河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高一下学期期末冲刺（6月月考）物理试题（Word版附解析）

这是一份河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高一下学期期末冲刺（6月月考）物理试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了75等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为、的轻质弹簧和细线上，的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，水平拉直，物体处于平衡状态。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.弹簧的伸长量为
B.绳子上的拉力为
C.剪断的瞬间，物体的加速度为零
D.剪断的瞬间，物体的加速度为
2.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动，且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点，关于两车的运动，下列说法正确的是（ ）
时，两车相距8m
B.甲、乙两车的加速度大小之比为
在0～4s内，甲车的位移大小为8m
D.在3～5s内，甲车的位移大于乙车的位移
3.一辆货车运载着规格相同的圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一个桶C，其质量为m，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起处于静止状态，如图所示。已知重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A.桶A对桶C的支持力大小为mg
B.若货车向前启动（向前加速）时，桶B对桶C的支持力将减小
C.若货车向后倒车（向后加速）时，桶B对桶C的支持力将增大
D.若想货车启动或倒车时桶C始终与A、B均不分开，则货车的加速度大小不能超过
4.如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为,货物的质量为,货车以速度向左做匀速直线运动,重力加速度为.则在将货物提升到图示的位置时,下列给出的结论正确的是（ ）
A.货箱向上运动的速度大于
B.货物处于失重状态
C.图示位置时绳子拉力的功率大于
D.缆绳对货箱做的功等于货箱机械能的增加量
5.如图为游乐场中的“空中飞椅”结构示意图，转动轴带动顶部圆盘转动，悬绳一端系在圆盘边缘，另一端系着椅子。若所有椅子质量相等，悬绳长短不一定相等，忽略悬绳质量与空气阻力，则坐在椅子上的游客与椅子整体随圆盘匀速转动的过程中（ ）
A.任一时刻，所有游客的线速度都相同
B.游客质量越大，向心加速度越大
C.悬绳越长，悬绳与竖直方向的夹角就越大
D.游客质量越大，悬绳与竖直方向的夹角就越大
6.天问一号是我国首个火星探测器，已知火星距离地球最远时有4亿公里，最近时大约0.55亿公里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地球发出一个指令，约22分钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器。为简化计算，已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，认为地球和火星在同一平面内、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A.地球的公转线速度小于火星的公转线速度
B.当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约5分钟到达火星
C.下一个发射时机需要再等约2.1年
D.若火星运动到B点、地球恰好在A点时发射探测器，则探测器沿椭圆轨道运动到C点时，恰好与火星相遇
7.小明驾驶两轮平衡车在水平路面上以恒定加速度启动，图像如图所示，已知人和平衡车的总质量为，平衡车动力系统的额定功率为，平衡车受到的阻力恒为，不计人对平衡车做功，则（ ）
A.时间内，阻力对平衡车做的功为
B.平衡车能达到的最大行驶速度
C.平衡车匀加速阶段的牵引力为
D.平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度
8.如图，倾角为θ=37°的斜面放在粗糙的水平面上，质量为m的物块恰好沿斜面以速度v匀速下滑，现给m施加一与竖直方向成37°的斜向上的拉力F，小物块能继续沿斜面下滑，斜面仍静止，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则（ ）
A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.75
B.拉力F作用下小物块继续下滑过程中地面对斜面的摩擦力大小为0.6F
C.拉力F作用下小物块继续下滑过程中地面对斜面的摩擦力大小为0
D.若水平面光滑，施加力F时，斜面将向右运动
9.如图所示，绕中心轴匀速转动的水平圆盘上，放有质量均为的小物体A、B，AB间用细线沿半径方向相连，它们到转轴距离分别为，，A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍，取，则（ ）
A.当A开始滑动时，圆盘的角速度
B.当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度为
C.当A、B即将滑动时，烧断细线，A做离心曲线运动
D.当A、B即将滑动时，烧断细线，B离心曲线运动
10.如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（ ）
A.小球的机械能先增加后减少
B.小球与弹簧组成的系统机械能守恒
C.弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x）
D.小球下落到距地面高度时动能最大
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11.（9分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。
（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个小点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= （保留三位有效数字）。
（2）回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有( )（填入所选物理量前的字母）
A.木板的长度 B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ= （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。
12.（6分）某同学设计了一个探究向心力F的大小与角速度大小和半径r之间关系的实验。选一根圆珠笔杆，取一根尼龙细线，一端系一个小钢球，质量为m；另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，质量为M，如图甲所示。调节尼龙细线，使小钢球距圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L。握住圆珠笔杆，并在该同学头部的上方尽量使小钢球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动（细线上拉力近似等于小钢球所需的向心力），用秒表记录物块运动n圈的时间为。
(1)小钢球做匀速圆周运动的角速度 （用题目给出的符号表示）。
(2)保持水平部分尼龙细线的长度L不变，在下方增加质量为M的钩码，发现此时钢球匀速转动的角速度为原来的 倍。
(3)保证钢球的质量m、圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L不变，得到钢球转动的角速度平方与钩码重力的关系图像，其中正确的是图 （填“乙”或“丙”）。
13.（10分）如图所示，半径为R的光滑圆周轨道AB固定在竖直平面内，O为圆心，OA与水平方向的夹角为30°，OB在竖直方向.一个可视为质点的小球从O点正上方某处以某一水平初速度向右抛出，小球恰好能无碰撞地从A点进入圆轨道内侧，此后沿圆轨道运动到达B点.已知重力加速度为g，求：(不计空气阻力)
(1)小球初速度的大小；
(2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小.
14.（12分）如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。已知C的质量为m，A、B的质量均为，与地面间的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B始终保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。在A移动的整个过程中，求：
（1）重力对C做的功；
（2）摩擦力对A做的功。
15.（15分）商场推出一批新型滑动轨道，简化后模型如下图所示，主要由光滑圆弧面轨道AB、光滑竖直圆轨道BC、水平轨道BD、水平传送带DE和足够长的落地区FG组成，各部分平滑连接，圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开，滑块落到FG区域后立即停止运动，现将一质量为m=0.2kg的滑块从轨道AB上某一位置由静止释放，若滑块恰好能通过圆轨道的最高点C，且到C时的速度为，水平面BD的长度，传送带长度，距落地区的竖直高度，滑块与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，传送带以恒定速度沿逆时针方向转动，取。
（1）求圆轨道半径R，及滑块恰好过圆轨道最高点C时，滑块释放点的高度ℎ1；
（2）要使滑块恰能运动到E点，求滑块释放点的高度ℎ2；
（3）当滑块释放的高度ℎ=1.2m时，求滑块落到FG区域后停止运动时，距B点的水平距离x，以及滑块落到FG前瞬间的速度大小。
16.（18分）如图所示，内壁粗糙、半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台可以绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动。半球形容器的直径MON水平，OA与轴线的夹角，OB与轴线的夹角，小物块质量为m，重力加速度为g，则：
（1）若转台静止不动，小物块从M处由静止释放，到达A点时速率为，求小物块到达A点时对轨道的压力大小；
（2）若转台以角速度匀速转动时，小物块恰好在A处随容器一起转动，且所受摩擦力恰好为0，求角速度的值；
（3）保持转台以第（2）问中的角速度值转动，当小物块在B处时也可以随容器一起匀速转动，求小物块在B处时所受摩擦力的大小。
参考答案
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.【答案】D
【解析】AB：对小球受力分析可知，，，可得弹簧的伸长量为，绳子上的拉力为，选项AB错误；
C：剪断的瞬间，此时F1和F2都变为零，物体的加速度为g，选项C错误；
D：剪断的瞬间，弹簧弹力不变，即F1不变，则物体受的合力与F2等大反向，则合力大小为，则物体的加速度为，选项D正确。选D。
2.【答案】B
【解析】设乙车的初速度为，加速度为，甲车的加速度为，则从到时间内，在时，乙车停止，且甲车超前乙车2m，则从到时间内，，以上各式联立，解得，，
A.时，两车的速度相同为时两车相遇，则时两车的距离为，A错误；
B.甲、乙两车的加速度大小之比为，B正确；
C.从到时间内，甲车的位移为，C错误；
D.当时，甲车的速度为，则从到时间内，甲车的位移为，从到时间内，乙车的位移为，即从到时间内，两车位移大小相等，D错误。选B。
3.【答案】D
【解析】对桶C进行受力分析如图所示
A：汽车保持静止时，FA与FB大小相等，这两个力的合力与桶C的重力mg等大反向，此时桶B对桶C支持力FB的大小一定大于，A错误；
B：汽车向前加速时，桶B对桶C的支持力FB与桶A对桶C的支持力FA在水平方向的合力水平向左，桶B对桶C的支持力FB将增大，B错误；
C：汽车向后加速时，桶B对桶C的支持力FB与桶A对桶C的支持力FA在水平方向的合力水平向右，桶B对桶C的支持力FB将减小，C错误；
D：汽车向左加速时，当加速度达到最大时，桶A对桶C的支持力为0，此时竖直方向上，水平方向上，，可得最大加速度，D正确；选D。
4.【答案】C
【解析】A.把车的速度分解，如图所示
由于绳子是不可伸长的，货箱和货物整体向上的运动速度和货车沿着绳子方向的速度分量相等即，所以货箱向上运动的速度小于，A错误.
B.由于不断减小，由可知不断增大，货物加速上升的，处于超重状态，B错误.
C. 因为货物加速上升的，所以细绳对货箱的拉力大于货箱和货物的总重力，即，所以拉力的功率为，即绳子拉力的功率大于，C正确.
D. 由能量守恒可知，缆绳对货箱做的功等于货箱和货物机械能的增加量，D错误.本题正确答案选C.
5.【答案】C
【解析】A.根据题意可知，所有游客为同轴转动，则所有游客做圆周运动的角速度相同，由可知，游客做圆周运的半径不同，线速度大小不同，游客的线速度方向也不同，A错误；
B.向心加速度大小与质量无关，B错误；
CD.根据题意，设绳长为，悬绳与竖直方向的夹角为，则有，解得，可知，悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关，悬绳越长，越大，即悬绳越长，悬绳与竖直方向的夹角就越大，C正确，D错误。选C。
6.【答案】C
【解析】A：由可得，因为火星的轨道半径大于地球的轨道半径，所以火星的公转线速度小于地球的公转线速度，A错误；
B：由可得，B错误；
C：假设两次发射探测器的时间间隔为t，则，解得，C正确；
D：由开普勒第三定律可得，由图可知探测器椭圆轨道的半长轴小于火星轨道的半径，所以探测器的周期小于火星的周期，探测器与火星不能在C点相遇，D错误。选C。
7.【答案】C
【解析】B.当牵引力等于阻力时，平衡车速度达到最大，则有，B错误；
CD.平衡车匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得，解得牵引力为，平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为，C正确，D错误；
A.时间内，根据动能定理可得，由于时间内平衡车的功率小于额定功率，可知时间内，牵引力做功，则阻力对平衡车做的功，A错误。选C。
8.【答案】AC
【解析】A.未加F时，物块匀速下滑，受力平衡，由平衡条件得mgsinθ=μmgcsθ，解得μ=0.75，A正确；
BC.滑块匀速下滑时，根据平衡条件，斜面对滑块的滑动摩擦力和支持力的合力是竖直向上的，根据牛顿第三定律，滑块对斜面的压力和滑动摩擦力的合力是竖直向下；拉力F作用下小物块继续下滑过程中，滑块对斜面的压力和滑动摩擦力的合力依然是竖直向下，斜面体与地面间没有静摩擦力，B错误，C正确；
D.斜面体与地面间没有静摩擦力，若水平面光滑，施加力F时，斜面静止不动，D错误。选AC。
9.【答案】ABD
【解析】A.当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力已达到最大，设此时圆盘的角速度为ω，线的拉力为F，则有对A有FfAmax-F=mRAω2，对B有FfBmax+F=mRBω2，又有FfAmax=FfBmax=kmg，解以上三式得ω=4rad/s，A正确；
B.当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达到最大，设此时圆盘的角速度为ω0，则有：kmg=mRBω02，解得：，B正确；
CD.当A、B即将滑动时，烧断细线，A与盘间的静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=20cm的圆周运动，而B由于FfBmax不足以提供必要的向心力而做离心运动，C错误，D正确。选ABD。
10.【答案】BCD
【解析】AB.从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能变大，则小球的机械能减少，选项A错误，B正确；
C.当小球到达最低点时弹簧的弹性势能最大，由能量关系可知，弹簧弹性势能的最大值等于小球重力势能的减小量，为mg（h+x），选项C正确；
D.当小球的重力等于弹簧弹力时，合力为零，加速度为零，此时小球的速度最大，动能最大，即，此时小球距地面高度，选项D正确。选BCD。
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11.（9分）【答案】0.495/0.496/0.497；CD/DC；天平；
【解析】（1）[1]由于每相邻两计数点间还有4个小点，则相邻计数点间的时间间隔为，纸带上有7个段落，失去第一段，根据逐差法有
（2）①[2]根据实验过程，对托盘和砝码有，对滑块有，解得，可知，为测量动摩擦因数，还应测量的物理量有滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3。选CD。
②[3]测量①中所选定的滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3，需要的实验器材为天平。
（3）[4]根据上述可以解得，滑块与木板间的动摩擦因数
12.（6分）【答案】(1)，(2)，(3)丙
【解析】（1）由题知，运动n圈的时间为，则，根据公式知
（2）由向心力公式知，增加一个砝码后，代入得
（3）由圆周运动知，知与成正比，图“丙”正确；
13.（10分）【答案】（1） （2）
【解析】（1）设小球的初速度为，飞行时间为t，则在水平方向有，在竖直方向有，，小球运动到A点时与轨道无碰撞，，联立解得，
（2）抛出点距轨道最低点的高度，设小球运动到最低点B时速度为v，对圆轨道的压力为F，根据机械能守恒有，根据牛顿运动定律有，联立解得
14.（12分）【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意A未移动时，由几何知识，得C重心离地面高度为，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，如图所示
C重心下落的高度为，解得，重力对C做的功
（2）A未移动时，C受力平衡，则竖直方向满足，解得A受到C的弹力为，A对地面的压力为，解得，当C恰好降落到地面时，即对地面压力仍为零时，B受C压力的水平分力最大，由几何关系知，A对地面的压力为，联立解得，得A未移动时到使A缓慢移动到C恰好降落到地面过程中，即A对地面的压力不变，此时A受地面的摩擦力为，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，A的位移为，得摩擦力对A做的功为
15.（15分）【答案】（1），0.75m（2）1m（3），
【解析】（1）当滑块恰好过圆轨道最高点C时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，滑块恰好过圆轨道最高点C时，根据动能定理，解得
（2）要使滑块恰能运动到E点，则滑块到E点的速度，从A到E过程中，根据动能定理有，解得，显然，所以要使滑块恰能运动到E点，则滑块释放点的高度。
（3）当滑块释放点的高度h=1.2m时，滑块从E点飞出，根据动能定理有，解得，滑块从E点飞出做平抛运动，平抛运动的时间为，解得，所以滑块落到FG区域后停止运动时，距B点的水平距离，解得，根据动能定理，解得
16.（18分）【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若转台静止不动，对小物块到达A点时进行受力分析，如图所示
对小物块的重力分解在沿半径方向和沿切线方向，其中小物块在半径方向的合力提供向心力，有，解得，由牛顿第三定律得因此，小物块到达A点时对轨道的压力大小为。
（2）若转台以角速度匀速转动时，根据题目“小物块恰好在A处随容器一起转动，且所受摩擦力恰好为0”可知，在A处小物块只受重力和支持力，且A处小物块所受的重力和支持力提供向心力，如图所示
由牛顿第二定律得，解得，因此，转台角速度ω的值为。
（3）假设小物块在B处受的摩擦力方向垂直于OB向上，其受力情况如图所示
建立直角坐标系，则小物块所受的合力水平向左提供其在水平方向做匀速圆周运动的向心力，有，小物块在竖直方向的合力为0，有，因此，小物块在B处时所受摩擦力的大小，方向沿B点切线向下。