2023-2024学年广东省江门市培英高级中学高一（下）期末模拟物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省江门市培英高级中学高一（下）期末模拟物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（第1-8题每题3分，第9-12题每题4分，共40分）
1.在建广汕高铁全长203公里，途经8座高铁站，设计时速350公里/小时，最快运行时间约为40分钟。则下列说法中正确的是( )
A. “40分钟”是指时刻
B. “全长203公里”是指位移大小
C. 在研究火车从广州新塘站到汕尾站之间的运行时间时，可以把火车看成质点
D. “时速350公里/小时”是指火车运行的平均速度大小
2.物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关科学思维方法的叙述正确的是( )
A. 图甲所示的“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了类比法
B. 图乙所示的“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了放大法
C. 图丙所示，卡文迪许利用扭秤实验测量引力常量，运用了控制变量法
D. 图丁为著名的伽利略斜面实验，运用了理想实验法
3.平直公路上，一辆自行车与同方向行驶的一辆汽车在t=0时同时经过某一个路标，它们的位移x随时间t变化的规律分别为：汽车x1=10t−14t2，自行车x2=4t，则下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀减速直线运动，自行车做匀加速直线运动
B. 在t=20s时，此时两车相距最远
C. 在t=22s时，汽车的位移为100m
D. 自行车不可能追上汽车
4.如图所示，安全出口指示牌通过两条长度相同的链条竖直悬挂在固定于天花板横梁的挂钩上，其中A、C为挂钩与天花板的连接点，B、D为链条与指示牌的连接点，A、C和B、D分别关于指示牌中间对称，两链条的长度不变且始终对称，下列分析正确的是( )
A. 甲图中仅减小BD距离，指示牌静止时，每根链条的拉力变小
B. 甲图中仅减小AC距离，指示牌静止时，每根链条的拉力变小
C. 甲图中链条AB断开，指示牌重新恢复静止后，指示牌所受合力变大
D. 乙图中若适当调整BD、AC之间的距离，指示牌静止时，每根链条的拉力可能都等于指示牌的重力
5.某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是( )
A. 启动后，越野车做匀加速运动
B. 加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量
C. 越野车加速过程中所受到的阻力大小为1.6×104N
D. 当越野车速度为90km/ℎ时，其加速度大小为10m/s2
6.如图所示，跳水运动员踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上(A位置)，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)。运动员从位置A运动到位置B的过程中，下列说法正确的是( )
A. 运动员的机械能守恒
B. 运动员的动能一直减小
C. 运动员的加速度方向一直向下
D. 到达位置B时，运动员所受合外力不可能为零
7.关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 如图乙，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，线速度不变，所受的合外力也不变
C. 如图丙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力
D. 如图丁，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨会对轮缘有挤压作用
8.宇航员在某一星球表面(接近真空环境)做科学实验，他让小球自距星球表面ℎ高处自由下落，经过时间t小球落到星球表面，已知该星球半径为R，万有引力常数为G，ℎ远小于R，则下列说法错误的是( )
A. 星球表面的重力加速度为g=2ℎt2B. 星球的质量为M=2ℎR2Gt2
C. 该星球的第一宇宙速度为v= 2ℎRt2D. 此星球的平均密度为ρ=ℎ2Gπt2
9.如图甲所示，直升飞机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地带。前4秒内被困人员水平方向的V−t图像和竖直方向的V−t图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力，则在这4秒内( )
A. 以地面为参考系，被救人员的运动轨迹是一条抛物线
B. 绳索中的拉力方向为倾斜向右上方
C. 人对绳索的拉力大小等于绳索对人的拉力大小
D. 以地面为参考系，t=4s时被救人员的位移大小为8 5m
10.如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度V0滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A，B速度随时间变化的情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 木板A与物体B质量相等
B. 若木板A、物体B质量已知，可以求得热量Q
C. 小物体B相对长木板A滑行的距离1m
D. A对B做的功与B对A做的功等大反向
11.如图所示，在O点处固定一力传感器，细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。t1时刻小球通过最低点时力传感器的示数为12mg，经过半个圆周，在t2时刻通过最高点时力传感器的示数为4mg。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. t2时刻小球到达最高点时的速度大小为 5gr
B. 从t1时刻到t2时刻的运动过程中，小球克服空气阻力做的功为12mgr
C. 小球再次经过最低点时，力传感器的示数等于12mg
D. 小球再次经过最低点时，重力的瞬时功率为0
12.数据表明，在电动车事故中，佩戴头盔可防止85%的头部受伤，大大减小损伤程度。头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上，人头部的质量约为2kg，则下列说法正确的是( )
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同
D. 若事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层，则头部受到的撞击力最多为2000N
二、综合题(共60分)
13.如图(a)所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是__________。
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.释放重物前，重物离打点计时器下端远些
(2)纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图(b)所示，相邻计数点间的时间间隔为T，那么纸带的__________(选填“左”或“右”)端与重锤相连。设重锤质量为m，根据测得的x1、x2、x3、x4，在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为__________。
(3)根据纸带上的数据，算出重锤在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离ℎ，并以v22为纵轴、ℎ为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重锤在下落过程中机械能守恒，则v22−ℎ图像可能是__________；若重锤在下落过程中所受到逐渐增大的阻力作用，则v22−ℎ图像可能是__________(均填写选项字母符号)。
14.如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。
(1)图2是小球m2的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为______cm。
(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是___________。
A.可选用半径不同的两小球 B.选用两球的质量应满足m1>m2
C.小球m1每次必须从斜轨同一位置释放 D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示)
(4)验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为m1、滑块B的总质量为m2，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
图3
在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示)
(5)关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上论证碰撞前后两滑块的动量变化量m1Δv1与m2Δv2的关系为____________(提示：Δv1与Δv2均为矢量)。
15.链球是田径运动中利用双手投掷的竞远项目，运动员两手握着链球上铁链的把手，人带动链球旋转，最后加力使球脱手而出。某运动员在一次链球训练时，落点到抛出点的距离为x=80 m，通过训练录像测得链球离地的最大高度为ℎ=20 m，(忽略空气阻力，不计链球抛出时离地高度，重力加速度g取10 m/s2)，求：
(1)链球从最高点到地面经历的时间．
(2)链球在最高点的速度大小．
(3)若链球脱手前做圆周运动的半径为r=1.5 m，则链球脱手前瞬间角速度的大小．
16.台球是深受大众喜爱的球类运动之一，我国选手曾多次荣获台球世锦赛冠军。如图所示，某次比赛时，母球A、目标球B和角洞恰好在同一条水平直线上。已知两球质量均为m且可视为质点，B与角洞的距离为l，重力加速度为g。两球发生弹性正碰后，B减速运动恰好能进入角洞，B运动时受到的阻力为其重力的k倍，求：
(1)两球碰撞后瞬间B的速度大小；
(2)两球碰撞前瞬间A的速度大小。
17.某娱乐项目的简化模型如图所示。在光滑水平高台上固定一弹射装置，其右侧放置一座舱。弹射装置将座舱由静止弹出的过程中，释放Ep=3200 J的弹性势能。座舱离开轻质弹簧由高台末端A点滑离，恰好从B点沿斜面方向滑上高H1=3.0 m、倾角θ=37∘的滑梯BC，已知座舱质量m=100 kg且可视为质点。座舱与滑梯间的动摩擦因数μ1=0.2，重力加速度g=10 m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。不计座舱在运动过程中受到的空气阻力。求：
(1)座舱离开高台A点时的速度vA的大小；
(2)A、B两点间的高度差ℎ及到达C点的速度vC的大小；
(3)滑梯底部与水平地面连接，由于场地限制水平地面的长度d=8.0 m，考虑游客的安全，需在地面上设置一缓冲坡面DE，使座舱最终能安全停在离地高度H2=1.2 m坡面顶端E点。若座舱与地面及缓冲坡面间的动摩擦因数均为μ2=0.75，不计通过C、D点的机械能损失。试论证在斜面倾角α不大于37°的情况下，座舱可以停在E点，且与α取值无关。
答案
1.C
2.D
3.C
4.D
5.C
6.D
7.D
8.D
9.ACD
10.ABC
11.AD
12.AD
13.(1)BC；(2)左；m8T2(x42−2x2x4)；(3)C；A
14.(1)55.50 (2)BC (3)m1OP=m1OM+m2ON (4)m1T1−m2T2=−m1+m2T3 (5) m1Δv1=−m2Δv2
15.解：(1)链球从最高点到地面过程是一个平抛运动，竖直方向做自由落体运动
ℎ=12gt2，
解得t=2s。
(2)设链球在最高点的速度为vx，链球在水平方向匀速运动
x2=vxt，
解得vx=20m/s。
(3)将链球从抛出到最高点的运动看成平抛运动的逆过程，则竖直方向分速度为
vy=gt，
设链球脱手前瞬间速度为v，则v= vx2+vy2，
v=rω
解得
ω=40 23rad/s
16.解：(ⅰ)碰后目标球的运动过程由动能定理可得：
kmgl=12mv22
解得：v2= 2kgl
(ⅱ)规定母球的速度方向为正方向，两球发生弹性碰撞有：
mv0=mv1+mv2
12mv02=12mv12+12mv22
解得：v0=v2= 2kgl
答：(ⅰ)两球碰撞后瞬间B的速度大小为 2kgl；
(ⅱ)两球碰撞前瞬间A的速度大小为 2kgl。
17.解：(1)根据弹射装置释放的弹性势能转化为座舱的动能，可得：
Ep=12mvA2
代入数据解得：vA=8m/s
(2)座舱离开A点做平抛运动，到达B处时的速度方向为沿斜面向下，由几何关系可得在B点的竖直分速度为：
vy=vAtanθ
在竖直方向上有：vy2=2gℎ
代入数据解得：ℎ=1.8m
座舱从A到C过程，由动能定理得：
mg(H1+ℎ)−μ1mgcsθH1sinθ=12mvC2−12mvA2
代入数据解得：vC=12m/s
(3)当α≤37°时，满足mgsinα≤μ2mgcsα，座舱在斜面上可保持静止。
从C到E的过程中，令CD长度为x，由动能定理可得：
−μ2mgx−μ2mgcsαd−xcsα−mgH2=12mvE2−12mvC2
代入数据解得：vE=0
可知座舱到达E点的速度与坡面倾角无关，且到达E点时的速度为零，得证。
答：(1)座舱离开高台A点时的速度vA的大小是8m/s；
(2)A、B两点间的高度差ℎ是1.8m，到达C点的速度vC的大小是12m/s；
(3)证明过程见解答。
车总质量
3.2t
牵引力最大功率
800kW
最大速度
180km/ℎ
左侧光电门
右侧光电门
碰前
T1
T2
碰后
T3、T3
无