2023-2024学年广东省韶关市高一（下）期末考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省韶关市高一（下）期末考试物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.某同学准备和家人从韶关市区出发自驾到丹霞山旅游风景区游玩，导航提供了三条路线，其中推荐方案路线用时54分钟，全程47.4km。以下说法正确的是( )
A. “47.4km”指的是位移
B. “用时54分钟”指的是时间间隔
C. 选用不同方案的平均速度都相同
D. 研究从起点到终点的用时不能将车辆视为质点
2.甲、乙两物体所受重力之比为1：2，它们从同一高度同时释放各自做自由落体运动，历时4s落地，则甲物体下落第1s末和乙物体下落第3s末重力的瞬时功率之比为( )
A. 1∶2B. 1∶3C. 1∶6D. 1∶9
3.明代宋应星的《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，记载了我国古代劳动人民的智慧，如图甲是劳动者正在利用米春加工稻米的场景，图乙是春米的示意图，用脚踏动春米杆端点A，整根杆会以O为轴心转动，为杆的三个点，其中C是OB的中点，|OA|=|OC|=|CB|，则用脚踏动春米杆端点A的过程中( )
A. A．ωA=ωBB. B．ωB=2ωCC. vA=2vBD. aA=4aB
4.匹克球是一种用球拍击球的运动，它是网球、羽毛球和乒乓球的混合运动.近年来匹克球在我国部分地区逐渐成为“新晋网红运动”.若忽略空气阻力，由我们所学的物理知识可知，以下说法正确的是( )
A. 球在空中飞行时，受重力和推力的作用
B. 球撞击球拍时，球拍对球的力大于球对球拍的力
C. 球的速度越大，惯性越大
D. 球在空中飞行时，处于失重状态
5.2024年4月3日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号01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.遥感卫星发射过程如图所示，轨道Ⅰ为近地圆轨道、半径为R₁(认为近地圆轨道半径等于地球半径)，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为预定圆轨道、半径为R₂，P、Q两点为轨道间的相切点.该卫星在轨道Ⅲ上运行的周期为T，引力常量为G，根据题干条件可知，以下说法正确的是( )
A. 地球的质量为4π2R13GT2
B. 卫星在轨道Ⅰ的线速度大小大于在轨道Ⅲ的线速度大小
C. 卫星在轨道Ⅰ的加速度大小小于在轨道Ⅲ的加速度大小
D. 卫星在轨道Ⅱ上运行过程中，Q点的机械能大于P点的机械能
6.某飞机着陆后滑行过程中先做匀速运动，再做匀减速直线运动，最后静止在跑道上，总共用时25s，其中匀速运动阶段用时为5s，其v−t图像如图所示.以下说法正确的是( )
A. 飞机着陆全程的位移大小为1200mB. 飞机减速时的加速度大小为3.2m/s²
C. 飞机着陆全程的平均速度大小为40m/sD. 飞机着陆后10s末的速度大小为20m/s
7.洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有子弟兵的身影；如图所示，消防救援队员驾船赶往现场解救被困群众安全返回岸边，某时刻船与安全的平直河岸最近距离为180m，河中各处的水流速度相同，大小为v水=3m/s，船在静水中的速度大小为v船=4m/s，为保证能让群众尽快脱离危险，船头始终垂直于河岸行驶，以下说法正确的是( )
A. 船的实际行驶轨迹是曲线
B. 船返回岸边最快用时为60s
C. 船在水中的实际行驶速度大小为5m/s
D. 若水流速度增大，船到河岸的时间将会延长
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列生活实例中，属于应用离心现象的例子是( )
A. 洗衣机的脱水桶转速加快，水从衣物上分离，被甩出脱衣筒
B. 铅球运动员将铅球水平向前抛出
C. 小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，可以把衣服上的灰尘拍下来
D. 在下雨天我们旋转雨伞，可以甩掉雨伞上的水滴
9.某同学利用环保材料制作了一个小挎包，图甲所示用手提起小挎包使其处于静止状态，其简化示意图如图乙，其中M、N两点为小挎包的两个绳扣。设两条绳带在同一竖直平面且不计绳带的重力，小挎包的重力大小为G，不计小挎包的形变，以下说法正确的是( )
A. 两条绳带的张力均为G2
B. 若只缩短绳带的长度，则绳带中的张力将变大
C. 若只增加两个绳扣M、N的间距，则绳带中的张力将变小
D. 若缩短绳带的长度，并增加两个绳扣M、N的间距，则绳带中的张力必然增大
10.2024年6月25日14时，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域如图甲所示，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回.若在即将着陆时，返回器主降落伞打开如图乙所示，逐渐减缓返回器的下降速度，返回器(含所有样品和设备)总质量为M，竖直减速下降ℎ高度的过程中加速度大小恒为a，重力加速度大小为g，则下降ℎ高度的过程中( )
A. 返回器的重力做功MgℎB. 返回器的动能减少了Maℎ
C. 返回器的重力势能减少了MaℎD. 返回器的机械能减少了Maℎ
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.利用弹簧测力计探究两个互成角度的力的合成规律。
(1)学生分组实验中，甲小组装置如图甲所示.这里采用的实验方法是_______.(选填“等效替代法”或“控制变量法”)
(2)乙小组用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，如图乙所示．
①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧；弹簧轴线和刻度尺都应在_______(选填“水平”或“竖直”)方向．
②根据实验数据绘制m−x图像，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x，如图丙所示.由图像可得弹簧的劲度系数_____N/m(计算结果保留2位有效数字，g=9.8N/kg)
③实验结论：在弹性限度内，弹簧弹力跟弹簧伸长量_______．
12.图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。
(1)要完成此实验，除了图中所示的铁架台(含铁夹)、带夹子的重物、纸带、电磁打点计时器、导线和开关外，还必须选用以下两种器材。(填字母标号)
A.4∼6V交流电源 B.220V交流电源
C.刻度尺 D.天平(含砝码)
(2)小明同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律存在较大误差，他设计了另外一个实验装置来“验证机械能守恒定律”；如图乙所示，给电磁铁通电，吸住小钢球，先接通数字计时装置，然后给电磁铁断电，让小钢球从A点所在高度自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时装置记录下小钢球通过光电门的时间为t，已知当地重力加速度为g．
①用长度测量工具测出钢球的直径为d。
②为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量_______。(填字母标号)
A.小钢球的质量m
B.A、B之间的距离H
③小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为_______。(用题中所给物理量的符号表示)
④上述实验满足关系式_______时，则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒.(用题中所给物理量的符号表示)
⑤该同学在实验中发现，小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是_______。(请写出其中一条)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头洒出来具有特定形状的组合体，以喷射优美的水姿，供人们观赏的水景；它是一种水景艺术，体现了动、静结合，形成明朗活泼的气氛，给人以美的享受，其中有的喷泉形成高高的水柱，试建立物理模型对柱形喷泉进行分析，如图所示，喷泉水柱由无数的水珠构成，如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力和水珠之间的相互作用，且水珠仅受重力作用，可将某一柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动，已知某一水柱高8.45m，重力加速度大小为g=10m/s2，求∶
(1)这一水柱喷出后水珠的最大初速度大小；
(2)该水珠在空中停留的时间。
14.传送带广泛应用于车站和机场等场所.如图所示，一倾角为θ=37°的倾斜传送带固定放置.现将一质量为m=1kg的小物块(可视为质点)从传送带底端以v0=5m/s的初速度沿倾斜传送带向上滑上传送带，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5，它们之间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，求∶
(1)若传送带不动，小物块沿传送带上滑过程中的加速度大小a；
(2)若传送带以v=3m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，小物块始终没有从传送带的顶端滑出，则小物块从滑上传送带到速度减为零所经过的时间t。
15.如图所示，在距水平地面高ℎ1=2.4m的光滑水平台面上，一个质量m=1.2kg的物块(可视为质点)以一定的水平速度vA=3m/s向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知B点距水平地面的高ℎ2=1.6m，圆弧轨道BC的圆心在O点，C点的切线水平并与水平地面上长为L=3.8m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，已知重力加速度大小为g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，空气阻力忽略不计.试求：
(1)物块运动到B点的瞬时速度大小vB；
(2)物块沿圆弧轨道BC滑到C点时对轨道的压力大小NC；
(3)若物块与竖直墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件?
答案解析
1.B
【解析】A.“47.4km”是车辆运动轨迹的长度，指的是路程，故A错误；
B.“用时54分钟”指的是时间间隔，故B正确；
C.由于不同方案的始末位置相同，选用不同方案的位移相同，不同方案所用时间不同，则选用不同方案的平均速度不同，故C错误；
D.研究从起点到终点的用时，车辆的大小、形状可以忽略，能将车辆视为质点，故D错误。
故选B。
2.C
【解析】根据
PG=mgvy=mg⋅gt=mg2t
可得甲物体下落第1s末和乙物体下落第3s末重力的瞬时功率之比为
PG甲：PG乙=(1×1)：(2×3)=1：6
故选C。
3.A
【解析】AB．ABC三点都是同轴转动，则角速度相等，即
ωA=ωB=ωC
选项A正确，B错误；
C.因2|OA|=|OB|，根据
v=ωr
可得
2vA=vB
选项C错误；
D.根据
a=ω2r
可知
2aA=aB
选项D错误。
故选A。
4.D
【解析】A.球在空中飞行时，只受重力作用，而不受推力，故A错误；
B.球撞击球拍时，由牛顿第三定律可知球拍对球的力等于球对球拍的力，故B错误；
C.球的惯性由质量决定，则球的速度越大，惯性依然不变，故C错误；
D.球在空中飞行时，只受重力，则处于完全失重状态，故D正确。
故选D。
5.B
【解析】A.在轨道Ⅲ根据
GMmR22=m4π2T2R2
可得地球的质量为
M=4π2R23GT2
选项A错误；
B.根据
GMmr2=mv2r
v= GMr
可得卫星在轨道Ⅰ的线速度大小大于在轨道Ⅲ的线速度大小，选项B正确；
C.根据
GMmr2=ma
a=GMr2
可知，卫星在轨道Ⅰ的加速度大小大于在轨道Ⅲ的加速度大小，选项C错误；
D.卫星在轨道Ⅱ上运行过程中，只有地球引力做功，机械能守恒，则Q点的机械能等于P点的机械能，选项D错误。
故选B。
6.A
【解析】A.因 v−t 图像的面积表示位移，则飞机着陆全程的位移大小为
x=(80×5+802×20)m=1200m
故A正确；
B.因 v−t 图像的斜率表示加速度，有飞机减速时的加速度大小为
a=ΔvΔt=8020m/s2=4m/s2
故B错误；
C.飞机着陆全程的平均速度大小为
v=xt=120025m/s=48m/s
故C错误；
D.飞机着陆后10s正处于匀减速直线运动，则速度大小为
v10=v0−at=80−4(10−5)=60m/s
故D错误。
故选A。
7.C
【解析】A.船沿平行河岸和垂直河岸方向均做匀速运动，可知合运动为直线运动，即船的实际行驶轨迹是直线，选项A错误；
B.船返回岸边最快用时为
tmin=dv船=1804s=45s
选项B错误；
C.船在水中的实际行驶速度大小为
v= v水2+v船2=5m/s
选项C正确；
D.水流速度不影响船垂直河岸的速度，则若水流速度增大，船到河岸的时间将不变，选项D错误。
故选C。
8.AD
【解析】A. 洗衣机脱水桶高速转动时，需要的向心力的大小大于了水和衣服之间的附着力，水做离心运动被从衣服上甩掉，属于离心现象，故A正确；
B. 铅球运动员将铅球水平向前抛出，是借助惯性铅球飞出，故B错误；
C. 小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，可以把衣服上的灰尘拍下来，是利用飞尘的惯性保持原来静止的状态，故C错误；
D. 通过旋转雨伞来甩干伞上的雨滴，当转动时雨滴所需要的向心力增加，当超过雨伞对雨的吸附力时，雨滴做离心运动，故D正确。
故选AD。
9.BD
【解析】A.对环保袋的受力分析如图所示
根据平衡条件可知两条绳带的张力均为
T=G2csα>G2
故A错误；
B.设绳带的长度为 L ，根据几何关系有
sinα=12MN12L=MNL
若只缩短绳带的长度， α 增大，则绳带中的张力将变大，故B正确；
C.若只增加两个绳扣M、N的间距， α 增大，则绳带中的张力将变大，故C错误；
D.若缩短绳带的长度，并增加两个绳扣M、N的间距， α 增大，则绳带中的张力将变大，故D正确。
10.AB
【解析】AC.返回器的重力做功
WG=Mgℎ
重力势能减少了 Mgℎ ，选项A正确，C错误；
B.根据动能定理，返回器的动能减少量等于合外力的功，即
ΔEk=W合=Maℎ
选项B正确；
D.根据
f−Mg=Ma
可得返回器的机械能减少了
ΔE=Wf=Mg+Maℎ
选项D错误。
故选AB。
11.(1)等效替代法
(2) 竖直 9.8 成正比

【解析】【详解】(1)该实验采用的实验方法是等效替代法；
(2)①[1]弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；
②[2]根据
mg=kx
可得
m=kgx
由图像可得
kg=50×10−30.05=1
可得
k=9.8N/m
③[3]实验结论：在弹性限度内，弹簧弹力跟弹簧伸长量成正比。
12.(1)AC
(2) B dt gH=12dt2 小球在下落过程中空气阻力对其做负功(或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用)

【解析】(1)实验中用电磁打点计时器，则还需要4∼6V交流电源，需要用刻度尺测量纸带长度；该实验不需要测量重物的质量，因为要验证的表达式两边都有质量。故选AC。
(2)②[1]要验证的表达式为
mgH=12mv2
即
gH=12v2
则需要测量A、B之间的距离H，故选B。
③[2]小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为
v=dt
④[3]上述实验满足关系式
mgH=12mv2
即
gH=12dt2
时，则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒；
⑤[4]该同学在实验中发现，小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是小球在下落过程中空气阻力对其做负功(或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用)
13.(1)喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动，由
vt2−v02=−2gℎ
得最大初速度大小为：
v0= 2gℎ= 2×10×8.45m/s=13m/s
(2)喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动，由
ℎ=12gt2
可得
t= 2ℎg= 2×8.4510s=1.3s
由竖直上抛运动的对称性知水珠在空中运动的时间为
t′=2t=2×1.3s=2.6s

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.(1)若传送带不动，小物块上滑过程所受的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律
mgsinθ+μmgcsθ=ma
故小物块上滑过程中的加速度大小为
a=10m/s2
(2)小物块刚开始运动时，小物块的速度大于传送带的速度，物块所受的摩擦力仍然沿传送带向下，根据牛顿第二定律
mgsinθ+μmgcsθ=ma1
故小物块开始运动阶段的加速度大小为
a1=10m/s2
小物块与传送带的速度相等时所需的时间
t1=v0−va1
代入数据可得
t1=0.2s
小物块速度与传送带速度相等时，由
mgsinθ=6N
μmgcsθ=4N
mgsinθ>μmgcsθ
小物块相对于传送带向下滑动；
此后小物块所受的摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律
mgsinθ−μmgcsθ=ma′
可得
a′=2m/s2
速度减为零还需要的时间
t2=va′=1.5s
则小物块从滑上传送带到速度减为零所经过的时间
t=t1+t2=1.7s

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.1)方法一：物块由A运动到B的过程中做平抛运动，由平抛运动知识得：
vy2=2gℎ1−ℎ2
vB2=vA2+vy2
解得
vB=5m/s
方法二：物块由A运动到B的过程中做平抛运动，由动能定理得：
mgℎ1−ℎ2=12mvB2−12mvA2
解得
vB=5m/s
(2)根据图中几何关系可知：
ℎ2=R(1−cs∠BOC)
cs∠BOC=vAvB=0.6
解得
R=4m
物块从B到C，由动能定理
mgℎ2=12mvC2−12mvB2
对物块在圆弧轨道C点，由牛顿第二定律
N C′−mg=mvC2R
联立可解得
N C′=29.1N
根据牛顿第三定律，物块对轨道压力大小
NC=N′C=29.1N
(3)依据题意知， μ 的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零，运用动能定理有
−μmgL=0−12mvC2
代入数据解得
μ<34
对于 μ 的最小值求解，首先应判断物块第一次碰墙后反弹，能否沿圆轨道滑离B点，以下两种判断方法都可以．
方法一：物块碰前在D处的速度为 vD ，由能量关系有：
mgℎ1=μmgL+12mvD2
第一次碰墙后返回至C处的动能为
EkC=18mvD2−μmgL
可知即使 μ=0 ，有
18mvD2物块不可能返滑至B点．
方法二：若 μ=0 ，对滑块从C到D过程做匀速运动，即碰后速度大小为：
v′D=vC2
代入数据可得
12mv′D2物块不可能返滑至B点。
通过判断可知， μ 的最小值对应着物块撞墙后回到圆轨道最高某处，又下滑经C恰好至D点停止，由动能定理
−μ2mgL=12mvD2−12mvC2
−μ2mg(2L)=0−12mvD22
联立解得
μ≥57684
综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值
57684≤μ<34

【解析】详细解答和解析过程见【答案】方案
方案1(推荐)
方案2
方案3
用时
54分钟
49分钟
50分钟
里程
47.4km
48.7km
50.1km
红绿灯
5个
7个
5个
途径
瑞临线、京广线
南韶高速、京广线
南韶高速、京广线