A.小车所受合外力一定，小车的加速度与其质量成正比
B.小车所受合外力一定，小车的加速度与其质量成反比
C.小车的质量一定，小车的加速度与其所受合外力成正比
(4)若图乙中所得图线的斜率为k，则小车(含遮光条)的质量M= ______(用g和k表示)。
四、简答题：本大题共3小题，共38分。
15.某位小球员将足球以10m/s的速度沿草坪向前踢出，同时自己以4m/s不变的速度去追足球，足球被踢出后在草坪上做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动，求运动员追上足球所需时间。
16.传送带是自动化工业生产中一种重要的输送装置。如图甲所示，倾斜传送带以恒定速率沿逆时针方向运行。现将质量为m=2kg包裹(可视为质点)无初速度的轻放在传送带的A端，包裹从传送带的A端运动到B端的过程中，其加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)传送带的速度大小；
(2)包裹从传送带A端运动到B端过程中，由于包裹和传送带摩擦产生的热量。
17.如图所示，在粗糙水平地面AB上将半径为R的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，O点为圆弧轨道的圆心，圆弧轨道BC与水平地面AB相切于B点，现将一质量为m的滑块(可视为质点)从轨道上的P点静止释放，已知开始时PB=R，滑块恰好能运动到与圆心O等高的C点。在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，滑块还一直受到一水平恒力的作用，已知滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.5，sin37°=0.6，cs37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
(1)该水平恒力的大小；
(2)滑块在圆弧轨道上运动速率最大的位置D(图中未画出)及滑块在此处的速率；
(3)滑块运动过程中对圆弧轨道D点的压力大小范围。
参考答案
1.B
2.A
3.A
4.A
5.B
6.C
7.C
8.A
9.BC
10.AC
11.AC
12.BD
13.14.0 10.53
14.B dΔtA d22L(1ΔtB2−1ΔtA2) C gk
15.解：设经历时间t，足球被追上，该时间内足球的位移为
x1=v0t−12at2
设经历时间t1，足球停止，有
0=v0−at1
解得
t1=5s
人的位移为
x2=vt
由题意可知，足球的位移和人的位移满足
x1=x2
解得
t=6s>t1=5s
所以在足球停下前，人并没有追上足球，则足球从踢出后到停止的位移为
x足=v0t1−12at12
解得
x足=25m
则运动员追上足球用时为t2，有
x足=vt2
解得
t2=254s
答：运动员追上足球所需时间为254s。
16.解：(1)由图乙可知，在x1=2.4m时包裹与传送带共速。在0～2.4m时包裹做匀加速直线运动，加速度大小为a1=7.5m/s2，设传送带速度为v，有
v2−0=2a1x1
解得：v=6m/s
(2)包裹放上传送带后瞬间，包裹相对传送带向上滑动，所受的滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
μmgcsθ+mgsinθ=ma1
包裹与传送带共速后，根据牛顿第二定律有
mgsinθ−μmgcsθ=ma2
联立解得：μmgcsθ=5N
设包裹经过时间t1与传送带共速，则有
v=0+at1
该时间内传送带的位移为
x2=vt1
两者该时间内的相对位移为
Δx1=x2−x1
该时间内摩擦产生的热为
Q1=μmgcsθ⋅Δx1
设共速后，再经过时间t2包裹运动到B端，则有
x3−x1=vt2+12a2t22
该时间传送带位移为
x4=vt2
共速后到运动到B端，包裹和传送带之间的相对位移为
Δx2=(x3−x1)−x4
其中x3−x1=5m−2.4m=2.6m
该时间摩擦产生的热为
Q2=μmgcsθ⋅Δx2
所以包裹从传送带A端运动到B端过程中，由于包裹和传送带摩擦产生的热量为
Q=Q1+Q2
联立解得：Q=13J
答：(1)传送带的速度大小为6m/s；
(2)包裹从传送带A端运动到B端过程中，由于包裹和传送带摩擦产生的热量为13J。
17.解：(1)滑块从P点到C点，由动能定理得
F⋅2R−μmgR−mgR=0
解得：F=34mg
(2)滑块在圆弧轨道上“等效最低点”时速率最大，D点位于圆弧轨道上与竖直方向成θ角的位置，在该位置时，有
tanθ=Fmg=0.75
从P点运动到位置D点，由动能定理得
FR−μmgR+FRsinθ−mg(R−Rcsθ)=12mvm2
解得：θ=37°，vm= gR

(3)滑块第一次经过D点时对轨道的压力最大，设重力和水平恒力的等效合力为F0，此时，对滑块，由牛顿第二定律得
FNmax−F0=mvmax2R
由力的合成有
F0= F2+(mg)2
解得：FNmax=94mg
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小也为94mg；
当滑块在B点的速度为零时，滑块经过B点时速率最小，滑块从B到D的过程中，由动能定理得
FRsinθ−mg(R−Rcsθ)=12mvmin2
在D点，对滑块，由牛顿第二定律得
FNmin−F0=mvmin2R
解得：FNmin=74mg
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小也为74mg；
则滑块运动过程中对圆弧轨道D点的压力大小范围为
74mg≤F压≤94mg
答：(1)该水平恒力的大小为34mg；
(2)D点与O点连线与竖直方向夹角为37°，滑块在此处的速率为 gR；
(3)滑块运动过程中对圆弧轨道D点的压力大小范围为74mg≤F压≤94mg。