2023-2024学年湖南省衡阳四中高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年湖南省衡阳四中高一（下）期末物理试卷（含答案），共10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。
1.下列说法不正确的是( )
A. 曲线运动的速度可以不改变
B. 物体做圆周运动合力不一定指向圆心
C. 因为缺少精密的测量仪器，牛顿并没有测定万有引力常量
D. 合外力做的功等于物体动能的变化
2.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的14，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )
A. 向心加速度大小之比为8：1B. 角速度大小之比为4：1
C. 周期之比为1：8D. 轨道半径之比为1：2
3.如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff。在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 重力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)sinθ
B. 支持力对滑块的总冲量为mg(t1+t2)csθ
C. 合外力的冲量为0
D. 摩擦力的总冲量为Ff(t1+t2)
4.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
A. 动量守恒，机械能不守恒B. 动量不守恒，机械能守恒
C. 动量守恒，机械能守恒D. 无法判定动量、机械能是否守恒
5.如图，拉动齿条可使玩具陀螺转动起来。设每次拉出齿条的长度都相同，则( )
A. 转动过程，陀螺上各点线速度大小相等B. 拉力做功大小与陀螺质量有关
C. 拉力F做功全部转化为陀螺的动能D. 拉力F越大，拉力F的功率就越大
6.如图所示，质量为m的石块从ℎ高处以30°角斜向上方抛出，初速度为v0。石块上升的最高点距离抛出点高度为ℎ′，抛出时人对石块做功为WA，落地前瞬间速度大小为vt、不计石块与手分离前的石块位移和整个运动过程中的空气阻力，重力加速度为g。以下相应过程中关于动能定理的列式正确的是( )
A. 石块从开始加速到最高点的过程中动能定理的列式为：WA−mgℎ′=0−12mv02
B. 石块从开始加速到最高点的过程中动能定理的列式为：WA−mgℎ′=12m( 32v0)2−0
C. 石块从与手分离到落地前瞬间的过程中动能定理的列式为：mgℎ=12mvt2−0
D. 石块从与手分离到落地前瞬间的过程中动能定理的列式为：WA+mgℎ=12mvt2−12mv02
7.在翻修旧房时，工人同时将两块砖水平叠放在一起以初速度v0斜向上抛出，如图所示。砖到达最高点时刚好被另一工人接住，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 从抛出到将要被接住的过程中，两块砖做之间作用力不为零
B. 砖在最高点工人接住前的速度为零
C. 若要让砖准确到达接砖工人图示中手的位置，抛砖时的速度方向必须瞄准该位置
D. 若在原位置、以相同速度v0抛出叠放在一起的三块砖(可视为质点)，能在同一最高位置被工人接住
8.如图所示为一小型起重机，物体P用不可伸长的轻质细绳绕过光滑轻质滑轮A、B，滑轮大小不计，连接C处的固定电动机。滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动，电动机C可改变总绳长，使绳始终保持绷直，且滑轮B的竖直高度不会低于滑轮A。下列说法正确的是( )
A. 当滑轮A向右移动，滑轮B向下移动，有可能在物体P初始位置的右下侧地面接到物体P
B. 当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，细绳对物体P拉力的功率会逐渐变大
C. 当只将滑轮B向上移动时，物体P的重力做正功
D. 保持物体P距地面高度不变，将滑轮A向右匀速移动时，竖直伸缩杆不动，则电动机C需要匀速放绳
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是( )
A. 神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度
B. 神舟十七号进入Ⅱ轨道后周期变长
C. “M卫星”若要与空间站对接，可以在Ⅲ轨道上点火加速追上空间站
D. 神舟十七号在Ⅱ轨道上c点点火加速进入Ⅲ轨道，此时在Ⅲ轨道上的c点的加速度大于Ⅱ轨道上的c点的加速度
10.现在很多景区都有悬空大茶壶这一景观，如图甲所示，一把大茶壶不断向下“倒水”，大茶壶似乎没有任何支撑而悬空，小明参观后回到自己的DIY实验工坊，尝试做了如下实验，其原理如图乙所示，开口向下的水桶代替大茶壶，水桶下面有一水管，水桶的重心位于水管中心之上，水管内的水流忽略重力的影响而各处速度方向竖直向上，大小相等均为v=10m/s，水管的横截面积S=0.003m2，水的密度为ρ=1000kg/m3，假设水碰到水桶底部瞬间速度大小不变方向反向，忽略水流质量的损耗，水碰水桶底部过程忽略水的重力。阻力的影响，水桶处于悬停状态。下列说法正确的是( )
A. 水桶的质量为60kgB. 水桶的质量为40kg
C. 连接水管的水泵输出功率为2kWD. 连接水管的水泵输出功率为1.5kW
11.质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l。支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，设此水平位置势能为零，由静止释放，则下列说法中正确的是( )
A. B球相对于初始位置上升的最大高度为l
B. A球的速度最大时，两小球的总重力势能为零
C. A球在向下摆的全过程中，杆对它做负功
D. 同一时刻，A、B两球的向心力相同
12.在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成θ角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，由v−t图像可知( )
A. 货物从A运动到B过程中，摩擦力恒定不变
B. 货物从A运动到B过程中，传送带对货物摩擦力做功为−11.2J
C. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
D. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为12.8J
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.在水平桌面上，同学们用如图1所示的实验器材探究小车做匀变速直线运动的规律。

(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)适当抬高木板右端以平衡阻力。
(2)实验得到的一条纸带，如图2所示，A、B、C为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计数点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交变电源上。则纸带运动的加速度a= ______m/s2。(结果保留2位有效数字)
(3)甲、乙两组同学独立完成实验。在某次实验中，甲组同学挂的是2个钩码，乙组同学挂的是1个钩码。若将钩码的重力看成小车受到的合力，则这两组实验中，即使在小车质量不相同的情形下，也一定存在2倍关系的是______。
A.拉力对小车做的功
B.拉力给小车的冲量
C.小车在单位距离上的动能变化量
D.小车在单位时间内的动量变化量
14.某同学设计了如图甲所示装置研究竖直平面内的圆周运动。小球通过轻质、没有弹性的轻绳栓接在固定于支架顶端横杆上O点的拉力传感器上。
(1)该同学每次实验均是在轻绳水平伸直状态下由静止释放小球，逐渐增加绳子长度，发现小球经过最低点时绳中拉力______(填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”)，与绳子长度______(填“成正比”、“成反比”或“无关”)。
(2)该同学选用了一条长度合适的轻绳，某次轻绳拉直时由静止释放小球(不高于悬点O)，测量出小球释放位置距离O点的高度差为ℎ，记录小球经过最低点时绳中拉力T，改变小球的释放位置(不高于悬点O)，多次重复上述过程，在T−ℎ坐标系中描点作出了图像如图乙，从图乙中得到图像的纵截距和斜率分别为b、k，可得小球质量和绳长分别为______、______(已知重力加速度为g)。
四、计算题：本大题共4小题，共38分。
15.电动汽车由于其节能环保、低噪声、提速快等优点，越来越受消费者青睐。如图所示，平直公路上A点左边路段为柏油路面，右边路段为水泥路面。某电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，从A点进入水泥路面后汽车仍以额定功率行驶。已知电动汽车在柏油路面行驶时和在水泥路面行驶时受到的阻力均为恒力，且前者大于后者。简要分析该电动汽车刚进入水泥路面时做什么运动，并分析之后汽车的受力和运动情况。
16.假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，已知该行星半径为R，引力常量为G。宇航员在该行星表面距地面ℎ处(ℎ≪R)由静止释放一个小球，经过时间t落到地面(引力视为恒力，不计行星自转，阻力可忽略)。求：
(1)该行星表面的重力加速度g；
(2)该行星的质量M；
(3)该行星的第一宇宙速度v。
17.如图所示为跳台滑雪轨道简化模型，AB段光滑曲面为加速滑道，BCD段圆弧滑道为半径r=16m的姿态调整滑道，左侧与AB段平滑连接，右侧与水平跳台DE连接，EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小v1=20m/s，经过D点时的速度大小为v2=15m/s，运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方ℎ=7.2m处，最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为10m/s2，不计空气阻力，速降斜坡足够长，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力；
(2)水平平台DE的长度；
(3)经过P点之后，运动员距斜坡的最远距离(结果用根式表示)。
18.一质量为m=1kg的小球用长为L=1.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与光滑水平面上放置的小滑块b发生正碰，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后小滑块滑到并排放置在右侧光滑水平地面上的两块木板c、d上，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平面齐平，滑块最终恰好没有离开木板d。已知：小滑块b的质量和两木板c、d的质量均为M=2kg，木板c的长为Lc=2m，小滑块与两木板间动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)小球与小滑块b碰后，滑块b的速度大小；
(2)小滑块b从滑上c的左端到滑离c所用的时间。
参考答案
1.A
2.C
3.B
4.A
5.D
6.B
7.D
8.A
9.AB
10.AD
11.AC
12.BC
13.不需要 0.78 CD
14.不变 无关 b3g −2b3k
15.解：电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，根据题意可知，阻力均为恒力，且前者大于后者，进入水泥路面后受阻力减小，功率不变，牵引力大于水泥路面阻力，根据
P额v−f=ma
所以电动汽车刚进入水泥路面时加速度不为0，随着速度逐渐增加，加速度会逐渐减小，所以电动汽车从柏油路面进入水泥路面时做加速度逐渐减小的加速运动。
当电动汽车进入水泥路面后汽车牵引力大于水泥路面阻力，所以速度会逐渐增加，当牵引力减小，电动汽车会做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力减小至等于阻力时合力为0，此时电动汽车速度达到最大值，之后做匀速直线运动。
答：电动汽车从柏油路面进入水泥路面时做加速度逐渐减小的加速运动；当电动汽车进入水泥路面后汽车牵引力大于水泥路面阻力，所以速度会逐渐增加，当牵引力减小，电动汽车会做加速度逐渐减小的加速运动，当牵引力减小至等于阻力时合力为0，此时电动汽车速度达到最大值，之后做匀速直线运动。
16.解：(1)设行星表面的重力加速度为g，由于小球做自由落体运动，对小球有ℎ=12gt2，可得g=2ℎt2。
(2)对行星表面的物体m，忽略自转，则万有引力提供重力，可得GMmR2=mg，得行星质量为M=2ℎR2Gt2。
(3)对处于行星表面，环绕行星做匀速圆周运动的卫星m′，由重力提供向心力，可得m′g=m′v2R，解得该行星的第一宇宙速度为v= gR= 2ℎRt2。
答：(1)该行星表面的重力加速度g为2ℎt2；
(2)该行星的质量M为2ℎR2Gt2；
(3)该行星的第一宇宙速度v为 2ℎRt2。
17.解：(1)在C点有，根据牛顿第二定律
FN−mg=mv12r
解得
FN=2100N
即运动员在C点受到圆弧轨道的弹力大小为2100N，方向竖直向上。
(2)运动员在由D点飞出时速度与水平方向成α角，从D点运动到P点的过程中，做斜抛运动，竖直方向有
(v2sinα)2=2gℎ，v2sinα=gt1
水平方向有
xDE=v2csα⋅t1
解得
α=53°，xDE=10.8m
(3)运动到P点的速度
vP=v2csα
对其垂直斜坡方向分解
vy=vPsinθ，ay=gcsθ
当垂直斜坡方向上的速度减为0时，距离斜坡最远，由几何关系可知
d=ℎcsθ+H
其中
vy2=2ayH
解得
d=171 340m
答：(1)运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力2100N，方向竖直向上；
(2)水平平台DE的长度10.8m；
(3)经过P点之后，运动员距斜坡的最远距离171 340m。
18.解：(1)小球释放到最低点的过程中，由动能定理有：mgL=12mv2
代入数据解得：v=6m/s
小球与b碰撞过程，以向右为正方向，由动量守恒知：mv=mv1+Mvb
根据能量守恒定律可知：12mv2=12mv12+12Mvb2
联立解得碰后滑块b的速度大小：vb=4m/s
(2)滑块b冲上c木板至刚离开c木板的过程，
以向右为正方向，根据动量守恒可知：Mvb=Mv′b+2Mvcd
根据能量守恒定律可知：μMgLc=12Mvb2−12(M+M)vcd2−12Mv′b2
解得b刚离开长木板c时b滑块的速度：vb′=83m/s
在此过程，以向右为正方向，对b由动量定理有：−μMgt=Mv′b−Mvb
代入数据解得：t=23s
答：(1)小球与小滑块b碰后，滑块b的速度大小为4m/s；
(2)小滑块b从滑上c的左端到滑离c所用的时间为23s。