四川省成都市2023-2024学年高一下期期末调研考试物理试卷（原卷版+解析版）

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考试时间90分钟，满分100分
注意事项：
1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号和准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图，一质点在水平面内受力作用，从O点经A点运动到B点。质点运动轨迹的OA段为曲线，AB段为直线。下列说法正确的是（ ）
A. 质点在OA段所受合力一定不零
B. 质点在AB段所受合力方向一定不断改变
C. 质点在A点的速度方向由A点指向O点
D. 质点在AB段的加速度一定为零
2. “套圈”游戏深受小朋友的喜爱。如图，较高的哥哥和稍矮的弟弟分别从同一竖直方向的不同高度向正前方水平抛出圆环，圆环恰好同时套中水平地面上的玩具。圆环和玩具均可视为质点，圆环被抛出后的运动可视为平抛运动。下列说法正确的是（ ）
A. 弟弟先抛出圆环B. 两人同时抛出圆环
C. 两人抛出圆环的初速度相同D. 弟弟抛出圆环的初速度较大
3. 如图，在光滑圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A、B紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. A球受到重力、支持力和向心力
B. A、B两球受到的支持力均指向各自圆周的圆心
C. A球的转动周期大于B球的转动周期
D. A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力
4. 如图，要使地球同步卫星进入预定轨道Ⅲ，需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ，卫星在轨道Ⅰ的A点变轨进入转移轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点B再次变轨进入轨道Ⅲ。下列说法正确的是（ ）
A. 地球同步卫星可以静止在成都上空
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率大于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度
5. 如图，轻质弹簧左端固定且呈水平状态，用手使一木球压紧轻质弹簧并保持静止。松手后，弹簧将木球弹出。在木球被弹出的过程中，弹簧的弹性势能减少了50J。木球克服阻力做的功为30J，则在此过程中（ ）
A. 阻力对木球做了30J的功B. 弹力对木球做了功
C. 木球的动能减少了30JD. 木球的动能增加了20J
6. 将相同的A、B两球从同一位置沿不同方向抛出，运动轨迹如图所示，最后两球落在水平面上的同一位置，忽略空气阻力。两球从被抛出到落地的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. B球所受重力冲量大小为零
B. A球所受重力的冲量大于B球所受重力的冲量
C. 两球在最高点的动量大小相等
D. 两球单位时间内动量的变化量不相同
7. 如图为某一单摆的简化模型，其摆角小于5°。下列说法正确的是（ ）
A. 单摆的摆长即绳长
B. 单摆从左侧最高点A运动到右侧最高点B的时间即为单摆的周期
C. 适当增大摆角（仍小于5°），其他条件不变，则单摆的周期不变
D. 将此单摆从两极移到地球赤道，其他条件不变，则单摆的周期变小
8. 如图为一个共振筛，筛子用四根弹簧支起来（后排的两根弹簧未画出），筛子上装有一个电动偏心轮。工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力，使筛子做受迫振动。假设偏心轮的转速与电动机的输入电压成正比，筛子的固有周期与筛子的质量成正比。已知筛子的固有周期为，偏心轮的转速为。下列可使筛子做受迫振动的振幅增大的操作是（ ）
A. 只适当减小筛子的质量
B. 只适当减小偏心轮电动机的输入电压
C. 适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压
D. 适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 蹦床是一项具有挑战性的体育运动。如图，某时刻运动员从空中最高点O自由下落，接触蹦床A点后继续向下运动到最低点C，其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置。忽略空气阻力，运动员从最高点O下落到最低点C的过程中（ ）
A. 运动员的机械能不守恒B. 运动员在B点时的动能最大
C. 运动员的重力势能先增大后减小D. 蹦床的弹性势能先减小后增大
10. 明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图（a），可转动的把手上a点到转轴的距离为，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。甲转动把手，将井底的乙拉起来，此过程中把手转动的角速度随时间变化的关系如图（b）。则（ ）

A. a点的角速度大于b点的角速度
B. a点的线速度大于b点的线速度
C. 乙在时间段内加速上升
D. 在时间段内，b点的向心加速度大小为
11. 如图，某同学对着墙壁练习打乒乓球。乒乓球（可视为质点）与竖直墙壁上的A点碰撞后沿水平方向弹离，并恰好垂直于球拍拍面落在B点。已知球拍与水平方向的夹角为，A、B两点的竖直高度差为h，A，B两点的水平距离为x，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的连线与球拍垂直
B. 乒乓球在空中飞行的过程中，单位时间内速度的变化量相同
C. A、B两点的竖直高度差h和水平距离x满足
D. 若乒乓球弹离速度略变小后仍能落在球拍上，则乒乓球在空中飞行的时间变长
12. 如图甲，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧振子的振动方程为
B. 在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C. 在时，弹簧振子的位移大小为
D. 在与两个时刻，弹簧振子的弹性势能相等
13. 如图甲，某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风，圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定，吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开，简化图如图乙。当电吹风设置在某档位垂直向托盘吹风时，电子秤示数与放上一质量为m的砝码时一致，出风口半径为r，空气密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 使用出风口面积越大电吹风，电子秤示数一定也越大
B. 设出风口的风速为v，则单位时间内出风口吹出气体的质量为
C. 电吹风出风口的风速为
D. 电吹风吹风的功率为
三、实验探究题：本题共2小题，共14分。
14. 某学习小组用数字化仪器验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。不可伸长的轻质细线一端固定在O点，另一端与小钢球相连。实验中，每次将小钢球从A点由静止释放，将光电门先后放在A点与B点间圆弧上的多个位置处，其中，B点在O点正下方。测出小钢球经过各点时的遮光时间分别为、、…，用刻度尺测出各位置相对A点的竖直距离分别为，，…，测得当地重力加速度大小为g，小钢球的直径为d。
（1）本实验______测出小钢球的质量（填“需要”或“不需要”）。
（2）通过测量多组实验数据，描点作出如图乙所示的线性图像。若忽略实验误差，则该图像的斜率为______时，即可说明小钢球在此运动过程中机械能守恒（用题中测得的物理量的符号表示）。
（3）在某次测量过程中该学习小组发现小钢球在B点的机械能略大于在A点的机械能，则可能的原因是（ ）
A. 将B点所在的水平面选作了零势能面
B. 小钢球从A点偏左的位置释放
C. 存在空气阻力的影响
15. 某实验小组用如图甲所示实验装置验证动量守恒定律，图乙为装置简化图。A、B为大小相同的小球，测得质量分别为，，A球为入射小球，B球为被碰小球。实验时，先不放小球B，让小球A从斜槽上的某位置由静止释放后飞出落到垫有复写纸的白纸上，重复实验多次，记下平均落地点为P；然后，将小球B放在斜槽末端，让小球A从斜槽上的某位置由静止释放，与小球B发生碰撞，两球从斜槽末端飞出落到同一白纸上，重复实验多次，记下小球A、B的平均落地点分别为M、N；斜槽末端在白纸上的投影位置为O点。
（1）本实验为确保两小球速度水平并发生正碰，须保证斜槽末端切线水平，检验斜槽末端切线是否水平的最简单直接的办法是______。
（2）关于本实验的其他操作，下列说法正确的是（ ）
A. 小球A每次都必须从斜槽上同一位置由静止释放
B. 必须测量斜槽末端距水平地面的高度
C. 为完成实验，小球A的质量应大于小球B的质量
D. 若小球A与小球B碰后反弹，仍能再次从斜槽末端飞出，则对实验无影响
（3）实验测得三个落地点位置与O点的距离分别为、、，为了验证A、B两小球碰撞过程中总动量守恒，应验证表达式______在实验误差允许范围内是否成立（用题中测得的物理量的符号表示）。
（4）实验中某同学认为A、B两球间的碰撞不是弹性碰撞，下列表达式能支持该同学的结论的是（ ）（填正确答案标号）。
A. B.
C D.
四、计算题：本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
16. “天问一号”是执行中国首次火星探测任务的探测器，于2021年5月15日在火星表面成功着陆。探测器测得火星表面的重力加速度大小为g，火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星自转的影响。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v。
17. 电动平衡车是时下深受年轻人喜欢的休闲代步工具。假设某品牌的平衡车额定输出功率为，小明骑该款平衡车以额定输出功率沿水平路面由静止开始运动，人和车的总质量为，行驶时受到的阻力始终为重力的，重力加速度大小取。
（1）求小明骑该款平衡车能达到的最大速度；
（2）若小明骑该款平衡车速度达到，用时5s，求此过程平衡车行驶的距离x。
18. 如图，粗糙直轨道AB与光滑的竖直圆弧轨道相切于B点且平滑连接。轨道AB长为，O点为圆弧轨道的圆心，且E、O、C位于同一竖直线上（E为圆弧轨道的最高点）；D、O、A位于同一水平线上，且OB与OA的夹角为（OB垂直于AB）。现有一质量为的小球（可视为质点）从A点以大小为的初速度沿轨道AB向下运动，小球到达E点时对圆弧轨道的压力大小为10N，重力加速度大小取。
（1）求小球在E点的速度大小；
（2）求小球在C点受到的支持力大小：
（3）若小球与轨道间的动摩擦因数为，求小球在A点的初速度大小。
19. 如图，在足够长的光滑水平轨道上有一质量为的足够长的木板A，质量为的滑块B置于A的左端，A与B间的动摩擦因数为。在水平轨道上隔一定距离依次放着2025个相同的滑块，滑块的质量均为，编号依次为1，2，3……2025。开始时木板A静止，现使滑块B瞬间获得水平向右的初速度，当A、B刚达到共速时，木板A恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞，经过一段时间，当A、B再次刚达到共速时，木板A恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，之后每次A、B刚达到共速时，木板A都恰好与滑块1发生弹性碰撞，直至最后木板A与滑块1发生2025次碰撞。重力加速度大小取，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，每次碰撞时间极短，滑块均可视为质点。求：
（1）木板A与滑块1第1次碰撞前，A与B组成的系统产生的热量Q；
（2）木板A与滑块1第1次碰撞后瞬间，滑块1的速度大小；
（3）从滑块B开始向右运动到木板A即将与滑块1发生第2025次碰撞时，A与B组成的系统损失的总能量（可用分数表示，如表达式：，a、b、n为具体数值）。