福建省福州市鼓山中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

这是一份福建省福州市鼓山中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：75分钟，满分：100分
一、单项选择题（每小题4分，共20分。）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能可以是正值，也可以是负值，所以重力势能是矢量
B．物体机械能守恒的条件是只受重力作用
C．开普勒在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”思想
D．牛顿发现太空中两个星球之间的引力和地面上两个物体之间的引力是同种性质的力
2．如图，A是我国目前发射的空间站，天舟二号B在为空间站运送物资过程中有段时间在离地心的距离为r的轨道上运行，运行速率为，向心加速度为；空间站离地心的距离为R，运行速率为，向心加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．可以将同步卫星发射到空间站所在的轨道上
D．空间站在轨道上运动时所受的合力不变
3．一质量为0.5kg的物体在水平路面上运动的图像如图所示，根据图像可知（ ）
A．AB段合外力做功为100J
B．BC段和CD段物体受的合外力相同
C．CD段和DE段合外力做功相同
D．运动到E点时离出发点最远
4．如图所示，车载玩具——弹簧人公仔固定在车的水平台面上，静止在图示位置，现用手竖直向下压公仔的头部，使之缓慢下降至某一位置，之后迅速放手，公仔的头部沿竖直方向上升到另一位置时速度为零。此过程弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力及弹簧质量，在公仔头部上升的过程中（ ）
A．公仔头部的机械能守恒B．公仔头部的加速度先增大后减小
C．公仔头部的动能先增大后减小D．弹簧弹力对头部所做的功为零
5．游乐场中有滑索过江的游戏体验，可以简化成如图的模型，滑索的两固定点等高，近似可看成形状固定不变的圆弧，两固定点之间的距离为L。某人质量为m，从滑索一端由静止滑下来，到最低点时与固定点的高度差为h，不计滑轮与绳索之间的摩擦，重力加速度为g，则（ ）
A．人滑到最低点时处于失重状态
B．人滑到最低点时重力的瞬时功率为
C．人滑到最低点时的向心力大小为
D．人滑到最低点时绳索受到的压力大小为
二、多项选择题（每小题6分，共24分。每小题有2个正确选项，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选不得分。）
6．一船在静水中的速度是10m/s，现要渡过宽为160m，水流速度为6m/s的河流，则下列说法中正确的是（ ）
A．船头所指的方向就是合速度方向B．以最短航程方式渡河的速度是8m/s
C．渡河的最短时间是16sD．若渡河过程中河水的流速增大，则渡河时间变长
7．用如图甲的装置探究向心力大小的影响因素，在实验中，将质量相同的钢球①放在长槽A的边缘，钢球②放在短槽B的边缘，如图乙所示。A、B两槽的半径之比为2：1，a、b分别是与A槽、B槽同轴的塔轮，a轮、b轮半径之比为1：2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，皮带不打滑，且钢球①、②相对槽静止，则（ ）
A．乙图可以探究向心力与半径的关系B．a轮与b轮边缘上的点线速度大小相等
C．A槽与B槽的角速度之比为1：2D．钢球①、②所需的向心力之比为8：1
8．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为g，沿斜面上升的最大高度为h，重力加速度为g，则此过程物体（ ）
A．克服摩擦力做功mghB．重力势能增加了2mgh
C．动能减小了2mghD．机械能减少了
9．竖直平面内半径为R的外侧光滑的圆轨道，一小球受到微小扰动从轨道的顶点A点由静止开始沿圆轨道下滑，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在B点时，小球对圆轨道的压力为零
B．B点离水平面的高度为
C．A到B过程，小球水平方向的加速度不断增大
D．B到C过程，小球做平抛运动
三、填空题（每空1分，共9分）
10．如图，甲乙两人站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球同时水平抛出，已知两球的质量相等，判断哪个球先落地________（选填“甲”、“乙”或“同时”）；落地时哪个球重力的瞬时功率更大________（选填“甲”、“乙”或“相等”）；两球落地前会不会在空中相遇________（选填“会”或“不会”）。
11．小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度运动，得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是__________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是__________（填轨迹字母代号）。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向__________（填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动．
12．如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s，质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为__________，因摩擦产生的热量为__________J，若以同样的方式运送材质相同但质量更大的货箱，则货箱与传送带相对静止所用的时间__________0.5s（选填“”、“”或“”）。
四、实验题（共12分）
13．（6分）如图1所示为验证机械能守恒定律的实验装置。
（1）如图2，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是_________；
（2）由于受阻力的影响，重锤增加的动能与减少的重力势能的大小关系为_________（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）如图是某次实验中打出的一条纸带，O点是打下的第一个点，打点计时器打点的时间间隔为T，重力加速度为g，要验证O点到B点过程机械能是否守恒，则需要验证等式_________是否成立。
14．（6分）在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标。
（1）下列说法正确的是________。
A．实验所用斜槽应尽量光滑
B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
（2）根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小_________。（重力加速度为g）
A．B．C．D．
（3）在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是________。
五、计算题（共35分，写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
15．（10分）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，长度、倾角为的倾斜滑轨与水平滑轨平滑连接。若有一质量的货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数，货物可视为质点（取cs24°＝0.9，sin24°＝0.4，g取）。求：
（1）货物在倾斜滑轨上滑行时受到的摩擦力f的大小；
（2）货物在倾斜滑轨上滑行时的时间；
（3）若货物到达货箱时的速度为1m/s，则货物在水平轨道上克服阻力做功多少？
16．（10分）质量为m＝3000t的火车，以额定功率自静止出发，所受阻力恒定，经过达到最大速度，求：
（1）火车在运动中所受的阻力大小；
（2）当火车的速度为10m/s时，火车的加速度大小
（3）火车在此过程中运动的位移大小。
17．（15分）在某星球表面，宇航员在离地面高处将一小球以的速度水平抛出，小球落地时距抛出点的水平距离为，已知该星球的半径，求：
（1）该星球表面的重力加速度g大小；
（2）该星球的第一宇宙速度大小；
（3）在该星球上进行如下实验，实验装置如图所示，竖直平面内的光滑轨道由斜面轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量的小球从轨道AB上高处由静止释放，用力传感器测出小球经过最高点C时对轨道的压力F恰好为0，求该圆弧轨道BC的半径r的大小。
参考答案
10．【答案】 乙 甲 不会
11．【答案】 b c 不在
12．【答案】 0.4 3 =
13．【答案】（1）丙 （2）小于 （3）
14．【答案】（1）BC （2）C （3）每次小球到达斜槽末端时速度相同，离开斜槽做相同的平抛运动
【详解】
15．【答案】（1）2N；（2）2s；（3）7.5J
【详解】（1）货物在倾斜滑轨上受到摩擦力
代入数据解得
（2）根据牛顿第二定律
代人数据解得
货物从倾斜轨道的顶端到末端，根据匀变速直线运动规律有
代入数据解得
（3）到达水平轨道的速度
由能量守恒
=7.5J
16．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】(1) 列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，F=F阻=kmg时列车的加速度为零，速度达最大vm，则有：
(2) 发动机以额定功率P工作，求当行驶速度为v=10m/s时
根据牛顿第二定律
(3) 根据动能定理
解得
17．【答案】（1）0.2 m；（2）5 m/s2；（3）
【详解】（1）设该星球表面的重力加速度为g0，C点的速度为v0，圆弧轨道的半径为r，由题图知，当H = 0.5 m时，F = 0，由牛顿第二定律得
小球由出发点到C的过程，由动能定理得
联立解得
（2）当H = 1.0 m时，F = 5 N，设此时小球到达最高点的速度为v，由牛顿第二定律得
小球由出发点到C的过程，由动能定理得
联立解得
（3）在C点由重力提供向心力
从AC由机械能守恒
联立解得
【点睛】本题是牛顿运动定律与动能定理的综合题，解决本题的关键是能结合给定的图像根据规律得出压力F与H的关系式。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
B
B
C
D
BC
BD
AC
AB