四川省成都市2023-2024學年高一下期期末調研考試物理試卷（解析版）

2023～2024學年度下期期末高一年級調研考試物理（二）考試時間90分鐘，滿分100分注意事項：1.答題前，考生務必在答題卡上將自己的姓名、座位號和準考證號用0.5毫米黑色簽字筆填寫清楚，考生考試條形碼由監(jiān)考老師粘貼在答題卡上的“貼條形碼區(qū)”。2.選擇題使用2B鉛筆填涂在答題卡上對應題目標號的位置上，如需改動，用橡皮擦擦干凈后再填涂其它答案；非選擇題用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡的對應區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域答題的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。3.考試結束后由監(jiān)考老師將答題卡收回。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖，一質點在水平面內受力作用，從O點經(jīng)A點運動到B點。質點運動軌跡的OA段為曲線，AB段為直線。下列說法正確的是（）A.質點在OA段所受合力一定不為零B.質點在AB段所受合力方向一定不斷改變C.質點在A點的速度方向由A點指向O點D.質點在AB段的加速度一定為零【答案】A【解析】【詳解】AB．在OA段為曲線運動，速度變化，一定有加速度，則一定有合外力，但可能為勻變速曲線運動，加速度不變，合力不變，故A正確，B錯誤；C．質點在A點的速度方向沿軌跡的切線方向，不會由A點指向O點，故C錯誤；D．質點在AB段受力作用做直線運動，加速度可能沿直線方向，故D錯誤。故選A。2.“套圈”游戲深受小朋友的喜愛。如圖，較高的哥哥和稍矮的弟弟分別從同一豎直方向的不同高度向正前方水平拋出圓環(huán)，圓環(huán)恰好同時套中水平地面上的玩具。圓環(huán)和玩具均可視為質點，圓環(huán)被拋出后的運動可視為平拋運動。下列說法正確的是（）A.弟弟先拋出圓環(huán) B.兩人同時拋出圓環(huán)C.兩人拋出圓環(huán)的初速度相同 D.弟弟拋出圓環(huán)的初速度較大【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)可得可知哥哥拋出的圓環(huán)運動時間比較長，又圓環(huán)恰好同時套中水平地面上的玩具，可知哥哥先拋出圓環(huán)，故AB錯誤；CD．水平方向，兩圓環(huán)位移相等，根據(jù)結合A選項分析可知弟弟拋出圓環(huán)的初速度較大，故D正確，C錯誤。故選D。3.如圖，在光滑圓錐漏斗的內壁，兩個質量相同的小球A、B緊貼著漏斗在水平面內做勻速圓周運動。下列說法正確的是（）A.A球受到重力、支持力和向心力B.A、B兩球受到的支持力均指向各自圓周的圓心C.A球的轉動周期大于B球的轉動周期D.A球對漏斗壁的壓力大于B球對漏斗壁的壓力【答案】C【解析】【詳解】A．對A球受力分析，A球受重力，漏斗內壁對A球的支持力，支持力在水平方向的分力提供做圓周運動的向心力，故A錯誤；B．根據(jù)彈力的性質可知A、B兩球受到的支持力均與漏斗內壁垂直，故B錯誤；CD．對A、B兩球，設漏斗內壁對小球的彈力為，豎直方向，根據(jù)平衡條件可得水平方向可得可知A球的轉動周期大于B球的轉動周期，結合牛頓第三定律可得A球對漏斗壁的壓力等于B球對漏斗壁的壓力，故C正確，D錯誤。故選C。4.如圖，要使地球同步衛(wèi)星進入預定軌道Ⅲ，需先將衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道Ⅰ，衛(wèi)星在軌道Ⅰ的A點變軌進入轉移軌道Ⅱ，在軌道Ⅱ的遠地點B再次變軌進入軌道Ⅲ。下列說法正確的是（）A.地球同步衛(wèi)星可以靜止在成都上空B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時的速率最小C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時速率大于其在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的速率D.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點時的加速度大于其在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點時的加速度【答案】B【解析】【詳解】A．地球同步衛(wèi)星的軌道在赤道面上，所以不可以靜止在成都上空，故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第二定律可知衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時的速率最小，故B正確；C．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時點火加速做離心運動可以變軌進入軌道Ⅲ，所以星在軌道上經(jīng)過B點時的速率小于其在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的速率，故C錯誤；D．根據(jù)解得可知衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點時的加速度等于其在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點時的加速度，故D正確。故選B。5.如圖，輕質彈簧左端固定且呈水平狀態(tài)，用手使一木球壓緊輕質彈簧并保持靜止。松手后，彈簧將木球彈出。在木球被彈出的過程中，彈簧的彈性勢能減少了50J。木球克服阻力做的功為30J，則在此過程中（）A.阻力對木球做了30J的功 B.彈力對木球做了功C.木球的動能減少了30J D.木球的動能增加了20J【答案】D【解析】【詳解】A．木球克服阻力做的功為30J，則阻力對木球做了-30J的功，故A錯誤；B．彈簧的彈性勢能減少了50J，則彈力做正功，對木球做了50J功，故B錯誤；CD．根據(jù)動能定理，木球的動能變化量故C錯誤，D正確。故選D6.將相同的A、B兩球從同一位置沿不同方向拋出，運動軌跡如圖所示，最后兩球落在水平面上的同一位置，忽略空氣阻力。兩球從被拋出到落地的過程中，下列說法正確的是（）A.B球所受重力的沖量大小為零B.A球所受重力的沖量大于B球所受重力的沖量C.兩球在最高點的動量大小相等D.兩球單位時間內動量的變化量不相同【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)可知B球從被拋出到落地的過程中所受重力的沖量大小不為零，故A錯誤；B．由圖可知A球上升的高度較大，則其運動的時間較長，由A選項分析可知所受重力的沖量大于B球所受重力的沖量，故B正確；C．兩球在最高點的動量大小根據(jù)斜拋的水平方向為勻速運動，可得聯(lián)立，解得可知A球在最高點動量小，故C錯誤；D．根據(jù)動量定理解得即兩球單位時間內動量的變化量相同，故D錯誤。故選B。7.如圖為某一單擺的簡化模型，其擺角小于5°。下列說法正確的是（）A.單擺的擺長即繩長B.單擺從左側最高點A運動到右側最高點B的時間即為單擺的周期C.適當增大擺角（仍小于5°），其他條件不變，則單擺的周期不變D.將此單擺從兩極移到地球赤道，其他條件不變，則單擺的周期變小【答案】C【解析】【詳解】A．單擺的擺長為繩子長度與小球的半徑之和，故A錯誤；B．根據(jù)周期的定義可知單擺從左側最高點A運動再回到左側最高點A的時間即為單擺的周期，故B錯誤；C．根據(jù)單擺周期公式可知，單擺周期與擺球質量無關，與擺角無關，故C正確；D．將此單擺從兩極移到地球赤道，重力加速度變小，根據(jù)單擺周期公式可知則單擺的周期變大，故D錯誤。故選C。8.如圖為一個共振篩，篩子用四根彈簧支起來（后排的兩根彈簧未畫出），篩子上裝有一個電動偏心輪。工作時偏心輪被電動機帶動勻速轉動，從而給篩子施加與偏心輪轉動周期相同的周期性驅動力，使篩子做受迫振動。假設偏心輪的轉速與電動機的輸入電壓成正比，篩子的固有周期與篩子的質量成正比。已知篩子的固有周期為，偏心輪的轉速為。下列可使篩子做受迫振動的振幅增大的操作是（）A.只適當減小篩子的質量B.只適當減小偏心輪電動機的輸入電壓C.適當減小篩子的質量同時適當減小偏心輪電動機的輸入電壓D.適當增大篩子的質量同時適當增大偏心輪電動機的輸入電壓【答案】D【解析】【詳解】在題給條件下，篩子振動的固有頻率為電動機偏心輪的轉動頻率（對篩子來說是驅動力的頻率）為要使篩子的振幅增大，就得使這兩個頻率接近，可采用的方法有：①適當增大偏心輪電動機的輸入電壓，增大驅動力的頻率；②適當增大篩子的質量，使篩子的固有頻率減??；③適當增大篩子的質量同時適當增大偏心輪電動機的輸入電壓。故選D。二、多項選擇題：本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.蹦床是一項具有挑戰(zhàn)性的體育運動。如圖，某時刻運動員從空中最高點O自由下落，接觸蹦床A點后繼續(xù)向下運動到最低點C，其中B點為運動員靜止在蹦床上時的位置。忽略空氣阻力，運動員從最高點O下落到最低點C的過程中（）A.運動員的機械能不守恒 B.運動員在B點時的動能最大C.運動員重力勢能先增大后減小 D.蹦床的彈性勢能先減小后增大【答案】AB【解析】【詳解】根據(jù)題意可知在點蹦床對運動員的彈力等于運動員的重力：A．在到過程，除了重力對運動員做功外，還有蹦床彈力對運動員做負功，運動員的機械能減少，故A正確；B．運動員從到過程做自由落體運動，速度增大，從到過程所受的彈力小于其重力，所以速度繼續(xù)增大，從到過程所受的彈力大于其重力，做減速運動，可知在B點，速度達到最大，動能最大，故B正確；C．運動員從到C過程中，重力一直對其做正功，重力勢能一直減小，故C錯誤；D．從到過程，蹦床對運動員的彈力豎直向上，運動員向下運動，可知蹦床對運動員的彈力做負功，蹦床的彈性勢能增大，故D錯誤。故選AB10.明朝的《天工開物》記載了我國古代勞動人民的智慧。如圖（a），可轉動的把手上a點到轉軸的距離為，轆轤邊緣b點到轉軸的距離為R。甲轉動把手，將井底的乙拉起來，此過程中把手轉動的角速度隨時間變化的關系如圖（b）。則（）A.a點的角速度大于b點的角速度B.a點的線速度大于b點的線速度C.乙在時間段內加速上升D.在時間段內，b點的向心加速度大小為【答案】BC【解析】【詳解】A．由題意可知，a、b兩點同軸轉動，角速度相等，故A錯誤；B．根據(jù)題意可知點的轉動半徑大于點的轉動半徑，根據(jù)可知a點的線速度大于b點的線速度，故B正確；C．根據(jù)題圖可知時間轉軸的角速度增大，根據(jù)可知點線速度變大，可知物體上升速度變大，即乙在時間段內加速上升，故C正確；D．根據(jù)向心加速度表達式可得在時間段內，b點的向心加速度大小為，故D錯誤。故選BC。11.如圖，某同學對著墻壁練習打乒乓球。乒乓球（可視為質點）與豎直墻壁上的A點碰撞后沿水平方向彈離，并恰好垂直于球拍拍面落在B點。已知球拍與水平方向的夾角為，A、B兩點的豎直高度差為h，A，B兩點的水平距離為x，忽略空氣阻力。下列說法正確的是（）A.A、B兩點的連線與球拍垂直B.乒乓球在空中飛行的過程中，單位時間內速度的變化量相同C.A、B兩點的豎直高度差h和水平距離x滿足D.若乒乓球彈離速度略變小后仍能落在球拍上，則乒乓球在空中飛行的時間變長【答案】BD【解析】【詳解】A．依題意，乒乓球恰好垂直于球拍拍面落在B點，根據(jù)平拋運動速度與水平方向夾角和位移方向與水平方向夾角關系可知A、B兩點的連線（位移方向）與球拍不垂直，故A錯誤；B．乒乓球做平拋運動，根據(jù)可知乒乓球在空中飛行的過程中，單位時間內速度的變化量相同，故B正確；C．根據(jù)平拋運動推論，乒乓球速度的反向延長線交水平分位移中點，如圖可得A、B兩點的豎直高度差h和水平距離x滿足故C錯誤；D．做球拍的延長線交墻壁與一點C，如圖由幾何關系可知若乒乓球彈離速度略變小后仍能落在球拍上，則乒乓球的水平分位移減小，在空中飛行的時間變長，故D正確。故選BD。12.如圖甲，以O點為平衡位置，彈簧振子在A、B兩點間做簡諧運動，圖乙為這個彈簧振子的振動圖像。下列說法正確的是（）A.彈簧振子的振動方程為B.在與兩個時刻，彈簧振子的速度相同C.在時，彈簧振子的位移大小為D.在與兩個時刻，彈簧振子的彈性勢能相等【答案】CD【解析】【詳解】A．彈簧振子的振動方程為選項A錯誤；B．在與兩個時刻，彈簧振子的速度大小相同，方向相反，選項B錯誤；C．在時，彈簧振子的位移大小為選項C正確；D．由圖像可知，在與兩個時刻，彈簧的形變量相等，則彈簧振子的彈性勢能相等，選項D正確。故選CD。13.如圖甲，某同學手持電吹風垂直向電子秤的托盤吹風，圓形出風口與托盤距離較近且風速恒定，吹在托盤上的風會從平行于托盤方向向四周散開，簡化圖如圖乙。當電吹風設置在某檔位垂直向托盤吹風時，電子秤示數(shù)與放上一質量為m的砝碼時一致，出風口半徑為r，空氣密度為，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.使用出風口面積越大的電吹風，電子秤示數(shù)一定也越大B.設出風口的風速為v，則單位時間內出風口吹出氣體的質量為C.電吹風出風口的風速為D.電吹風吹風的功率為【答案】BC【解析】【詳解】A．當電吹風設置在某檔位垂直向托盤吹風時，功率相同，對于Δt時間內吹出的風與托盤作用過程，根據(jù)動量定理解得故A錯誤；B．單位時間內出風口吹出氣體的質量故B正確；C．根據(jù)題意可知，風與托盤間的相互作用力大小根據(jù)動量定理解得故C正確；D．根據(jù)以上分析有解得故D錯誤。故選BC。三、實驗探究題：本題共2小題，共14分。14.某學習小組用數(shù)字化儀器驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。不可伸長的輕質細線一端固定在O點，另一端與小鋼球相連。實驗中，每次將小鋼球從A點由靜止釋放，將光電門先后放在A點與B點間圓弧上的多個位置處，其中，B點在O點正下方。測出小鋼球經(jīng)過各點時的遮光時間分別為、、…，用刻度尺測出各位置相對A點的豎直距離分別為，，…，測得當?shù)刂亓铀俣却笮間，小鋼球的直徑為d。（1）本實驗______測出小鋼球的質量（填“需要”或“不需要”）。（2）通過測量多組實驗數(shù)據(jù)，描點作出如圖乙所示的線性圖像。若忽略實驗誤差，則該圖像的斜率為______時，即可說明小鋼球在此運動過程中機械能守恒（用題中測得的物理量的符號表示）。（3）在某次測量過程中該學習小組發(fā)現(xiàn)小鋼球在B點的機械能略大于在A點的機械能，則可能的原因是（）A.將B點所在的水平面選作了零勢能面B.小鋼球從A點偏左的位置釋放C.存在空氣阻力的影響【答案】（1）不需要（2）（3）B【解析】【小問1詳解】設小鋼球經(jīng)過光電門的速度為，根據(jù)機械能守恒定律有質量約掉后有可知本實驗不需要測出小鋼球的質量?！拘?詳解】小鋼球經(jīng)過光門的時間極短，利用小鋼球經(jīng)過光電門的平均速度代替瞬時速度，可得小鋼球經(jīng)過光電門的速度為若滿足機械能守恒定律整理可得則該圖像的斜率【小問3詳解】A．在沒有其他因素的影響下，機械能守恒，小鋼球在A和B點的機械能大小始終相等，將B點所在的水平面選作了零勢能面不影響，故A錯誤；B．若小鋼球從A點偏左的位置釋放，則小鋼球實際的機械能大于在A點的機械能，導致小鋼球在B點的機械能略大于在A點的機械能，故B正確；C．若存在空氣阻力的影響，空氣阻力做負功，會導致小鋼球在B點的機械能略小于在A點的機械能，故C錯誤。故選B。15.某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置驗證動量守恒定律，圖乙為裝置簡化圖。A、B為大小相同的小球，測得質量分別為，，A球為入射小球，B球為被碰小球。實驗時，先不放小球B，讓小球A從斜槽上的某位置由靜止釋放后飛出落到墊有復寫紙的白紙上，重復實驗多次，記下平均落地點為P；然后，將小球B放在斜槽末端，讓小球A從斜槽上的某位置由靜止釋放，與小球B發(fā)生碰撞，兩球從斜槽末端飛出落到同一白紙上，重復實驗多次，記下小球A、B的平均落地點分別為M、N；斜槽末端在白紙上的投影位置為O點。（1）本實驗為確保兩小球速度水平并發(fā)生正碰，須保證斜槽末端切線水平，檢驗斜槽末端切線是否水平的最簡單直接的辦法是______。（2）關于本實驗的其他操作，下列說法正確的是（）A.小球A每次都必須從斜槽上同一位置由靜止釋放B.必須測量斜槽末端距水平地面的高度C.為完成實驗，小球A的質量應大于小球B的質量D.若小球A與小球B碰后反彈，仍能再次從斜槽末端飛出，則對實驗無影響（3）實驗測得三個落地點位置與O點的距離分別為、、，為了驗證A、B兩小球碰撞過程中總動量守恒，應驗證表達式______在實驗誤差允許范圍內是否成立（用題中測得的物理量的符號表示）。（4）實驗中某同學認為A、B兩球間的碰撞不是彈性碰撞，下列表達式能支持該同學的結論的是（）（填正確答案標號）。A. B.C. D.【答案】（1）將小球輕放在斜槽末端可保持靜止（2）AC（3）（4）BD【解析】【小問1詳解】檢驗斜槽末端切線是否水平的最簡單直接的辦法是：將小球輕放在斜槽末端可保持靜止【小問2詳解】A．為了保證兩次入射小球到達軌道末端具有相同的速度，兩次入射小球需從同一位置由靜止釋放，故A正確；B．小球飛出后做平拋運動，由于下落高度相同，則平拋時間相同，可以根據(jù)水平方向運動距離比較初速度，無需測量斜槽末端距水平地面的高度，故B錯誤；C．為了避免入射小球反彈，要保證入射球質量大于被碰球質量，故C正確；D．若小球A與小球B碰后反彈，A會在軌道上運動一段距離，可能會有阻力做功，對實驗有影響，故D錯誤。故選AC。【小問3詳解】根據(jù)平拋運動規(guī)律可知小球均從相同高度平拋，則平拋時間相同，若A、B兩小球碰撞過程中總動量守恒【小問4詳解】如果兩球間的碰撞不是彈性碰撞，則機械能減小，即聯(lián)立解得故選BD。四、計算題：本題共4小題，共42分。解答應當寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。16.“天問一號”是執(zhí)行中國首次火星探測任務的探測器，于2021年5月15日在火星表面成功著陸。探測器測得火星表面的重力加速度大小為g，火星的半徑為R，引力常量為G，忽略火星自轉的影響。求：（1）火星的質量M；（2）火星的第一宇宙速度v?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）在火星表面萬有引力等于重力解得（2）火星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在火星表面軌道做勻速圓周運動的線速度解得17.電動平衡車是時下深受年輕人喜歡的休閑代步工具。假設某品牌的平衡車額定輸出功率為，小明騎該款平衡車以額定輸出功率沿水平路面由靜止開始運動，人和車的總質量為，行駛時受到的阻力始終為重力的，重力加速度大小取。（1）求小明騎該款平衡車能達到的最大速度；（2）若小明騎該款平衡車速度達到，用時5s，求此過程平衡車行駛的距離x?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）依題意，阻力當牽引力時，平衡車達到最大速度，則解得（2）由動能定理有解得18.如圖，粗糙直軌道AB與光滑的豎直圓弧軌道相切于B點且平滑連接。軌道AB長為，O點為圓弧軌道的圓心，且E、O、C位于同一豎直線上（E為圓弧軌道的最高點）；D、O、A位于同一水平線上，且OB與OA的夾角為（OB垂直于AB）?，F(xiàn)有一質量為的小球（可視為質點）從A點以大小為的初速度沿軌道AB向下運動，小球到達E點時對圓弧軌道的壓力大小為10N，重力加速度大小取。（1）求小球在E點的速度大小；（2）求小球在C點受到的支持力大?。海?）若小球與軌道間的動摩擦因數(shù)為，求小球在A點的初速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設小球在E點受到的支持力大小為，由牛頓第二定律有由中角可知圓軌道半徑由牛頓第三定律可知，圓弧軌道對小球的支持力大小等于小球對圓弧軌道的壓力大小，因此聯(lián)立解得（2）設小球在C點受到的支持力大小為，由牛頓第二定律有從E點到C點，由動能定理有結合（1）問聯(lián)立解得（3）從A點到C點，由動能定理有解得19.如圖，在足夠長的光滑水平軌道上有一質量為的足夠長的木板A，質量為的滑塊B置于A的左端，A與B間的動摩擦因數(shù)為。在水平軌道上隔一定距離依次放著2025個相同的滑塊，滑塊的質量均為，編號依次為1，2，3……2025。開始時木板A靜止，現(xiàn)使滑塊B瞬間獲得水平向右的初速度，當A、B剛達到共速時，木板A恰好與滑塊1發(fā)生第1次彈性碰撞，經(jīng)過一段時間，當A、B再次剛達到共速時，木板A恰好與滑塊1發(fā)生第2次彈性