甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题

2023一2024年度高一年级下学期期未考试模拟卷 物理试题 (75分钟100分) 考试范围：必修第一册20%、必修第二册80% 第I卷（选择题 共43分)】 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有 项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部 选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.某水上乐园的滑道示意图如图所示，质量m=50kg的人从螺旋滑道顶端由静止开 始滑下，经过倾斜滑道和水平滑道后落入水中。已知螺旋滑道顶端到水平滑道的高 度H=3.5m,水平滑道到水面的高度h=0.8m,重力加速度g=10m/s2,运动过 程中将人视为质点，不计空气阻力。若人的落水点到水平滑道末端的水平距离x= 3.2m,则人在滑道上滑动过程中克服阻力做的功为 A.90J 螺旋滑道 封 B.120J 倾斜滑道→ 水平滑道 C.150J D.240J 2.如图，两块表面粗糙的木板的一端均置于竖直面内的O点，另一端置于同一水平 面，木板与水平面间的夹角分别为α和，β。两相同的滑块从O点分别沿两木板由静 止开始下滑，速度感应器（未画出）测出两滑块到达木板底端A、B的速率相等。两 线 滑块均可视为质点，则在两滑块沿木板下滑的过程中，下列说法错误的是 A.重力做功的功率相等 B.两滑块克服摩擦力做的功相等 C.合力对两滑块做的功相等 D.木板对两滑块做的功相等 3.在学校秋季运动会的跳高比赛中，小虎同学以背越式成功地跳过了1.82m的高度， 若空气阻力可忽略，则下列说法正确的是 ◇ ·1· 【25·YK·物理-R一高-下册-GSZW】 八.起跳时地面对小虎的支持力大于他对地面的压力 B.小虎在上升过程中处于超重状态 C.小虎在下降过程中处于失重状态 D.小虎跳过最高点后，依靠惯性下落 4.传统的火车车轮是圆柱形，铁轨的弯道部分外轨高内轨低，当，半轻大 半径小 行驶距离长行驶距离短 火车行进时，有时会产生难听的“尖叫声”。如图所示，高铁的 车轮是外小内大的锥形，现在这项技术已应用到地铁上。某地 铁线路的设计要求弯道的最小曲率半径不能低于450m,设计 向右转弯 速度要达到108km/小h。已知轨距为1435mm标准轨距，重力加速度g=10m/s2, 则根据上述信息，可以判断下列说法正确的是 A.地铁线路弯道的外轨比内轨高约28.7mm B.弯道的外轨设计得比内轨高是为了防止车厢做圆周运动时挤压内轨 C.当列车经过弯道的速度低于108km/h时，车厢所需向心力由弹力与重力的合力 提供 D.外小内大的锥形车轮能确保外轨车轮的速度略大于内轨车轮的速度 5.图甲是一种传统民俗用品，曾经广泛用于节日、婚庆、祭奠等诸多场合，称为“二踢 脚”，又叫双响爆竹。其原理图如图乙所示，纸筒内分两层安放火药，点燃引信1，下 层火药1燃烧，通过反冲，“二踢脚”上升到一定高度，之后下层火药1引燃引信2进 而引爆上层火药2，“二踢脚”凌空爆炸。忽略空气阻力，“二踢脚”在升空过程中质 量不变，所受推力随时间线性减小，则下列说法正确的是 火药2 纸筒 双响爆竹 隔离层一 火药1 引信2 薄封层一 引信1 水平地面 甲 乙 A.“二踢脚”在升空的过程中机械能守恒 B.火药1燃烧产生的能量全部转化为“二踢脚”的机械能 C.“二踢脚”在升空过程中所受的推力大小等于其重力时，重力的功率绝对值最大 D.火药1燃烧喷射出气体，气体对“二踢脚”的推力做的功等于“二踢脚”动能的增 加量 ·2· 【25·YK·物理-R-高一下册-GSZW】 6.某过山车的轨道示意的如所示。游容乘坐过山车从该轨道a处山静止滑下，然后 从最低点冲上半径为尺的圆轨道。若要求到达圆轨道最高点b处时，过山车对轨 道的压力不超过游容和过山车总重力的k倍，过山车和游客可视为质点并忽略所有 阻力.则：点与圆轨道最低点的最大高度差h为 A.(k4)R 2 B.(5)R 2 e D.+2)R 7.在体能训练中，A同学站在沙地上竖直向上抛出沙袋，取抛出点为重力势能零点，B 同学画出了该沙袋在上升的过程中.机械能Ea、动能和重力势能E,随上升的 高度h变化的E一力图像，其中一一定有误的是 EM 120 120 100 100 6 E 20 20 h/ hm 0 0 6 10 B E M 120 120 100 W 0 20 h/n 10 8.如图所示.一同学在距离竖直墙壁d=1.2m处，将一弹性球A(可视 A0- 为质点)向着竖直墙壁水平地出，弹性球下落1=0.45后在墙壁上 B点反弹.反弹后水平速度等大反向，竖直速度不变，最终弹性球济在 水平面上某一点。已知反弹点地面的高度=0，S,重力加速度=10m/s, 空气阻力不计，则弹性球的初速度大小和落点到墙咬的距离、分别为 ·3· 【25·VK·物理一k一高下盼一(7W】 A.vo=3 m/s B.v=4 m/s C.s=0.6m D.s=0.8m 9,为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安 全检查。乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到水平传送带上，物品随传送 带一起运动并通过检测仪接受检查。关于物品在传送带上的运动，下列说法正确 的是 A.物品匀速运动时，受静摩擦力 B.物品加速运动时，相对传送带滑动，受滑动摩擦力 C.若运动过程中传送带因故突然停止后，物品受滑动摩擦力 D.若运动过程中传送带因故突然停止后，物品所受摩擦力的方向与物品运动的方 向相同 10.火星和地球绕太阳运动的轨道近似在同一个平面内，且二者绕行方 火星 向相同。如图所示，某时刻二者与太阳刚好在一条直线上且相距最 地 太阳 近，这个现象叫“火星冲日”。已知火星绕太阳公转的轨道半径为地 球公转轨道半径的1.5倍，忽略地球和火星的自转，厚约为1.84，√层约为 0.54,下列说法正确的是 A.火星绕太阳公转的周期约为0.54年 B.火星、地球分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C.相邻两次“火星冲日”的时间间隔约为2.2年 D.地球和火星出现相对速度最大的最短时间间隔约为1.1年 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 二、实验题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按 题目要求作答。 11.(5分)某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证机械能守 恒定律。在水平桌面上固定两竖直杆，劲度系数为k的轻 质弹簧左端固定在左杆；轻质细线跨过固定在右杆的定滑 轮，一端与弹簧连接，另一端与一质量为m的物块（含宽度 为d的遮光片)相连；调节定滑轮使滑轮与弹簧间的细线水平，光电门可沿固定在 4· 【25·YK·物理一R一高-下册-GSZW】 水平地面上的竖直杆上下调节，刻度尺紧贴地而上的竖直杆放置。已知弹簧的弹 性势能表达式为E,=k2,其中k为弹簧的劲度系数为弹资的形变量，当地重 力加速度大小为g。主要实验步骤如下： ①用手托住物块，并调节刻度尺的高度，使细线恰好仲直时遮光片与刻度尺的零刻 度对齐： ②将光电门固定在竖直杆上某一位置，记下此时光电门对应的刻度： ③使物块由静止下落，下落过程中测得遮光片经过光电门的遮光时间为4； ④改变光电门在竖直杆的位置，重复上述操作，记下对应的光电门刻度和遮光 时间； ⑤分析实验数据，验证系统机械能是否守恒。 当光电门固定位置对应刻度为时，物块下落到光电门位置时的速度大小为 ,物块机械能的减少量为 ;若系统机械能守恒，应满足的表 达式为 。 (均用已知量和测得量的符号表示) 12.(10分)运动员做蹦床运动时，可利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图像，从 封 而研究运动员在弹跳过程中做功和能量转化情况。研究过程步骤如下： ①连接好传感器，运动员从静止开始，经过多 ↑FN 2500 次起跳并在空中完成动作； 4909: ②在某时刻，运动员在最高点结束表演，此后 0 不做任何动作，最后静止在蹦床上； ③传感器记录蹦床弹力随时间的变化情况如图所示。 线 根据实验数据，回答下列问题： (1)根据传感器记录的数据，计算出运动员起跳的最大高度为 m(保留2 位有效数字，重力加速度大小为9.8m/s2)。 (2)若在12.8s起跳后运动员不再有做功动作，本次起跳与上一次起跳的动能之 比为 (3)由于存在空气阻力，则(1)中计算的最大起跳高度应 (选填“大于”或 “小于”)运动员实际起跳高度。 ·5 【25·YK·物理-R-高-下册-GSZV】 三、计算题：本题共3小题，共2分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位。 13.(10分)为了安全，在公路上驾驶汽车应随时保特警惕。某段平直公路上，一司机 驾驶汽车以速度v=72km/h匀速行驶，突然发现前方60m处有两只小鹿跑.上公 路，马上刹车，从发现小鹿到汽车开始减速所经历的时间（反应时间）1=0.50s,刹 车时汽车受到的阻力大小∫为汽车重力的50%，汽车刹车时可看成做匀减速运 动，重力加速度g取10m/s2。 (1)求刹车后汽车运动的加速度大小a。 (2)通过计算判断汽车能否在撞到小鹿前停下。 ·6· 【25·YK·物理-R-高一下册-GSV] 14.(15分)如图所示，一倾角0=30°、高为H的直角斜面固定在水平地面上，斜面顶 点上有一定滑轮，物块A和B(均可视为质点)通过轻而柔软的细绳连接并跨过定 滑轮，其中A的质量为加：开始时两物块都位于与地面距离为号的位置处，由静止 释放两物块后，A沿斜面无摩擦地上滑，B沿斜面的竖直边下落。若物块A恰好 能到达斜面的顶点，滑轮的质量、半径和摩擦均可不计，重力加速度为g。求： (1)B刚好落地时A的速度大小。 (2)B的质量。 B 警·7· 【25·YK·物理-R一高-下册一GSZV】 15.(17分)过山车是游乐园里的一种机动游乐设施，某过山车轨道可简化为如图所示 的物理模型：一段高度差h=23.75m的曲线滑落轨道AB分别与水平圆轨道和竖 直圆轨道相切于A、B两点。已知水平圆轨道的半径R=40m,过山车在水平圆轨 道上受到的摩擦阻力可忽略不计，水平圆轨道内侧导轨低，外侧导轨高，倾角= 45°。已知竖直圆轨道的半径r=10m,当地重力加速度g=10m/s2。 (1)求水平圆轨道的最大设计速率。 (2)若过山车以最大设计速率通过水平螺旋轨道，压力传感器测得车厢经过竖直圆 轨道最低点B时，测试员对座椅的压力比自身重力增加了3125N,已知测试员 弥 的质量m=50kg,求车厢经过B点时的速度大小。 (3)由B运动到竖直圆轨道的最高点C,车厢克服摩擦阻力做的功是其在曲线滑落 轨道克服摩擦阻力做功的一半，求车厢经过C点时压力传感器的示数。 封 线 海·8· 【25·YK·物理一R一高一下册-GSZV】 2023—2024年度高一年级下学期期末考试模拟卷 物理参考答案 1.C　解析:人在滑道上运动的过程中,有mgH-Wf=mv2;人离开滑道后做平抛运动,水平方向有x=vt,竖直方向有h=gt2,联立解得Wf=150 J,C项正确。 2.A　解析:两滑块从顶点O运动到木板底端,重力做的功相等;由动能定理可知,合力对两滑块做的功相等,则两滑块克服摩擦力做的功相等,而木板对滑块做的功等于摩擦力对滑块做的功;由于两滑块沿木板下滑的平均速度大小相等,运动时间tOA>tOB,故A项错误。 3.C　解析:在小虎起跳时,地面对小虎的支持力与小虎对地面的压力是一对作用力与反作用力,两者大小相等、方向相反,故A项错误;小虎在空中运动时,无论是上升过程还是下落过程,其加速度均向下,小虎均处于失重状态,B项错误、C项正确;小虎到达最高点时,惯性使小虎静止在空中,而重力使小虎产生向下的加速度,重力是小虎下落的原因,故D项错误。 4.D　解析:地铁的运行速度只有达到设计速度时才由弹力和重力的合力提供其转弯的向心力,由mgtan θ=m,可得tan θ=,由于倾斜角极小,tan θ≈sin θ,又由sin θ=,代入数据得外轨比内轨高287 mm,A、C项错误;弯道的外轨设计得比内轨高是为了防止车厢转弯时做离心运动而挤压外轨,B项错误;虽然外轨比内轨高,但当车速较小时,车厢会挤压内轨,车速较大时,车厢会往外侧移,外侧车轮与轨道接触的部分半径较大,线速度较大,D项正确。 5.C　解析:“二踢脚”在升空过程中,除了重力做功外,还有火药1燃烧喷出的气体产生的推力做功,机械能不守恒,A项错误;火药1燃烧产生的能量,一部分转化为“二踢脚”的机械能,一部分散失到周围环境中,B项错误;“二踢脚”在升空过程中所受的推力大小等于其重力时,“二踢脚”速度最大,重力的功率最大,C项正确;火药1燃烧喷射出气体,气体对“二踢脚”的推力做的功等于“二踢脚”动能的增加量和重力势能的增加量之和,D项错误。 6.B　解析:a→b的过程,有mg(h-2R)=m,过山车在b点时,有F+mg=m,由题意知F≤kmg,联立解得h≤,B项正确。 7.C　解析:当沙袋的动能减小到0时,其重力势能最大,且小于最大动能,A项可能正确;若存在空气阻力,沙袋的动能减少时,机械能也会相应减少,B、D项可能正确;C项中,沙袋的动能减小到0后,重力势能还在增大,沙袋还在上升,这种情况不可能发生,C项错误。 8.BD　解析:弹性球与墙壁碰撞前,水平方向有d=v0t1,竖直方向有h1=g ,解得t1=0.3 s,v0=4 m/s;反弹后,水平方向有s=v0t2,对整个过程,竖直方向有h1+h2=g(t1+t2 )2,解得t2=0.2 s,s=0.8 m,B、D项正确。 9.BC　解析:物品随传送带一起匀速运动时,物品没有受到摩擦力,A项错误;物品加速运动时,物品相对传送带滑动,物品受滑动摩擦力,B项正确;运动过程中传送带突然停止,物品由于惯性仍向前滑行,物品受滑动摩擦力,且摩擦力的方向与物品运动的方向相反,C项正确、D项错误。 10.CD　解析:火星和地球绕太阳运动的周期之比==,解得火星绕太阳公转的周期T1≈1.84年,A项错误;火星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,但两者不相等,B项错误;设相邻两次“火星冲日”的时间间隔为t,则2π=ω2t-ω1t,解得t=≈2.2年,C项正确;火星和地球相对速度最大时,两者和太阳在同一条直线上且分居太阳两则,则π=ω2t0-ω1t0,解得t0=≈1.1年,D项正确。 11.　(1分)　mgx1-m()2　(2分)　k=mgx1-m()2　(2分) 解析:当光电门固定位置对应刻度为x1时,物块下落到光电门位置时的速度大小为,物块机械能的减少量为mgx1-m()2;弹簧伸长了x1,弹簧弹性势能增加量ΔEp=k,若系统机械能守恒,则有k=mgx1-m()2 。 12.(1)4.9　(3分) (2)81∶100　(4分) (3)大于　(3分) 解析:(1)由题图可知,运动员起跳至最大高度时,从离开蹦床到再次回到蹦床所用的时间为2 s,由运动的对称性,可知运动员上升、下落过程的时间都为t=1 s,由下落阶段的自由落体运动规律可得h=gt2 =4.9 m。 (2)由题图可知,运动员12.8 s时起跳,14.6 s时落下,在空中的运动时间t1=1.8 s,下降的过程中,运动员做自由落体运动,则本次起跳(或落下)时的速度v1=g·=8.82 m/s,而上一次起跳(或落下)时的速度v=gt=9.8 m/s,本次与上次起跳,运动员的动能之比==81∶100。 (3)不考虑空气阻力,运动员起跳后上升的高度为;若考虑空气阻力,由牛顿第二定律可得运动员实际的上升加速度a>g,则其实际起跳高度为,则有>,即(1)中计算的最大起跳高度大于运动员实际起跳高度。 13.解:(1)根据牛顿第二定律,有 f=ma　(2分) 式中 f=0.5mg 解得 a=5 m/s2。　(1分) (2)汽车的初速度 v=72 km/h=20 m/s　(1分) 在反应时间内,汽车做匀速运动,运动的距离x1=vt　(1分) 从刹车到停下,汽车运动的距离x2=　(1分) 从发现情况到汽车停下,汽车行驶的距离x=x1+x2　(1分) 解得 x=50 m　(2分) 因x<60 m,故汽车可以在撞到小鹿前停下。　(1分) 14.解:(1)当B落地时,A沿斜面向上做匀减速运动,到斜面顶端的距离l=H-=　(2分) 设此时A的速度为v,由动能定理有0-mv2=-mglsin θ　(4分) 解得v=。　(2分) (2)设B的质量为M,下落的过程中,A、B构成的系统机械能守恒,有 Mg·-mg·sin θ=(M+m)v2　(4分) 解得M=2m。　(3分) 15.解:(1)为了安全,应避免车厢对轨道有侧向挤压,车厢在水平圆轨道滑动时由重力和支持力的合力提供向心力,有mgtan θ=m　(2分) 解得水平圆轨道的最大设计速率 vA=20 m/s。　(2分) (2)测试员在B点时有FN-mg=m　(2分) 解得车厢经过竖直圆轨道最低点B的速率vB=25 m/s。　(2分) (3)设过山车(含测试员)的总质量为M,则过山车从A运动至B的过程,有 Mgh-Wf=M-M　(2分) 过山车从B运动至C的过程,有-Mg·2r-Wf=M-M　(2分) 解得车厢经过竖直圆轨道最高点C的速率vC=10 m/s　(1分) 由牛顿第二定律有FN+mg=m　(2分) 解得FN=0　(1分) 故车厢经过C点时压力传感器的示数是0。　(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $$