廣東省廣州市黃埔區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末考試物理物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年第二學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)高一物理本試卷6頁，15小題，滿分100分.考試時(shí)間75分鐘.注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級(jí)、姓名、考生號(hào)和座位號(hào)填寫在答題卡上，再用2B鉛筆將考生號(hào)、座位號(hào)對(duì)應(yīng)的信息點(diǎn)涂黑.2.答題卡上第一部分必須用2B鉛筆作答，將選中項(xiàng)涂滿涂黑，黑度以遮住框內(nèi)字母為準(zhǔn)，修改時(shí)用橡皮擦除干凈.第二部分必須用黑色字跡的簽字筆按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，未在對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答或超出答題區(qū)域作答的均無效.3.考生務(wù)必將〖答案〗寫在答題卡上，在試卷上作答無效.第一部分選擇題（共46分）一、單項(xiàng)選擇題：每小題只有一項(xiàng)符合題目要求，共7小題，每小題4分，共28分。1.如圖，虛線描述的是跳水運(yùn)動(dòng)員在10米跳臺(tái)跳水時(shí)頭部的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，則運(yùn)動(dòng)過程中與入水速度方向可能相同的點(diǎn)是（）A.a B.b C.c D.d〖答案〗C〖解析〗由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向，所以在題圖中的a點(diǎn)速度方向水平向左，b點(diǎn)的速度方向斜向右下方，c點(diǎn)的速度方向豎直向下，d點(diǎn)的速度方向豎直向上，則圖中與入水速度方向可能相同的位置是c點(diǎn)。故選C。2.某市進(jìn)行防溺水安全演練，消防員計(jì)劃以一定的速度駕駛皮艇用最短時(shí)間救援被困于礁石上的人員，如圖所示，假設(shè)河中各處水流速度相等，下列關(guān)于救援時(shí)皮艇頭部指向的說法正確的是（）A.應(yīng)在河岸A處沿v1方向進(jìn)行救援B.應(yīng)在河岸A處沿v2方向進(jìn)行救援C.應(yīng)在河岸B處沿v3方向進(jìn)行救援D.應(yīng)在河岸B處沿v4方向進(jìn)行救援〖答案〗A〖解析〗若救援所用時(shí)間最短，則消防員的速度應(yīng)與河岸垂直，且出發(fā)點(diǎn)應(yīng)位于礁石上游。故選A。3.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度以相同方向拋出后直接落入籃筐，兩球從拋出到落入籃筐過程中，下列判斷正確的是（）A.兩球在最高點(diǎn)加速度都為零B.兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同C.兩球拋出時(shí)的初速度大小相等D.兩球速度變化量的方向始終豎直向下〖答案〗D〖解析〗A．兩球在最高點(diǎn)的加速度均為重力加速度，故A錯(cuò)誤；C．A、B兩籃球從相同高度以相同方向拋出后直接落入籃筐，A球水平位移大于B球，說明A球水平分速度大于B球，由于初速度方向相同，所以A球的初速度大于B球，故C錯(cuò)誤；B．設(shè)初速度方向與水平方向夾角為θ，則所以故B錯(cuò)誤；D．速度變化量的方向與加速度方向相同，所以兩球速度變化量的方向即為重力加速度的方向，即速度變化量的方向始終豎直向下，故D正確。故選D。4.如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析，說法正確的是（）A.圖甲中汽車通過最高點(diǎn)時(shí)要減速是為了防止爆胎B.圖乙中脫水桶甩出的水滴受到離心力的作用C.圖丙中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)D.圖丁中如果火車行駛速度超過軌道設(shè)計(jì)規(guī)定速度，輪緣會(huì)擠壓內(nèi)軌〖答案〗C〖解析〗A．圖甲中汽車通過最高點(diǎn)時(shí)要減速是為了防止發(fā)生“飛車”，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中脫水桶甩出水滴所需要的向心力大于提供給的向心力，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，故C正確；D．圖丁中如果火車行駛速度超過軌道設(shè)計(jì)的規(guī)定速度，火車有向外滑的趨勢(shì)，所以輪緣會(huì)擠壓外軌，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，某同學(xué)用沿拖桿方向的力F推拖把，拖把頭在水平地板上以速度v勻速運(yùn)動(dòng)的位移為L(zhǎng)，此時(shí)拖桿與豎直方向的夾角為θ。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可忽略，拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。下列判斷正確的是（）A.地板對(duì)拖把支持力的大小B.推力F對(duì)拖把做的功C.摩擦力對(duì)拖把做功的大小D.推力F的瞬時(shí)功率為〖答案〗B〖解析〗A．地板對(duì)拖把的支持力的大小為A錯(cuò)誤；B．推力F對(duì)拖把做的功為B正確；C．摩擦力對(duì)拖把做功的大小為解得C錯(cuò)誤；D．推力F的瞬時(shí)功率為D錯(cuò)誤。故選A。6.2024年4月26日3時(shí)32分神舟十八號(hào)載人飛船與天宮空間站成功對(duì)接，實(shí)現(xiàn)航天員在空間站“勝利會(huì)師”，變軌情況如圖所示?？臻g站軌道可近似看成圓軌道，下列說法正確的是（）A.空間站運(yùn)行的線速度大于第一宇宙速度B.飛船從對(duì)接軌道變軌到空間站軌道時(shí)速度變大C.航天員在空間站內(nèi)漂浮是因?yàn)椴皇艿厍虻囊ψ饔肈.飛船在對(duì)接軌道上的運(yùn)行周期大于在空間站軌道的運(yùn)行周期〖答案〗B〖解析〗A．第一宇宙速度為最大的環(huán)繞速度，等于近地衛(wèi)星的線速度，所以空間站運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B．飛船從對(duì)接軌道變軌到空間站軌道時(shí)需要點(diǎn)火加速，所以速度變大，故B正確；C．航天員在空間站內(nèi)漂浮是由于所受地球的萬有引力提供航天員繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，飛船在對(duì)接軌道上的半長(zhǎng)軸小于空間站軌道半徑，則對(duì)接軌道的運(yùn)行周期小于在空間站軌道的運(yùn)行周期，故D錯(cuò)誤。故選B。7.在航模比賽中，某同學(xué)操控?zé)o人機(jī)從地面由靜止豎直向上起飛后，按指定路線運(yùn)送物資，已知質(zhì)量為6kg的物資在無人機(jī)拉力作用下豎直上升20m后，沿水平方向勻加速移動(dòng)15m，加速度大小為.若忽略空氣阻力，取.則下列說法正確的是（）A.上升過程中，物資始終處于超重的狀態(tài)B.整個(gè)過程中，物資動(dòng)能的增加量為120JC.整個(gè)過程中，物資機(jī)械能的增加量為1200JD.整個(gè)過程中，無人機(jī)所消耗的能量大于物資的機(jī)械能的增加量〖答案〗D〖解析〗A．無人機(jī)拉力作用下豎直上升20m的過程先加速后減速，無人機(jī)先超重后失重，故A錯(cuò)誤；B．整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)能定理有解得J=90J故B錯(cuò)誤；C．整個(gè)過程，物資重力勢(shì)能增加了J=1200J故物資機(jī)械能增加量為90J+1200J=1290J故C錯(cuò)誤；D．整個(gè)過程中，無人機(jī)所消耗的能量等于物資和無人機(jī)的機(jī)械能的增加量，故無人機(jī)所消耗的能量大于物資的機(jī)械能的增加量，故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。8.圖甲是某市區(qū)中心的環(huán)島路，可以簡(jiǎn)化為圖乙，假設(shè)汽車與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)A、B兩車以大小相等的線速度繞環(huán)島運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.A、B兩車的向心加速度大小相等B.A車的角速度比B車的角速度小C.A車所受的合力大小可能比B車所受的合力大D.若兩車逐漸增加相同的速度，A車更容易側(cè)滑〖答案〗CD〖解析〗A．由向心加速度公式兩車線速度大小相等，A車半徑小，加速度大，故A錯(cuò)誤；B．由角速度公式兩車線速度大小相等，A車半徑小，角速度大，故B錯(cuò)誤；C．由向心力公式兩車質(zhì)量大小關(guān)系未知，所以兩車所受合力關(guān)系無法判定，故C正確；D．摩擦力提供向心力向心力大于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，作離心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)增加相同速度，因A車圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小，所以更容易發(fā)生側(cè)滑，故D正確。故選CD。9.人從高處跳到低處時(shí)，一般在著地的過程中需要屈膝下蹲，某人在0.8m的平臺(tái)跳下，屈膝下蹲過程用了0.4s，已知其質(zhì)量為50kg，取g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A.屈膝過程中人的動(dòng)量保持不變B.屈膝是為了減小地面對(duì)人的平均作用力C.屈膝過程中人的動(dòng)量變化量大小約為200kg·m/sD.屈膝過程地面對(duì)人的平均作用力大小約為500N〖答案〗BC〖解析〗A．屈膝過程中人的動(dòng)量不斷變化，最后變?yōu)榱悖蔄錯(cuò)誤；B．屈膝是為了延長(zhǎng)作用時(shí)間，從而減小地面對(duì)人支持力，故B正確；C．人與地面接觸前的下落過程有解得所以屈膝過程中人的動(dòng)量變化量為即動(dòng)量變化量的大小為200kg·m/s，方向豎直向上，故C正確；D．根據(jù)動(dòng)量定理可得解得故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，一輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，自然伸長(zhǎng)時(shí)彈簧上端處于A點(diǎn).時(shí)將小球從A點(diǎn)正上方O點(diǎn)由靜止釋放，時(shí)到達(dá)A點(diǎn)，時(shí)彈簧被壓縮到最低點(diǎn)B.以O(shè)為原點(diǎn)，向下為正方向建立x坐標(biāo)軸，以B點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，彈簧形變始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。小球在從O到B的運(yùn)動(dòng)過程中，選項(xiàng)中小球的速度v、加速度a、重力勢(shì)能及機(jī)械能變化圖像可能正確的是（）A. B. C. D.〖答案〗BD〖解析〗AB．小球未接觸彈簧前，只受重力，加速度恒定，接觸彈簧后，小球受彈力與重力作用，根據(jù)牛頓第二定律有此時(shí)加速度逐漸減小，直至加速度未0時(shí)，速度達(dá)到最大，此時(shí)小球的位移，然后有隨彈力增大，加速度反向增大，速度減小。故A錯(cuò)誤，B正確；C．小球接觸彈簧后，彈力做負(fù)功，機(jī)械能減小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式有故D正確。故選BD。第二部分非選擇題（共54分）三、實(shí)驗(yàn)題：共2小題，共16分，請(qǐng)按題目要求作答。11.某同學(xué)用圖甲所示的向心力演示儀，探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需向心力的大小F與它的質(zhì)量m、角速度ω、半徑r之間的關(guān)系、長(zhǎng)槽的A、B處和短槽的C處到各自轉(zhuǎn)軸中心的距離之比為1:2:1。（1）本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)方法是（）A.控制變量法 B.等效替代法 C.理想實(shí)驗(yàn)法 D.微元法（2）在探究向心力的大小F與半徑r的關(guān)系時(shí)，該同學(xué)需要把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球分別放在______位置處，同時(shí)還需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第一層塔輪。A.A和C B.A和B C.B和C（3）若兩個(gè)鋼球質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1:9，則與皮帶連接的左右變速塔輪的半徑之比為（）A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1〖答案〗（1）A（2）C（3）B〖解析〗【小問1詳析】該實(shí)驗(yàn)要研究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，采用的科學(xué)方法是控制變量法，即研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保證角速度ω和半徑r相同。故選A。【小問2詳析】某同學(xué)為了探究向心力的大小F與半徑r之間的關(guān)系，要保持質(zhì)量和角速度相同，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同，即應(yīng)把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，且兩塔輪的角速度相等，則將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第一層塔輪。故選C?！拘?詳析】若兩個(gè)鋼球質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1:9，即向心力大小之比為1:9，根據(jù)可得角速度之比為1:3，根據(jù)可得皮帶連接的左右變速塔輪的半徑之比為3:1。故選B。12.某實(shí)驗(yàn)小組在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重錘帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落。（1）如圖所示，在操作過程中出現(xiàn)了如圖A、B、C、D所示的四種情況，其中正確的是（）A. B. C. D.（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，正確的說法有（）A.必須在接通電源的同時(shí)釋放紙帶B.利用本裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，可以不測(cè)量重錘的質(zhì)量C.為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，必須選擇紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)D.體積相同的條件下，應(yīng)該選擇質(zhì)量大的重錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（3）圖乙為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn)，分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C...與O點(diǎn)之間的距離hA、hB、hC...，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，可得重錘下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為______（利用題目中符號(hào)表示）。（4）取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能為零，圖丙是該學(xué)習(xí)小組繪制的重錘下落過程中動(dòng)能、重力勢(shì)能隨下落高度h變化的圖像，其中表示重錘重力勢(shì)能Ep變化的圖像是______（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”），算出Ⅰ、Ⅱ的斜率絕對(duì)值分別是k1、k2，則重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為______（用k1和k2表示）?！即鸢浮剑?）B（2）BD（3）（4）Ⅰ〖解析〗【小問1詳析】首先打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)采用低壓交流電源，同時(shí)釋放紙帶時(shí)重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且保持紙帶豎直。故選B【小問2詳析】A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；B．利用本裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，由于質(zhì)量可以約掉，可以不測(cè)量重錘的質(zhì)量，故B正確；C．為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，可以選擇紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)，也可以在紙帶上選擇其它兩個(gè)點(diǎn)來驗(yàn)證，故C錯(cuò)誤；D．體積相同的條件下，應(yīng)該選擇質(zhì)量大的重錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以減小空氣阻力的影響，故D正確。故選BD。【小問3詳析】重錘下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為【小問4詳析】取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢(shì)能為零，所以隨著下落高度增大，重物的重力勢(shì)能不斷減小，所以表示重錘重力勢(shì)能Ep變化的圖像是Ⅰ；圖線Ⅰ的斜率絕對(duì)值表示重力，圖線Ⅱ的斜率的絕對(duì)值表示合外力，即所以重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為四、計(jì)算題：共3小題，共38分.要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位，只寫出最后〖答案〗的不能得分。13.牛頓運(yùn)用其運(yùn)動(dòng)定律并結(jié)合開普勒定律，通過建構(gòu)物理模型研究天體的運(yùn)動(dòng)，建立了偉大的萬有引力定律.請(qǐng)你選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律和方法解決下列問題：（1）某行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓，設(shè)太陽的質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為，若行星在近日點(diǎn)與太陽中心的距離為，在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽中心的距離為.求行星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比；（2）行星繞太陽運(yùn)動(dòng)軌跡可近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)行星質(zhì)量為m，繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T，行星的軌道半徑為r，請(qǐng)根據(jù)開普勒第三定律（）及向心力的相關(guān)知識(shí)，證明太陽對(duì)行星的作用力F與r的平方成反比.〖答案〗（1）；（2）見〖解析〗〖解析〗（1）根據(jù)萬有引力提供向心力有解得則行星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比為（2）行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)軌跡非常接近圓，其運(yùn)動(dòng)可近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有又由于，解得可知，太陽對(duì)行星的作用力F與r的平方成反比。14.“旋轉(zhuǎn)飛椅”是游樂園里常見的娛樂設(shè)施，游客坐在座椅上隨支架一起勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)可將游客和座椅組成的整體看成質(zhì)點(diǎn)，其簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，已知圓形旋轉(zhuǎn)支架半徑為R=5m，繩子懸點(diǎn)到地面的垂直距離H=7m，懸掛座椅的輕繩長(zhǎng)為l=5m，當(dāng)旋轉(zhuǎn)飛椅以最大的角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角為θ=37°，游客和座椅的總質(zhì)量為60kg，取g=10m/s2，sin37