广东省广州市黄埔区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷（答案）.pdf

第 1页/共 15页学科网（北京）股份有限公司2023-2024 学学年年第第二二学学期期期期末末教教学学质质量量监监测测高高一一物物理理本本试试卷卷 6 页页，15 小小题题，满满分分 100 分分.考考试试时时间间 75 分分钟钟.注注意意事事项项：1.答答卷卷前前，考考生生务务必必将将自自己己的的学学校校、班班级级、姓姓名名、考考生生号号和和座座位位号号填填写写在在答答题题卡卡上上，再再用用 2B铅铅笔笔将将考考生生号号、座座位位号号对对应应的的信信息息点点涂涂黑黑.2.答答题题卡卡上上第第一一部部分分必必须须用用 2B 铅铅笔笔作作答答，将将选选中中项项涂涂满满涂涂黑黑，黑黑度度以以遮遮住住框框内内字字母母为为准准，修修改改时时用用橡橡皮皮擦擦除除干干净净.第第二二部部分分必必须须用用黑黑色色字字迹迹的的签签字字笔笔按按照照题题号号顺顺序序在在各各题题目目的的答答题题区区域域内内作作答答，未未在在对对应应的的答答题题区区域域内内作作答答或或超超出出答答题题区区域域作作答答的的均均无无效效.3.考考生生务务必必将将答答案案写写在在答答题题卡卡上上，在在试试卷卷上上作作答答无无效效.第第一一部部分分选选择择题题（共共 46 分分）一一、单单项项选选择择题题：每每小小题题只只有有一一项项符符合合题题目目要要求求，共共 7 小小题题，每每小小题题 4 分分，共共 28 分分。1.如图，虚线描述的是跳水运动员在 10 米跳台跳水时头部的运动轨迹示意图，则运动过程中与入水速度方向可能相同的点是（）A.aB.bC.cD.d【答案】C【解析】【详解】由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以在题图中的 a 点速度方向水平向左，b 点的速度方向斜向右下方，c 点的速度方向竖直向下，d 点的速度方向竖直向上，则图中与入水速度方向可能相同的位置是 c 点。故选 C。2.某市进行防溺水安全演练，消防员计划以一定的速度驾驶皮艇用最短时间救援被困于礁石上的人员，如图所示，假设河中各处水流速度相等，下列关于救援时皮艇头部指向的说法正确的是（）第 2页/共 15页学科网（北京）股份有限公司A.应在河岸 A 处沿 v1方向进行救援B.应在河岸 A 处沿 v2方向进行救援C.应在河岸 B 处沿 v3方向进行救援D.应在河岸 B 处沿 v4方向进行救援【答案】A【解析】【详解】若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且出发点应位于礁石上游。故选 A。3.如图所示，A、B 两篮球从相同高度以相同方向抛出后直接落入篮筐，两球从抛出到落入篮筐过程中，下列判断正确的是（）A.两球在最高点加速度都为零B.两球运动的最大高度相同C.两球抛出时的初速度大小相等D.两球速度变化量的方向始终竖直向下【答案】D【解析】【详解】A两球在最高点的加速度均为重力加速度，故 A 错误；CA、B 两篮球从相同高度以相同方向抛出后直接落入篮筐，A 球水平位移大于 B 球，说明 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 错误；B设初速度方向与水平方向夹角为，则2AA(sin)2vhg第 3页/共 15页学科网（北京）股份有限公司2BB(sin)2vhgABvv所以ABhh故 B 错误；D速度变化量的方向与加速度方向相同，所以两球速度变化量的方向即为重力加速度的方向，即速度变化量的方向始终竖直向下，故 D 正确。故选 D。4.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（）A.图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎B.图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用C.图丙中实验现象可以说明平抛运动在竖直方向分运动的特点D.图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度，轮缘会挤压内轨【答案】C【解析】【详解】A图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止发生“飞车”，故 A 错误；B图乙中脱水桶甩出的水滴所需要的向心力大于提供给的向心力，故 B 错误；C图丙中实验现象可以说明平抛运动在竖直方向分运动的特点，故 C 正确；D图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度，火车有向外滑的趋势，所以轮缘会挤压外轨，故 D错误。故选 C。5.如图所示，某同学用沿拖杆方向的力 F 推拖把，拖把头在水平地板上以速度 v 匀速运动的位移为 L，此时拖杆与竖直方向的夹角为。设拖把头的质量为 m，拖杆质量可忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为，重力加速度为 g。下列判断正确的是（）第 4页/共 15页学科网（北京）股份有限公司A.地板对拖把的支持力的大小NcosFFB.推力 F 对拖把做的功FsinWFLC.摩擦力对拖把做功的大小fWmgLD.推力 F 的瞬时功率为PFv【答案】B【解析】【详解】A地板对拖把的支持力的大小为NcosFFmgA 错误；B推力 F 对拖把做的功为FsinWFLB 正确；C摩擦力对拖把做功的大小为fWfLcosfmgF解得fcosWmgFLC 错误；D推力 F 的瞬时功率为sinPFvD 错误。故选 A。6.2024 年 4 月 26 日 3 时 32 分神舟十八号载人飞船与天宫空间站成功对接，实现航天员在空间站“胜利会师”，变轨情况如图所示。空间站轨道可近似看成圆轨道，下列说法正确的是（）第 5页/共 15页学科网（北京）股份有限公司A.空间站运行的线速度大于第一宇宙速度B.飞船从对接轨道变轨到空间站轨道时速度变大C.航天员在空间站内漂浮是因为不受地球的引力作用D.飞船在对接轨道上的运行周期大于在空间站轨道的运行周期【答案】B【解析】【详解】A第一宇宙速度为最大的环绕速度，等于近地卫星的线速度，所以空间站运行的线速度小于第一宇宙速度，故 A 错误；B飞船从对接轨道变轨到空间站轨道时需要点火加速，所以速度变大，故 B 正确；C航天员在空间站内漂浮是由于所受地球的万有引力提供航天员绕地球做圆周运动的向心力，故 C 错误；D根据开普勒第三定律可知，飞船在对接轨道上的半长轴小于空间站轨道半径，则对接轨道的运行周期小于在空间站轨道的运行周期，故 D 错误。故选 B。7.在航模比赛中，某同学操控无人机从地面由静止竖直向上起飞后，按指定路线运送物资，已知质量为 6kg的物资在无人机拉力作用下竖直上升 20m 后，沿水平方向匀加速移动 15m，加速度大小为21m/s.若忽略空气阻力，取210m/sg.则下列说法正确的是（）A.上升过程中，物资始终处于超重的状态B.整个过程中，物资动能的增加量为 120JC.整个过程中，物资机械能的增加量为 1200JD.整个过程中，无人机所消耗的能量大于物资的机械能的增加量【答案】D【解析】第 6页/共 15页学科网（北京）股份有限公司【详解】A无人机拉力作用下竖直上升 20m 的过程先加速后减速，无人机先超重后失重，故 A 错误；B整个过程，根据动能定理有kma xE 解得k6 1 15E J=90J故 B 错误；C整个过程，物资重力势能增加了p6 10 20Emgh J=1200J故物资机械能增加量为kpEEE 90J+1200J=1290J故 C 错误；D整个过程中，无人机所消耗的能量等于物资和无人机的机械能的增加量，故无人机所消耗的能量大于物资的机械能的增加量，故 D 正确。故选 D。二二、多多项项选选择择题题：共共 3 小小题题，每每小小题题 6 分分，共共 18 分分。在在每每小小题题给给出出的的四四个个选选项项中中至至少少有有两两个个选选项项符符合合题题目目要要求求。全全部部选选对对得得 6 分分，选选对对但但不不全全得得 3 分分，有有选选错错或或不不答答的的得得 0 分分。8.图甲是某市区中心的环岛路，可以简化为图乙，假设汽车与路面的动摩擦因数相同，当 A、B 两车以大小相等的线速度绕环岛运动时，下列说法正确的是（）A.A、B 两车的向心加速度大小相等B.A 车的角速度比 B 车的角速度小C.A 车所受的合力大小可能比 B 车所受的合力大D.若两车逐渐增加相同的速度，A 车更容易侧滑【答案】CD【解析】【详解】A由向心加速度公式第 7页/共 15页学科网（北京）股份有限公司2vaR两车线速度大小相等，A 车半径小，加速度大，故 A 错误；B由角速度公式vR两车线速度大小相等，A 车半径小，角速度大，故 B 错误；C由向心力公式2vFmR两车质量大小关系未知，所以两车所受合力关系无法判定，故 C 正确；D摩擦力提供向心力fF向2mvmgR向心力大于滑动摩擦力时，作离心运动，当增加相同速度，因 A 车圆周运动的半径小，所以更容易发生侧滑，故 D 正确。故选 CD。9.人从高处跳到低处时，一般在着地的过程中需要屈膝下蹲，某人在 0.8m 的平台跳下，屈膝下蹲过程用了0.4s，已知其质量为 50kg，取 g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A.屈膝过程中人的动量保持不变B.屈膝是为了减小地面对人的平均作用力C.屈膝过程中人的动量变化量大小约为 200kgm/sD.屈膝过程地面对人的平均作用力大小约为 500N【答案】BC【解析】【详解】A屈膝过程中人的动量不断变化，最后变为零，故 A 错误；B屈膝是为了延长作用时间，从而减小地面对人的支持力，故 B 正确；C人与地面接触前的下落过程有22vgh解得第 8页/共 15页学科网（北京）股份有限公司4m/sv 所以屈膝过程中人的动量变化量为0200kg m/spmv 即动量变化量的大小为 200kgm/s，方向竖直向上，故 C 正确；D根据动量定理可得()mgF tp 解得1000NF 故 D 错误。故选 BC。10.如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于 A 点.0t时将小球从 A 点正上方 O 点由静止释放，1t时到达 A 点，2t时弹簧被压缩到最低点 B.以 O 为原点，向下为正方向建立 x 坐标轴，以 B 点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内，不计空气阻力。小球在从 O 到 B 的运动过程中，选项中小球的速度 v、加速度 a、重力势能pE及机械能E变化图像可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】BD【解析】【详解】AB小球未接触弹簧前，只受重力，加速度恒定，接触弹簧后，小球受弹力与重力作用，根据牛顿第二定律有mgkxma此时加速度逐渐减小，直至加速度未 0 时，速度达到最大，此时小球的位移1xx，然后有kxmgma随弹力增大，加速度反向增大，速度减小。故 A 错误，B 正确；C小球接触弹簧后，弹力做负功，机械能减小，故 C 错误；第 9页/共 15页学科网（北京）股份有限公司D根据重力势能的计算公式有pp0EEmgx故 D 正确。故选 BD。第第二二部部分分非非选选择择题题（共共 54 分分）三三、实实验验题题：共共 2 小小题题，共共 16 分分，请请按按题题目目要要求求作作答答。11.某同学用图甲所示的向心力演示仪，探究小球做圆周运动时所需向心力的大小 F 与它的质量 m、角速度、半径 r 之间的关系、长槽的 A、B 处和短槽的 C 处到各自转轴中心的距离之比为 1:2:1。（1）本实验所采用的实验方法是（）A.控制变量法B.等效替代法C.理想实验法D.微元法（2）在探究向心力的大小 F 与半径 r 的关系时，该同学需要把两个质量相等的小钢球分别放在_位置处，同时还需要将传动皮带调至第一层塔轮。A.A 和 CB.A 和 BC.B 和 C（3）若两个钢球质量和运动半径相等，标尺上红白相间的等分格显示出钢球 1 和钢球 2 所受向心力的比值为 1:9，则与皮带连接的左右变速塔轮的半径之比为（）A.1:3B.3:1C.1:9D.9:1【答案】（1）A（2）C（3）B【解析】【小问 1 详解】该实验要研究小球做圆周运动所需向心力的大小 F 与质量 m、角速度和半径 r 之间的关系，采用的科学方法是控制变量法，即研究向心力的大小 F 与质量 m 的关系时，应保证角速度和半径 r 相同。故选 A。【小问 2 详解】第 10页/共 15页学科网（北京）股份有限公司某同学为了探究向心力的大小 F 与半径 r 之间的关系，要保持质量和角速度相同，转动半径不同，即应把两个质量相等的钢球放在 B、C 位置，且两塔轮的角速度相等，则将传动皮带调至第一层塔轮。故选 C。【小问 3 详解】若两个钢球质量和运动半径相等，标尺上红白相间的等分格显示出钢球 1 和钢球 2 所受向心力的比值为 1:9，即向心力大小之比为 1:9，根据2Fmr可得角速度之比为 1:3，根据vR可得皮带连接的左右变速塔轮的半径之比为 3:1。故选 B。12.某实验小组在“验证机械能守恒定律”实验中，将打点计时器固定在铁架台上，使重锤带动纸带从静止开始自由下落。（1）如图所示，在操作过程中出现了如图 A、B、C、D 所示的四种情况，其中正确的是（）A.B.C.D.（2）关于该实验，正确的说法有（）A.必须在接通电源的同时释放纸带B.利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重锤的质量C.为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点D.体积相同的条件下，应该选择质量大的重锤进行实验（3）图乙为一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点，分别测出若干连续点 A、B、C.第 11页/共 15页学科网（北京）股份有限公司与 O 点之间的距离 hA、hB、hC.，已知打点计时器的打点周期为 T，重锤质量为 m，重力加速度为 g，可得重锤下落到 B 点时的速度大小为_（利用题目中符号表示）。（4）取打下 O 点时重锤的重力势能为零，图丙是该学习小组绘制的重锤下落过程中动能、重力势能随下落高度 h 变化的图像，其中表示重锤重力势能 Ep变化的图像是_（选填“”或“”），算出、的斜率绝对值分别是 k1、k2，则重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_（用k1和 k2表示）。【答案】（1）B（2）BD（3）2CAhhT（4）.121kkk【解析】【小问 1 详解】首先打点计时器应采用低压交流电源，同时释放纸带时重物应靠近打点计时器，且保持纸带竖直。故选 B。【小问 2 详解】A打点计时器使用时应先接通电源，后释放纸带，故 A 错误；B利用本装置验证机械能守恒定律，由于质量可以约掉，可以不测量重锤的质量，故 B 正确；C为了验证机械能守恒，可以选择纸带上打出的第一个点作为起点，也可以在纸带上选择其它两个点来验证，故 C 错误；D体积相同的条件下，应该选择质量大的重锤进行实验，可以减小空气阻力的影响，故 D 正确。故选 BD。【小问 3 详解】重锤下落到 B 点时的速度大小为2CABhhvT【小问 4 详解】1取打下 O 点时重锤的重力势能为零，所以随着下落高度增大，重物的重力势能不断减小，所以表示重锤重力势能 Ep变化的图像是；2图线的斜率绝对值表示重力，图线的斜率的绝对值表示合外力，即1kmg第 12页/共 15页学科网（北京）股份有限公司2kmgf所以重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为121kkfmgk四四、计计算算题题：共共 3 小小题题，共共 38 分分.要要求求写写出出必必要要的的文文字字说说明明、方方程程式式和和演演算算步步骤骤，有有数数值值计计算算的的题题，答答案案中中必必须须明明确确写写出出数数值值和和单单位位，只只写写出出最最后后答答案案的的不不能能得得分分。13.牛顿运用其运动定律并结合开普勒定律，通过建构物理模型研究天体的运动，建立了伟大的万有引力定律.请你选用恰当的规律和方法解决下列问题：（1）某行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，设太阳的质量为 M，行星质量为0m，若行星在近日点与太阳中心的距离为1r，在远日点与太阳中心的距离为2r.求行星在近日点和远日点的加速度大小之比；（2）行星绕太阳运动轨迹可近似看做匀速圆周运动.设行星质量为 m，绕太阳公转的周期为 T，行星的轨道半径为 r，请根据开普勒第三定律（32rkT）及向心力的相关知识，证明太阳对行星的作用力 F 与 r 的平方成反比.【答案】（1）2221rr；（2）见解析【解析】【详解】（1）根据万有引力提供向心力有2GMmmar解得2GMar则行星在近日点和远日点的加速度大小之比为212221arar（2）行星绕太阳的运动轨迹非常接近圆，其运动可近似看做匀速圆周运动，则有2Frvm又由于32rkT，2 rvT第 13页/共 15页学科网（北京）股份有限公司解得224kmFr可知，太阳对行星的作用力 F 与 r 的平方成反比。14.“旋转飞椅”是游乐园里常见的娱乐设施，游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将游客和座椅组成的整体看成质点，其简化示意图如图所示，已知圆形旋转支架半径为 R=5m，绳子悬点到地面的垂直距离H=7m，悬挂座椅的轻绳长为 l=5m，当旋转飞椅以最大的角速度匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹角为=37，游客和座椅的总质量为 60kg，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，试求：（1）当旋转飞椅以最大的角速度匀速旋转时，悬绳的拉力及游客的线速度大小；（计算结果可用根式表示）（2）为防止游客携带的物品掉落伤人，管理员需以支架轴心为圆心设置圆形安全范围，求圆形安全范围的半径。【答案】（1）750N，2 15m/s；（2）2 37m【解析】【详解】（1）设悬绳的拉力大小为 F，根据题意可得cosmgF根据牛顿第二定律2tanvmgmr几何关系可得sinrRl联立解得750NF，/s2 15mv（2）物品掉落后做平抛运动，则xvt，212Hgt几何关系可知22Rxr 第 14页/共 15页学科网（北京）股份有限公司联立可得2 37mR 15.如图甲所示，在竖直平面内，粗糙的倾斜直轨道 AB 和光滑的圆轨道 BCD 相切于 B 点，C 是圆轨道最低点，圆心角37，D 点与圆心等高，最低点 C 处有压力传感器.现有一个质量为 m 可视为质点的小物块从 D 点正上方静止释放后，恰好沿 D 点进入轨道 DCB，压力传感器测出不同高度 h 释放时第一次经过 C点的压力示数 F，做出 F 与高度 h 的图像，如图乙所示.已知sin370.6，cos370.8，210m/sg.（1）求小物块的质量 m 和圆轨道的半径 R；（2）若2mh，轨道 AB 的长度1.8mL，改变小物块与轨道 AB 间的动摩擦因数，试求小物块在斜面轨道 AB 上滑行的路程 s 与的关系.【答案】（1）0.2kg，1m；（2）1.8sm（0.5）或1.5s（0.75）或2.25s（0.50.75）【解析】【详解】（1）当0h 时，由图象截距可知2FmgN得0.2kgm 由图象可知，当2mh 时，对轨道的压力10F N，根据动能定理有212mghmv2vFmgmR解得1mR（2）当较小，则小物块滑离斜面，此时有第 15页/共 15页学科网（北京）股份有限公司(1 cos)-sincos0mg hRmgLmgL解得0.5 小球的路程为 1.8m；当较大，小物块能停在斜面上，有sincosmgmg解得0.75根据动能定理有(1 cos)-sincos0mg hRmgxmgx解得1.5x m当0.50.75时，小物块最终在与 B 点等高水平线范围内往复运动，则有(1 cos)cosmg hRmgs解得2.25s综上可知，小物块在斜面轨道 AB 上滑行的路程 s 与的关系为：1.8sm（0.5）或1.5s（0.75）或2.25s（0.50.75）