四川省绵阳南山中学2023-2024学年高一下学期期末热身物理试题

第 1 页 共 4 页 绵阳南山中学 2024 年春季高 2023 级期末统考热身考试 物理试题 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，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关 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．如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而 来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下 分析正确的是（ ） A．减小球对手的平均作用力 B．减小球对手的冲量 C．使球的动量改变量变小 D．使球的加速度变大 3．胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车 轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一 段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，在保证安全行驶的情况下，若要尽量使胎 压报警器不会超压报警，下列说法正确的是（ ） A．汽车在 A处应增大行驶速度 B．汽车在 B处应增大行驶速度 C．汽车在 A、B处均应增大行驶速度 D．汽车在 A、B处均应减小行驶速度 4．如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在 c点以水平向右的初速度 v0=2m/s抛出，刚好落在 d点，已知直径 ab与直 径 cd的夹角θ=37°（ sin37 0.6  ，cos37 0.8  ； 210m / sg  ），不计空 气阻力，则（ ） A．圆环的半径为 0.375m B．抛出点 c距水平直径 ab的高度为 0.45m C．若小球从 c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上 D．若小球从 c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径 cd上不同位置时的速度方向不相同 5．有一竖直转轴，转轴上不同高度处的两点分别系有一长为 2l和 l的细绳，细绳另一端分别系有 质量均为 m的小球 A和 B，与 A球相连的绳子系得更高，将小球放置在光滑的水平桌面上，使小 球随转轴一起转动，现逐渐增大转轴的转速，直到两小球均离开桌面，则 下列说法正确的是（ ） A．B球比 A球先离开桌面 B．两球同时离开桌面 C．将与 A球连接的绳子更换为 3l长，则 A球将后离开桌面 D．将与 A球连接的绳子更换为 3l长，A球两次离开桌面时的转速相同 6．如图所示，某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成，游客与两段滑梯间的动摩擦因数相 同。一游客由静止开始从顶端下滑到底端，若用 x、a、E、P分别表示物体 下滑的路程、加速度、机械能和重力的瞬时功率，t表示所用的时间，则下 列的图像中正确的是（ ） 2024 年 6 月 第 2 页 共 4 页 A B C D 7．2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在 蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图是某次彩排中质量为 40kg的演员在竖直方向运动时计算机 输出的压力—时间（F—t）图像片段，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度 g=10m/s2， 下列说法正确的是（ ） A．演员在 a到 b过程处于超重状态 B．演员在 b时刻速度最大，速度大小为 8m/s C．从 a时刻到 b时刻，蹦床对演员做的功大于 1280J D．从 a时刻到 b时刻，蹦床给演员的冲量大小为 320N·s 8．船只通行三峡大坝除了通过五级船闸“走楼梯”外，还可以通过升船机“坐电梯”快速过坝。三峡升 船机过船规模为 3000吨级，提升总重量约 15500吨，最大提升高度为 113米，是目前世界上规模 最大、技术难度最高的垂直升船机。升船机工作原理简化为用钢绳提升承船箱，已知某次电动机 将重 2000吨的承船箱由静止开始竖直向上匀加速提升， 4s末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物，5s 末重物达到最大速度 vm。该过程中承船箱的 v-t图像如图 所示，取重力加速度 g=10m/s2。则（ ） A．4s-5s内起重机的牵引力不变 B．起重机的额定功率 P=4.002×105W C．重物的最大速度 vm=2.001m/s D．0-4s内承重箱克服重力做功 4 J1.6 10W   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．在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当 的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为 ，转弯半 径为 r，在该转弯处规定行驶的速度为 v， 则下列说法中正确的是（ ） A．列车运动的圆周平面为右图中的 b B．列车受到重力、轨道的支持力和向心力 C．若列车以大于 v的速度通过该圆弧轨道，车轮将侧向挤压内轨 D．列车在该转弯处规定行驶的速率为 tanv gr  10．如图所示，I为同步卫星轨道，其对地张角为 2θ，II为近地卫星轨道。已 知地球的自转周期为 T0，万有引力常量为 G，根据题中条件，可求出（ ） A．卫星在 II轨道运动的线速度小于 I轨道的线速度 B．卫星在 I轨道运动的周期等于 T0 C．卫星在 I轨道和 II轨道的加速度之比为 sin2θ D．同一卫星在 I轨道机械能和 II轨道的机械能相等 11．如图所示，不可伸长的细绳的一端系着质量为 m的小球（视为质点），另一端固定在 O点。现 按压圆珠笔笔尾，松手后内部弹簧将笔尾迅速弹出，使小球做圆周运动。假设碰撞 时弹簧释放的弹性势能全部转化为小球的动能，碰后立即撤去圆珠笔。已知绳长为 L，重力加速度为 g，忽略空气阻力。某次碰撞后小球刚好能运动到最高点，则（ ） A．小球在最高点时速度为零 B．该次弹簧释放的弹性势能为 2.5mgL C．若释放的弹性势能小于 2.5mgL，绳子一定会松弛 D．仅增大小球质量，小球无法到达最高点 v/(10－2m/s) 承船箱 第 3 页 共 4 页 12．如图所示，小滑块 P、Q的质量分别为 3m、m，P、Q间通过轻质铰链用 长为 L的刚性轻杆连接，Q套在固定的水平横杆上，P和竖直放置的轻弹簧 上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上。当轻杆与竖直方向的夹角α = 30° 时，弹簧处于原长状态，此时，将 P由静止释放，P下降到最低点时α = 60°。 整个运动过程中 P、Q始终在同一竖直平面内，滑块 P始终没有离开竖直墙 壁，弹簧始终在弹性限度内。忽略一切摩擦，重力加速度为 g，在 P下降的 过程中（ ） A．P、Q组成的系统机械能不守恒 B．下滑过程中，两个滑块的速度大小始终一样 C．P和弹簧组成的系统机械能最小时，Q受到水平横杆的支持力大小等于 mg D．弹簧弹性势能的最大值为  2 3 1 mgL 第Ⅱ卷（非选择题，共 52 分） 三、本大题共 2 小题，共 16 分。 13．（8分）某同学用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下： ①用天平测出滑块和遮光条的质量 M、钩码的质量 m； ②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块； ③测量遮光条中点与光电门光源之间距离 L及遮光条宽度 d，将滑块由静止释放，光电门记录遮 光条遮光时间 t； ④重复以上实验多次。 根据上述实验操作过程，回答下列问题： (1)下列关于该实验的说法正确的是________； A．本实验可以不用测量 M和 m B．实验中不需要保证 m远小于 M C．滑块运动过程中速度大小始终与钩码相等 D．本实验的研究对象为滑块 (2)某同学测量得滑块和遮光条的质量 M=300.0g、钩码的质量 m=100.0g、遮光条宽度 d=0.48cm， 某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离 L=86.00cm，遮光条遮光时间 t=3×10-3s， 当地重力加速度 g=9.8m/s2。遮光条通过光电门时 v= m/s，测量过程中系统重力势能的减少 量ΔEP= J，滑块和钩码增加的动能总和为ΔEk= J。（结果均保留三位有效数字） 14．（8分）甲同学用如图 a所示的装置来描绘平抛物体的运动轨迹和探究平抛运动的特点与规律， 将固定有斜槽的木板放在水平桌面上，用图钉把坐标纸固定在竖直的木板上，使坐标纸上的竖线 处于竖直方向，并在坐标纸上选定斜槽末端投影所在的位置为坐标原点 O，回答下列问题： (1)设计实验：实验时，在斜槽上某一 （选填“相同”或“不同”）位置由静止释放小球，使 小球自由滑下，并从 O点开始做平抛运动。先目测做平抛运动的小球在某一水平位置 x处的 y值。 然后使小球重新自由滑下，用铅笔记下小球实际经过的位置，并记录在坐标纸上。接着依次改变 x 值，重复上述步骤，确定各点的位置。实验时，斜槽末端的切线 （选填“需要”或“不需要”） 保持水平位置。 (2)实验中得到一条曲线如图 b所示，已知从 A到 B与从 B到 C下落时间相同，测得 A、B间的竖 直距离为 6cm，B、C间竖直距离为 15.8cm，A、B和 B、C间的水平距离均为 5cm，已知当地的重 第 4 页 共 4 页 力加速度为 9.8m/s2，则平抛运动的初速度为 m/s。 (3)图 c所示为乙同学设计的实验装置，每次将质量为 m的小球从半径为 R的四分之一圆弧形轨道 不同位置静止释放，轨道最低点切线水平，并在弧形轨道最低点处装有压力传感器，测出小球对轨 道压力的大小 F。在轨道最低点右侧水平距离为 10 m 10 x  处固定一等高竖直挡板，由小球打在竖直 挡板上的点可获得小球在竖直方向的下落距离 y，处理数据后作出了如图 d所示的 1F y  图像，则由 图可求得小球的重力 mg= N，四分之一圆弧形轨道半径 R= m。 四、本大题 3小题，共 36 分，要求须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)2024年 2月 24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称已经确定，新一代载人飞船命名 为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”。假设“梦舟”飞船绕月球表面飞行的周期为 T，“揽月”飞行器 在月球表面着陆后，宇航员在月球表面将一小球从倾角为的斜面上，以水平速度 0v 抛出后，仍 落在斜面上，如图所示。月球半径为 R，空中运动时不计阻力，求： (1)月球表面的重力加速度大小； (2)从斜面上抛出的小球，经过多长时间距斜面最远。 16．(12分)如图甲所示，质量分别是 2m、m的两物块 A、B用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上， 物块 B右侧与竖直墙壁相接触。t＝0时，物块 C以速度 0v 向右运动， 0t 时刻与物块 A相碰并立即 (作用时间极短、可忽略)与物块 A粘在一起不再分离。在 0~3t0时间内，物块 C的 v t 图像如图乙 所示，求： (1)物块 C的质量； (2)离开墙壁后，物块 B的最大速度。 17．(16分)如图所示，半径为 1.0mR  的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 B和圆心 O 的连线与水平方向夹角 37  。另一个端点 C为轨道的最低点。C点右侧的水平地面上紧挨着 C 静止放置一足够长的木板，木板质量 0.5kgM  ，上表面与 C点等高。质量为 0.5kgm  的物块（可 视为质点）从空中 A点以 1.8m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的 B端沿切线方向进入轨道，从 B 运动到 C的过程中物块克服摩擦力做功 1.25J。已知物块和木板间的动摩擦因数 1 0.2  ，木板与 水平地面之间的动摩擦因数 2 0.05  ，求： (1)物块在 B点时重力的瞬时功率； (2)物块在经过 C点时，圆弧轨道对物块的支持力大小； (3)经过足够长时间，系统产生的摩擦热为多少？ 0v 第 1 页 共 2 页 绵阳南山中学 2024 年春季高 2023 级期末统考热身考试 物理参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B A B A D D C B AD BC BD AC 13．(1)B（2分） (2) 1.60（2分） 0.421（2分） 0.416（2分） 14．(1)相同（1分） 需要（1分） (2)0.50（2分） (3) 5.0（2分） 0.25（2分） 【解析】(1)实验时，为保证小球做平抛运动初速度相同，则要求小球在斜槽上某一相同位置由静 止释放小球。实验时，为保证小球能做平抛运动，则要求斜槽的末端切线水平。 (2)设从 A到 B与从 B到 C下落时间为 T，由 2y gT  可得 0.1sT  水平方向 0x v T 解得 0 0.50m/sv  (3)由向心力公式可知 2 0mvF mg R   ，由平抛运动规律可知 2 1 2 y gt 0x v t 联立可得 2 1 2 mgxF mg R y    ，由图像可知，纵截距为 5.0NG mg  斜率为 2 7.0 5.0 2 2 mgxk R    ，解得 0.25mR  15.解：（1）飞船绕月球表面飞行的周期为 T，由万有引力提供向心力：��� �2 =4� 2�� �2 （2分） 由月球表面万有引力与重力的关系：�1g= ���1 �2 （2分） 解得月球表面的重力加速度大小为 2 2 4g R T   （1分） （2）小球距斜面最远时，速度方向与斜面平行，有tan �= �� �0 （2分） 可得下落时间为 t=�0 tan �� 2 4�2� （1分） 16.解：（1）由图得物块 C与物块 A相碰并立即粘在一起，速度为 0 3 v 对 AC，由动量守恒定律得   00 2 3c c vm v m m  （2分） 解得 cm m （1分） （2） 03t 时刻，弹簧第一次恢复原长，此时物块 AC速度的大小为 03 v ，方向向左，物块 B的 速度仍为 0；弹簧第二次恢复原长时，物块 B的速度最大。设此时物块 AC、物块 B的速度大小分别 为 1v 、 2v ，从弹簧第一次恢复原长到第二次恢复原长，AC、弹簧、B组成的系统动量守恒，机械能 守恒： 3m∙ �03 =3mv1+mv2 2v （3分） 1 2 ∙ 3m ∙ ( �0 3 )2=1 2 ∙3m∙ �12+ 1 2 ∙m∙ �22 （3分） 解得 01 6 vv  ， 02 2 vv  （2分） 方向水平向左 （1分） 17.解：（1）由题意得，物块在 B点的速度与竖直方向夹角为 37  ， 则 0tan v gt   （1分） 物块从 A点到 B点的运动时间为 0 16st . 物块在 B点时重力的功率为 P=mg·gt （1分） 解得 P=12w （1分） 第 2 页 共 2 页 （2）物块在 B点的速度为  220Bv v gt  （1分） 根据动能定理得：mgR(1+sinθ)－Wf= 1 2 m��2 − 1 2 m��2 （2分） 根据牛顿第二定律 2 CvN mg m R   （2分） 得 23NN  （1分） （3）根据牛顿第二定律， 对物块 1 1mg ma  （1分） 对木板  1 2 2mg m M g Ma    （1分） 解得 2 1 2m/sa  ， 2 2 1m/sa  物块与木板共速时 1 2Cv a t a t  （1分） 解得 2st  物块与木板的位移分别为 2 1 1 1 8m 2C x v t a t   2 2 2 1 2m 2 x a t  则物块与木板之间摩擦产生的热能为  1 1 1 2 6JQ mg x x   （1分） 板块共速后一起匀减速运动的加速度为  2 2 3 0.5m/s m M g a m M      （1分） 匀减速的位移为  22 3 3 4m 2 a t x a   木板与水平地面之间摩擦过程中产生的热能为    2 2 2 3 3JQ m M g x x    （1分） 系统产生的摩擦热 Q=Q1+Q2 解得 Q=9J （1分） 请在各题目的作答区域内作答，超出矩形边框限定区域的答案无效 班级 姓名 考号 正确填涂 错误填涂 考生禁填 缺考 违规 准考证号 [ ]0 [ ]1 [ ]2 [ ]3 [ ]4 [ ]5 [ ]6 [ ]7 [ ]8 [ ]9 [ ]0 [ ]1 [ ]2 [ ]3 [ ]4 [ ]5 [ ]6 [ ]7 [ ]8 [ ]9 [ 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共2页 绵阳南山中学2024年春季高2023级期末统考热身考试 物理答题卡 请保持答题卡干净整洁，不要污损 请在各题目的作答区域内作答，超出矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的作答区域内作答，超出矩形边框限定区域的答案无效 . （12分）16 . （16分）17 第2页 共2页