四川省大数据学考大联盟2023-2024学年高一下学期期末模拟质量检测物理试卷(解析版)

这是一份四川省大数据学考大联盟2023-2024学年高一下学期期末模拟质量检测物理试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了答非选择题时，必须使用0，考试结束后，只将答题卡交回，3m，9km/s等内容，欢迎下载使用。
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。
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔将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。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
5.考试结束后，只将答题卡交回。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题意。）
1. 如图所示为巴河某段河床图，A、B、C、D是沿河岸不同圆弧半径位置处标记的四个点，各处流水速度大小近似相等，则水流动的角速度最大的点是（ ）
A. A点B. B点C. C点D. D点
【答案】A
【解析】各处流水速度大小近似相等，根据
由图可知A点的曲率半径最小，则A点水流动的角速度最大。
故选A。
2. 如图所示，荡秋千在小幅度摆动时可简化为单摆做简谐运动，其等效“摆球”的质量为m、摆长为l，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 人和踏板整体受重力、弹力、回复力的作用
B. 经过最低点时人与踏板均处于平衡状态
C. 人与踏板通过最高点时，合力等于零
D. 荡秋千的周期为
【答案】D
【解析】A．人和踏板整体只受重力和弹力，沿切向的合力提供回复力的作用，故A错误；
B．经过最低点时人与踏板有向心加速度，不是平衡状态，故B错误；
C．人与踏板通过最高点时，速度为零，则向心力为零，即沿径向的合力等于零，但沿切向的合力最大提供回复力，故合力不为零，故C错误；
D．因荡秋千在小幅度摆动时可简化为单摆做简谐运动，则其周期满足单摆的周期为，故D正确。
故选D。
3. 如图所示为中国古乐器曾侯乙编钟，敲击不同的编钟，发出的不同声音在空气中传播时，相同的物理量是（ ）
A. 频率B. 波速C. 波长D. 周期
【答案】B
【解析】在同种介质中，机械波的传播速度相同，则发出的不同声音在空气中传播时，相同的物理量是波速，敲击不同的编钟，频率、周期和波长不相同。
4. 如图所示，质量为1kg的平板车放置在光滑水平玻璃面上，一辆质量为0.2kg的电动玩具车放在平板车上，其前端距离平板车左端1.8m。现启动电动玩具车，则（ ）
A. 玩具车开始向左运动后，平板车仍然静止
B. 玩具车突然不动时，平板车仍然向右运动
C. 玩具车运动得越快，平板车运动得越慢
D. 玩具车前端运动到平板车左端时，平板车在水平面上移动0.3m
【答案】D
【解析】A．根据动量守恒定律，玩具车开始向左运动后，平板车向右运动，A错误；
B．根据动量守恒定律，玩具车突然不动时，平板车也立即停止运动，B错误；
C．根据动量守恒定律，玩具车运动得越快，平板车运动得越快，C错误；
D．根据动量守恒定律
根据题意得

解得


玩具车前端运动到平板车左端时，平板车在水平面上移动0.3m，D正确。
故选D。
5. 中国空间站绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为400km，则中国空间站（ ）
A. 运动周期比地球同步卫星运动的周期小
B. 向心加速度比地球近地卫星向心加速度大
C. 运动速度大于7.9km/s
D. 运动角速度比地球同步卫星运动角速度小
【答案】A
【解析】根据万有引力提供向心力可得
可得
，，，
可知中国空间站运动周期比地球同步卫星运动的周期小；向心加速度比地球近地卫星向心加速度小；运动速度小于近地卫星线速度，即小于7.9km/s；运动角速度比地球同步卫星运动角速度大。
故选A。
6. 如图甲所示，中国京剧特技之一的水袖舞波形可视为简谐波，时刻的波形如图乙，质点M将向下运动，且过0.5s第一次回到平衡位置，则这列波的传播方向和波速是（ ）
A 向左，B. 向右，
C. 向左，D. 向右，
【答案】B
【解析】时刻的波形如图乙，质点M将向下运动，所以这列波向右传播；波的周期为
波速为
故选B。
7. 复兴号动车以额定功率P在平直轨道上启动，运行中受到恒定阻力为f，则（ ）
A. 动车做匀加速运动
B. 动车运行时牵引力大小不变
C. 动车运行的最大速度为
D. 动车所受牵引力所做的功等于克服阻力做的功
【答案】C
【解析】ABC．根据牛顿第二定律可得
又
复兴号动车以额定功率P在平直轨道上启动，随着速度的增大，牵引力逐渐减小，加速度逐渐减小，所以动车做加速度逐渐减小的加速运动；当牵引力等于阻力时，动车速度达到最大，则有
故AB错误，C正确；
D．根据动能定理可得
可知动车所受牵引力所做的功大于克服阻力做的功，故D错误。
故选C。
8. 在2030年前中国人实现首次登陆月球，载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，已知月球半径为R，表面处重力加速度为g，忽略其他天体的引力作用和自转的影响。则“揽月”着陆前，“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动的周期为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】物体在月球表面有
“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动时，有
联立可得“梦舟”飞船绕月球表面做匀速圆周运动的周期为
故选C。
二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。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. 质量为m的物体以速率v做匀速圆周运动，则（ ）
A. 运动一周的过程中，动量始终保持不变
B. 运动一周的过程中，合外力的冲量为零
C. 运动半周的过程中，合外力的冲量大小为
D. 运动半周的过程中，合外力的冲量为零
【答案】BC
【解析】A．运动一周过程中，速度大小不变，方向时刻发生变化，所以动量大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．运动一周的过程中，由于初、末动量相同，所以动量变化为零，根据动量定理可知，合外力的冲量为零，故B正确；
CD．运动半周的过程中，末动量方向刚好与初动量方向相反，设末动量方向为正，根据动量定理可得
可知合外力的冲量大小为，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 若忽略其他星球的影响，可以将地月系统看成双星系统，地月绕其共同中心做匀速圆周运动，则地球、月球运动中大小一定相同的物理量是（ ）
A. 线速度B. 角速度C. 周期D. 向心力
【答案】BCD
【解析】将地月系统看成双星系统，地月绕其共同中心做匀速圆周运动，则地球、月球运动中大小一定相同的物理量是角速度和周期；由于向心力由相互作用的万有引力提供，则向心力大小相同；根据
由于质量不相等，所以线速度大小不相等。
故选BCD。
11. 面点师傅表演“山西刀削面”，如图所示，小面圈（可视为质点）斜向上削离后落入锅中，忽略空气阻力，则小面圈（ ）
A. 斜向上运动过程中重力做正功
B. 下落过程中重力势能增加
C. 最高点时重力瞬时功率为零
D. 在空中机械能守恒
【答案】CD
【解析】A．斜向上运动过程中，重力的方向与速度方向成钝角，重力做负功，A错误；
B．下落过程中重力势能减小，B错误；
C．最高点时速度沿水平方向，与重力方向垂直，重力的瞬时功率为零，C正确；
D．在空中只有重力做功，机械能守恒，D正确。
故选CD。
12. 2024年5月9日至21日全国冰壶冠军赛，在武汉光谷枫叶国际冰上运动中心举办。某次冰壶传击中，质量为m的红壶以速度，与静止在光滑冰面上等质量的蓝壶发生对心正碰，碰后红壶仍沿原方向运动，则（ ）
A. 碰撞过程中，红壶动量变化的大小小于蓝壶动量变化的大小
B. 该碰撞一定为非弹性碰撞
C. 若两冰壶发生完全非弹性碰撞，碰撞过程中损失的机械能为
D. 若蓝壶的质量变为0.5m，蓝壶的速度可能为
【答案】BD
【解析】A．碰撞过程中，相互作用力的冲量大小相等，根据动量定理可知，，红壶动量变化的大小等于蓝壶动量变化的大小，故A错误；
B．若该碰撞为弹性碰撞，则有
解得
，
因为碰后红壶仍沿原方向继续运动，所以该碰撞一定为非弹性碰撞，故B正确；
C．若两冰壶发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒可得
解得
碰撞过程中损失的机械能为
故C错误；
D．若蓝壶的质量变为0.5m，若两冰壶发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒可得
解得
若两冰壶发生弹性碰撞，则有
解得
，
则碰后蓝壶的速度范围为
所以蓝壶的速度可能为，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题（本题共2小题，共16分。）
13. 小华同学用图示装置，通过两等大小球A、B的对心碰撞来验证动量守恒定律。
（1）安装实验器材，应使斜槽末端处于___________，在木板上依次铺上复写纸、白纸，利用重垂线在白纸上标出点O；
（2）测量出入射小球A的质量m1和被碰小球B的质量m2，实验中需要满足m1___________m2（填“>”、“ 同一位置 （3）
【解析】
【小问1详解】
安装实验器材，为了使小球做平抛运动,应使斜槽末端处于水平；
【小问2详解】
测量出入射小球A的质量m1和被碰小球B的质量m2，为了防止小球A弹回，实验中需要满足m1>m2；
为了使小球A与小球B碰撞前的速度不变，保证入射球每次从斜槽上端同一位置自由滑下；
【小问3详解】
小球在空中做平抛运动下落的高度相同，在空中运动的时间t相同，设入射球碰撞前瞬间的速度为v0，碰撞后瞬间入射球和靶球的速度分别为v1、v2，根据动量守恒可得
根据题意得
解得

满足，即可说明两球相碰前后总动量守恒。
14. 用自由落体法来验证机械能守恒定律，打点计时器的打点频率为50Hz。重物从高处由静止开始下落，电火花打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）实验中打点计时器与___________（选填“交流”或“直流”）220V的电源连接；
（2）为了减小实验误差，应选用质量和密度较___________的重物（填“大”或“小”）；
（3）在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为，重物的质量为，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为___________J，动能增加量___________，取重力加速度，（结果均保留三位有效数字）；
（4）由于下落时存在阻力做功，才导致计算的重力势能减少量___________（填“”）动能增加量，得出在实验误差范围内，机械能守恒。
【答案】（1）交流 （2）大 （3）2.72 2.64 （4）>
【解析】
【小问1详解】
实验中电火花打点计时器与交流220V的电源连接。
【小问2详解】
为了减小实验误差，应选用质量和密度较大的重物
【小问3详解】
从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程平均速度，则有
从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量为
【小问4详解】
由于下落时存在阻力做功，减少的重力势能有一部分转化为内能，才导致计算的重力势能减少量大于动能增加量，得出在实验误差范围内，机械能守恒。
四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 如图甲为自动分拣装置图，由长为8.0m直线水平传送带PM和半径为4.0m的水平圆弧传送带MN平滑连接而成，其俯视图如图乙所示。将一个质量为2kg的小工件轻放P处后被传送至N处。已知小工件与传送带间的动摩擦因数均为，传送带中线PMN上各处的速率均为1.0m/s，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：
（1）小工件到达M点的速度大小；
（2）小工件从M运动到N的过程中的向心加速度大小和摩擦力大小？
【答案】（1）1m/s；（2）0.25m/s2，0.5N
【解析】（1）小工件做匀加速直线运动的加速度为
解得

小工件与传送带共速所用时间为

小工件的位移为

小工件到达M点的速度大小为1m/s；
（2）小工件的向心加速度为

小工件所受的静摩擦力为
16. 2024年初，“南方小土豆”游玩哈尔滨冰雪大世界冰滑梯，如图甲所示，滑面可视为平直斜面，与水平冰面平滑连接。质量为的小土豆从滑梯顶端静止滑下直至停止，如图乙所示，滑梯顶端到底端的高度，滑梯末端到O点的距离，重力加速度g取，小土豆视为质点，冰滑梯光滑，不计空气阻力，求：
（1）小土豆下滑过程中重力做的功；
（2）小土豆下滑到滑梯底端时的速度大小（结果可保留根号）；
（3）若小土豆滑动中与冰面间各处的动摩擦因数为0.2，小土豆滑动的整个过程中克服摩擦力做的功？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小土豆下滑过程中重力做的功为
（2）由于冰滑梯光滑，小土豆从顶端下滑到滑梯底端过程，根据动能定理可得
解得小土豆下滑到滑梯底端时的速度大小为
（3）小土豆滑动的整个过程中，根据动能定理可得
解得小土豆滑动的整个过程中克服摩擦力做的功为
17. 科技节上有一个游戏，其装置简图如图所示，弹射器固定在光滑平台AB上，质量的长木板紧挨平台放置在光滑水平面上，木板上表面与平台等高，木板右端一定距离处固定有半径的光滑半圆轨道CD，轨道末端与平台相切。游戏者调节发射器，弹簧的弹性势能为18J时，将质量的小球水平弹射出，后经木板进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道顶点D点。小球与木板上表面间的动摩擦因数，木板与平台碰撞前小球始终没有滑离木板，木板与平台碰撞瞬间即与平台粘合在一起，不计空气阻力，小球可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）小球刚滑上木板时速度大小；
（2）小球在最低点C点时对轨道的压力大小；
（3）木板的长度至少是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由能量守恒，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，有
得小球刚滑上木板时速度大小
（2）小球恰好能通过半圆轨道顶点D点，则
解得
从C点到D点，由机械能守恒定律得
解得
小球在最低点C点时，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得小球在最低点C点时对轨道的压力大小
（3）当小球的速度为时，设木板的速度为，小球刚运动到木板的最右端，小球和木板由动量守恒定律得
解得
由能量守恒定律得
解得