黑龙江省实验中学2023-2024学年高一下学期期末测试物理试题（原卷版+解析版）

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考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 把小石片沿水平方向用力投出，石片在水面上连续跳跃前进，这就是“打水漂”，如图所示。以下图示最有可能表示石片“打水漂”运动轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是（ ）
A. 在弯道上运动的速度不变B. 角速度比运动员在弯道上运动的更大
C. 所受合外力的大致方向为D. 向心加速度比运动员的向心加速度更小
3. 如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的O点放有一个点电荷Q，坐标轴上A点坐标为0.1m，在A、B两点放两个电荷量不同均带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（ ）
A. B点的电场强度大小为
B. A、B点的电场强度的大小之比为
C. 点电荷Q是负点电荷
D. B的位置坐标为
4. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况，若手机质量为100g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，g取，下列说法正确的是（ ）
A. 手机与眼睛作用过程中手机的动量变化约为
B. 手机对眼睛冲量方向竖直向上
C. 手机对眼睛的冲量大小约为0.20N·s
D. 手机对眼睛的平均作用力大小约为2.0N
5. 如图，每一级台阶高为5cm，宽为15cm，某同学用发射器（忽略大小）从第1级台阶边缘向右水平弹射一个可以看作质点的小球，要使小球能落到第4级台阶上（小球没有与台阶顶点接触），取重力加速度为，则弹射速度v可能是（ ）
A. 2.5m/sB. 2m/sC. 1.5m/sD. 1m/s
6. 2023年春节期间，中国许多地方燃放了爆竹，爆竹带来浓浓的年味。一质量为M的爆竹竖直运动到最高点时，爆炸成两部分，爆炸后瞬时两部分的总动能为E，爆炸时间极短可不计，不计爆炸过程中的质量损失，则该爆竹爆炸后瞬时质量为m的部分动能为（ ）
A. B. C. D.
7. 某物流站点采用如图甲所示装置运送大物件，电动机通过跨过定滑轮的绳子与斜面上的物件相连，电动机启动后以额定功率工作，牵引物件沿斜面上升，5s时速度达最大值，物件运动的图像如图乙所示。已知斜面倾角为30°，物件质量为400kg，物件与斜面间的动摩擦因数为，电动机额定功率为10kW，重力加速度大小取，绳子质量不计，则0~5s内（ ）
A. 物件的最大速度是3m/sB. 物体沿斜面向上运动了9.84m
C. 摩擦力对物件做的功为29520JD. 物件机械能的增量19680J
8. 如图甲所示，小明沿倾角为的斜坡向上推动平板车，将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行，货物的动能随位移x的变化图像如图乙所示，，则货物（ ）

A. 在0~3m的过程中，所受的合力逐渐增大
B. 在3m~5m的过程中，所受的合力逐渐增大
C. 在0~3m的过程中，机械能先增大后减小
D. 在3m~5m的过程中，机械能先增大后减小
9. 泉州小岞风电场利用风能发电，既保护环境，又可创造很高的经济价值。如图所示，风力发电机的叶片半径为R。某段时间内该区域的风速大小为v，风恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，风力发电机的发电效率为η，下列说法正确的是（ ）
A. 单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为
B. 此风力发电机发电的功率为
C. 若仅风速减小为原来的，发电的功率将减小为原来的
D. 若仅叶片半径增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍
10. 如图所示，可视为质点的完全相同的A、B两小球分别拴接在一轻弹性绳的两端，两小球质量均为m，且处于同一位置（离地面足够高）。弹性绳原长为L，始终处于弹性限度内，且满足胡克定律。时刻，让A球自由下落的同时B球以速度水平向右抛出，弹性绳从开始出现弹力到第一次恢复原长所用时间为。已知重力加速度为g，两个小球发生的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短忽略不计，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 当弹性绳第一次最长时，B球的动量大小为
B. 弹性绳的最大弹性势能为
C. 从0时刻到弹性绳第一次恢复原长时，A球重力的冲量为
D. 两小球碰撞的时刻为（n=1，2，3…）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度大小为g。实验前测出滑块（含遮光条）的质量M、遮光条的宽度d。按正确的操作，接通气源，将滑块由A点静止释放（此时遮光条到光电门的距离为x），记录钩码的质量m及滑块通过光电门时遮光条的遮光时间t。
（1）实验时滑块的质量M____________（填“需要”或“不需要”）远大于钩码的质量m；
（2）滑块运动到光电门处的速度大小__________。对于滑块和钩码构成的系统，若等式_________在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒。（均用给定的物理量符号表示）
（3）改变滑块释放的位置，测出多组实验数据，绘制出图像，若图像为过坐标原点的直线，且斜率____________，则说明系统机械能守恒。（用给定的物理量符号表示）
12. 如图所示，在水平平台上静止放置一轻弹簧，弹簧左端与固定竖直挡板拴接，弹簧处于原长时标记右端对应平台台面上的O点，在O点右侧的A处固定一个光电门。已知水平平台摩擦很小可忽略不计，当地重力加速度为g。某同学利用该装置进行“验证动量守恒定律”实验，具体步骤如下：
①在小滑块a上固定一个宽度为d挡光片；
②用天平分别测出小滑块a和b的质量、；
③使小滑块a向左压缩轻弹簧到某一位置，标记该位置后，由静止释放小滑块a，a瞬间被弹开后沿平台向右运动，经过光电门后与另一小滑块b发生正碰，碰后两滑块先后从平台边缘飞出，分别落在水平地面的B、C点；
④记录小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
⑤用刻度尺测出O、之间的距离l、平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线分别与B、C点之间的水平距离、；
⑥改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）若满足表达式______（用题目中给定的字母表示），则说明小滑块a、b正碰过程动量守恒；
（2）该同学利用图像分析O、之间的距离l与小滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t之间的数值关系，利用描点法做出如图乙所示的图像是一条过原点的直线，该图像纵轴表示l，则横轴表示______（选填“t”、“”或“”）。若该图像的斜率为c，则由图乙可求得该轻弹簧的劲度系数______。（弹簧的弹性势能可表示为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）
13. 惊险刺激的飞车表演中，杂技演员驾驶摩托车在竖直轨道内做圆周运动，如图所示，已知轨道半径为4m，人和摩托车的总质量为，人和摩托车可视为质点，重力加速度，求：
（1）表演者恰能通过最高点B时的速度大小；
（2）表演者以的速度通过轨道最左端C点时摩托车对轨道的压力；
（3）在（1）问的基础上，测得摩托车通过最低点A的速度为，求由A到B过程中牵引力和阻力做的总功W。
14. 如图所示，半径为R的六分之一光滑圆弧支架竖直放置，支架的底部CD水平，离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个光滑轻质小轮（滑轮大小不计）。可视为质点的小球A、B系在长为3R的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为3m、m。现将A球从紧靠小轮P处由静止释放，取CD面为零势能面，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）释放前A、B系统的重力势能；
（2）A球刚释放时的加速度大小a；
（3）A球运动到C点时速度大小。
15. 如图，质量均为m的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A的左侧紧靠固定在水平面上的挡板D，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长度为L的细线，O点离木块A上表面大于L，细线另一端系一质量也为m的小球C。现将小球C向左拉起使细线水平伸直，由静止释放小球C。运动过程中轻杆一直保持竖直，不计小球的大小，小球与轻杆不相撞，重力加速度大小为g，；求：
（1）小球C第一次向下摆到细线与竖直方向的夹角为时，挡板对木块A的作用力大小；
（2）小球C从最低点第一次向右摆动最高点时与O点的竖直距离d的大小；
（3）木块B最终的速度大小。