精品解析:广东省江门市2022-2023学年高一下学期6月期末物理试题(解析版)
展开江门市2023年普通高中高一调研测试(二)
物理
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8小题,每小题3分,共24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3分,选错或不答的得0分。
1. 一实心的长方体,三边长分别是a、b、c如图所示。有一质点,从顶点A沿表面经点E运动到长方体的对角B,关于质点的位移大小下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据几何知识,从A点到前表面的右侧顶点的距离
所以A点到B点的直线距离为
故选B。
2. 某质点做直线运动,速度随时间的变化的关系式为,则对这个质点运动描述正确的是( )
A. 初速度为 B. 加速度为
C. 在末,瞬时速度为 D. 前内,位移为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得
可知,加速度,故AB错误;
C.3s末得瞬时速度为
故C正确;
D.前内质点得位移为
故D错误。
故选C。
3. 下列有关力学单位制的说法中正确的是( )
A. 在有关力学的分析计算中,只能采用国际单位制,不能采用其他单位制
B. 力学中选定的基本量有长度、质量和速度
C. 力学中国际单位制中的基本单位有和
D. 只有在国际单位制中,牛顿第二定律表达式才是
【答案】D
【解析】
【详解】A.在有关力学的分析计算中,可以采用国际单位,也可以采用其他单位,故A错误;
BC.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、质量和时间,其单位分别为m,kg,s,故BC错误;
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是 F=ma,故D正确。
故选D。
4. 在忽略空气阻力的情况下,下列物体运动过程中机械能守恒的是( )
A. 物体随电梯匀速下降 B. 物体随电梯加速下降
C. 物体沿着固定斜面减速下滑 D. 物体沿光滑固定斜面由底端减速上滑
【答案】D
【解析】
【详解】物体运动过程只有重力或弹簧弹力做功时机械能守恒。
A.物体随电梯匀速下降时重力和支持力都做功,机械能不守恒,故A错误;
B.物体随电梯加速下降时重力和支持力都做功,重力做的功大于支持力做的功,所以机械能不守恒,故B错误;
C.物体沿着固定斜面减速下滑时物体与斜面之间由摩擦力,所以下滑过程重力和摩擦力都做功,机械能不守恒,故C错误;
D.物体沿光滑固定斜面由底端减速上滑时只有重力做功,机械能守恒,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,地球可以看作一个球体,位于江门的建筑物A和位于北京的建筑物B,都随地球的自转做匀速圆周运动,关于建筑物的下列说法正确的是( )
A. 周期 B. 所受向心力 C. 线速度大小 D. 角速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】建筑物A和建筑物B都随地球的自转做匀速圆周运动,可知它们的周期和角速度都相等,则有
,
根据
由于建筑物A做圆周运动的半径大于建筑物B做圆周运动的半径,则有
根据向心力表达式
由于不知道两建筑物的质量关系,故无法确定向心力的大小关系。
故选C。
6. 当前的江门,拥有全国第三、广东唯一具备和谐号动车组生产资质的中车广东基地。如图,一列崭新的动车交付使用前测试:初速度为,以额定功率在平直轨道上行驶,经时间达到该功率下的最大速度,阻力保持不变,下列说法正确的是( )
A. 动车在时间内牵引力逐渐减小 B. 动车在时间内做匀加速直线运动
C. 该动车的额定功率 D. 牵引力做功
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据功率公式
速度v逐渐增大,功率不变,所以动车在时间内牵引力逐渐减小,故A正确;
B.根据牛顿第二定律
牵引力逐渐减小,阻力保持不变,所以动车在时间内加速度逐渐减小,故B错误;
C.当速度到达最大速度时,加速度为零,此时
所以该动车的额定功率
故C错误;
D.根据动能定理
所以牵引力做功
故D错误。
故选A。
7. 如图所示为飞机正以的速度斜向上起飞,飞行方向与水平方向的夹角为,内速度保持不变(已知),则前内( )
A. 飞机的飞行轨迹可能是曲线
B. 飞机在水平方向上的分运动是匀加速直线运动
C. 飞机竖直方向的分速度大小为
D. 内竖直方向分位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于内速度保持不变,则飞机做匀速直线运动,故A错误;
B.飞机的合运动为匀速直线运动,所以水平方向得分运动为匀速直线运动,故B错误;
C.根据速度的合成与分解可知飞机竖直方向的分速度为
故C错误;
D.内竖直方向分位移大小为
故D正确。
故选D。
8. 两人同时对重物各施加一个与竖直方向夹角相同的拉力F,重物在地面上方保持静止,现两人同时缓慢后退,拉力F与竖直方向夹角始终相等,重物在同一位置保持静止,下列说法正确的是( )
A. 拉力F减小 B. 拉力F增大 C. 拉力F对重物做负功 D. 拉力F对重物做正功
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设拉力F与竖直方向夹角为,重物处于平衡状态,由
两人同时缓慢后退,角度变大,所以变小,拉力F增大,故A错误,B正确;
CD.重物在同一位置保持静止,所以拉力F对重物不做功,故CD错误。
故选B。
二、多项选择题:共4小题,每小题4分,共16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2分。
9. 一质量为的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 时物块的速度为 B. 时物块的速度为
C. 物块的动量为 D. 时物块的动量为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB. 由动量定理可得
当时物块的速度为
故A正确,B错误;
CD. 0~ 4s内,由动量定理可得
故C错误,D正确
故选AD。
10. 短道速滑接力是冬奥会的重要项目之一,其“交接棒”过程是“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员。假设此过程中两运动员的速度方向均在同一直线上,“交接棒”过程时间很短,忽略运动员与冰面之间的摩擦力,则“交接棒”过程中( )
A. 两运动员之间的相互作用力必定等大、反向
B. 两运动员之间的相互作用力做的功必定相等
C. 两运动员“交接棒”前后总动量保持不变
D. 两运动员“交接棒”前后总动能保持不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由牛顿第三定律知,两运动员之间的相互作用力必定等大、反向,故A正确;
B.两运动员“交接棒”过程中的对地位移不一定相等,则两运动员之间的相互作用力做的功不一定相等,故B错误;
C.因为忽略运动员与冰面之间的摩擦力,则两运动员组成的系统满足动量守恒,则两运动员“交接棒”前后总动量保持不变,故C正确;
D.“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员,要消耗体内的化学能,转化为系统的机械能,则两运动员“交接棒”前后总动能增加,故D错误。
故选AC。
11. 如图所示,“过水门”仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布,且刚好在最高点相遇。若水门高约,跨度约取,忽略空气阻力和水流之间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 两水柱相遇前,水柱在空中做匀变速曲线运动
B. 水喷出后经过约到达最高点
C. 在最高点相遇前的瞬间,水柱的速度约为零
D. 水喷出的瞬间,速度水平方向分量约为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.两水柱相遇前,水柱在空中只受重力,且速度方向与力的方向不在一条直线,所以水柱在空中做匀变速曲线运动,故A正确;
B.在竖直方向上,水看成竖直上抛和自由落体运动,且对称,则
解得
故B正确;
C.在最高点相遇前的瞬间,水柱的竖直速度为零,但水平速度不为零,故C错误;
D.根据运动的对称性可知,水柱整个过程中的运动时间为6s,则
故D正确。
故选ABD。
12. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,若其线速度的平方与轨道半径倒数的图像如图中实线所示,该直线斜率为,图中为地球半径,则对于地球表面的重力加速度和第一宇宙速度的下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
详解】根据万有引力提供向心力得
解得
由题意
对于地球表面
解得
第一宇宙速度
解得
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,共15分。
13. 如图所示的装置常用来验证动量守恒定律。
(1)安装实验仪器,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分别标注斜槽端口、靶球初位置的投影点和;
(2)用天平测出两个大小相同、质量不同的钢的质量,质量为的钢球作为入射球,质量为的钢球作为靶球,则____________________(填“>”、“<”或“=”);
(3)先让入射球单独从斜槽上端紧靠定位板的位置自由滑下,在白纸上留下落地点P。在支球柱上放上靶球,让入射球从斜槽上端____________________自由滑下,与靶球发生碰撞,两球分别在白纸上留下落地点分别为;
(4)测出入射球两次落地点与点的距离分别为和,靶球落地碰撞点与点的距离,在实验误差允许范围内,若和满足关系____________________,就验证了两钢球碰撞前后总动量守恒。
【答案】 ①. 水平 ②. > ③. 同一位置 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]安装实验仪器,为了使小球抛出时的速度处于水平方向,应使斜槽末端处于水平。
(2)[2]了保证碰撞后,入射球不反弹,应使入射球质量大于靶球质量,即。
(3)[3]为了保证每次碰撞前瞬间入射球的速度相同,在支球柱上放上靶球,让入射球从斜槽上端同一位置自由滑下,与靶球发生碰撞,两球分别在白纸上留下落地点分别为。
(4)[4]小球在空中做平抛运动下落的高度相同,在空中运动的时间相同,设入射球碰撞前瞬间的速度为,碰撞后瞬间入射球和靶球的速度分别为、,根据动量守恒可得
则有
可得验证两钢球碰撞前后总动量守恒的表达式为
14. 某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。
①圆柱体和另一端的挡光杆随水平旋臂绕转轴一起做圆周运动,通过绳子连接力传感器测量圆柱体受到的向心力;
②测得圆柱体到转轴的距离为,挡光杆到转轴的距离为,挡光杆的挡光宽度为,挡光杆经过光电门的挡光时间;
③保持圆柱体的质量和半径不变,改变转速重复步骤①②,得到多组和的数据,研究与圆柱体线速度的关系。
(1)挡光杆的角速度____________________,圆妵体的线速度____________________(用所测物理量符号表示)。
(2)实验中测得的数据如表:
1
1.5
2
2.5
3
0.88
2
3.5
5.5
7.9
如图甲、乙所示是根据上述实验数据作出的、图像,那么保持圆柱体质量和半径一定时研究与的关系,为方便研究,应使用的图像是____________________。
(3)上述图像是保持时得到的,由图像可得圆柱体的质量为____________________(保留两位有效数字)。
【答案】 ①. ②. ③. 乙 ④. 0.18##0.17##0.19
【解析】
【详解】(1)[1]挡光杆的线速度大小为
挡光杆的角速度为
[2]圆妵体的线速度为
(2)[3]因为图像为过原点的直线,保持圆柱体质量和半径一定时研究与的关系,为方便研究,应使用的图像是乙。
(3)[4]根据向心力表达式
可知图乙图像的斜率为
可得圆柱体的质量为
四、计算题:本大题共3小题,共45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。
15. 如图所示的机车,质量为,设它从停车场出发经后速度达到,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶了才停在站上,设机车所受的阻力保持不变,求:
(1)机车在加速阶段和减速阶段的加速度大小;
(2)机车关闭发动机前所受的率引力。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)设机车在加速、减速阶段的加速度大小分别为和,根据运动学公式可得
,
解得
(2)由牛顿第二定律得
,
解得
16. 一条滑雪道如图所示,倾斜滑道段的倾角均为。段长度为,动摩擦因数为,半径的段为圆弧滑道与段平滑连接。一滑雪者连同装备(视为质点)总质量,从点由静止出发沿着滑道下滑,从点水平抛出落到点,段长度为,将滑雪者从至的运动看作匀速圆周运动。忽略运动过程中所受的空气阻力,取。求:
(1)运动到C点时滑雪者速度的大小和滑雪者对滑道压力的大小;
(2)滑道段的动摩擦因数的大小;
【答案】(1)20m/s,2100N;(2)0.5
【解析】
【详解】(1)从C处平抛,竖直方向有
水平方向有
dcos37°=vct
得
vc=20m/s
由牛顿第二定律得
得
N=2100N
由牛顿第三定律,滑雪者对滑道的压力为
N/=N=2100N
(2)从A到B由动能定理得
在B处
vB=vc=20m/s
解得
μ=0.5
17. 如图所示,粗糙水平面长度为端连接一倾角为的光滑斜面,斜面长度为,B端点固定一半径的竖直光滑圆弧轨道。从斜面顶端由静止释放一质量的小球,运动到点时与另一质量的静止小滑块发生碰撞并结合为一整体(斜面与水平轨道连接处能量损失可忽略不计)。随后整体在水平面上运动到点后进入圆弧轨道,取。
(1)求小球、小滑块碰撞过程中小球对小滑块的冲量;
(2)若整体能进入圆轨道并在进入后运动过程中不脱离轨道,请在下表数据中为小滑块选择合适的材料满足上述的运动条件,写出相应的判断依据。
小滑块材料
水平面材料
动摩擦因数
钢
钢
0.25
木
钢
0.2
聚氯乙烯
钢
0.4
聚异戊二烯
钢
0.65
【答案】(1)0.2N·s,方向水平向右;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)设小球下滑到最低点的速度大小为v0,根据机械能守恒定律得
得
v0=6 m/s
设小球、小滑块碰撞后速度为v1,由动量守恒定律得
Mv0=(M+m)v1
解得
v1=4 m/s
对小滑块,根据动量定理得
I=mv1=0.2N·s
方向水平向右
(2)整体恰能进入圆轨道,由动能定理有
解得
μ1=0.8
整体进入圆轨道后恰能到圆心等高处,有
解得
μ2=0.6
整体进入圆轨道后恰能通过圆弧轨道的最高点,有
根据动能定理有
解得
μ3=0.3
所以μ的取值范围为μ≤0.3或0.6≤μ≤0.8,查看表格可知:若可以运动到最高点,材料可以为钢、木;若可以运动到圆心等高处以下,材料可以为聚异戊二烯。
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