天津市四校联考2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷(含答案)

这是一份天津市四校联考2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于曲线运动，下列说法正确的( )
A.做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
B.曲线运动一定是变速运动
C.平抛运动变加速曲线运动
D.物体受到变力作用时就一定做曲线运动
2．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是( )
A.甲图中，观察割线的变化得到A点的瞬时速度方向的过程，运用了极限思想
B.乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想
C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D.丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
3．总长约55公里的港珠澳大桥是全球规模最大的跨海工程。如图所示的路段是其中一段半径约为的圆弧形弯道，路面水平，若汽车通过该圆弧形弯道时视为做匀速圆周运动，路面对轮胎的径向最大静摩擦力约为正压力的0.8倍，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A.汽车转弯过程受重力、支持力、摩擦力和向心力
B.汽车以的速率可以安全通过此弯道
C.汽车速度太大时做离心运动是因为汽车实际受到的合外力不足以提供所需向心力
D.下雨天时，汽车应以较小速度转弯，保证其受到的合外力大于需要的向心力
4．2023年5月11日5时16分，天舟六号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱，转为“组合体”飞行。对接前，天舟六号与空间站的轨道如图所示。对接后，“组合体”仍在空间站原轨道运行。天舟六号、空间站、“组合体”绕地球运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.对接前，空间站的线速度大于天舟六号的线速度
B.对接前，空间站的向心加速度大于天舟六号的向心加速度
C.对接后，组合体绕地球的公转周期大于对接前空间站的公转周期
D.天舟六号将来要返回地球，需通过减速来降低轨道
5．无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，进行无动力空中飞行。某强装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧，如图所示。该段运动可视为匀速圆周运动的一部分，关于该段运动，下列说法正确的是( )
A.飞行者所受合力为零
B.飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小
C.飞行者在B处所受合外力方向竖直向下
D.空气对飞行者的作用力做正功
6．2022年6月，中国海军第三艘航母“福建”号已经下水了。新航母采用了大量的造船新科技、新材料和新工艺。舰上拥有三条电磁弹射器，大大提高了脱载机的起飞速度。如图所示，“福建舰”正在沿直线航行，某时刻速度为，加速度为，一段时间t后速度变为，加速度为，且、均不为零。在这段时间内位移为s。设其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，则下列关系式正确的是( )
A.B.
C.D.
7．空军飞行员跳伞训练的场景如图所示。一飞行员下降到极限高度时打开降落伞，而后竖直向下做减速运动。若飞行员和降落伞的总质量为m，所受空气阻力大小恒为F，g为当地的重力加速度。则在减速下降h的过程中( )
A.飞行员和降落伞的动能减少了
B.飞行员和降落伞所受合力做功为
C.飞行员和降落伞的机械能增加了
D.飞行员和降落伞的重力势能减少了
8．中国东海是超级台风（超过16级）的高发地，这种台风的中心风速可达到。某栋大楼高约、宽约，空气密度约为。若台风以的速度垂直吹到这栋大楼后，速度减为0，则大楼受到的风力大小约( )
A.B.C.D.
二、多选题
9．我国明代出版的《天工开物》中记录了我们祖先的劳动智意，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外至断，使中国高铁持续运行速度达到，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是两个齿轮边缘点，齿轮半径比，在齿轮转动过程中( )
A.A、B的周期之比B.A、B的线速度大小之比
C.A、B的角速度之比D.A、B的向心加速度大小之比
10．如图甲为2022年北京冬奥会的跳台滑雪场地“雪如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型，斜坡可视为倾角为θ的斜面，运动员（可视为质点）从跳台a处以速度v沿水平方向向左飞出，落在斜坡上的b处。不计空气阻力，则运动员从a飞出至落到斜坡上b处的过程中，下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动的时间为
B.a、b两点的水平距离为
C.若运动的初速度变小，运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角不变
D.运动员从a运动到b过程中的速度偏转角为
11．如图是发射的一颗人造卫星在绕地球轨道上的几次变轨图，轨道Ⅰ是近地圆轨道（可以近似认为，轨道Ⅰ的轨道半径和地球半径相等），轨道Ⅱ和轨道Ⅲ是依次在P点变轨后的椭圆轨道。下列说法正确的是( )
A.卫星在轨道Ⅰ上的运行速度等于
B.卫星在轨道Ⅱ上运动时，运行速度不可能大于
C.卫星在轨道Ⅱ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上运动到Q点时的速度
D.卫星从轨道Ⅰ上的P点进入轨道Ⅱ后机械能减少
12．如图所示，质量的小球A、B均静止在光滑水平面上。现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生对心碰撞。碰后B球的速度可能为( )
A.B.C.D.
三、计算题
13．我国正在实施“嫦娥工程”。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，月球自转周期T，引力常量G。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的同步卫星离月球表面的高度h。
14．如图所示，倾角的斜面底端B平滑连接着半径的竖直光滑圆轨道．质量的小物块，从距地面处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数，求：（）
（1）物块滑到斜面底端B时的速度大小；
（2）物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小。
15．如图所示，光滑水平台面上放两个相同小物块A、B，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度，沿逆时针方向以恒定速度匀速转动。物块A、B（大小不计，视作质点）与传送带间的动摩擦因数均为，物块A、B质量分别为，。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定，弹簧弹开A、B，弹开后B滑上传送带，A掉落到地面上的Q点，已知水平台面高，Q点与水平台面右端的水平距离，g取。
（1）求物块A脱离弹簧时速度的大小；
（2）求弹簧储存的弹性势能；
（3）求物块B在水平传送带上运动的过程中摩擦力对物块B的冲量
四、实验题
16．在“探究平抛运动的特点”实验中：
（1）如图甲所示，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______。
A.球的左端B.球的右端C.球心
（2）在此实验中，下列操作不必要的是______。
A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些
C.y轴的方向根据重垂线确定D.用平滑曲线把记录点连接起来
（3）图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两点A、B，测得A、B两点纵坐标，，A、B两点水平间距。设从O运动到A、B两点所用时间分别为、，则______，平抛小球的初速度为______（结果保留一位小数）。（g取）
17．如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）关于实验，下列说法中正确的是______；
A.释放重物时要注意纸带是否竖直
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先释放纸带，后接通电源
D.可以利用公式来求解瞬时速度
（2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量=______，动能变化量=______。在实验误差范围内，与相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示）
参考答案
1．答案：B
解析：A.做曲线运动的物体，速度方向时刻发生变化，即速度发生变化，加速度不为0，则做曲线运动的物体受到的合外力不可能为零，故A错误；B.结合上述，做曲线运动的物体，速度方向时刻发生变化，即速度发生变化，可知，曲线运动一定是变速运动，故B正确；C.平抛运动仅受到重力作用，加速度始终为重力加速度，可知，平抛运动是匀变速曲线运动，故C错误；D.当合力大小在变化，但方向与速度在同一直线上，此时，物体做直线运动，可知，物体受到变力作用时不一定做曲线运动，故D错误。故选B。
2．答案：B
解析：A.甲图中，观察AB割线的变化得到A点的瞬时速度方向的过程，B逐渐靠近A，运用了极限思想，故A正确，不符合题意;B.乙图中，研究红蜡块的运动时，将蜡块的运动分解为两个方向的分运动，两个分运动的实际效果与合运动相同，主要运用了等效替代的思想，故B错误，符合题意;C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，在研究两个物理量的关系时，需要确保其它物理量不变，可知，运用了控制变量法，故C正确，不符合题意;D.丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验中，利用扭秤实验，运用了放大法测微小量，故D正确，不符合题意，故选B。
3．答案：C
解析：A.汽车转弯过程受重力、支持力、摩擦力，向心力是一种效果力，由其他力提供，实际上不存在，故A错误;B.路面对轮胎的径向最大静摩擦力约为正压力的0.8倍，则有解得可知，汽车以40m/s的速率不能够安全通过此弯道，故B错误;C.汽车速度太大时，由于汽车实际受到的合外力不足以提供所需向心力，汽车将做离心运动，故C正确;D.下雨天时，地面与汽车之间的摩擦因数减小，最大静摩擦力减小，根据可知，汽车应以较小速度转弯，保证其所需要的向心力小于最大静摩擦力，但汽车受到的合外力仍然等于所需的向心力，达到供需平衡，故D错误。故选C。
4．答案：D
解析：ABC.根据万有引力提供向心力可得可得由于空间站的轨道半径大于天舟六号的轨道半径，可知对接前，空间站的线速度小于天舟六号的线速度，空间站的向心加速度小于天舟六号的向心加速度；对接后，组合体绕地球的公转周期等于对接前空间站的公转周期，故ABC错误；D.天舟六号将来要返回地球，需通过减速来降低轨道，故D正确。故选D。
5．答案：B
解析：A.由于飞行者做匀速圆周运动，由所受合力提供所需的向心力，可知，飞行者所受合力不为零，故A错误；B.令重力与线速度方向夹角为θ，则有飞行者速度大小不变，夹角θ逐渐增大，则飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小，故B正确；C.飞行者做匀速圆周运动，由所受合力提供所需的向心力，则合力方向总指向圆心，可知，若B为最低点，速度方向水平向左，则飞行者在B处所受合外力方向竖直向上，故C错误；D.重力做正功，飞行者动能不变，根据动能定理可知，合力做功为0，则空气对飞行者的作用力做负功，故D错误。故选B。
6．答案：A
解析：A.发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，根据动能定理有故A正确;B.速度为，加速度为，则有解得故B错误;C.发动机的输出功率一定，速度增大，牵引力减小，加速度减小，航母做加速度减小的变加速直线运动，根据速度时间图像，其图像与时间轴所围几何图形的面积大于对应匀加速直线运动的位移，可知故C错误;D.速度为，加速度为，则有解得故D错误。故选A。
7．答案：D
解析：A.根据动能定理有由于是减速运动，速度减小，动能减小，合力做负功，则飞行员和降落伞的动能减少了，故A错误；B.结合上述可知飞行员和降落伞所受合力做功为，故B错误；C.由于阻力做负功，则飞行员和降落伞的机械能减少了，故C错误；D.重力做正功，重力势能减小，可知飞行员和降落伞的重力势能减少了mgh，故D正确。故选D。
8．答案：C
解析：在极短时间内与大楼发生作用的空气的质量根据动量定理有根据牛顿第三定律有解得故选C。
9．答案：AB
解析：B.A、B是两个齿轮边缘点，线速度大小相等，则有故B正确;C.由于线速度大小相等，解得故C错误;A.根据解得故A正确;D.根据解得故D错误。故选AB。
10．答案：BC
解析：AB.令a、b两点的间距为L，则有解得故A错误，B正确;C.令运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为α，则有可知，运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角不变，故C正确;D.结合上述可知，运动员从a运动到b过程中的速度偏转角α满足关系式可知，速度偏转角α不为，故D错误。故选BC。
11．答案：AC
解析：A.轨道I是近地圆轨道，该轨道上卫星的环绕速度等于第一宇宙速度，即卫星在轨道I上的运行速度等于7.9km/s，故A正确；B.轨道Ⅱ相对于轨道I是高轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置加速，可知轨道Ⅱ上P点的速度大于轨道I上P点的速度，即卫星在轨道Ⅱ上运动时，运行速度可能大于7.9km/s，故B错误；C.卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点过程，万有引力方向与速度方向夹角为钝角，卫星做减速运动，则卫星在轨道Ⅱ上运动到P点时的速度大于卫星在轨道Ⅱ上运动到Q点时的速度，故C正确；D.轨道Ⅱ相对于轨道I是高轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置加速，可知，卫星从轨道I上的P点进入轨道Ⅱ后机械能增大，故D错误。故选AC。
12．答案：ABC
解析：根据动量守恒定律有若发生弹性碰撞，此时B的速度为最大值，根据机械能守恒定律有解得若发生完全非弹性碰撞，则B的速度为最小值，则有解得可知符合要求的是2m/s、3m/s、4m/s。故选ABC.
13．答案：（1）；（2）
解析：（1）月球表面的重力加速度为g，则有
解得
（2）月球的同步卫星的周期等于其自转周期，则有
结合上述解得
14．答案：(1)6.0m/s(2)20N
解析：（1）物块沿斜面下滑过程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动，设下滑加速度为a，到达斜面底端B时的速度为v，则
由①、②式代入数据解得：
（2）设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为，在A点受到圆轨道的压力为N，由机械能守恒定律得：
物块运动到圆轨道的最高点A时，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小
15．答案：（1）4m/s；（2）24J；（3），方向水平向左
解析：（1）A飞出平台做平抛运动，则有
解得
（2）对A、B构成的系统，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
（3）物体向右滑上传送带时，先向右以初速度8m/s做匀减速直线运动，速度减为0后以相同加速度向左做匀加速直线运动，由于初速度的速度为2m/s，之后向左做匀速直线运动，规定向左为正方向，可知，根据动量定理，物块B在水平传送带上运动的过程中摩擦力对物块B的冲量
解得
方向水平向左。
16．答案：（1）C（2）A（3）1:3；2.0
解析：（1）由于实验中通过小球侧面挤压复写纸在坐标纸上留下的痕迹点来平抛运动的轨迹上的位置，可知，为了准确描述出轨迹，坐标原点应选小球在斜槽未端点时的球心。故选C。
（2）A.由于小球每次均从斜槽上同一位置释放，小球运动过程克服阻力做功相同，可知，实验中不需要确保斜槽轨道必须光滑，故A错误，符合题意；B.为了轨迹描绘准确一些，实验中记录的点应适当多一些，故B正确，不符合题意；C.实验中为了精确测量出竖直分位移，，轴的方向应根据重垂线确定，故C正确，不符合题意；D.为了轨迹描绘的精度，实验中应用平滑曲线把记录点连接起来，故D正确，不符合题意。故选A。
（3）平抛运动竖直方向做自由落体运动，则有
解得
结合上述解得
小球水平方向做匀速直线运动，则有
17．答案：（1）AB（2）；
解析：（1）A.为了减小阻力的影响，实验中需要在释放重物时保持纸带处于竖直方向，故A正确；B.若选择的初始位置速度为0，则有即有可知，质量对实验没有影响，即重物的质量可以不测量，故B正确；C.为了避免纸带上出现大量的空白段落，同时使得打第一个点的速度为0，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；D.实验中的速度应根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度来求解，不能够直角利用公式来求解瞬时速度，若直接采用该公式来求解，已经提前认为机械能守恒，故D错误故选AB。
（2）打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量
B点的瞬时速度
动能变化量
解得