四川省绵阳市三台中学校2023-2024学年高一下学期期末适应性考试物理试题

三台中学高2023级高一下期末适应性考试 物 理 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．在狭义相对论中，下列说法正确的是（　　） A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是不同的 B．在真空中，光的速度大小与运动状态无关 C．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小不同 D．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变 2．一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则该小船（　　） A．能到达正对岸 B．船头垂直河岸航行，它的位移大小为150m C．渡河的时间不可能少于50s D．以最短位移渡河时，位移大小等于150m 3．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时重力一定完全提供向心力 B．图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力全部用来提供向心力 D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 4．如图所示，一物体在与水平方向夹角为的恒定拉力作用下以速度做匀速直线运动。已知物体质量为，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A．支持力可能为零 B．摩擦力做功为 C．拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D．合力做功为 5.如图所示，皮带传动装置，皮带轮O和O′上的三点A、B和C，，，则皮带轮转动时A、B、C三点线速度、角速度、周期、转速、频率的情况是（　　） A．, B．, C．, D．, 6.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水对船的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为，此时人的拉力大小为F，则此时（　　） A．人拉绳行走的速度为 B．绳子对船的水平拉力大小也为F C．船的加速度为 D．船的合速度大小为 7．某实验小组进行“鸡蛋撞地球”实验，把一质量为50g的鸡蛋用海绵紧紧包裹，使其从20m的高处自由落下，与水平面发生一次碰撞后速度减为0，碰撞时间为0.5s，碰撞过程视为匀减速直线运动，不考虑鸡蛋和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．海绵可以大幅度减小鸡蛋撞地过程中的动量变化量 B．鸡蛋在自由下落过程中重力的冲量大小为 C．鸡蛋撞地过程中海绵对鸡蛋平均作用力的冲量大小为 D．鸡蛋撞地过程中海绵对鸡蛋的平均作用力大小为2N 8.2023年11月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统——高速飞车大同（阳高）试验线工程完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示，高速飞车的质量为，额定功率为，高速飞车在平直轨道上从静止开始运动，先以加速度做匀加速直线运动，加速过程中达到额定功率。后又经过一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为且保持不变，则下列说法正确的是（　　） A．高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为 B．高速飞车匀加速直线运动的时间为 C．高速飞车匀加速直线运动的位移为 D．高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于 二、本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9.在物理学的研究中用到的思想方法很多，对下图中描述正确的是（　　） A．甲图中，测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法 C．丙图中，观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程，运用了极限法 D．丁图中，研究力和运动关系时，运用了等效替代法 10．如图所示，a为地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径为可近似为地球半径。c为绕地球做匀速圆周运动的同步卫星。同步轨道近地轨道a、b、c的角速度大小分别为、、；线速度大小分别为、、；加速度大小分别为、、；周期分别为、、，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 11．如图，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，小球恰好滑到杆底端，在整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（　　） A．小球的动能与重力势能之和先增大后减小 B．小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小 D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 12.如图甲所示，某同学为了比较不同物体与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置。已知固定于转轴上的角速度传感器和力传感器可直接测出角速度和绳的拉力F，通过一不可伸长的细绳连接物块，细绳刚好拉直，测得物块以不同的角速度随圆盘做匀速圆周运动时拉力F与角速度的大小。在电脑上绘出图乙所示图像。换用形状和大小相同但材料不同的物块重复实验，得到物块a、b、c分别对应的三条直线，发现a与c的纵截距相同，b与c的横截距相同，且符合一定的数量关系。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）以下说法正确的是（　　） A．物块a、b、c的质量之比为 B．物块a、b、c的质量之比为 C．物块a、b、c与转盘之间的动摩擦因数之比为 D．物块a、b、c与转盘之间的动摩擦因数之比为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、本大题2小题，每空2分，共16分。 13.（6分） 某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块P和Q。 (1)为了减小实验误差，使用气垫导轨的目的有__________。 A．保证两个滑块碰撞时是一维的 B．喷出的压缩空气减小滑块速度 C．使滑块与导轨不直接接触，减小噪声 D．减小滑块和导轨之间的摩擦力 (2)测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光板的宽度分别为和。实验中，使两个滑块之间的轻弹簧处于压缩状态，并用细线将两个滑块连接，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、；用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为（用、、、、、表示）。 (3)若左、右遮光板的宽度相同，第（2）问中动量守恒应满足的关系式可简化为 （用题中字母表示） 14.（10分） 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。 (1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是___________ A． B．C． D． (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量，动能增加量。 (3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。 A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 (4)若测出纸带上所有各点到点之间的距离，根据纸带算出各点的速度及重物下落的高度，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是图中的______。 A． B． C． D． 四、本大题3小题，共36分，要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. （8分） 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： （1）火星的质量M； （2）“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r。 16 （12分） 如图所示，三个质量分别为2 kg、1kg、1kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上，开始时B、C均静止，A以初速度v0＝6m/s向右运动，A与B发生弹性碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起。求： (1)A与B碰撞后A、B各自速度大小； (2)B与C碰撞后的共同速度； (3)B与C碰撞过程中损失的动能。 17. （16分） 如图所示，质量为的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至P点，释放后滑块以一定速度从A点水平飞出（飞出前已与弹簧分离），恰好从B点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的水平面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道DE与水平面CD相切于D点。已知圆弧轨道BC的半径，AB两点的高度差，光滑圆BC对应的圆心角为，滑块与CD部分的动摩擦因数，，重力加速度。求： （1）弹簧压缩至P点时的弹性势能； （2）滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力； （3）滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道DE的半径满足的条件。 学科网（北京）股份有限公司 三台中学高2023级高一下适应性考试参考答案 物 理 1.【答案】B 【详解】A．根据相对性原理：物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式，故A错误； BC．根据光速不变原理，光在真空中的速度c是恒定的，与光的频率、光源的运动状态无关．故B正确，C错误； D．根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变，故D错误；故选B。 2.【答案】C 【详解】AD．由于船速小于水速，小船不能到达正对岸，最短位移大于150m，AD错误； B．当船头指向正对岸，这时沿水流方向移动的位移 ，根据几何关系可得 ，B错误 C．当船头指向正对岸时，过河时间最短，且最短时间 ，C正确；。故选C。 3.【答案】D 【详解】A．汽车在最高点受重力、支持力，由二者的合力提供向心力，有 解得 ，当 时，才由重力提供向心力，故A错误； B．如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳子拉力沿着水平方向的分力提供，并不沿绳方向，故B错误； C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内沿水平面做匀速圆周运动，合力用来提供向心力，故 C错误； D．火车转弯超过规定速度行驶时，轨道的支持力和重力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，火车有做离心运动的趋势，则外轨对外轮缘会有挤压作用，故D正确。 故选 D。 4.【答案】C 【详解】AB．物体匀速运动，对物体受力分析，水平方向 ，竖直方向 ，由于水平方向一定受到向左的摩擦力，故支持力不可能为零；摩擦力做功为 ，故AB错误； C．对物体受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由平衡条件可知此时拉力和摩擦力的合力方向必定竖直向上此时与支持力的合力才能和重力平衡，故C正确； D．物体做匀速直线运动，受到的合外力为0，故合力做功为0，故D错误。故选C。 5.【答案】B 【详解】AB．点B和点C是同轴传动，角速度相等，则有 ，由于 ，根据公式 ，则有 ，点A和点B是同缘传动的边缘点，故 ，由于， 根据公式 ，则有 ，由上可以得出 ， 故A错误，B正确； CD．根据 ，可得 ，根据 ，可得 ，根据 可得 ，故CD错误。故选B。 6.【答案】A 【详解】A．分解船的实际速度，沿绳缩短方向和垂直绳子方向，有 可知人拉绳行走的速度为 ，故A正确； B．分解绳子对船的拉力，沿水平方向和竖直方向，有 ，故B错误； C．对船受力分析，有 ，解得 ，故C错误； D．船的合速度大小为船的实际速度 。故D错误。故选A。 7.【答案】C 【详解】A．根据动量定理 可知，海绵可以大幅度减小鸡蛋撞地过程中所受的作用力，不能减小动量变化量，故A错误； B．鸡蛋落地所需的时间为 ，所以鸡蛋在自由下落过程中重力的冲量大小为 ，故B错误； C．鸡蛋与海绵碰撞过程中，规定向下为正方向，由动量定理 ，其中 联立解得鸡蛋撞地过程中海绵对鸡蛋平均作用力的冲量大小为 故C正确； D．根据 ，解得鸡蛋撞地过程中海绵对鸡蛋的平均作用力大小为 故D错误。故选C。 8.【答案】C 【详解】ABC．匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得 ，又 ，联立可得高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为 ，高速飞车匀加速直线运动的时间为 ，高速飞车匀加速直线运动的位移为 故AB错误，C正确； D．当牵引力等于阻力时，高速飞车的速度达到最大，则有 ，高速飞车在整个加速过程，根据动能定理可得 ，可得 ，故D错误。故选C。 9.【答案】AC 【详解】A．甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A正确； B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B错误； C．丙图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想，得到B点的瞬时速度方向，故C正确； D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，故D错误。故选AC。 10.【答案】CD 11.【答案】AD 【详解】在整个运动过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。 A．小球下滑的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，因此小球的动能与重力势能之和先增大后减小，故A正确； BC．小球下滑的过程中，重力势能一直减小，因此小球的动能与弹簧的弹性势能之和一直增大，故BC错误； D．小球下滑的过程中，小球的动能先增大后减小，因此小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。 故选D。 12.【答案】BD 【详解】AB．根据牛顿第二定律有 ，整理得 ，可知 图像的斜率为 ，可知物块a、b、c的质量之比为， 故A错误B正确； CD． 图像的纵截距绝对值为 ，由图像可得 ，可得物块a、b、c与转盘之间的动摩擦因数之比为 故C错误，D正确。故选BD。 13.【答案】(1)AD (2) (3) 【详解】（1）使用气垫导轨能保证两个滑块碰撞时是一维的，且减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小实验误差，故选AD。 （2）两滑块被弹簧弹开后的速度分别为 ， ，若动量守恒则满足 即 （3）若左、右遮光板的宽度相同，第（3）问中动量守恒应满足的关系式可简化为 14.【答案】(1)A (2) (3)C (4)A 【详解】（1）为了减小纸带与打点计时器间的摩擦，释放纸带前，应手提者纸带的上端，时纸带处于竖直方向，为了充分利用纸带，应使重物靠近打点计时器。 故选A。 （2）[1]重力势能变化量可以由重力做功的多少来表示，则 [2]先计算B点瞬时速度 ，代入动能表达式可得 （3）在实验过程中，存在空气阻力和各种摩擦阻力，会导致重力势能减少量略大于动能增加量。故选C。 （4）根据机械能守恒 ，整理得 ，可知 图像是正比例函数。故选A。 15.【答案】（1） ；（2） 【详解】（1）忽略火星自转，火星表面质量为 的物体，其所受引力等于重力 （2分），解得 （2分） （2）设天问一号质量为m，根据万有引力提供向心力有 （2分），解得 （2分） 16.【答案】（1）vA＝2 m/s，vB＝8 m/s。；（2）v共＝4 m/s；（3）ΔE=16 J。 【详解】(1)设A与B碰撞后，A、B的速度分别为vA、vB，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得 mAv＝mAvA＋mBvB(2分) (2分) 联立解得vA＝2 m/s(1分)，vB＝8 m/s(1分)。 (2)B与C发生碰撞并粘在一起，设B与C碰撞后的共同速度为v共，根据动量守恒定律可得 mBvB＝(mB＋mC)v共(2分) 解得v共＝4 m/s。(1分) (3)B与C碰撞过程中损失的动能为 (2分) (1分) 17.【答案】（1） ；（2） ，方向竖直向下；（3） 或 【详解】（1）弹簧的弹性势能转化为滑块的动能 (1分) 由题意 (1分) (1分) 解得 (1分) （2）滑块由B点到C点由动能定理得 (2分) 又 (1分) 根据牛顿第二定律 (1分) 解得 (1分) 由牛顿第三定律，滑块到达圆弧未端C时对轨道的压力大小为 ，方向竖直向下(1分)。 （3）滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一是到达与圆心等高处时速度恰好为零；二是到达半圆弧轨道最高点。 ①到达与圆心等高处时速度恰好为零 由动能定理得 (1分) 解得 (1分) ②滑块能够到达半圆弧轨道最高点 由动能定理得 (1分) 在最高点，重力恰好提供向心力 (1分) 解得 (1分) 综上， 或 时，滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动(1分)。 学科网（北京）股份有限公司 $$