北京漢德三維集團(tuán)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期第九次聯(lián)考（期末）物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1北京漢德三維集團(tuán)高一年級(jí)第九次聯(lián)考物理全卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。注意事項(xiàng)：1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.請(qǐng)按題號(hào)順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選〖答案〗的標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將試卷和答題卡一并上交。5.本卷主要考查內(nèi)容：必修第一冊(cè)，必修第二冊(cè)第五章~第八章。一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.2023年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了研究“物質(zhì)中的電子動(dòng)力學(xué)而產(chǎn)生阿秒光脈沖的實(shí)驗(yàn)方法”的阿戈斯蒂尼、克勞斯和呂利耶三位教授.物理學(xué)的發(fā)展離不開這些物理學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，下列描述符合物理學(xué)史實(shí)的是（）A.亞里士多德認(rèn)為重的物體下落與輕的物體一樣快B.笛卡爾通過斜面實(shí)驗(yàn)，提出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C.牛頓總結(jié)得到了萬有引力定律，并通過扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常量D.開普勒總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)定律，指出了所有行星繞太陽的軌道都是橢圓〖答案〗D〖解析〗A．亞里士多德認(rèn)為重的物體下落比輕的物體快，故A錯(cuò)誤；B．伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)，提出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故B錯(cuò)誤；C．牛頓總結(jié)得到了萬有引力定律，卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常量，故C錯(cuò)誤；D．開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律是開普勒在第谷留下觀測記錄的基礎(chǔ)上整理和研究出來的，指出了所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，故D正確。故選D。2.一只可視為質(zhì)點(diǎn)的蜜蜂沿彎曲軌跡做勻速率運(yùn)動(dòng)，蜜蜂在途經(jīng)M、N、P、Q位置時(shí)的速度和所受合力F的大小，方向如圖所示，其中可能正確的是（）A.M位置 B.N位置 C.P位置 D.Q位置〖答案〗B〖解析〗質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)，速率不變，合力指向軌跡凹側(cè)，且合力與速度方向垂直，即N位置正確。故選B。3.跳樓機(jī)是一種可以讓人體驗(yàn)超重和失重的游樂設(shè)施，開始時(shí)環(huán)形座艙套在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落，下落一定高度后，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，座艙做減速運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。下列判斷中正確的是（）A.游客在自由下落的過程中處于超重狀態(tài)，人所受重力增大B.游客在自由下落的過程中處于失重狀態(tài)，人所受重力不變C.游客在減速運(yùn)動(dòng)的過程中處于失重狀態(tài)，人所受重力減小D.游客在減速運(yùn)動(dòng)的過程中處于超重狀態(tài)，人所受重力增大〖答案〗B〖解析〗AB．游客在自由下落的過程中，加速度方向向下，人處于失重狀態(tài)，但人所受重力不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．游客在減速運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)，但人所受重力不變，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.下列關(guān)于幾種圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的說法中，錯(cuò)誤的是（）A.圖甲中小球在豎直圓形軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過軌道上與圓心等高的A點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小球的支持力提供小球所需的向心力B.圖乙中放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體受到的靜摩擦力方向始終指向圓心C.圖丙中小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩的拉力與小球重力的合力提供小球運(yùn)動(dòng)所需的向心力D.圖丁的圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，緊貼圓筒壁一起運(yùn)動(dòng)的物體a所受摩擦力也越大〖答案〗D〖解析〗A．小球在圖甲的豎直圓形軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過與圓心O等高的A點(diǎn)時(shí)，受到重力和支持力，其中軌道對(duì)小球的支持力提供小球所需向心力，故A正確，不符合題意；B．圖乙中物體放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上并隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受到重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，指向圓心，故B正確，不符合題意；C．圖丙中小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球受力分析，受到重力和繩子的拉力，合力提供向心力，故C正確，不符合題意；D．圖丁的圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度無論多大，緊貼圓筒壁一起運(yùn)動(dòng)的物體a所受摩擦力與其重力等大反向，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。5.如圖所示，將小球AB分別用輕繩懸掛在等高的點(diǎn)。已知A球的懸繩比B球的長，將兩球的懸繩拉直至水平后由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力。則經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)（）A.兩球的動(dòng)能一定相等B.兩球重力的瞬時(shí)功率一定相等C.A球的機(jī)械能一定大于B球的機(jī)械能D.懸繩對(duì)A球的拉力一定大于懸繩對(duì)B球的拉力〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，懸繩長度不等，質(zhì)量關(guān)系不確定，則兩球的動(dòng)能不一定相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)PG=mgvy兩球在最低點(diǎn)時(shí)的豎直速度為零，則重力的瞬時(shí)功率均為零，一定相等，選項(xiàng)B正確；C．兩球質(zhì)量關(guān)系不確定，則初始狀態(tài)時(shí)兩球的機(jī)械能大小不能確定，可知最低點(diǎn)時(shí)A球的機(jī)械能與B球的機(jī)械能大小不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．在最低點(diǎn)時(shí)可得T=3mg因兩球質(zhì)量關(guān)系不確定，可知懸繩對(duì)A球的拉力與懸繩對(duì)B球的拉力大小不確定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，某人造地球衛(wèi)星對(duì)地球的張角為，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，萬有引力常量為G，由此可估算地球的平均密度為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)地球半徑為，衛(wèi)星軌道半徑為，根據(jù)幾何關(guān)系可得根據(jù)萬有引力提供向心力解得又解得故選B。7.如圖所示是使貨物在水平面上轉(zhuǎn)彎的自動(dòng)流水線裝置圖及其示意圖。貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）從傳送帶A端傳送到B端的彎道可以看成是一段半徑為R的半圓弧，傳送過程中傳送速率保持不變，貨物與傳送帶之間始終不打滑，已知貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。則貨物在此過程中（）A.所受合力為零 B.所受合力做正功C所受摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功 D.傳送速率不能超過〖答案〗D〖解析〗A．貨物做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，則所受合力不為零，故A錯(cuò)誤；BC．受力分析可知，貨物的合力等于摩擦力，則摩擦力提供向心力，摩擦力方向與貨物的速度方向垂直，故摩擦力不做功，故BC錯(cuò)誤；D．臨界狀態(tài)下，最大靜摩擦力提供向心力解得則貨物始終不打滑的傳送速率不能超過，故D正確。故選D。二、選擇題：本題共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，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.“天問一號(hào)”火星探測器要完成登陸火星探測的任務(wù)需經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，軌道Ⅰ為圓軌道，軌道Ⅱ、Ⅲ為橢圓軌道，三條軌道相切于P點(diǎn)，變軌過程探測器質(zhì)量不變。則探測器（）A.在軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期最短B.在軌道Ⅰ上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能最小C.從軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅰ需在P點(diǎn)適當(dāng)減速D.在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度小于軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度〖答案〗BC〖解析〗A．由開普勒第三定律可知，軌道半長軸越大，周期越大，所以，在軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期最長，A錯(cuò)誤；BC．探測器從軌道Ⅲ變軌到軌道Ⅱ，探測器從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，兩次變軌，發(fā)動(dòng)機(jī)兩次點(diǎn)火，兩次做負(fù)功，其機(jī)械能兩次減小，速度兩次減小，所以探測器在軌道Ⅰ上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能最小，從軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅰ需在P點(diǎn)適當(dāng)減速，BC正確；D．根據(jù)牛頓第二定律得解得故在軌道Ⅰ上經(jīng)過點(diǎn)的加速度等于軌道Ⅱ上經(jīng)過點(diǎn)的加速度，D錯(cuò)誤。故選BC。9.若跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后因受到水的阻力而豎直向下做減速運(yùn)動(dòng)，某運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為，水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的阻力大小恒為，那么在運(yùn)動(dòng)員減速下降深度為的過程中（?。?，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能減少了2400J B.運(yùn)動(dòng)員的重力勢能減少了240JC.運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功2400J D.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了2880J〖答案〗AD〖解析〗A．在運(yùn)動(dòng)員減速下降深度為的過程中，運(yùn)動(dòng)員受重力和阻力，根據(jù)動(dòng)能定理，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的減少量為A正確；B．運(yùn)動(dòng)員的重力勢能減少量為B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功為C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少量為D正確。故選AD。10.如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑為的半圓形軌道固定在水平地面上，為圓心，與等高，為豎直直徑。一長為的輕桿兩端分別固定質(zhì)量均為的小球甲、乙（均可視為質(zhì)點(diǎn)），初始時(shí)輕桿與直徑重合處于靜止?fàn)顟B(tài)，甲球位于點(diǎn)，帶有小孔的乙球穿在軌道上位于點(diǎn)。某時(shí)刻對(duì)乙球輕微擾動(dòng)，使其沿半圓軌道下滑，重力加速度為，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力。則下列說法正確的是（）A.乙沿著半圓軌道從滑到過程，輕桿對(duì)甲球做正功B.乙沿著半圓軌道從滑到的過程，乙球的機(jī)械能守恒C.乙經(jīng)過點(diǎn)時(shí)，甲的速度大小為D.乙沿著半圓軌道從滑到的過程，輕桿對(duì)乙球做功為〖答案〗AC〖解析〗AB．乙沿著半圓軌道從滑到的過程，甲、乙球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，甲球沿水平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，則輕桿對(duì)甲球做正功，根據(jù)能量守恒可知，乙球的機(jī)械能減小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)乙運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，設(shè)輕桿與水平方向的夾角為，乙球速度豎直向下，將其分解為沿桿和垂直桿的方向，如圖所示，則有乙和甲沿桿方向的速度大小相等，由圖可得由幾何關(guān)系可得解得對(duì)甲、乙系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立解得，對(duì)乙球由動(dòng)能定理有解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。（1）備有器材：A。帶有定滑輪的長木板；B。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶；C。細(xì)繩、小車、砝碼；D。裝有細(xì)砂的砂桶；E。墊片；F。天平。還缺少的一件器材是______。（2）同學(xué)甲根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖甲所示圖線，而同學(xué)乙根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了如圖乙所示圖線，從圖線可知同學(xué)乙實(shí)驗(yàn)操作過程中可能存在的問題是______。（3）由圖甲可知，此次實(shí)驗(yàn)中，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系式為______。〖答案〗（1）刻度尺（2）平衡摩擦力過量（或長木板傾角過大）（3）〖解析〗【小問1詳析】本實(shí)驗(yàn)需要測量不同質(zhì)量的小車的加速度，計(jì)算加速度的大小時(shí)需要測量長度，實(shí)驗(yàn)中還需要刻度尺?！拘?詳析】從圖線可知，圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)為零，加速度為某一值時(shí)，知平衡摩擦力過量或者長木板的傾角過大?！拘?詳析】由甲圖可求得斜線的斜率為得與的關(guān)系為12.如圖所示，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，物理實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)利用自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，電源頻率為50Hz，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。按正確實(shí)驗(yàn)操作將重錘由靜止釋放。按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶，O是打下的第一個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測量連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到O點(diǎn)的距離，如圖乙所示，若重錘的質(zhì)量，查表可知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，則從打下O點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢能的減少量大小ΔEp=______J，動(dòng)能的增加量大小ΔEk=______J（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ΔEp略大于ΔEk，原因可能是______。〖答案〗0.4790.475見〖解析〗〖解析〗從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重物重力勢能的減少量代入數(shù)值計(jì)算得由于交流電頻率50Hz，則打點(diǎn)時(shí)間間隔又因?yàn)锽點(diǎn)瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度代入數(shù)值計(jì)算得從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重物動(dòng)能的增加量代入數(shù)值計(jì)算得重物重力勢能的減少量一般會(huì)略大于重物動(dòng)能的增加量，其主要原因是由于紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力和重物受到的空氣阻力做功產(chǎn)生內(nèi)能。13.如圖所示是一款用來運(yùn)載貨物的小型電動(dòng)貨車。某次小貨車在水平地面上由靜止開始勻加速啟動(dòng)運(yùn)送貨物，已知貨車與貨物的總質(zhì)量為，勻加速的加速度大小為，行駛距離發(fā)動(dòng)機(jī)剛好達(dá)到額定輸出功率，此后保持該功率繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程所受阻力大小恒為貨車與貨物總重的0.2倍，重力加速度。求∶（1）小貨車勻加速階段經(jīng)歷的時(shí)間t及勻加速階段的最大速度的大小；（2）小貨車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率的大小及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度的大小?！即鸢浮剑?）5s；5m/s；（2）；〖解析〗（1）小貨車勻加速階段，由解得可得（2）根據(jù)牛頓第二定律，可得解得小貨車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率大小為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為14.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定半徑為r的粗糙半圓軌道PDF和半徑為的光滑圓弧軌道MON，、分別為它們的圓心，P、F為半圓軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，N為圓弧軌道的最高點(diǎn)，且P、F、N、、五點(diǎn)在同一豎直線上。質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從P點(diǎn)以大小為的速度水平向左進(jìn)入軌道PDF，然后從N點(diǎn)進(jìn)入軌道MON并恰好能沿軌道MON做圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球直徑略小于NF間距，重力加速度為g。求：（1）小球經(jīng)過軌道PDF的過程中克服摩擦力做的功；（2）小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）小球從N點(diǎn)進(jìn)入軌道MON后恰好能沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)N點(diǎn)的速度大小為，得則從P到F的過程，設(shè)小球克服摩擦力做功為，由動(dòng)能定理有解得（2）設(shè)小球在M點(diǎn)時(shí)的速度為，從N到M的過程由動(dòng)能定理有解得在M點(diǎn)有解得由牛頓第三定律得經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮椤?5.如圖所示是一種趣味游戲裝置的簡化示意圖，水平地面上固定光滑豎直桿，有一質(zhì)量為的帶孔小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）穿在桿上，在直桿的上端A處平滑連接一小段光滑圓?。ㄔ搱A弧半徑足夠小可以忽略，圓弧上末端水平），在直桿正前方地面上放有一長槽（槽的厚度及兩端槽口的高度均可忽略不計(jì)）。操作者需在A點(diǎn)靜止釋放小球的瞬間對(duì)小球迅速向下拍打、使小球向下運(yùn)動(dòng)并與地面碰撞后返回，然后從圓弧末端水平飛出，并落入長槽中即為游戲成功（小球落入槽內(nèi)不反彈）。已知直桿高度、直桿到槽左端的距離以及長槽的長度均為，每次小球與地面碰撞前后瞬間的速度大小之比恒定，不計(jì)空氣阻力，重力加速度。（1）若要求游戲成功，求小球從圓弧末端水平飛出的初速度的大小范圍；（2）若某次游戲，操作者從A點(diǎn)靜止釋放小球時(shí)未向下拍打，小球在與地面碰后反彈上升的最大高度為，求小球