广东省云浮市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：粤教版必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力
B. 如图乙所示，在水平面内做匀速圆周运动小球，受重力、拉力和向心力
C. 如图丙所示，某同学用一次性杯子做的“水流星”，杯子恰好过最高点的速度为零
D. 如图丁所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力
【答案】D
【解析】
【详解】A．如图甲所示，汽车安全通过拱桥最高点时，根据牛顿第二定律有
可得桥面对车的支持力小于车受到的重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车受到的重力，故A错误；
B．如图乙所示，在水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、拉力的作用，故B错误；
C．如图丙所示，某同学用一次性杯子做的“水流星”，杯子恰好过最高点，重力提供向心力
则杯子恰好过最高点的速度为
故C错误；
D．火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供，此时车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。
故选D。
2. 钱学森弹道是我国科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想，这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起，使之既有弹道导弹的突防性，又有飞航式导弹的灵活性。导弹在同一竖直平面内的一段飞行轨迹如图所示，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，导弹在这四个位置的速度v与所受合外力F的关系可能正确且速度正在减小的是（ ）
A. 位置AB. 位置BC. 位置CD. 位置D
【答案】B
【解析】
【详解】AC．做曲线运动的物体速度方向为轨迹在该点的切线方向，而合外力应指向轨迹的凹侧，二者分居于轨迹两侧，故AC错误；
BD．合外力方向与速度方向夹角为锐角，物体正在做加速运动，合外力方向与速度方向夹角为钝角，物体正在做减速运动，故B正确，D错误；
故选B。
3. 某款游戏中，参与者身着各种游戏装备及护具，进行模拟作战训练。若某游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射三颗子弹，不计空气阻力，O为图线中点，则子弹在空中排列形状应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．三发子弹均做平抛运动，且抛出点相同，初速度相同，轨迹相同，所以三发子弹一定在同一条抛物线上，不可能在同一条直线上，AB错误；
CD．因为游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射，所以三发子弹所在的竖直线一定是等间距分布的，因为O点是图线的中点，所以，第二发子弹一定在O点的正上方，C正确，D错误。
故选C。
4. 一辆消防车喷出的水柱如图所示，A点为喷水口，B点为水柱与A等高点，水柱最高点到地面的距离为h，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 水在空中处于超重状态
B. h越大，水在空中运动的时间越短
C. 不论h多大，水在空中运动的时间都相同
D. 水从A点运动到B点的时间为从A点运动到最高点时间的2倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．水柱中的水在空中，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A错误；
BC．水在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，则水柱最高点离地越高，即h越大，水在空中运动的时间越长，故BC错误；
D．水在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，根据对称性可知，水从A点运动到B点的时间为从A点运动到最高点时间的2倍，故D正确。
故选D。
5. 2024年3月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于大气环境要素探测、空间环境监测、防灾减灾和科学试验等领域。若云海二号02组卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，且周期比地球同步卫星的周期小，则云海二号02组卫星的（ ）
A. 轨道半径比同步卫星的轨道半径小
B. 角速度比同步卫星的角速度小
C. 线速度比同步卫星的线速度小
D. 向心加速度比同步卫星的向心加速度小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据，得
云海二号02组卫星的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，故 A 正确；
B．根据，得
云海二号02组卫星的角速度比同步卫星的角速度大，故B错误；
C．根据，得
云海二号 02组卫星的线速度比同步卫星的线速度大，故C错误；
D．根据，得
云海二号 02组卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度大，故D错误。
故选A。
6. 某地突降大雨，志愿者驾驶小船将物资运送至河对岸的灾民安置点。已知小船在静水中划行的速度大小与河水的流速大小的比值为，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直，若要求小船以最短的时间渡河，则小船靠岸的地点与B点的距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当小船在静水中的速度垂直河岸时，小船的渡河时间最短，最短时间
小船靠岸的地点与B点的距离
又
解得
故选B。
7. 一同学将质量为的物体（视为质点）从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为（ ）
A B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，物体做平抛运动，物体下落的高度为
由速度位移关系公式可得，物体下落5m时竖直方向的分速度为
则有重力的瞬时功率为
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某游客领着孩子在贵港市龙潭森林公园游玩时，孩子不小心将手中质量为m的玩具皮球掉落，皮球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示。重力加速度大小为g。在皮球从A点运动到B点的过程中（ ）
A. 皮球所受重力做的功为
B. 皮球所受重力做的功为
C. 皮球的重力势能减少
D. 皮球的重力势能减少
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，从A到B的高度差是H，所以皮球所受重力做的功为
故A正确，B错误；
CD．由重力势能和重力做功的关系可知，从A到B重力势能变化为
即皮球的重力势能减少，故C正确，D错误；
故选AC。
9. 修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为如图所示的模型。A、B是转动的两个齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点，若A、B、C的轨迹半径之比为2：3：2，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B的线速度大小之比为1：1
B. A、B的角速度大小之比为1：1
C. A、C的周期之比为3：2
D. A、C的向心加速度大小之比为9：4
【答案】AD
【解析】
【详解】A．修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即A、B的线速度大小之比为1：1，故A正确；
B．A、B的线速度相等，根据线速度与角速度的关系有
则A、B的角速度大小之比为3：2，故B错误；
C．B、C的周期相等，对A、B根据角速度与周期的公式有
可知A、C的周期之比为2：3，故C错误；
D．根据向心加速度的公式
可知A、C的向心加速度大小之比为9：4，故D正确。
故选AD。
10. 近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔。质量为1kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程阻力恒定，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 小车的最大牵引力为1N
B. 小车的额定功率为2W
C. 小车减速时的加速度大小为2m/s
D. 前4m小车运动的时间为3s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当关闭电源后只有阻力对小车做功，根据动能定理有
结合图像可知，阻力大小为
故小车的最大牵引力一定大于，故A错误；
B．小车的最大动能为
解得
小车的额定功率为
故B正确；
C．关闭电源后，由牛顿运动定律可得
故C错误；
D．设前4m小车运动的时间为，对小车由动能定理有
可得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择______（填“实”或“空”）心小______（填“铁”或“木”）球。
（2）关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A. 斜槽末端可以不水平
B. 小球释放的初始位置越高越好
C. 每次小球要从同一位置由静止释放
D. 小球在做平抛运动时要靠近但不接触木板
（3）实验中，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端应是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1） ①. 实 ②. 铁 （2）CD （3）B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球。
【小问2详解】
A．斜槽末端必须水平，才能保证小球从斜槽末端飞出时初速度水平，故A错误；
B．小球释放的初始位置不能太高，因为越高，初速度越大，平抛运动的轨迹将不在白纸的范围内，故B错误；
C．为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽同一位置由静止释放小球，故C正确；
D．实验时小球的平抛运动要靠近但不接触木板，防止摩擦改变小球的运动轨迹，故D正确。
故选CD。
【小问3详解】
实验中，斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸因该水平竖直，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。
故选B。
12. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，当地的重力加速度大小为g。
（1）实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，减小实验误差，应优先选用__________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打B点时，重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量__________，重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。
【答案】（1）电火花计时器
（2） ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
相同情况下，电火花计时器与纸带间的阻力比电磁打点计时器纸带间的阻力小，则为减小实验误差，应优先选用电火花打点计时器；
【小问2详解】
[1]B为AC的时间中点，则打点计时器打B点时重物的速度
[2]从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量
[3]重物动能的增加量
13. 飞镖是一项集竞技、健身及娱乐于一体的运动。某次训练中，一名运动员在距离一竖直飞镖盘前L=3m的位置，将一飞镖（视为质点）以大小的速度水平投出。取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）若飞镖的质量，以投出点所在的水平面为参考平面，求飞镖投出瞬间飞镖的机械能E；
（2）求飞镖插在飞镖盘上的位置与抛掷点的竖直距离h。
【答案】（1）2.25J；（2）0.2m
【解析】
【详解】（1）以投出点所在的水平面为参考平面，此时飞镖的重力势能为0，则飞镖投出瞬间飞镖的机械能为
（2）飞镖投出后，水平方向做匀速直线运动，在空中运动的时间为
飞镖在竖直方向做自由落体运动，则有
解得
14. 某工厂生产流水线产品的传送轨道如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑 圆弧轨道，其半径。轨道与水平地面相切于B 点，质量的小球从A 点由静止释放，通过水平地面BC滑上光滑固定曲面CD，取重力加速度大小 。
（1）求小球运动到最低点 B 时的速度大小；
（2）画出小球在B点的受力分析图，求小球在B点时圆弧轨道对小球的支持力大小N；
（3）若小球恰能到达最高点 D，且 D 点到地面的高度，求小球在水平地面BC上克服摩擦力所做的功。
【答案】（1） ；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球从A点运动到B点的过程，根据动能定理有
解得
（2）小球在B点的受力分析图如图所示
在B点，根据牛顿第二定律可得
解得
（3）对小球从A点运动到D点的过程，根据动能定理有
解得小球在水平地面BC上克服摩擦力所做功
15. 如图所示，半径的半圆轨道ABCD竖直固定，D点在圆心O点的正上方，是圆弧的最高点，固定圆管轨道NA与半圆轨道在最低点A平滑对接，管口N点的切线水平且N、O、B三点等高，劲度系数k=1×104N/m的水平轻质弹簧一端固定在竖直墙上的P点，当弹簧处于原长时，另一端正好处在N点。一质量的小球（视为质点）置于N点且不与弹簧粘连，现移动小球压缩弹簧直到小球到达Q点，然后由静止释放小球，小球到达半圆轨道上的C点时刚好脱离轨道（此时仅由重力沿半径方向的分力提供向心力）。已知Q、N两点间的距离，弹簧的弹性势能的表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取重力加速度大小，不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内。
（1）求小球通过A点时对半圆轨道的压力大小；
（2）若仅改变小球的质量，求在小球恰好能到达D点的情况下小球的质量m1（结果用分式表示）；
（3）求C点距B点的高度h（结果用分式表示）。
【答案】（1）；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球通过A点时的速度大小为，根据能量守恒可得
解得
小球通过A点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球通过A点时对半圆轨道的压力大小为
（2）设小球通过D点时的速度大小为，小球恰好能到达D点，则有
根据能量守恒可得
联立解得
（3）设O、C两点的连线与竖直方向的夹角为θ，C点距N点的高度为h，则有
设小球通过点时的速度大小为，有
根据能量守恒可得
联立解得