2023-2024學(xué)年福建省福州市八縣（市）協(xié)作校高一（下）期末聯(lián)考物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年福建省福州市八縣（市）協(xié)作校高一（下）期末聯(lián)考物理試卷一、單選題：本大題共4小題，共16分。1.20世紀(jì)人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空這一全新活動(dòng)領(lǐng)域，人類突破了大氣層的阻攔，擺脫了地球引力的束縛，實(shí)現(xiàn)了在太空翱翔的夢(mèng)想，近年來我國也在太空探索中取得多項(xiàng)重大突破。以下關(guān)于宇宙相關(guān)知識(shí)說法正確的是(

)A.哥白尼對(duì)第谷觀測(cè)的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行多年研究，提出了行星運(yùn)動(dòng)定律

B.卡文迪什通過實(shí)驗(yàn)推算出來引力常量G的值，被譽(yù)為第一個(gè)能“稱量地球質(zhì)量”的人

C.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度可能大于地球的第一宇宙速度

D.開普勒經(jīng)過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2.如圖所示一種古老的舂米機(jī)。舂米時(shí)，稻谷放在石臼A中，橫梁可以繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，在橫梁前端B處固定一舂米錘，腳踏在橫梁另一端C點(diǎn)往下壓時(shí)，舂米錘便向上抬起。然后提起腳，舂米錘就向下運(yùn)動(dòng)，擊打A中的稻谷。已知OB=2OC，則在橫梁繞O轉(zhuǎn)動(dòng)過程中(

)A.B、C的向心加速度相等

B.B、C的角速度關(guān)系滿足ωB=2ωC

C.B、C的線速度大小關(guān)系滿足3.某高中生在“體能測(cè)試”中，一分鐘內(nèi)完成了12次引體向上，該同學(xué)質(zhì)量為60kg，完成一次引體向上重心上移約0.5m，則一分鐘內(nèi)該同學(xué)克服重力做功的平均功率約為(

)

A.50W B.60W C.70W D.80W4.如圖所示，一條輕繩跨過光滑定滑輪，兩端與質(zhì)量分別為2m和m的物體P、Q連接，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，上端與物體Q相連，下端固定在水平面上。用手托住物體P，當(dāng)輕繩剛好被拉直時(shí)，物體P離地的高度為L(zhǎng)，重力加速度大小為g。物體P由靜止釋放后，落地時(shí)的速度恰好為0，則物體P下落過程中(

)A.物體P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B.物體P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直減少

C.當(dāng)物體P下降mgk

時(shí)具有最大速度 D.彈簧的彈性勢(shì)能增加了二、多選題：本大題共4小題，共24分。5.如圖所示的四幅圖表示的是有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說法正確的是(

)

A.圖a，汽車通過拱橋的最高點(diǎn)時(shí)為了安全速度不宜過快

B.圖b，火車轉(zhuǎn)彎小于規(guī)定速度行駛時(shí)，輪緣對(duì)外軌有側(cè)向擠壓作用

C.圖c，若A、B均相對(duì)靜止，半徑RA=2RB，質(zhì)量mB=2mA，則A、6.我國北斗系統(tǒng)已經(jīng)全球組網(wǎng)。人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌道，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星從圓軌道Ⅰ的A點(diǎn)先變軌到橢圓軌道Ⅱ，然后在B點(diǎn)變軌進(jìn)入地球同步軌道Ⅲ，則(

)

A.該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機(jī)械能大于軌道Ⅱ上的機(jī)械能

B.衛(wèi)星在B點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅲ

C.該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上過A點(diǎn)的加速度比在軌道Ⅱ上過B點(diǎn)的加速度小

D.若衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道上運(yùn)行的周期分別為T1、T2、T7.如圖所示為固定的半圓形豎直軌道，AB為水平直徑，O為圓心，同時(shí)從A點(diǎn)水平拋出甲、乙兩個(gè)小球，初速度分別為v1、v2，落在軌道上的C、D兩點(diǎn)，OC、OD連線與豎直方向的夾角均為30°，忽略空氣阻力，兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。則(

)

A.甲、乙兩球不會(huì)同時(shí)落到軌道上

B.v1:v2=1:3

C.乙球與甲球的速度變化量相同

D.8.如圖甲所示，輕桿一端固定一小球，另一端繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為F，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的角速度ω逐漸增大時(shí)，得到F?ω2圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(

)

A.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閎R B.小球的質(zhì)量為abR

C.ω2=c時(shí)，桿對(duì)小球的彈力方向向上 D.三、填空題：本大題共3小題，共12分。9.如圖所示，直徑d=50cm的紙筒以轉(zhuǎn)速n=10r/s繞軸O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從玩具槍槍口發(fā)射的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒上只留下一個(gè)彈孔，則圓桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為__________rad/s；子彈穿過紙筒的最大平均速度為________m/s。(π=3.14)

10.某“復(fù)興號(hào)”列車的額定功率為1.0×104kW，質(zhì)量為1.0×105kg。若該列車保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)后，在水平軌道上行駛，受到的阻力恒為1.0×105N，80s11.在一馬戲表演中，猴子沿豎直桿向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，人頂桿沿水平地面移動(dòng)。猴子在豎直方向的速度圖像和人頂桿沿水平地面移動(dòng)位移圖像如圖所示。關(guān)于猴子運(yùn)動(dòng)相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡是________(選填“直線”或“曲線”)，猴子前4s內(nèi)的位移大小為______m。

四、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共12分。12.向心力演示器裝置如圖所示，可利用該裝置探究影響向心力大小的因素。(1)下列實(shí)驗(yàn)與本實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法一致的是A.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系B.探究?jī)蓚€(gè)互成角度力的合成規(guī)律C.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系D.探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(2)為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，下列說法正確的是A.應(yīng)使用兩個(gè)質(zhì)量不等的小球

B.應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不同C.應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上D.以上說法都不正確(3)在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時(shí)，向心力演示器標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力之比為1：9，則與皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪的半徑之比為__________13.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1和m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，將m2由靜止釋放，m1拖著紙帶向上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，通過對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量分析，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知m1=0.05kg(含夾子質(zhì)量)，m2=0.15kg，某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如下圖所示，O是打下的第一個(gè)點(diǎn)，然后每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)記為A、B、C、D、E、F，分別測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，其中C、D、E(1)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是______；A.重物最好選擇密度較小的物體B.圖中兩限位孔必須在同一豎直直線上C.應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放重物(2)紙帶打下“D”點(diǎn)時(shí)的速度vD=_____(3)在本實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)測(cè)出下落?和對(duì)應(yīng)的末速度v，并作出了v22??的圖像，如圖所示。則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊臏y(cè)量值g=

五、計(jì)算題：本大題共3小題，共36分。14.天宮一號(hào)是中國載人航天工程發(fā)射的第一個(gè)目標(biāo)飛行器，也是中國第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，一些天文愛好者借助人造天體過境預(yù)報(bào)網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)用天文望遠(yuǎn)鏡可以看到天宮一號(hào)，由于天宮一號(hào)速度很快，能夠給天文愛好者持續(xù)觀察的時(shí)間t較短，為了簡(jiǎn)化問題便于研究，將“天宮一號(hào)”繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知“天宮一號(hào)”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，引力常量為G.求：(1)地球的質(zhì)量M；(2)在天文愛好者持續(xù)觀察的時(shí)間t內(nèi)，“天宮一號(hào)”運(yùn)動(dòng)的路程。15.藏族文化是中華文化的重要組成部分，如圖甲所示為藏族文化中的轉(zhuǎn)經(jīng)輪，轉(zhuǎn)經(jīng)輪套在轉(zhuǎn)軸上，輪上懸掛一吊墜，簡(jiǎn)化模型如圖乙。可視為質(zhì)點(diǎn)的吊墜質(zhì)量m=0.1kg，繩長(zhǎng)L=10cm，懸掛點(diǎn)P到轉(zhuǎn)經(jīng)輪轉(zhuǎn)軸的距離為d=4cm，吊墜的運(yùn)動(dòng)可視為水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(g取10m/s2(1)繩子與豎直方向夾角θ1(2)若轉(zhuǎn)經(jīng)輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，使繩子與豎直夾角由θ1=37°變?yōu)棣?=53°

16.如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=3kg的小物塊，從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0=3m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M=4kg的長(zhǎng)木板。已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，圓弧軌道的半徑為R=3.0m，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=53°，不計(jì)空氣阻力。(取g=10m/s2，sin53°=0.8(1)小物塊落到C點(diǎn)時(shí)速度；(2)小物塊到達(dá)圓弧末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；(3)小物塊從滑上木板到與木板共速過程，摩擦力對(duì)木板做的功。

答案解析1.B

【解析】A.開普勒通過對(duì)第谷多年的觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究，提出了行星運(yùn)動(dòng)定律，故A錯(cuò)誤；

B.卡文迪什通過實(shí)驗(yàn)推算出來引力常量G的值，被譽(yù)為第一個(gè)能“稱量地球質(zhì)量”的人，故B正確；

C.地球的第一宇宙速度代表衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于地球的第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤；

D.牛頓經(jīng)過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故D錯(cuò)誤。

故選B。2.C

【解析】AB、由圖可知，B與C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則它們的角速度是相等的，即ωC=ωB；由：a=ω2r可知，OB=2OC，則B的向心加速度較大，故AB錯(cuò)誤；

C、由于OB=2OC，由v=ωr，可知vB=2vC，故3.B

【解析】同學(xué)體重約為600N，該同學(xué)一分鐘內(nèi)克服重力做功為W=12mg?，則平均功率P=Wt=60W，B4.D

【解析】AB.物體P下落過程中，物體P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒；彈簧先處于壓縮狀態(tài)后處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈性勢(shì)能先減小后增加，則物體P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能先增加后減小，故AB錯(cuò)誤；C.用手托住物體P，當(dāng)輕繩剛好被拉直時(shí)，彈簧壓縮量為Δx=mgk

當(dāng)物體P下降

mgk

時(shí)，彈簧恰好恢復(fù)原長(zhǎng)，此時(shí)PD.物體P下落過程中，物體P、Q組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能減少了

2m?mgL

，則彈簧的彈性勢(shì)能增加了mgL，故D故選D。5.ACD

【解析】A.圖a中，汽車過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律有mg?可知，汽車過拱橋時(shí)速度越大，橋面對(duì)汽車的支持力就越小，當(dāng)速度足夠大時(shí)，橋面對(duì)汽車的支持力將減為0，汽車將從橋面飛出，因此，汽車通過拱橋的最高點(diǎn)時(shí)為了安全速度不宜過快，故A正確；B.圖b中，當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎小于規(guī)定速度時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mg可知，內(nèi)軌對(duì)輪緣有彈力的作用，即輪緣對(duì)內(nèi)軌有側(cè)向擠壓作用，故B錯(cuò)誤；C.圖c中，物體A、B屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，A、B均靜止時(shí)，靜摩擦力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有f=m由于RA=2RB則可得f故C正確；D.圖d中，小球做圓周運(yùn)動(dòng)有mg解得ω=而cos可得ω=可知，增加繩長(zhǎng)，保持圓錐的高度不變，則圓錐擺的角速度不變，故D正確。故選ACD。6.BD

【解析】A.當(dāng)萬有引力小于向心力時(shí)，做離心運(yùn)動(dòng)，所以衛(wèi)星從圓軌道Ⅰ的A點(diǎn)先加速變軌到橢圓軌道Ⅱ，所以衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機(jī)械能小于于軌道Ⅱ上的機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；B.衛(wèi)星在B點(diǎn)時(shí)，若在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)，則此處的萬有引力大于向心力，做向心運(yùn)動(dòng)，通過加速可實(shí)現(xiàn)萬有引力等于向心力，從而由軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅲ，故B正確；C.合外力為萬有引力，所以加速度為a=由萬有引力的距離關(guān)系可知，該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上過A點(diǎn)的加速度比在軌道Ⅱ上過B點(diǎn)的加速度大，故C錯(cuò)誤；D.由開普勒第三定律a可知對(duì)同一個(gè)中心天體，半長(zhǎng)軸越大周期越大，若衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道上運(yùn)行的周期分別為T1、T2、T3，由距離關(guān)系，可以判定T故選BD。7.BC

【解析】AC.由圖可知，兩個(gè)物體下落的高度是相等的，根據(jù)?=又Δv=gt可知甲乙兩球下落到軌道的時(shí)間相等，故甲、乙兩球同時(shí)落到軌道上，甲乙兩球下落到軌道的速度變化量相同，故A錯(cuò)誤，C正確；B.設(shè)圓形軌道的半徑為

R

，則甲水平位移為x乙水平位移為x可得x水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有v故B正確；D.設(shè)乙球在D點(diǎn)速度偏轉(zhuǎn)角為

α

，有tan設(shè)乙球在D點(diǎn)位移偏轉(zhuǎn)角為

θ

，有tan可見tan即在D點(diǎn)速度反向延長(zhǎng)線平分水平位移，所以乙球在D點(diǎn)速度的反向延長(zhǎng)線不過O點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選BC。8.AD

【解析】A.當(dāng)角速度較小時(shí)，在最高點(diǎn)，重力大于所需向心力，彈力方向向上，則有mg?F=m根據(jù)圖乙可知，當(dāng)角速度的平方為b時(shí)，彈力為0，由重力提供向心力，則有mg=mbR解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=bR故A正確；B.結(jié)合上述可知，當(dāng)角速度的平方為0時(shí)，彈力大小為a，則有mg=a結(jié)合上述解得，小球的質(zhì)量為m=故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)角速度較大時(shí)，重力不足以提供向心力，彈力方向向下，則有mg+F=m當(dāng)

ω2=c

故C錯(cuò)誤；D.若

c=2b

，結(jié)合上述有mg+F′=m×2bR解得F′=a故D正確。故選AD。9.

62.8

10

【解析】[1]勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω=2πn=62.8rad/s

[2]在子彈飛行的時(shí)間內(nèi)，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為θ=時(shí)間t=可得v=dωθ=0.5×62.82N+110.

變加速

3000

【解析】[1]根據(jù)牛頓第二定律a=可知隨著列車的速度的增大，列車的牽引力逐漸減小，列車的加速度逐漸減小，故列車在達(dá)到最大速度之前做變加速直線運(yùn)動(dòng)；[2]當(dāng)列車的牽引力減小到與阻力相等時(shí)，列車的速度達(dá)到最大，故列車行駛的最大速度為v由動(dòng)能定理得Pt?fx=代入數(shù)據(jù)解得，加速位移為x=3000m11.曲線

5

【解析】[1]由圖可知，猴子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成，知合速度與合加速度不在同一條直線上，所以猴子運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線；[2]猴子前4s內(nèi)的水平方向位移為x=3m豎直方向y=所以，猴子的位移為l=12.(1)C(2)BC(3)3：1

【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法分別研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、軌道半徑r之間的關(guān)系。探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系利用多次測(cè)量求平均值；探究?jī)蓚€(gè)互成角度力的合成規(guī)律利用等效替代法；探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)利用的是的是等效思想。只有探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系是用控制變量法分別研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。故選C。(2)為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，用控制變量法應(yīng)使用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同故應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上，軌道半徑r的大小與向心力F的大小一一對(duì)應(yīng)，才能判斷出兩者的關(guān)系。故選BC。(3)在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時(shí)，小球的質(zhì)量m和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r都相同，由F=m則有ω=兩個(gè)小球所受向心力之比為1：9，則兩小球角速度之比為1：3。而兩小球的運(yùn)動(dòng)是由皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪帶動(dòng)，變速塔輪邊緣線速度相同，設(shè)變速塔輪半徑為R，由v=ωR可得

R

與

1ω

成正比，所以變速塔輪半徑之比為3：113.(1)BC(2)1.6(3)9.6

【解析】(1)A.重物應(yīng)選用體積小、密度大的物體，故A錯(cuò)誤；