云南省西双版纳州第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

这是一份云南省西双版纳州第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷，共9页。
注意事项:
1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、姓名、准考证号、考场号、座位号填写
在答题卡上。
2.请在答题卡指定位置按规定要求作答，答在试卷上一律无效。
一、选择题:本题共10小题，共46分，在给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8-10题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题6分，全对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分。
1.下列关于形变的说法中正确的是( )
A. 甲图是剪切形变，这种形变因为断面切断，所以不会产生弹力
B. 乙图是弯曲形变，弯曲之后一定可以恢复到原来的形状
C. 丙图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变
D. 丁图是扭转形变，扭转之后不可以恢复到原来的形状
2.华为Mate60搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片，该手机最大的亮点就是可以连接天通一号01星实现卫星通信。天通一号01星是地球同步静止卫星，另外已知我国的“天宫”号空间站运行周期约为90分钟，“天宫”号空间站和天通一号01星的运动均可看作绕地球做匀速圆周运动，“天宫”号空间站和天通一号01星均可视为质点，忽略地球自转对重力大小的影响，则下列说法正确的是( )
A. 天通一号01星运行过程中可以经过北京的上空
B. 天通一号01星运行的向心加速度小于“天宫”号空间站运行的向心加速度
C. 天通一号01星运行时的机械能一定大于“天宫”号空间站运行时的机械能
D. “天宫”号空间站运行的线速度小于天通一号01星运行的线速度
3.神舟十五号载人飞船于北京时间11月29日23时08分发射，神舟十五号飞行任务是中国载人航天工程2022年的第六次飞行任务，也是中国载人航天工程空间站建造阶段最后一次飞行任务。下列说法正确的是( )
A. 航天员在开展空间站舱内设备调试时，可以将飞船看成质点
B. 11月29日23是08分是时刻
C. 在太空作业的航天员处于失重状态，不受重力
D. 在飞船升空过程中，宇航员的惯性逐渐减小
4.如图所示，某汽车挂件由轻质细绳连接两个质量不同的物件构成。已知上方物件的质量较大，挂件被悬挂在封闭车厢的顶部，两个物件均可简化成球状物体。当汽车做匀加速直线运动时，从侧面看到的汽车挂件悬挂状态是( )
A. B. C. D.
5.A、B、C三物块质量分别为M、m和m0，按如图所示的位置放置，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速直线运动，则可以断定( )
A. 物块A与桌面间有摩擦力，大小为m0g
B. 物块A与B之间有摩擦力，大小为m0g
C. 桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力大小为m0g
D. 桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为0
6.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一轻弹簧相连，轻弹簧承受的拉力为T时刚好被拉断.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块一起加速运动，则以下说法正确的是( )
A. 质量为2m的木块受到四个力的作用
B. 当F逐渐增大到T时，轻弹簧刚好被拉断
C. 当F逐渐增大到1.5T时，轻弹簧会被拉断
D. 撤去F瞬间，质量为m的木块所受摩擦力的大小和方向不变
7.如图所示，半径为R的圆盘绕过圆心的竖直轴OO′匀速转动，在距轴为r处有一竖直杆，杆上用长为L的细线悬挂一小球，当圆盘以角速度ω匀速转动时，小球也以同样的角速度做匀速圆周运动，这时细线与竖直方向的夹角为θ，则小球的向心加速度大小为( )
A. ω2R B. ω2r
C. ω2Lsin θ D. ω2(r＋Lsin θ)
8.如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F的水平外力推动物块P，若记R、Q之间相互作用力与Q、P之间相互作用力大小之比为k.下列判断正确的是( )
A. 若μ≠0，则k＝56 B. 若μ≠0，则k＝35
C. 若μ＝0，则k＝12 D. 若μ＝0，则k＝35
9.子弹以初速度v0水平射入静止在光滑水平地面上的木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v匀速运动。如图所示，已知子弹从刚射中木块到子弹相对木块静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s，木块对子弹的阻力可视为恒力，阻力大小为F阻，则下列说法正确的是( )
A. 木块对子弹的阻力做负功
B. 子弹对木块的作用力做负功
C. 子弹对木块的作用力做的功大小为F阻L
D. 子弹对木块的作用力做的功大小为F阻(L+s)
10.如图所示，倾角为θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块B栓接，劲度系数为k。物块A紧靠着物块B，物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A，使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为15g的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m，物块B质量为2m，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法中正确的是( )
A. 施加拉力的瞬间，A、B间的弹力大小为15mg
B. A、B分离瞬间弹簧弹力大小为65mg
C. 拉力F的最大值大于mg
D. 在A、B分离前整个过程中A的位移为mg5k
二、非选择题（共54分）
11.（6分）某同学用电磁实验装置和数码相机分别研究平抛运动.
(1)如图甲所示，将小球a由斜槽上某一高度处由静止释放，沿斜槽滚下，离开斜槽末端(水平)时撞开轻质接触式开关，被电磁铁吸住的小球b同时自由下落.结果看到a、b两球同时落地，这个演示实验说明：__________________________________
(2)用频闪照相拍摄小球做平抛运动的轨迹，得到如图乙所示的图像，图像中a、b、c、d是连续四次拍摄的小球所在的位置.
①方格纸中每个小方格的实际边长为1.6 cm，则闪光灯闪光的时间间隔为________ s，小球做平抛运动的初速度大小为v0＝________ m/s.(重力加速度g＝10 m/s2)
②试分析a点是否为小球的抛出点，说明理由：____________
12.（9分）利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度大小为g。实验前测出滑块(含遮光条)的质量M、遮光条的宽度d。按正确的操作，接通气源，将滑块由A点静止释放(此时遮光条到光电门的距离为x)，记录钩码的质量m及滑块通过光电门时遮光条的遮光时间t。
(1)实验时滑块的质量M (填“需要”或“不需要”)远大于钩码的质量m；
(2)滑块运动到光电门处的速度大小v= 。对于滑块和钩码构成的系统，若等式mgx= 在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒。(均用给定的物理量符号表示)
(3)改变滑块释放的位置，测出多组实验数据，绘制出x-1t2图像，若图像为过坐标原点的直线，且斜率k= ，则说明系统机械能守恒。(用给定的物理量符号表示)
13.（10分）如图所示，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演。若摩托车运动的速率恒为v＝20 m/s，人和车的总质量为m＝200 kg，摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍，且k＝0.5。摩托车通过与圆心O在同一水平面上的B点向下运动时牵引力恰好为零，摩托车车身的长度不计，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)运动员完成一次圆周运动所需的时间(π取3.14)；
(2)摩托车通过最低点A时牵引力的大小。
14.（12分）如图所示，用内壁粗糙的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R=0.8m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)，轨道底端D点与水平地面相切，现有一辆质量为m=2kg的玩具小车在恒定的拉力F=10N作用下从E点由静止开始出发，经过一段时间到达D点时撤去外力F，此时小车对“S”形轨道压力为420N，小车进入“S”形轨道后从轨道的最高点飞出，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高。已知小车在水平轨道ED段运动过程中受到的阻力是车重的0.1倍，斜面的倾角为30°。求：(g取10m/s2)
(1)小车从E点到D点的距离；
(2)小车到达C点时的速度大小；
(3)在A点小车对轨道的弹力。
15.（17分）如图所示，倾角θ=30°的固定光滑斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于D点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B，使滑轮左侧绳子始终与斜面平行，初始时用手按住物体A，使其静止在斜面的C点，C、D两点间的距离为L，现由静止释放物体A，物体A沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置为E点，D、E两点间距离为L2，若物体A、B的质量分别为4m和m，不计空气阻力，重力加速度为g，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：
(1)物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小；
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能；
(3)查阅资料可知弹性限度内，弹簧弹性势能的表达式为Ep=12kx2，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪短细绳，请通过计算判断物体A能否回弹，若能回弹，求回弹的最大距离；若不能回弹，求需要把弹簧再压缩的距离。
单选题
1. C 2. B 3. B 4. C 5. A 6. D 7. D
多选题
8. BD 9. AC 10. AD
实验题
11.【答案】(1)做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动是自由落体运动 (2)①4×10－2 0.8 ②见解析(其他解析合理即可)
【解析】(1)演示实验说明：做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动是自由落体运动.
(2)①由Δh＝gT2，得到闪光灯闪光的时间间隔T＝Δhg＝1.6×10-210 s＝4×10－2 s，
设小球a、b间的水平位移为x，小球的初速度大小v0＝xT＝3.2×10-24×10-2 m/s＝0.8 m/s；
②小球在b点时竖直方向的分速度大小vby＝3×1.6×10-22×4×10-2 m/s＝0.6 m/s，
小球从抛出点运动到b点的时间t＝vbyg＝0.06 s>T，
所以a点不是小球的抛出点.
12.【答案】(1)不需要
(2) dt (M+m)d22t2
(3)(M+m)d22mg
【解析】(1)由于验证机械能守恒定律的对象是滑块与钩码组成的系统，不需要用钩码的重力代替绳子拉力，所以实验时滑块的质量不需要远大于钩码的质量，故填不需要；
(2)滑块运动到光电门处的速度大小为，v=dt，故填dt；
根据系统机械能守恒可知，mgx=12(M+m)v2-0=(M+m)d22t2，在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒，故填(M+m)d22t2。
(3)根据，mgx=(M+m)d22t2，x=(M+m)d22mg⋅1t2，可知绘制出x-1t2图像，若图像为过坐标原点的直线，且斜率，k=(M+m)d22mg，则说明系统机械能守恒，故填(M+m)d22mg。
计算题
13.【答案】(1)6.28 s (2)3×103 N
【解析】(1)根据题意可知，摩托车通过B点时牵引力为零，此时摩托车所受摩擦阻力f与重力平衡，所以有mg＝f＝kN
根据牛顿第二定律有N＝mv2R
解得R＝20 m
运动员完成一次圆周运动所需的时间
T＝2πRv＝6.28 s。
(2)摩托车经过A点时，根据牛顿第二定律得
NA－mg＝mv2R
又fA＝kNA
摩托车经过A点时，水平方向有
FA＝fA
联立解得FA＝3×103 N。
14.【答案】(1)20m；(2)8m/s；(3)20N；方向竖直向上
【解析】(1)小车从E到D由牛顿第二定律得F-0.1mg=ma
由位移公式知vD2=2ax
在D点由牛顿第二定律得FD-mg=mvD2R
由牛顿第三定律得小车在D点对轨道的压力等于轨道对小车的支持力F'D=FD=420N
所以得ED间距离x=20m
(2)把小车在C点的速度分解为沿水平方向的分速度vA和沿竖直方向的分速度vy，
有vy2=2g×3R，vC=vycs30°
解得vC=8m/s
(3)由(2)知小车在A点的速度大小vA=vCsin30°=4m/s
因为vA=2gR>gR
小车对外轨有压力，轨道对小车的作用力竖直向下
根据牛顿第二定律有mg+FN=mvA2R
解得FN=20N
根据牛顿第三定律得，小车对轨道的弹力的大小F'N=FN=20N，方向竖直向上。
15.【答案】(1)2gL5；(2)32mgL；(3)3L4
【解析】(1)物体A从静止释放后下滑到D点的过程中，对物体A、B，根据机械能守恒定律得，4mgLsinθ=124mv2+12mv2+mgL，解得，v=2gL5
(2)物体A从静止释放后下滑到E点的过程中，对物体A、B和弹簧组成系统，根据机械能守恒定律得，4mgL+L2sinθ=Epm+mgL+L2，解得，Epm=32mgL
(3)根据题意，物体A在E点时，32mgL=12kL22，解得，F弹=kL2=6mg>4mgsinθ，所以物体A能够回弹。设物体A回弹过程能离开弹簧，根据机械能守恒定律，Epm=4mgsinθL2+x，解得，x=L4>0，所以假设正确，物体在斜面上弹回的最大距离为，xm=L4+L2=3L4