安徽省宣城市2023-2024学年高一下学期期末调研测试物理试卷（Word版附解析）

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注意事项：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟2.答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 下列说法正确的是（ ）
A. 第谷测量大量行星运行的数据并据此推理出了行星运动定律
B. 太阳系内所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，且太阳处在椭圆的一个焦点上
C. 计算不同行星间的万有引力时，引力常量有所不同
D. 太阳系内所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的比值都相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．第谷测量大量行星运行的数据，开普勒通过研究这些天文数据推理出来开普勒行星运动定律，选项A错误；
B．根据开普勒第一定律可知，太阳系内所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，且太阳处在椭圆的一个焦点上，选项B正确；
C．引力常量是一个定值，具有普适性，选项C错误；
D．根据开普勒第三定律，太阳系内所有行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方比值都相等，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，甲球从O点以水平速度飞出，落在水平地面上的A点。乙球从O点以水平速度飞出，落在水平地面上的B点反弹后恰好也落在A点。已知乙球在B点与地面碰撞反弹后瞬间水平方向的分速度不变、竖直方向的分速度方向相反大小不变，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 由O点到A点，甲球运动时间与乙球运动时间相等
B.
C.
D. 甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．设OA间的竖直高度为h，由O点到A点，甲球运动时间为
根据对称性可知，乙球运动时间为
可知乙球运动时间是甲球的3倍，故A错误；
D．乙球先做平抛运动，再做斜上抛运动，根据对称性可知，从B到A的水平位移等于从O到B的水平位移的2倍，所以甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍，故D错误。
BC．设乙球由O点到B点水平位移为x，时间为t。对甲球有
对乙球有
则得
故B正确，C错误。
故选B。
3. 修正带的结构如图所示，大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，且相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮上某点，修正带正常使用过程中（ ）
A. a、b两点的角速度大小相等
B. a、c两点的线速度大小相等
C. b、c两点的周期相等
D. b点的向心加速度最大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．ab同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，故
va=vb
由
v=ωr
可知
ωa<ωb
故A错误；
B．a和c为同轴上两点
ωa=ωc
a、c两点的角速度相同，半径不同，则线速度不同，故B错误；
C．由AB可知
ωc<ωb
由
可知
Tb故C错误；
D．根据
=ω2r
可知b点的向心加速度最大，故D正确。
故选D。
4. 为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”"快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（ ）
A. “天宫空间站”运行的速度始终不变
B. “结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力
C. “天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度
D. “天宫空间站”的运行速率小于“天舟五号”的运行速率
【答案】D
【解析】
【详解】AD．“天宫空间站”绕地运行时，万有引力提供向心力，则有
可得
由上式可知，“天宫空间站”的圆周运动半径不变时，则其运行速度大小始终不变，但速度方向一直在变，所以速度一直在变；由于“天宫空间站”的运动半径大于“天舟五号”的运动半径，所以“天宫空间站”的运行速率小于“天舟五号”的运行速率，故A错误、D正确；
C．根据
解得
可知，轨道半径越小，加速度越大，即“天宫空间站”加速度小于“天舟五号”的加速度，故C错误；
B．根据
可知，轨道半径相同时，由于“结合体”的质量大于对接前“天宫空间站”的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，故B错误。
故选D。
5. 第十二届全国少数民族传统体育运动会将于2024年11月22日至30日在海南省三亚市举办，跑马射箭又称马上骑射，是少数民族传统体育项目之一，具有悠久的历史。跑马射箭项目在规定的距离，以最短时间内射中目标多的为获胜方。民族运动会上有一个骑射项目运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射向固定目标（即图中的箭靶，箭靶平面与马运动方向平行）。假设运动员骑马奔驰的速度为v1 = 15m/s，运动员静止时射出的箭速度为v2 = 25m/s，跑道离固定目标的最近距离为d = 9m。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短。不考虑空气阻力和重力的影响，则（ ）
A. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.36s
B. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.45s
C. 箭在沿马前进的方向运动的位移为0.54m
D. 运动员放箭处与靶的距离为5.4m
【答案】A
【解析】
【详解】AB．箭被射出到射中靶的最短时间为
故A正确、B错误；
C．箭在沿马前进的方向运动的位移为
故C错误；
D．运动员放箭处与靶的距离为
故D错误。
故选A。
6. 2024 年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛于北京时间2月25日落幕，中国床队斩获3金2银，取得“开门红”。如图所示，某次比赛时，运动员从蹦床正上方A点由静止下落运动员在B点接触蹦床并将蹦床压缩至最低点C点，不计空气阻力，运动员可看作质点则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员从A点运动到C点的过程中机械能先不变后减小
B. 运动员从A点运动到C点的过程中机械能守恒
C. 运动员从B点运动到C点的过程中动能一直增大
D. 运动员从B点运动到C点的过程中蹦床的弹性势能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．运动员从A点运动到B点的过程中机械能守恒；运动员从B点运动到C点的过程中，蹦床对运动员的弹力做负功，运动员的机械能减小，故A正确，B错误；
CD．运动员从B点运动到C点的过程中先重力大于弹力，向下加速，后弹力大于重力，向下减速，则动能先增大后减小，蹦床的弹性势能一直增大，故CD错误。
故选A。
7. 2023年我国新能源汽车出口491万辆，同比增长57.9%，首次跃居全球第一。新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，某科研小组通过速度传感器和计算机得到了一段时间内某款电动车的瞬时速度（v）以及对应的牵引力的倒数（）的多组数据，作出图像如图所示，该电动车最终以大小为的速度做匀速直线运动。电动车的质量为m，运动过程中受到的阻力恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 当电动车的速度大小为时，其加速度大小为
B. 电动车的功率为
C. 电动车在BC段的加速度大小不变
D. 电动车受到的阻力大小为
【答案】A
【解析】
【详解】B．电动车的功率等于图像的斜率
故B错误；
C．根据牛顿第二定律
解得
电动车在BC段的加速度随着速度的增大而减小，故C错误；
D．根据最大速度公式
根据题意
解得
故D错误；
A．根据
解得
故A正确。
故选A。
8. 如图所示，倾角为α的斜面足够长，现从斜面上O点以与斜面成相同的β角（），大小为v、2v速度分别抛出小球P、Q，小球P、Q刚要落在斜面上 A、B两点时的速度分别为、。设O、A间的距离为，O、B间的距离为，不计空气阻力，当β取不同值时，下列说法正确的是（ ）
A. P、Q在空中飞行的时间可能相等
B. 方向与斜面的夹角一定不等于方向与斜面的夹角
C. 一定等于
D. 可能大于
【答案】C
【解析】
【详解】A．将初速度分解在垂直斜面方向和平行斜面方向，垂直斜面方向
平行斜面方向
垂直斜面的加速度
平行斜面的加速度
在空中飞行的时间
所以P、Q在空中飞行的时间之比为，故A错误；
D．小球的位移
结合
可得
故D错误；
B．速度与斜面的夹角的正切值
结合
可知方向与斜面的夹角一定等于方向与斜面的夹角，故B错误；
C．结合B选项分析，速度方向相同，垂直斜面和平行斜面的速度之比均为，根据速度的合成可知一定等于，故C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1 ，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则（ ）
A F1＜mgB. F1 >mg
C. F2 = mgD. F2 >mg
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v，竖直方向上合力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
＜mg
根据牛顿第三定律得
＜mg
故A正确，B错误；
CD．汽车过凹形路面的最高低时，设速度为v，竖直方向上合力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
>mg
根据牛顿第三定律得
>mg
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一质量为m物体受水平面内的恒力作用，在光滑水平面上运动。从A点经过t时间运动到B点，速度大小分别为、，其中方向与虚线AB的夹角α=60°。则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体从A点运动到B点过程中恒力做功为mv2
B. 该恒力大小为
C. 物体从A点运动到 B点速度变化量大小为
D. 从A点开始运动经过时间时，物体动能最小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据动能定理可知，物体从A点运动到B点过程中恒力做功为
故A正确；
BC．将物体的运动分解沿AB方向和垂直AB方向两个分运动，在垂直AB方向有
解得
可得
则物体沿AB方向的加速度大小为
物体垂直AB方向的加速度大小为
则物体的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得该恒力大小为
物体从A点运动到 B点速度变化量大小为
故B正确，C错误；
D．设物体受到的恒力与AB方向的夹角为，则有
可得
将初速度分解为沿着恒力方向和垂直恒力方向，如图所示
可知当图中速度减为0时，物体的速度最小，动能最小，所用时间为
故D正确。
故选ABD
三、非选择题：本题共5小题，共 58 分
11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：
（1）如图甲，为定量研究，建立以水平向右为轴正方向、坚直向下为轴正方向的坐标系，取平拋运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于该点，钢球的______（选填“最上端”、“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为坐标原点。
（2）如图乙所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做______；如图丙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做______。
【答案】（1）球心 （2） ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动
【解析】
【小问1详解】
该实验中是以钢球的球心对应白纸上的位置做为坐标原点，在小球平抛的轨迹上也是以小球球心在背板白纸上的投影作为小球运动轨迹上的点迹。
【小问2详解】
[1]图乙中，与小球B做平抛运动的对照实验的为小球A在竖直方向的自由落体运动，当两小球同时落地时，则说明平抛运动在竖直方向做的是自由落体运动；
[2]图丙中的对照实验中，上方小球从轨道末端抛出后做平抛运动，下方小球从轨道末端出射后做匀速直线运动，而在某时刻上方小球击中了下方小球，说明两小球的水平位移相同，由此可说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动。
12. 某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q，P处放置一光电门。实验步骤是：
①测出滑块的挡光片宽度L（很小），用天平测出滑块的质量 m；
②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H；
③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从木板上的Q2位置由静止者放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1；
④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。
（1）滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题（已知重力加速度为g）：
①滑块动能的变化量____________；②重力对滑块做的功____________；
③摩擦力对滑块做的功_____________。
（2）某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线若图线过原点，且图线斜率_______，则能证明合外力做的功等于物体动能增量。
【答案】（1） ①. ②. ③.
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1] 滑块通过光电门的速度为
则滑块的动能的变化量为
[2] 重力对滑块做的功
[3] 设P点到铁架台的水平长度为d，滑块做匀速直线运动时，由动能定理可得
解得
改变倾角后，摩擦力做的功为
【小问2详解】
由上可知，合力做的功为，根据动能定理可知

联立可得
则图线的斜率
13. 《愤怒的小鸟》是一款非常好玩的游戏，故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒，某同学根据所学的物理知识，将小鸟被弹弓沿水平方向弹出的过程简化为如图乙所示，小鸟可看作质点，其中h1 = 0.8m，l1 = 2m，h2 = 2.4m，l2 = 2.5m，取g = 10m/s2。求：
（1）如图乙所示，小鸟以多大速度水平飞出后，恰好能擦着台面的草地边缘落到地面的草地上？
（2）请用计算说明，小鸟飞出能否直接打中堡垒？
【答案】（1）；（2）能击中
【解析】
【详解】（1）小鸟做平抛运动，飞到草地边缘的过程中，在竖直、水平方向分别有
联立解得
（2）飞到地面的过程，在竖直方向上满足
解得
假设能直接击中堡垒，则
解得
故能击中。
14. 2024年4月26日3时32分，神州十八号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口。已知对接后空间站在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ，组合体轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求：
（1）组合体的线速度；
（2）地球的质量；
（3）地球的平均密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）空间站做匀速圆周运动，角速度
环绕速度
联立可得
（2）地球对空间站的万有引力提供空间站做匀速圆周运动的向心力
解得
（3）在地球表面有
又
联立可得
15. 如图，水平平台上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB 段光滑，BC段长，与滑块间的摩擦因数为。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的长为，与滑块间的摩擦因数为，传送带开始静止不动。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切，圆弧形轨道半径。今将一质量的滑块向左压缩轻弹簧到最短，此时弹的弹性势能为，然后突然释放，滑块滑过传送带右端继续滑上圆弧形轨道，恰好能到达与圆心等高的F点（未画出）。重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）滑块到达C点的速度；
（2）传送带与滑块间的摩擦因数；
（3）若传送带速度的大小可以根据需要设定，要使滑块在圆弧形轨道上运动时能通过E点，求传送带速度范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从释放物体到点，根据动能定理有
代入数据解方程可得
（2）当物体恰好到达点，则
代入数据
（3）恰好经过点有
物体由点滑道点
解得
因为，故物体滑上传送带就需加速，若一直加速到达点，根据动能定理有
解得
所以传送带的速度需满足。