【物理】广东省江门市2024-2025学年高一下学期期末调研考试试题（解析版）

这是一份【物理】广东省江门市2024-2025学年高一下学期期末调研考试试题（解析版），共15页。试卷主要包含了答题前，考生务必把自己的姓名，考生必须保持答题卡的整洁，9km/s， 某质点在Oxy平面上运动等内容，欢迎下载使用。
本试卷共5页，15小题，满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必把自己的姓名。考生号等填写在答题卡相应的位置上。
2.做选择题时，必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
3.非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效。
5.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。
1. 2024年江门马拉松赛于12月15日7：30鸣枪开跑，韦春华以1小时18分23秒的成绩获得半程马拉松女子组冠军，半程马拉松全程为21.0975km，路线从五邑华侨广场出发，途经发展大道、滨江碧道、港口一路，终点在白水带公园，下图为参赛选手的运动轨迹截图，下列说法正确的是（ ）
A. “7：30”和“1小时18分23秒”都指时刻
B. 研究参赛者的比赛时间时，可以将其视为质点
C. 半程马拉松的21.0975km为位移
D. 由题给信息能够算出韦春华的平均速度大小
【答案】B
【解析】A．“7：30”指时刻，“1小时18分23秒”指时间，故A错误；
B．研究参赛者的比赛时间时，可以将其视为质点，故B正确；
C．半程马拉松的21.0975km为路程，故C错误；
D．由题给信息，不知道运动的位移大小，不能够算出韦春华的平均速度大小，故D错误。
故选B。
2. 下图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法错误的是（ ）
A. 甲图，牛顿发现了万有引力定律并通过引力扭秤实验测出了万有引力常量
B. 乙图，伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
C. 丙图，伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
D. 丁图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律
【答案】A
【解析】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过引力扭秤实验测出了万有引力常量，故A错误，符合题意；
B．乙图，伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因，故B正确，不符合题意；
C．丙图，伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比，故C正确，不符合题意；
D．丁图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律，故D正确，不符合题意。
故选A。
3. 一个恒力F作用在物体上，使物体在力的方向上发生了一段位移l，下面关于力F做的功的说法中正确的是（ ）
A. 物体加速运动时，力F做的功最多
B. 物体匀速运动时，力F做的功最多
C. 物体减速运动时，力F做的功最少
D. 力F对物体做功与物体运动快慢无关
【答案】D
【解析】功的计算公式为（力与位移同方向，），功的大小仅由力、位移及两者方向关系决定，与物体运动快慢无关，与物体的运动状态（加速、匀速或减速）无关。只要位移相同，功就相同，故ABC错误，D正确，
故选D。
4. 北京时间2023年12月15日，我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。某遥感卫星沿地球同步轨道运行，关于该遥感卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 其运行速度等于7.9km/s
B. 其向心加速度大于放在赤道上的物体的向心加速度
C. 其向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. 已知该卫星的轨道半径和地球自转的周期，不能求出该卫星的线速度大小
【答案】B
【解析】A．在环绕模型中，卫星所受万有引力提供做圆周运动的向心力，即
解得
因为7.9km/s是近地卫星的环绕速度，且因为近地卫星的环绕半径比地球静止卫星小，则该遥感卫星的线速度小于近地卫星的线速度，即其运行速度小于7.9km/s。故A错误；
B．因为该卫星与赤道上的物体环绕周期和角速度相等，则根据
可知卫星的环绕半径大于赤道上的物体随地球做圆周运动的半径，则其向心加速度大于放在赤道上的物体的向心加速度。故B正确；
C．根据
解得该卫星的向心加速度
设地球半径为，地球表面的重力加速度符合
解得
因为
则
故C错误；
D．地球自转周期与该卫星做圆周运动的周期大小相等，则根据
该卫星的轨道半径和环绕周期都已知，则能求出该卫星的线速度大小。故D错误。
故选B。
5. 在水平面上，小孩拉着雪橇做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 雪橇受到的滑动摩擦力方向始终与圆周运动的切线方向相反
B. 雪橇受到的滑动摩擦力方向始终指向圆心
C. 雪橇受到的拉力方向始终指向圆心
D. 雪橇受到的合力始终不变
【答案】A
【解析】AB．雪橇在水平雪地上做匀速圆周运动，速度方向是圆周运动的切线方向，雪橇受到的滑动摩擦力方向与速度方向相反，所以雪橇受到的滑动摩擦力方向始终与圆周运动的切线方向相反，故A正确，B错误；
CD．雪橇做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，又由于向心力始终指向圆心，所以摩擦力和拉力的合力提供向心力且方向指向圆心,，雪橇受到的合力方向时刻发生改变，拉力方向不指向圆心，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，一个小球质量为m，初始时静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半圆竖直光滑轨道的最高点C，重力加速度大小为g，则小球通过轨道的最低点B时对轨道的压力至少为（ ）
A. mgB. 4mgC. 5mgD. 6mg
【答案】D
【解析】对小球，考虑临界情况，恰好通过最高点C，在C点仅有重力提供向心力
从B点到C点，由动能定理
在B点，重力和支持力的合力提供向心力
联立解得
根据牛顿第三定律得小球通过轨道的最低点B时对轨道的压力至少为6mg，故选D。
7. 波轮洗衣机在运行脱水程序时有一质量为6g硬币被甩到筒壁上随脱水筒做匀速圆周运动，脱水筒直径400mm，转速为600r/min。下列说法中正确的是（ ）
A. 硬币所受重力、摩擦力的合力充当圆周运动的向心力
B. 硬币的角速度为10rad/s
C. 硬币的线速度为4πm/s
D. 硬币需要的向心力约为3.6N
【答案】C
【解析】A．硬币所受重力、摩擦力和弹力，筒壁的弹力充当圆周运动的向心力，故A错误；
B．硬币的角速度为，故B错误；
C．硬币的线速度大小为，故C正确；
D．硬币需要的向心力约为，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，错选、多选不得分，选不全得3分。
8. 一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L，如图所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是（ ）
A. 由A到C的过程中，动能和重力势能之和保持不变
B. 由B到C过程中，弹性势能和动能之和逐渐减小
C. 由A到C的过程中，物块m的机械能守恒
D. 由B到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒
【答案】BD
【解析】AC．由A到C的过程中，由于有弹力做负功，因此物体的机械能减小，动能和重力势能之和减小，AC错误；
BD．从B到C的过程中，物块与弹簧组成的系统的机械能不变，物体的重力势能增大，因此系统的弹性势能和动能之和减小，BD正确。
故选BD。
9. 某质点在Oxy平面上运动。t=0时，质点位于坐标原点。它在x轴方向运动的速度时间图像和在y轴方向的位移时间图像分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 质点在x轴的加速度为2m/s2
B. 质点在y轴的加速度为4m/s2
C. t=0时，质点的速度大小为5m/s
D. t=2s时，质点的位置坐标为（10m，8m）
【答案】ACD
【解析】A．质点在x轴的加速度为，故A正确；
B．质点在y轴做匀速直线运动，加速度为0，故B错误；
C．质点在y轴做匀速直线运动的速度大小为
t=0时，质点的速度大小为，故C正确；
D． t=2s时，质点的位置x轴坐标为
质点的位置y轴坐标为
所以t=2s时，质点的位置坐标为（10m，8m），故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示为跳台滑雪的简易示意图，运动员（可视为质点）从雪坡上某位置由静止滑下，到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出，分别落在平台下方的斜面上的M、N两点。设落在M、N两点时小球的速度方向与斜面间的夹角分别为θ1、θ2，不计空气阻力，关于运动员在PM与PN两段运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动的时间相等B. 速度的变化率相等
C. 动能的变化量相等D. θ1>θ2
【答案】BD
【解析】A．运动员做平抛运动，运动时间由，可得
由于运动员落到N时竖直高度大，所以运动时间长，故A错误；
B．速度的变化率即加速度，做平抛运动只受重力作用，加速度为重力加速度，所以运动员在PM与PN两段运动过程中，速度的变化率相等，故B正确；
C．由动能定理可知
所以由于运动员落到N时竖直高度大，动能的变化量大，故C错误；
D．如图，连接P点到落点构造斜面
根据平抛运动推论：速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍
则，
因为
所以
可知，故D正确。
故选BD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作正确的是（ ）
A. B.
C. D.
（2）关于上述实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 重物最好选择密度较大的铁块
B. 重物的质量必须测量
C. 实验中应先接通电源，后释放纸带
D. 可以通过纸带测量物体的下落高度h，再代入公式求解瞬时速度
（3）若某同学正确操作得到如图所示的纸带。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h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为___________，重物的动能变化量为___________。（结果用题设字母表示）；
（4）从打O点到打B点的过程中，重物会受到空气阻力的作用，纸带与限位孔之间也存在相互作用的摩擦力，因此，重物的重力势能变化量的测量值与真实值相比会___________。（填“偏大”“偏小”或“不变”）
【答案】（1）A （2）AC （3） （4）不变
【解析】
【小问1解析】
在释放纸带瞬间应保证纸带竖直，且重物应靠近打点计时器。故选A。
【小问2解析】
A．重物最好选择密度较大的铁块，故A正确；
B．由，可知验证机械能守恒定律动能与重力势能中的质量可以消去，所以不需要测量质量，故B错误；
C．实验中为了充分利用纸带，且打第一个点时纸带速度接近为零，应先接通电源后释放纸带，故C正确；
D．正确的是通过测量某段位移，求该段位移平均速度的方法求该段位移中间时刻的瞬时速度，如果用 求速度是以机械能守恒为前提得出的结果，无法验证实验，故D错误。
故选AC。
【小问3解析】
从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为
打B点时速度大小为
重物的动能变化量为
【小问4解析】
从打O点到打B点的过程中，重物受到空气阻力的作用，纸带与限位孔之间也存在相互作用的摩擦力，不影响重物下落高度的测量，因此，重物的重力势能变化量的测量值与真实值相比会不变。
12. 实验小组同学用如图装置探究向心力的表达式的装置。已知塔轮共3层，每层左右半径比分别为 1:1（第一层）、2:1（第二层）、3:1（第三层）。两侧变速塔轮通过皮带连接，长槽和短槽随塔轮转动，档板A和档板C离塔轮中心轴的半径相等，标尺显示两球向心力之比。
（1）实验中探究向心力与角速度的关系时，需将质量相同的两个钢球分别放在短槽的档板C和长槽的档板______位置处，这种研究方法是______（选填“控制变量法”“理想模型法”）；
（2）当皮带套在第二层塔轮时，右塔轮边缘线速度是左塔轮边缘线速度的______倍；右塔轮的角速度是左塔轮的______倍；
（3）实验中观察到：当角速度增大到原来的2倍时，标尺显示的向心力格子数变为原来的4倍。由此可得出的结论是（ ）
A. 向心力与角速度成正比
B. 向心力与角速度的平方成正比
C. 向心力与角速度的立方成正比
D. 无法确定向心力与角速度的关系
【答案】（1） A 控制变量法 （2）1 2 （3）B
【解析】
【小问1解析】
探究向心力与角速度的关系时，需确保小球质量与圆周运动的半径相等，即需要将两个钢球分别放在短槽的档板C和长槽的档板A位置处；
结合上述可知，这种研究方法是控制变量法。
【小问2解析】
由于皮带传动时，与皮带接触的边缘的线速度大小相等，则当皮带套在第二层塔轮时，右塔轮边缘线速度是左塔轮边缘线速度的1倍；
第二层塔轮右塔轮与左塔轮半径之比为1:2，根据
解得
【小问3解析】
根据当角速度增大到原来的2倍时，标尺显示的向心力格子数变为原来的4倍。由此可得出的结论是保持小球质量与圆周运动的半径相等时，向心力与角速度的平方成正比。
故选B。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示，某人把一个质量m=2kg的小球从h=1.4m高处斜向上抛出，初速度v0=6m/s，不计空气阻力，g取10m/s2，取地面为零势能面。求：
（1）小球的机械能E多大；
（2）小球落地时速度大小。
【答案】（1）64J （2）8m/s
【解析】
【小问1解析】
取地面为零势能面，小球的机械能
解得E=64J
【小问2解析】
根据动能定理有
解得v=8m/s
14. 某人体重50kg，参加“蹦极”比赛，他将长20m的弹性绳栓在脚上（弹性绳的另一端拴在脚边的桩上），他轻轻跳离出发台时速度很小，可以忽略不计。设弹性绳可相当于劲度系数k=100N/m的轻弹簧。取g=10m/s2.，求∶
(1)弹性绳刚伸直时，此人重力的功率多大？
(2)此人下落过程中速度最大时，人下落的高度是多少？
(3)此人下落过程中具有的最大速度为15m/s，那么此时弹性绳的弹性势能多大？
【答案】(1)10000W；(2)25m； (3)1250J
【解析】(1)弹性绳刚伸直时，人下落高度为20m，有
P=mgv
得
P=10000W
(2)当弹力大小等于重力，人的加速度为0时，速度最大。
此时弹性绳伸长量
人下落高度为
h1=x+h=25m
(3)从开始下落到速度最大，机械能守恒，有
代入数据可得
Ep弹=1250J
15. 如图所示，一倾角为θ的斜面固定在水平面上，质量为5m的物块静止于斜面上O处。在距离O点h高处的斜面顶端从静止开始释放一个质量为m的小球，小球沿斜面下落过程中只与物块发生了一次弹性碰撞（碰撞时间极短），一段时间后两者同时到达斜面底端。物块与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，小球与斜面间摩擦忽略不计，重力加速度大小为g。求：
（1）小球与物块刚碰撞后它们的速度v1、v2的大小；
（2）小球与物块碰撞过程小球对物块的冲量；
（3）斜面的高度H。
【答案】（1）， （2），沿斜面向下 （3）
【解析】
【小问1解析】
设刚要碰撞时小球的速度为，从小球开始下滑到碰撞过程对小球，由动能定理得
解得
小球与物块发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒。设碰撞后小球的速度为，物块的速度为，取沿斜面向下为正方向，根据动量守恒定律得
根据机械能守恒定律得
解得，
小球与物块刚碰撞后它们的速度v1、v2的大小分别是、。
【小问2解析】
由动量定理可得小球与物块碰撞过程小球对物块的冲量大小为
方向沿斜面向下
【小问3解析】
小球与物块碰撞后先沿斜面向上匀减速运动后沿斜面向下做匀加速运动，设加速度为，设经时间t运动到斜面底端，取沿斜面向下为正方向，对小球，由牛顿运动定律得
根据匀变速直线运动的位移—时间公式得
设碰撞后物块的加速度为，根据牛顿运动定律有
解得
即物块碰撞后沿斜面向下做匀速运动，则
解得