2024-2025学年四川省成都市都江堰市高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年四川省成都市都江堰市高一（下）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.某弹簧振子做简谐运动的x−t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t1时刻，振子的加速度为0
B. 该图像从平衡位置开始计时
C. t2时刻，振子偏离平衡位置的位移最小
D. t3时刻，振子正通过平衡位置向负方向运动
2.卫星测控中心监测画面显示，某卫星绕地球做匀速圆周运动时，其星下点(即卫星和地心连线与地面的交点)轨迹是地球赤道上的一个定点。关于该卫星，下列说法正确的是( )
A. 周期比地球自转周期长B. 运行速度大于地球的第一宇宙速度
C. 向心加速度小于近地卫星的向心加速度D. 动能一定小于近地卫星的动能
3.如图，在水平桌面上放置两个有机玻璃容器A、B，容器B为硬底，容器A底部平铺一层厚海绵，B的底部与A中海绵上表面处在同一水平高度。将两枚相同的生鸡蛋分别从A、B正上方同一高度由静止释放，与容器底部碰撞后均未反弹，A中的鸡蛋完好无损，B中的鸡蛋却碎了。关于该实验现象，下列说法正确的是( )
A. 碰撞前瞬间，A中鸡蛋的动量较小
B. 碰撞过程，B中鸡蛋动量的变化量较大
C. 碰撞过程，B中鸡蛋经历时间较短，所受撞击力较大
D. 碰撞过程，A中鸡蛋经历时间较长，所受撞击力的冲量较小
4.如图，某洗衣机在运行脱水程序时，一质量为m的硬币随脱水筒内壁一起做匀速圆周运动。已知脱水筒的内径(圆筒内部的直径尺寸)为d，硬币与脱水筒内壁间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 硬币的速度和加速度均不变
B. 硬币受到重力、弹力、摩擦力和向心力作用
C. 硬币受到的摩擦力大小为μmg
D. 脱水筒转动的角速度至少为 2gμd
5.如图，滑草是一项极具趣味性的运动。一可视为质点的游客(包括滑草设备)质量为m，从高度为ℎ的斜坡顶端由静止下滑，到达坡底时的速度大小为v，重力加速度大小为g。关于该下滑过程，下列说法正确的是( )
A. 重力对游客做的功为−mgℎB. 合力对游客做的功为12mv2+mgℎ
C. 阻力对游客做的功为mgℎ−12mv2D. 游客的机械能减少了mgℎ−12mv2
6.A、B两物体的质量之比为mA：mB=2：1，由于摩擦力的作用，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v−t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 物体A、B的位移大小之比为xA：xB=1：1
B. 物体A、B受到的摩擦力大小之比为fA：fB=2：1
C. 物体A、B受到的摩擦力做的功之比为WA：WB=2：1
D. t=0时刻，物体A、B受到的摩擦力的功率之比为PA：PB=2：1
7.如图，一质量为2m的容器Q静止在光滑水平面上，其内壁是半径为R的光滑半球面。在半球面水平直径的一端有一质量为m、可视为质点的滑块P沿容器Q的内壁由静止开始下滑，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 在P下滑过程中，P、Q组成的系统动量守恒
B. P在最低点时，Q对P的支持力大小为4mg
C. P在最低点时，其速度大小为 gR3
D. P由静止下滑到最低点过程中，Q的位移大小为23R
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，P为固定在水平地面上的半径为R的光滑圆弧槽，O为圆心，O′为圆弧槽的最低点，A、B为圆弧槽的两个端点，弧AB≪R。将均可视为质点的甲、乙两球从O′点的左右两侧同时由静止释放，O、O′、A、B及释放点均在同一竖直平面内。下列说法正确的是( )
A. 若甲球的释放点离O′点更近，则甲球先到达O′点
B. 若甲球的质量大于乙球的质量，则甲球先到达O′点
C. 甲、乙两球同时到达O′点
D. 仅将该装置移到重力加速度更大的地区，乙球从释放点到O′点的时间会变短
9.某同学在平直公路上正常匀速骑行，人和自行车整体所受阻力大小恒为f。自行车的部分结构如图所示，大齿轮与小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动。大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3，在它们的边缘分别取一点A、B、C，已知A点的角速度为ω。下列说法正确的是( )
A. B点和C点的角速度均小于ω
B. A点绕大齿轮轴做匀速圆周运动的线速度大小为ωr1
C. 人和自行车整体克服阻力做功的功率为fωr1r3r2
D. 图示时刻C点相对地面的速度大小为 2ωr1r3r2
10.如图，质量分别为m、2m的两个物块A、B用轻质弹簧连接，物块B放置在水平地面上，物块A静止在弹簧上端。现对物块A施加一竖直向上的拉力F，使物块A缓慢上升，当物块A上升高度为ℎ1时，物块B对地面的压力恰好为0，此后物块A在拉力F作用下继续缓慢上升高度ℎ2。弹簧的形变量始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为k=3mgℎ1
B. 物块A上升ℎ1的过程中，弹簧的弹性势能增加了3mgℎ12
C. 物块A继续上升ℎ2的过程中，弹簧不再对物块A做功，弹簧的弹性势能不变
D. 全过程拉力F做的功为32mgℎ1+3mgℎ2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置探究向心力的大小与质量、线速度的大小和半径之间的关系。实验时，将两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心的距离之比为1：2：1。变速轮塔皮带盘(如图乙所示)自上而下每层左右半径之比分别为1：1、2：1和3：1。
(1)探究向心力的大小与半径之间的关系时，应将质量______(选填“相同”或“不同”)的钢球分别放在长、短槽上半径______(选填“相同”或“不同”)处挡板内侧，皮带放在皮带盘第______(选填“一”“二”或“三”)层。
(2)探究向心力的大小与线速度的大小之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在A、C处，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.1格、右边9.1格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第______(选填“—”“二”或“三”)层。
12.某实验小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。在气垫导轨上安装光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。实验时，测出遮光条与光电门中心的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。
≡
(1)调整气垫导轨水平时，不挂钩码和细线，接通气源，释放滑块，如果滑块______，则表示气垫导轨已调整至水平状态。
(2)挂上钩码后，接通气源，由静止释放滑块，记录遮光条通过光电门的时间t，则滑块通过光电门时的速度大小为______(用所测物理量的字母表示)。
(3)从释放滑块到遮光条经过光电门这一过程中，由滑块(含遮光条)和钩码组成的系统重力势能减少量为______，系统动能增加量为______。(均用所测物理量的字母表示)
(4)处理数据后，该小组发现系统动能增加量大于重力势能减少量，引起该误差的原因可能是______(填标号)。
A.定滑轮有质量的
B.存在空气阻力及细线与定滑轮之间的摩擦力
C.气垫导轨未水平，有定滑轮一端低于另一端
D.遮光条未通过光电门时，钩码已落地导致细线松弛
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.2024年6月，嫦娥六号完成人类首次月球背面采样任务。若嫦娥六号在距离月球表面高度为H的圆轨道上运行的周期为T，月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转。
(1)求月球的质量；
(2)在月球表面高度为ℎ(ℎ≪R)处由静止释放一可视为质点的物块，求物块自由下落到月球表面所用的时间。
14.将成都某水上游乐设施简化为如图所示模型：圆弧轨道AB、直轨道BC和圆弧轨道CD在向一竖直平面内，与竖直圆弧轨道DEF平面略有错开，BC与AB、CD分别相切于B、C处，各轨道间平滑连接。圆弧轨道AB以O1为圆心，圆心角θ=37°，半径R1=10m，O1A在竖直方向。直轨道BC长度L=22m，圆弧轨道CD以O2为圆心，半径R2=8.5m，O2D在水平方向。圆弧轨道DEF以O3为圆心，半径R3=6.4m，O3E在竖直方向。总质量m=200kg的游船(包括游客)从A点被推出后沿着轨道运动，恰好到达E点，在轨道EF被制动装置作用后，从F点水平安全飞出，落在距离F点高度ℎ=2.45m的水面上，落点G与F点的水平距离x=4.9m。不计制动装置作用外的一切阻力，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6。求：
(1)游船在F点时的速度大小；
(2)制动装置对游船做的功；
(3)游船在B点时对圆弧轨道AB的压力大小。
15.如图，置于光滑水平地面的滑板A由半径R=0.046m的四分之一光滑圆槽MN和长度L=1.02m的平直木板NP组成，可视为质点的滑块B置于A右端P处，B与NP接触面间的动摩擦因数μ=0.3。初始时，A、B均静止。滑块C以水平向右、大小v0=4m/s的速度与A发生弹性碰撞。A、B、C的质量mA=mC=3kg、mB=1kg，重力加速度大小取g=10m/s2。
(1)求A被碰后瞬间的速率；
(2)求B从P点第一次到达N点所用的时间；
(3)若因特殊构造使NP对B的水平作用力大小f与B相对A的速度大小Δv的关系满足f=3017Δv，两者方向相反，求B滑离A时的速率及B最终与P点的距离。
参考答案
1.A
2.C
3.C
4.D
5.D
6.C
7.B
8.CD
9.BC
10.AD
11.相同；不同； 三
12.能在气垫导轨上静止或做匀速运动； dt； mgL，12(M+m)(dt)2； C
13.(1)设月球质量为M，根据万有引力提供圆周运动向心力有GmM(R+H)2=m(R+H)4π2T2，可得月球的质量为M=4π2(R+H)3GT2；
(2)在月球表面重力等于万有引力有GMmR2=mg，可得月球表面重力加速度为g=GMR2=4π2(R+H)3T2R2，根据ℎ=12gt2，得物块自由下落到月球表面所用的时间t=TRπ(R+H) ℎ2(R+H)。
答：(1)月球的质量为4π2(R+H)3GT2；
(2)物块自由下落到月球表面所用的时间为TRπ(R+H) ℎ2(R+H)。
14.(1)设游船在F点时的速度大小为vF，
游船从F点到水面G点做平抛运动，由平抛运动规律可得：x=vFt，ℎ=12gt2，
联立解得：vF=7m/s。
(2)设制动前游船在E点的速度为v1。
制动前游船恰好达到E点，在最高点所需向心力恰好等于重力，则有：
mg=mv12R3，
游船从E点到F点的过程中，由动能定理得：
mg×2R3+W=12mvF2−12mv12
联立解得：W=−27100J。
(3)游船从B到E的过程中，由动能定理得：mg(Lsin37°−R2cs37°−R3)=12mv12−12mvB2
对游船在B点受力分析，根据牛顿第二定律得：N−mgcs37°=mvB2R1，
联立解得：N=2880N
由牛顿第三定律可知，游船在B点对轨道的压力大小为2880N。
答：(1)游船在F点时的速度大小为7m/s；
(2)制动装置对游船做的功为−27100J；
(3)游船在B点时对圆弧轨道AB的压力大小为2880N。
15.(1)设A、C碰撞后瞬间C的速率为v1，A的速率为v2，以向右为正方向，A与C发生弹性碰撞的过程，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
mCv0=mCv1+mAv2
12mCv02=12mCv12+12mAv22
联立解得：v1=0，v2=4m/s
(2)A、C碰撞后对A、B受力分析，以向右为正方向，对A由牛顿第二定律得：
−μmBg=mAaA
解得：aA=−1m/s2
对B由牛顿第二定律得：
μmBg=mBaB
解得：aB=3m/s2
可知A向右做匀减速直线运动，B向右做匀加速直线运动。根据运动学公式和位移关系得：
L=xA−xB=v2t+12aAt2−12aBt2
解得：t=0.3s，或t=1.7s
设A、B共速的时间为t0，根据运动学公式可得：
v共=v2+aAt0=aBt0
解得：t0=1s
因此t=1.7s舍弃，故B从P点第一次到达N点所用的时间为0.3s。
(3)B相对A由P滑动到N的过程，以向右为正方向，根据动量定理得：
对B有：∑fΔt=mBvB
对A有：−∑fΔt=mAv2−mAvA
其中：∑fΔt=3017∑ΔvΔt=3017L
解得：vB=1.8m/s，vA=3.4m/s
设B由M点滑离A时的水平分速度大小为vx，竖直分速度大小为vy，B由N到M的过程，A、B系统在水平方向上动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
mBvB+mAvA=(mB+mA)vx
12mBvB2+12mAvA2=12mB(vx2+vy2)+12mAvx2+mBgR
联立解得：vx=3m/s，vy=1m/s
可得B滑离A时的速率为：v3= vx2+vy2
解得：v3= 10
设B由N到M离开A到再返回N时，A、B的速度分别为v4、v5，以向右为正方向，对此过程，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
mAvA+mBvB=mAv4+mBv5
12mAvA2+12mBvB2=12mAv42+12mBv52
联立解得：v4=2.6m/s，v5=4.2m/s
设B相对A由N向P滑动距离为Δx时两者共速，以向右为正方向，根据动量定理得：
对A有：∑fΔt′=mAv共−mAv4
对B有：−∑fΔt′=mBv共−mBv5
其中：∑fΔt′=3017∑ΔvΔt′=3017Δx
解得：Δx=0.68m
可得B最终与P点的距离为：d=L−Δx=1.02m−0.68m=0.34m
答：(1)A被碰后瞬间的速率为4m/s；
(2)B从P点第一次到达N点所用的时间为0.3s；
(3)B滑离A时的速率为 10，及B最终与P点的距离为0.34m。