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（原卷版+解析版）

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本试卷6页，15小题，满分100分.考试时间75分钟.
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考生号和座位号填写在答题卡上，再用2B铅笔将考生号、座位号对应的信息点涂黑.
2.答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净.第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效.
3.考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效.
第一部分 选择题（共46分）
一、单项选择题：每小题只有一项符合题目要求，共7小题，每小题4分，共28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
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（ ）
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
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
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规定速度，轮缘会挤压内轨
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θ。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μ，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A. 地板对拖把的支持力的大小
B. 推力F对拖把做的功
C. 摩擦力对拖把做功的大小
D. 推力F的瞬时功率为
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（ ）
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
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.若忽略空气阻力，取.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120J
C. 整个过程中，物资机械能的增加量为1200J
D. 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
二、多项选择题：共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中至少有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0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
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平均作用力
C. 屈膝过程中人的动量变化量大小约为200kg·m/s
D. 屈膝过程地面对人的平均作用力大小约为500N
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.时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，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运动过程中，选项中小球的速度v、加速度a、重力势能及机械能变化图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验题：共2小题，共16分，请按题目要求作答。
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ω、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
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...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“Ⅰ”或“Ⅱ”），算出Ⅰ、Ⅱ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）。
四、计算题：共3小题，共38分.要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分。
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，若行星在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为.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（）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.
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θ=37°，游客和座椅的总质量为60kg，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=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。
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，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，，.
（1）求小物块的质量m和圆轨道的半径R；
（2）若，轨道AB的长度，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.