广东省广州市四校联考2021-2022学年高一下学期物理期末...

更新时间：2022-07-08 浏览次数：60 类型：期末考试

一、单选题

1. (2022高一下·惠来月考) 下列说法中正确的是（）

A . 牛顿测出了引力常量，他被称为“称量地球质量”第一人 B . 相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同 C . 所有行星的轨道半长轴跟公转周期的三次方的比值都相同 D . 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点

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2. (2022高二下·丽水期末) 跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，假设运动员从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）

A . 运动员在空中相等时间内速度变化越来越快 B . 轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等 C . 轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3 D . 若减小水平飞出速度，运动员落到斜坡时速度与水平方向的夹角将变小

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3. 如图所示，一个圆形框架绕过其直径的竖直轴匀速转动，在两条边上各套有一个质量均为m的小球A、B，A、B、O在同一条直径上，转动过程中两小球相对框架静止，下列说法中正确的是（）

A . 框架对球A的弹力方向一定沿OA向外 B . 框架对球B的弹力方向可能沿OB向外 C . 球A与框架间可能没有摩擦力 D . 球A，球B所受的合力大小相等

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4. 如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s² ，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则（）

A . 小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B . 小球平抛的初速度可能是2.5 m/s C . 圆盘转动的角速度一定是π rad/s D . 圆盘转动的加速度可能是π² m/s²

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5. 每年5月份新源二中都会举行春季趣味远动会，其中有一个集体项目是“同心追梦”。各班派出30名参赛选手，分成6组在两侧接力区进行接力比赛。比赛时5人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志物跑，到标志物前，以标志物为圆心，转一圈，继续向下一个标志物绕圈，分别绕完3个标志物后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛。假设五位质量不同的参赛选手与地面和竹竿的动摩擦因数相同，某次绕圈过程中角速度先增加后不变，竹竿长度为L，标志物和竹竿始终在一条直线上，最外围的同学做圆周运动的半径不变。下列说法正确的是（）

A . 最外围同学受到的向心力最大 B . 最里面的同学最容易被甩出去 C . 靠近外围的四位同学的线速度与他们到最里面同学的距离成正比 D . 做匀速圆周运动过程中，最外围同学所受合外力始终水平指向圆心

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6. 甲、乙两球质量分别为1kg、3kg，它们在光滑水平面上发生正碰，图甲表示甲球碰撞前后的位移—时间图线，图乙表示乙球碰后的位移—时间图线，不计碰撞时间，则下列说法不正确的是（）

A . 甲、乙两球在 $\text{[math]}$ 时发生碰撞 B . 碰撞前后系统动量守恒 C . 碰撞后甲球的速度反向了 D . 碰撞前后甲球动量改变了 $\text{[math]}$

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7. 屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属?列星安陈?”的旷世之间，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。“天问一号”探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球与火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发。火星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动。如图所示，不考虑火星与地球的自转，且假设火星和地球的轨道平面在同一个平面上，相关数据见下表，则根据提供的数据可知（）

质量
半径
绕太阳做圆周运动的周期
地球
M
R
1年
火星
约0.1M
约0.5R
约1.9年

A . 在火星表面附近发射飞行器的速度至少为7.9km/s B . 地球与火星从第1次会合到第2次会合的时间约为2.1年 C . 火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.9倍 D . 火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为3：5

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8. 如图所示，把质量为0.4kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并将小球缓慢向下按至图甲所示的位置，松手后弹簧将小球弹起，小球上升至最高位置的过程中其速度的平方随位移的变化图像如图乙所示，其中0.1~0.3m的图像为直线，弹簧的质量和空气的阻力均忽略不计，重力加速度g=10m/s² ，则下列说法正确的是（）

A . 小球与弹簧分离时对应的位移小于0.1m B . 小球的v²-x图像中最大的速度为v₁=2m/s C . 弹簧弹性势能的最大值为E_p=1.2J D . 压缩小球的过程中外力F对小球所做的功为W_F=0.6J

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二、多选题

9. 行星沿着椭圆轨道围绕太阳运动，从远日点向近日点运动的过程中，下列说法正确的是（）

A . 加速度逐渐减小 B . 机械能保持不变 C . 太阳对行星的引力做正功，且其功率先增大后减小 D . 太阳对行星的引力始终等于行星运动所需的向心力

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10. 在如图所示的物理过程示意图中，甲图一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴 $\text{[math]}$ 无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车一起运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动。则关于这几个物理过程（空气阻力忽略不计），下列判断中正确的是（）

A . 甲图中小球机械能守恒 B . 乙图中小球A的机械能守恒 C . 丙图中两车组成的系统动量守恒 D . 丁图中小球和小车系统动量守恒

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11. 2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。某中学航天兴趣小组模拟火箭升空的过程，将静置在地面上的质量为M（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为 $\text{[math]}$ 的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（）

A . 水喷出的过程中，“水火箭”和水的机械能守恒 B . “水火箭”的推力来源于“水火箭”外的空气对它的反作用力 C . “水火箭”喷出水时，“水火箭”和水组成的系统动量可以近似看作守恒 D . “水火箭”获得的最大速度大小为 $\text{[math]}$

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12. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随ω²变化关系如图2所示。重力加速度g取10m/s² ，由图2可知（）

A . 绳长为l=2m B . 小球质量为0.5kg C . 母线与轴线之间夹角θ=30° D . 小球的角速度为2rad/s时，小球已离开锥面

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13. 如图所示，竖直平面内半径为R的 $\text{[math]}$ 圆弧轨道与水平轨道在最低点B相切。一质量为m的小物块（可视为质点）从最高点A由静止滑下，最后静止于C点，B、C间的距离为R。已知物块与圆轨道、水平轨道间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。现用力F使物块从C点缓慢按原路返回到A点，F的方向始终与物块的运动方向相同，已知物块从B到A的过程中克服摩擦力所做的功为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 物块下滑时运动到B点时速度最大 B . 物块从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功为 $\text{[math]}$ C . 物块从C点运动到A点的过程中，F对物块做的功小于2mgR D . 物块从C点运动到A点的过程中，F对物块做的功等于 $\text{[math]}$

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14. 第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日~2022年2月20日在中国北京市和张家口市联合举行，这是中国历史上第一次举办冬季奥运会，中国奥运健儿在冬奥赛场上展示出我国的风采。在某次比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图甲所示，质量 $\text{[math]}$ 的蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰。碰撞前后两壶的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 碰撞前红壶与冰面的动摩擦因数为0.16 B . 碰撞前红壶与冰面的动摩擦因数为0.04 C . 红壶与蓝壶碰撞过程中机械能损失了4.4J D . 红壶与蓝壶碰撞过程中机械能损失了5.4J

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三、实验题

15. 某小组成员想“探究动能定理在曲线运动中是否成立”，经讨论后，提出利用如图甲的装置进行探究。
实验器材：铁架台、力传感器（含数据采集器及配套软件、计算机，图中未画出）、量角器、轻质细绳、小球和刻度尺。
实验步骤如下：
①小球静止在位置Ⅰ时，力传感器的示数为 $\text{[math]}$ ，测得细绳悬点O到小球球心的长度为L；
②将小球拉至与竖直方向夹角为 $\text{[math]}$ 处静止释放；
③通过软件描绘出细绳拉力随时间变化如图乙；（ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 已知）
④改变静止释放时细绳与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 值，重复实验，得到多组数据。
1. （1）本实验中，小球的重力大小为；
2. （2）从静止释放到最低点的过程中，重力对小球做功为，增加的动能为；（请用题目中所提供的物理量来表示）
3. （3）代入实验数据计算，我们发现小球动能的增加量总是略小于重力做的功，请分析可能的原因。；（只写一条即可）
4. （4）根据本实验的数据可得出：在误差范围内，重力做功与小球增加的动能相同，我们是否可以得出“动能定理在曲线运动中可适用”的结论？请说明理由？；
5. （5）请你从物理规律分析，下列哪些物理量可以不必测量的有：____。
  
  A . 球的质量m B . 摆角 $\text{[math]}$ C . 悬点O到球心的长度L； D . 重力G
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16.
1. （1）如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为 $\text{[math]}$ 的A球从斜槽轨道上某一固定位置 $\text{[math]}$ 由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为 $\text{[math]}$ 的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置 $\text{[math]}$ 由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为三个落点的平均位置。
  ①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量，间接地解决这个问题。
  A．小球开始释放高度 $\text{[math]}$
  B．小球抛出点距地面的高度 $\text{[math]}$
  C．小球做平抛运动的射程
  ②以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是。
  A．刻度尺             B．天平             C．游标卡尺             D．秒表
  ③关于本实验，下列说法正确的是。
  A．斜槽轨道必须光滑
  B．斜槽轨道末端必须水平
  C．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动
  ④在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。
  A． $\text{[math]}$              B． $\text{[math]}$
  C． $\text{[math]}$              D． $\text{[math]}$
2. （2）验证动量守恒的实验也可以在如图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 $\text{[math]}$ 、滑块B的总质量为 $\text{[math]}$ ，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。
  
  左侧光电门
  右侧光电门
  碰前
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  碰后
  $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
  无
  ①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。（用题目中给出的测量的物理量表示）
  ②关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上推导得出碰撞前后两滑块的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对所用到的物理量做必要的说明）。
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四、解答题

17. 2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的质量为M，半径为R，“天问一号”探测器的质量为m，引力常量为G，（不考虑火星自转）。求：
1. （1）火星表面的重力加速度g；
2. （2）一段时间内，“天问一号”探测器在距离火星地面高度为h，围绕火星做匀速圆周运动的角速度；
3. （3）在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度 $\text{[math]}$ 。
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18. 2022年北京冬季奥运会跳台滑雪项目场地侧视简图如图所示：雪坡AB段为倾角 $\text{[math]}$ 的斜面，某次赛前熟悉滑道的过程中，质量m=60kg的运动员从助滑道的A点由静止开始下滑，到达B点后进入圆心角为90°、半径R=15m的圆弧轨道BCD，其中C为圆弧轨道的最低点，最后从D点沿切线方向离开，最终落在倾角 $\text{[math]}$ 的着陆坡上，着陆坡足够长。已知A、B两点的高度差h=23m，DE段长度为1.2m，EF段高度差为3m，运动员运动到着陆坡上G点正上方的H点时，速度方向水平，不计一切阻力和摩擦，运动员可视为质点， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）该运动员从A滑到B的过程中重力所做的功 $\text{[math]}$ ；
2. （2）该运动员运动到C点时对轨道的压力 $\text{[math]}$ ；
3. （3） HG两点间的高度差 $\text{[math]}$ 。
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19. 如图一质量M=6kg的木板B静止在光滑水平面上，物块A质量m=6kg，停在木板B的左端。质量为m₀=1kg的小球用长为L=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h=0.2m，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力。已知物块A与木板B间的动摩擦因数μ=0.1，（g=10m/s²）求：
1. （1）小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；
2. （2）小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；
3. （3）若物块A运动到距长木板右端距离等于长木板长度的三分之二处时静止于长木板上，求木板B的长度。
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20. 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的小球A和质量为 $\text{[math]}$ 的小球B，通过一压缩弹簧锁定在一起，静止于光滑平台上。解除锁定，两小球在弹力作用下分离，A球分离后向左运动通过半径 $\text{[math]}$ 的光滑半圆轨道的最高点时，对轨道的压力为 $\text{[math]}$ 。B球分离后从平台上以速度 $\text{[math]}$ 水平抛出，恰好落在靠近平台的一倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑。（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。）求：
1. （1） A、B两球刚分离时A的速度大小；
2. （2）试说明A、B两球与弹簧组成的系统，在相互作用的过程中机械能是否守恒？并计算弹簧锁定时的弹性势能；
3. （3）斜面顶端与平台的高度差 $\text{[math]}$ 。
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