广东省广州外国语学校等三校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷(含答案)

这是一份广东省广州外国语学校等三校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．某高中进行教学设施改造，在教室安装了可以左右滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线。若粉笔相对于黑板从静止开始向上匀加速滑动，同时黑板以某一速度水平向左匀速运动，则粉笔画出的轨迹可能是图中的( )
A.B.C.D.
2．如图所示，一轻杆长为L，杆的一端与一小球相连，另一端绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，则以下说法正确的是( )
A.小球通过圆周最高点的速度一定是
B.小球通过最高点时，杆对小球的作用力一定竖直向下
C.小球通过最低点时，杆对小球的作用力一定竖直向上
D.小球在运动过程中所受的合外力的方向总是指向圆心
3．“神舟号”飞行到第5圈时，在地面指挥控制中心的控制下，由近地点250km圆形轨道1经椭圆轨道2转变到远地点350km的圆轨道3。设轨道2与1相切于Q点，与轨道3相切于P点，如图所示，则飞船分别在1、2、3轨道上运行时( )
A.飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C.飞船在轨道2上经过P点时的速度等于在轨道3上经过P点的速度
D.飞船在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度
4．如图是某电力机车雨刷器的示意图.雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是( )
A.P点的线速度始终不变B.P点的向心加速度不变
C.M、N两点的线速度相同D.M、N两点的运动周期不同
5．如图是一汽车在平直路面上启动的速度－时间图像，在段图像是直线段，时刻起汽车的功率保持不变.已知路面阻力不变，则由图像可知( )
A.时间内，汽车牵引力增大，加速度增大，功率不变
B.时间内，汽车牵引力不变，加速度不变，功率增大
C.时间内，汽车牵引力增大，加速度增大
D.时间内，汽车牵引力不变，加速度不变
6．如图所示，下列判断正确的是( )
A.甲图中，从光滑滑梯上加速下滑的小朋友机械能不守恒
B.乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C.丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D.丁图中，气球匀速上升时，机械能不守恒
7．如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中a、c摆长相等，让a摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动。可以观察到b、c、d三个摆的运动情况是( )
A.三个摆的振动周期相同B.三个摆的振动振幅相同
C.b摆的振动振幅最大D.d摆的振动周期最小
二、多选题
8．如图是一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是( )
A.时刻振子正通过平衡位置沿正方向运动
B.时刻振子的位移最大
C.时刻振子正通过平衡位置沿正方向运动
D.该图像是从平衡位置计时画出的
9．足球在空中运动的轨迹如图，若以地面为参考平面，不计空气阻力，下列能表示足球在空中运动过程的加速度a、重力势能随离地面高度h变化的图像是( )
A.B.C.D.
10．“山西刀削面”，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里.如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L.小李作为学徒，尚未掌握技巧.为了训练，在其正对面右半圈安装上高度为的挡板.削出的小面圈可视为质点，忽略空气阻力，其初速度沿水平方向指向圆心，视为平抛运动.小面圈有的直接落入锅中，有的与挡板相撞后落回锅中（已知与挡板碰撞的小面圈均可落入锅中）.重力加速度为g，则下列描述正确的是( )
A.所有直接落入锅中的小面圈，空中运动时间都相同
B.所有与挡板相撞的小面圈，在碰到挡板前空中运动时间相同
C.所有落入锅中的小面圈中，最大初速度
D.在不碰触挡板的情况下，落入锅中时的最大速度是最小速度的3倍
三、计算题
11．有一辆质量为1t的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。（）
（1）汽车达到桥顶时的速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？
12．如图所示，足够长的传送带水平放置，以速度向右匀速转动，传送带上表面离地面的高度，一质量为的物块，以速度向左滑上传送带，与传送带之间的动摩擦因数为，g取，求：
（1）物块落地时的速度大小；
（2）物块相对传送带滑动过程中，产生的热量Q。
13．AstrReality（星球模型）是一款非常流行的儿童玩具，它是由一组大小、质量各不相同的硬质弹性小球组成，弹性极强，深受小朋友们的喜爱。某兴趣小组的同学利用它们进行了若干次碰撞实验。所有碰撞都可认为是弹性正碰，重力加速度大小为g，忽略空气阻力影响，小球均可够为质点。试讨论以下问题：
（1）第一次实验他们将一个质量为的小球1从距离地面高度h处由静止释放，如图甲所示。通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间，用表示。求球落地时的速度大小，以及碰撞过程中地面给球的平均作用力大小（碰撞过程中重力不可忽略）。
（2）第二次实验他们将质量为的1球和质量为的2球分别从距离地面h高处和5h高处同时由静止释放，两球的质量关系为，如图乙所示。两球碰撞以后2球被反弹，从碰撞点算上升的最大高度为h，求k的值。
四、实验题
14．某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
（1）图1中观察到两个小球同时落地，此现象说明________________。
（2）图2中两个小球同时沿着斜槽均由静止滚下，观察到两个小球撞在一起，此现象说明________________。
（3）图3是实验室研究平抛运动的装置，以下实验过程的一些做法，其中合理的有( )
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平B.每次小球释放的初始位置可以不同
C.每次小球应从同一位置由静止释放D.实验中斜槽轨道必须是光滑的
15．某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8V的交变电流或直流电，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，电磁打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）该同学进行了下面几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C.用天平测出重锤的质量
D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
E.测量纸带上某些点间的距离
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的步骤是___________，操作不当的步骤是___________。（均填步骤前的选项字母）
（2）该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计时点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为___________，若重锤的质量为，从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为___________J。O点下落到B的过程中动能增加量为___________J。（重力加速度g取，计算结果均保留3位有效数字）
参考答案
1．答案：C
解析：粉笔画出的轨迹可视为水平向右的匀速直线运动和竖直向上的匀加速直线运动的合运动，类似平抛运动，粉笔向加速度方向一侧弯曲，其轨迹为开口向上的抛物线，C正确。
2．答案：C
解析：A.因小球是通过轻杆相连接，小球能通过最高点的速度大于等于0，故A错误;B.当小球通过最高点时，杆对小球的作用力可能竖直向下，可能竖直向上，可能为零，这与小球通过最高点的速度大小有关，不是必然竖直向下，故B错误;C.小球通过最低点时，向心力向上指向圆心力，而重力竖直向下，故杆对小球的作用力一定竖直向上，故C正确;D.小球做变速圆周运动，最高点和最低点合力方向指向圆心，在其它点上时合力不指向圆心，故D错误。故选:C。
3．答案：B
解析：A.根据万有引力提供向心力，解得，所以可知飞船在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误;B.根据万有引力提供向心力，解得，所以可知飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B正确;C.飞船在轨道2上经过P点变轨到轨道3需点火加速，所以飞船在轨道2上经过P点时的速度大于在轨道3上经过P点的速度，故C错误;D.根据牛顿第二定律,可得,所以，飞船在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，故D错误。故选B。
4．答案：C
解析：A、P点做圆周运动，线速度的方向沿曲线的切线方向，是不断变化的，故A错误;B、P点做圆周运动，向心加速度的方向始终指向圆心，是不断变化的，故B错误;CD、由题，刮水片始终保持竖直，则刮水片上的各点运动的情况完全相同，所以的线速度始终相同，周期也是相等的，故C正确，D错误。故选:C。
5．答案：B
解析：AB、由图象可知，汽车在时间内做匀加速直线运动，加速度a不变，根据牛顿第二定律得，故牵引力不变，功率，P随时间逐渐增大，A错误，B正确;CD、汽车在时刻达到额定功率，之后的运动过程中，功率保持不变。根据，汽车在时间内，随着速度的增加，逐渐减小，由知，汽车将做加速度a逐渐减小的加速运动，直到时刻，汽车速度达到最大，之后匀速。故C、D错误，故选:B。
6．答案：D
解析：A.甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友可能受到阻力作用，且阻力做负功，机械能不守恒，故A正确；
B.乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客动能不变，重力势能时刻变化，机械能不守恒，故B错误；
C.丙图中，在光滑的水平面上，小球和弹簧系统所受外力均不做功，而系统内只有弹力做功，所以系统机械能守恒，故C正确；
D.丁图中，气球匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能不守恒，故D正确。
本题选错误的，故选D。
7．答案：A
解析：AD、由A摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟A摆相同，故A正确，D错误;BC、受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于C摆的固有频率与A摆的相同，故C摆发生共振，振幅最大，故C错误，D错误;故选:A。
8．答案：BC
解析：A、根据图象的斜率等于速度，可知，时刻振子的速度为负，说明振子正通过平衡位置沿负方向运动。故A错误。B、时刻振子的位移为负向最大，故B正确。C、时刻振子的速度为正，说明振子正通过平衡位置沿正方向运动，故C正确。D、时间振子的位移为正向最大，说明该图象是从正向最大位移处计时画出的，故D错误。故选:BC。
9．答案：AC
解析：AB.足球在空中运动过程只受重力作用，加速度恒为重力加速度，保持不变，故A正确，B错误；
CD.以地面为参考平面，根据重力势能表达式可得
可知图像为过原点的一条倾斜直线，故C正确，D错误。
故选AC。
10．答案：AC
解析：A、根据竖直方向上的运动特点可知，，可知空中运动时间都相等，故A正确；
B、所有与挡板碰撞的小面圈的下落高度不同，在碰到挡板前的运动时间不相同，故B错误；
C、当小面圈撞到挡板上端时，对应的初速度最大，可得，，联立解得：，故C正确；
D、在不碰触挡板的情况下，落入锅中左边缘与右边缘时，对应的初速度最小和最大，根据运动学公式可得：，，故是的3倍，落入锅中的速度分别为：，，可知落入锅中时的最大速度不是最小速度的3倍，故D错误；
故选：AC。
11．答案：（1）9500N（2）
解析：（1）汽车达到桥顶的速度为5m/s时，设桥对汽车的支持力为,由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律得，汽车对桥的压力
（2）汽车经过桥顶时恰好腾空速度为,由牛顿第二定律得
解得
12．答案：（1）5m/s（2）50J
解析：（1）物块向左做匀减速直线运动，然后向右做初速度为零的匀加速直线运动，当物块速度与传送带速度相等后向右做匀速直线运动，离开传送带后做平抛运动，当物块再次返回A点时，物块的速度
由动能定理得
解得落地时的速度
（2）物体滑动过程中，加速度为
物块向左滑动过程中，相对运动时间
其与传送带之间的相对位移
物块向右滑动过程中，相对运动时间
其与传送带之间的相对位移
故产生的热量
13．答案：（1）（2）3
解析：（1）1球下落高度为h，此时1球的速度大小为，由自由落体规律可得
解得
1球受竖向下的重力mg，设地面的平均作用力为F，方向竖向上。1球与地面发生弹性撞后速度大小不变，方向为竖直向上，以竖直向下为正方向。由动量定理得
解得
（2）设1球反弹后经时间与2球碰，碰撞时2球自由下落的高度
1球竖直上升的高度
由几何关系得
解得
，
即在1球最高点发生碰撞。此时球的速度大小
设它们碰后的速度大小分别为和。以竖直向上为正方向。两球发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
，
解得
由题意，反弹后能达到的最大高度为h，则有
解得
（舍去）
14．答案：（1）平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动
（2）平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动
（3）AC
解析：（1）平抛运动和自由落体运动会同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
（2）两小球同时沿着斜槽滚下，观察到两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
（3）A.为保证小球做平抛运动初速度水平，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确；
BC.为保证小球做平抛运动初速度相同，故每次小球应从同一位置由静止释放，故B错误，C正确；
D.实验中斜槽轨道不需要光滑，故D错误。
故选AC。
15．答案：（1）C；B（2）1.84；1.74；1.69
解析：（1）本实验中，验证机械能守恒的表达式为
等号两边可以将质量约掉，所以不需要测量物体的质量，则C不必要；
打点计时器需要接在交流电上才能正常使用，则B错误。
（2）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，打B点时重锤的速度为
从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为
从O点下落到B的过程中动能增加量为