北京市北京交通大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷

北京交大附中2023一2024学年第二学期期末练习 一物理 高 命题人：高一物理组 审题人：高一物理组 2024.07 说明：本试卷共7页，共100分。考试时长90分钟。 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有 一个选项是符合题意的。) 1.关于力的作用效果，下列说法不正确的() A.物体做匀速直线运动需要力来维持 B.力可以对物体做功 C.力可以对物体产生冲量 D.力可以使物体产生加速度 2.关于机械振动和机械波，下列说法错误的是（) A,机械波的传播一定需要介质 B,有机械波一定有机械振动 C.汽车的鸣笛声由远及近音调的变化是波的衍射现象 D,在波的传播过程中介质中的质点不随波迁移 3.一简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图1所示。已知此时质点E向y轴负方向运动，下列说法正确 的是() A,波沿x轴正方向传播 B.质点D此时向y轴负方向运动 H C.质点A将比质点B先回到平衡位置 D,质点D的振幅为零 4.设想将来发射一颗人造行星，能在地球绕太阳运动的轨道上稳定运行，该轨道可祝为圆轨道。该行星 与地球相比，一定相同的物理量是() A.线速度 B.环绕周期 C.向心力 D.动能 5.一皮带传动装置的示意图如图2所示，右轮半径为人A是其边缘上的一点，左轮半径为2，C点位于 左轮边缘上，B点在左轮上且到轮心的距离为传动过程中皮带不打滑。则《) A.A、B两点的角速度之比为1 C B.小、B两点的角速度之比为1：2 2r C.A、C两点的向心加速度之比为14 D.么、C两点的向心加速度之比为2：1 图2 6.飞机沿某水平面内的圆周匀速率地飞行了一周，已知飞机质量为m,速率为，圆周运动半径为R。下列 说法正确的是() A.飞机做匀速圆周运动，速率没变，则所受合外力为等 B.飞机做匀速圆周运动，速率没变，则动量守恒 C.飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒：飞行一周向心力的冲量大小=FA京， D.飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒：飞行半周动量的改变量大小为2mv 2R2mv 7.如图3所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经变轨，使其沿椭圆轨道2运 行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。当卫星分别 在1、2、3轨道上运行时，下列说法正确的是() A.卫星在轨道2上经过？点的速度小于在轨道1上经过Q点的速度 同步轨道 B.卫星在轨道2上经过？点的机械能等于在轨道2上经过P点的机械能 2 C.卫星在轨道2上经过P点的机械能等于在轨道3上经过P点的机械能 D.卫星在轨道2上经过P点的加速度小于在轨道3上经过P点的加速度 8.一质量为m的物块在大小为F的水平拉力作用下，从静止开始沿水平面运动距离x后撤掉F,又运动 图3 了2停止。已知接触面粗糙程度不变，重力加速度为g。下列说法不正确的是() A.在开始运动x过程中，物块受到重力、支持力、拉力、滑动摩擦力的作用 B.根据题干信息，可求出物块运动的总时间 C,根据题干信息，可求出物块与水平面间的动摩擦因数 D,仅改变拉力F的大小，仍使物块通过3x的距离停止，必须提前撤掉F 9.如图4为蹦极"运动的示意图。弹性绳的一端固定在0点，另一端和人相连。人从O点自由下落，至A 点时弹性绳恰好伸直，继续向下运动到达最低点B。不计空气阻力的影响，将人视为质点。则人从A点运动 到B点的过程中，下列说法正确的是(） A绳对人一直做负功，人的机械能逐渐减小 B.人先处于超重状态，后处于失重状态 C.人动能的减少量等于绳弹性势能的增加量 D.绳的拉力逐渐增大，人的速度逐渐减小 2 图4 10。某校篮球运动员进行了如图5所示的原地起跳摸高训练。已知质量m50g的运动员原地静止站立 （不起跳)摸高为2.15m,训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0,5m,发力竖直跳起摸到了2.90m的 高度。若运动员离开地面前的起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10m3。则运动员起跳 过程中() A.对地面的压力为750N B.机械能增加了625钉 C。所受地面弹力的功和冲量均不为零 D.所受合力的冲量大于从离开地面至上升到最高点过程中所受合力的冲量 图5 二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但 不全的得2分，有选错的得0分，) 11。一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d,平均阻力为了。设木块离原点s远 时开始匀速前进，下列判断正确的是() A.功5量度木块增加的动能 B,功s+d)量度子弹损失的动能 C.a量度子弹损失的动能 D.日量度子弹、木块系统总机械能的损失 12.在处理较复杂的变化量问题时，常常先把整个区间化为若干个小区间，认为每一个小区间内研究的量不 变，再求和，这是物理学中常用的一种方法。如图6所示是某物理量y随时间：变化的图像，关于此图线与 :坐标轴所围成的面积，下列说法中正确的是() A.若y轴表示质点运动的速度，则面积表示该质点在相应时间内的位移 B.若y轴表示质点运动的加速度，则面积表示该质点在相应时间内的速率 C.若y轴表示作用在物体上的合力，则面积表示经过相应时间后物体的动量 D.若y轴表示力做功的功率，则面积表示该力在相应时间内所做的功 图6 13.如图7所示，轻弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，小球静止在光滑固定斜面上。给小球一个 沿斜面向下的初速度，小球便沿斜面往复运动，空气阻力可忽略，弹簧始终在弹性限度内。取平衡位置0处 为原点，沿斜面向下为正方向，建立坐标系，记小球振动过程中位置坐标为x。规定0处重力势能为零，A 表示小球离开平衡位置的最大距离。图8中可能正确反映该小球运动过程中的速度v、加速度α、动能E以 及重力势能E随x的变化关系的是() 14.如图9为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中，运动员从4点由静止开始下滑，到达起跳点B 时借助装备和技巧，保持到达起跳点B时的速率，沿与水平面夹角为15°的方向斜向上飞出，到达最高点℃， 最终落在坡道上的D点(C、D均未画出)，已知小B之间的高度差-45m,坡面与水平面的夹角为30. 不计空气阻力和摩擦力，重力加速度g取10m6,sin15°-0.26，cos15-0.97。下列说法正确的是() A.运动员在B点起跳时的速率为30m的 B.运动员起跳后达到最高点C时的速度大小约为7.8ms C.运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9s D.运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.s m 图9 三、实验题。本题共2道小题。（共18分。15题8分，16题10分） 15. (8分)用图10所示装置做”验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m、m, 直径分别为小、山。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置0. (1)小球1和2的质量应满足m一一m2,直径应满足d_。(选填"大于w等于”或小于") (2)实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，找到其平均落地点的位凰户，测量 平抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止滚下，与小球2碰撞，并多次重 复。该实验需要完成的必要步骤还有 。 (选填选项前的字母) 6小球1 A.测量两个小球的质量m、m2 小球2 B.测量小球1释放点S距桌面的高度方 C.测量斜槽轨道末端距地面的高度H D.分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置从、N E.测量平抛射程OM、OW O M P N 图10 (3)要验证两球碰撞前后动量守恒，仅需验证关系式 是否成立【用(2)中测量 的量表示】。请分析说明可以这样验证的理由。 16.(10分)同学们用多种方法测重力加速度值。 M 光电门 光电门 310 5 丙 4 (1)用如图甲所示的单摆做“用单摆测定重力加速度”的实验。 ①此实验重力加速度的表达式为g (用摆长1，周期T表示)。 ②若改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长1的关系如图乙所示，所得结果与当地重力加速度值相 符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是 (选填正确选项前的字母)， A.测周期时多数了一个周期 B.测周期时少数了一个周期 C。测摆长时直接将摆线的长度作为摆长 D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 (2)将单摆挂在力传感器的下端，通过力传感器测定摆动过程中摆线受到拉力F,由计算机记录拉力F 随时间t的变化，图像如图丙所示。测得摆长为，则重力加速度的表达式为g (3)如图丁所示，将光电门安装在小球平衡位置的正下方，在小球上安装轻质挡光片，挡光宽度为d,在 铁架台后方固定量角器，利用此装置测重力加速度值。首先测得摆长为，之后将小球拉离平衡位置，当摆 线与竖直方向成日角（日值可由量角器读出）时将小球由静止释放，传感器测得小球第一次摆下挡光的时间 △1，多次改变摆角日测得对应的△：可得到多组(8，△)数据，同时计算机可根据需要算出关于日的任意三 角函数值。 ①为了能最方便准确地利用图像处理数据，应绘制图像 (写出图像的纵坐标横坐标)： ②根据第①问中绘制的图像，求得图像斜率的大小为k,则计算得到重力加速度g 四、论述、计算题（本题共4小题，共38分。） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。 17.(9分)如图11所示，水平地面上固定着光滑斜槽，斜槽的末端和粗糙地面平滑连接，设物块通过连接 处时速率不发生改变。质量m1=0.4kg的物块A从斜槽上端距水平地面高度h0.8m处由静止下滑，并与静 止在斜槽末端的质量m20.8kg的物块B相碰，相碰后物块A立即停止运动，物块B滑行一段距离后停止运 动。取重力加速度g=10ms2,两物块均可视为质点。求： (1)物块A与物块B碰撞前瞬间的速度大小。 (2)物块A与物块B碰撞过程中A、B系统损失的机械能。 (3)滑动摩擦力对物块B做的功。 图11 5 18.(9分)如图12所示，粗糙水平面AB长为4R,与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道在B点相接。 质量为m的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到A点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距 离后滑上竖直轨道，并恰好能通过C点。已知甲与水平面间的动摩擦因数0.5，重力加速度为g。 (1)求甲通过C点时的速度大小； (2)求弹簧被压缩到A点时的弹性势能： (3)若在B点放置另一个质量为3m的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到A点， 由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，求乙上升的最大高度。 C 0 图12 19.(10分)北京时间2020年12月2日4时53分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体完成了 月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为m,它将从着陆器上发射，离开月面。已知月球质量为M, 表面重力加速度为g,引力常量为G,忽略月球的自转。 (1)求月球的半径R: (2)月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷 出而获得动力，如图13所示。已知喷口横截面积为S,喷出气体的密度为P,若发射之初上升器加速度大小 为，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小 (3)不计其它作用力时，上升器绕月飞行可认为是上升器与月球在彼此的万有引力作用下，绕二者连线上 的某一点0做匀速圆周运动。若人为在O点有一静止的“等效月球”，替代月球对上升器的作用，上升器绕 “等效月球做匀速圆周运动，周期不变。求“等效月球”的质量M。 图13 6 20。(12分)平抛运动、简谐运动、匀速圆周运动是三种典型的质点运动模型，初速度和受力情况的不同 决定了质点做何种运动。 (1)平抛运动是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动。一质点以初速度帅在竖直面内做平抛运动， 以抛出点为原点，以%的方向为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向建立坐标系。 a.某时刻质点速度与水平方向的夹角为日，质点相对于抛出点的位移与水平方向的夹角为a,请证明8与 a满足：tan-2tana b.请写出质点的轨迹方程。 (2)简谐运动的质点所受回复力F与位移x成正比，且方向总和位移相反，即下，其中k为常数。 如图14所示，竖直平面内有一光滑的抛物线轨道，其轨迹方程与(1)问中求得的结果相同。现有一质量 为m的小珠子套在轨道上，且可在轨道上自由滑动，若将小珠子从轨道上距轨道中心0点很近的地方由 静止释放，其将围绕0点做往复运动。请证明小珠子在轨道中心0点附近的往复运动是简谐运动（当日 很小时，sindtan0). (3)做匀速圆周运动的质点，其合力总指向圆心，大小等于质量乘以向心加速度。 若第(2)问的抛物线轨道绕y轴转动，请讨论并说明当以不同的角速度匀速转动时，小珠子能否相对轨 道静止？若能，请说明相对静止的位置。 14 7