广东省广州市三校（广附、广铁、广外）2024-2025学年高一下学期期末联考物理试题

2024-2025学年下学期期末三校联考 高一物理 命题学校：广州大学附属中学 命题人：游艳琳 审题人：李泽软 本试卷共5页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 一，单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有 一项符合题目要求) 1.如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从 高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青 蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同， a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动， 若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到() A.荷叶a B.荷叶b C.荷叶c D.荷叶d 2.我国明代出版的《天工开物》中记录了我们祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”， 利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。图中A、B分别是 两个现代齿轮边缘上的点，两齿轮的半径之比 r:rg=4:3,在齿轮转动过程中() AA、B两点的周期之比T:T=3:4 B.A、B两点的线速度大小之比vMvg=4:3 CA、B两点的角速度之比oA:oB=3:4 D.A、B两点的向心加速度大小之比a4:aB=4:3 牛转翻车 现代齿轮 3.2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过 系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星 天问 做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕 火 火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正 确的是() 停泊轨道 A.图中两阴影部分的面积相等 调相轨道 B.从“调相轨道"进入“停泊轨道探测器周期变大 C.从“调相轨道"进入“停泊轨道探测器机械能变小 D.探测器在P点速度小于在N点的速度 试卷第1页，共6页 4溜溜球是一种玩具，两个圆饼状的塑钢块中心用一根轴固定相连，成为一个整体。绳的一 端固定在轴上，将绳缠绕在轴上，绳的另一端用手拉住或固定在天花板上。从静止释放后， 溜溜球会一边转动一边下落。如图所示，现有两个完 iiiie thalttR 全一样的溜溜球，绳长均为。将左边一个溜溜球的 绳缠绕在轴上，右边一个溜溜球的绳不绕在轴上。将 两个溜溜球同时从同一高度由静止释放，它们各自下 落到0.51处时，左边溜溜球的下落速度￥，右边溜溜 溜溜球 球的下落速度”。下列关于、片大小关系正确的是( A.1=v2B.1>v2 C.v1<2 D.无法确定 5.2024年2月23日，长征五号遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功。卫星进 入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨 道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是() A地球同步卫星可以静止在北京上空 B.同步卫星运行速度是地球第一宇宙速度的 C.同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 D若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 6.如图所示，有一质量M6kg、棱长为0.2m的正方体木块， 静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通 道，一个质量为m=2kg的小球由静止开始从通道的左端运动到 右端，在该过程中木块的位移大小为() 77007070777707n7n077777 A.0.05m B.0.10m C.0.15m D.0.50m 7活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。 设针鞘质量为m,针鞘在软组织中运动距离d山后进入目标组织，继续运动d2后停下来。若两 段运动中针鞘整体受到阻力均视为恒力，大小分别为F、F2,则针鞘( 2(F4,+F4 A被弹出时速度大小为V 日标妇饮 B.到达目标组织表面时的动能为Fd山 软组驭 C运动d2过程中，阻力做功为(F+F2)d 试卷第2页，共6页 D运动dh的过程中动量变化量大小为VmFd 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多 项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) 8.如图所示，“太极球”是近年来在广大市民 中较流行的一种健身器材。某熟练的太极球 健身者用球拍托住太极球，在竖直平面内做 匀速圆周运动，轨迹截面图如图所示，图中 的A点为圆周运动最高点，B点为圆周运动 最低点，C、D点与圆心等高。已知太极球运动的速度大小为，轨迹半径为R,太极球的质 量为m,重力加速度为8，不考虑空气阻力，则() A.太极球在运动过程中机械能不守恒 B.太极球在B点受到向心力、重力和弹力的作用 C.从A点运动到B点过程中，球拍对太极球做了正功 D.在C点，球拍对太极球的作用力大小为m8+R 9.数据表明，在电动车事故中，佩戴头盔可防止85%的头部受伤，大大减小损伤程度。头盔 内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上，人头部的质量约为2kg,则下列说法正 确的是() A头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率 B.头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量 C,事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等 D.若事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层，则头部受到的撞击力最多为2000N 10如图甲所示，“水上飞人”是一种水上娱乐运动。喷水装置向下持续喷水，总质量为M 的人与喷水装置受到向上的反冲作用力腾空而起，在空中做各种运动。一段时间内，人 与喷水装置在竖直方向运动的图像如图乙所示，水的反冲作用力的功率恒定，规定向 上为正方向，忽略水管对喷水装置的拉力以及空气的阻力，重力加速度为g,下列说法正 确的是() A.1~2时间内，水的反冲作用力越来越大 B.水的反冲作用力的功率为Mg2 试卷第3页，共6页 C时刻，图像切线的斜率为3 D.23时间内，水的反冲作用力做的功为Mg23 三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 11.(8分)某同学用如图甲所示的装置 验证机械能守恒定律。用细线把钢制的 钢村 圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小 软笼 电动机，电动机轴上装一支软笔。电动 电动机 P 机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表 CH Q 面画上一条痕迹（时间间隔为T)。如图 B 乙，在钢柱上从痕迹O开始选取5条连 丙 续的痕迹A、B、C、D、E,测得它们到痕迹O的距离分别为h,。he hp hg。】 已知当地重 力加速度为g。 (1)若电动机的转速为3000rmin,则T=s。 (2)为验证机械能是否守恒，需要比较钢柱下落过程中任意两点间的 A.动能变化量与势能变化量 B.速度变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 (3)设各条痕迹到O的距离为，对应钢柱的下落速度为v,画出-h图像，发现图线接近 一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 (4)该同学用两个质量分别为m、m的圆柱P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和 相应的速度大小“，作出的-h图像如图丙所示。P、Q下落过程中所受阻力大小始终相等， 对比图像分析正确的是。 A.m大于m B.m等于m C.m小于m 12.(8分)一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中， 以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O,建立水平(x)与竖直y)坐标轴。让质量为m 的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球 做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。 (1)以下实验操作合理且必要的是 (填正确答案标号)。 A调整斜槽末端，必须使末端保持水平 B.小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放 甲 试卷第4页，共6页 C.以球心为坐标原点，借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系 D.用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些 20 40x/cm (2)已知小球平抛运动的初速度为，重力加速度为g,则小球做平抛 10---- 运动的轨迹方程为y= A (3)某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙 20 所示。重力加速度g取10/s2,由图中所给的数据可判断出图中坐标 30 y/cm 原点O (选填“是”或“不是")抛出点：小球从A点运动到B点 乙 的时间为 So 13.(10分)如图所示，探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面 时以60m/s的速度竖直匀速下落。此时启动背罩分离”，探测器与背罩断开连接，背罩与降 落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg,背罩质量为50kg,该行 星的质量和半径分别为地球的品和。地球表面重力加速度大小取 降落伞 10 g=10ms2。忽略大气对探测器和背罩的阻力。 (1)该行星表面的重力加速度大小为多少？ 背贸 (2)“背罩分离”后瞬间，背罩的加速度大小为多少？ 探测器 14.(12分)如图所示，在光滑固定水平圆环中有两个可看成质点的小球，小球位于A点，小 球b位于B点，AB是圆环的一条直径，m。=4m,圆环的周长L=10m,刚开始两球都静 止，现给小球a一方向垂直AB、大小为10m/s的速度v,两球碰撞都是弹性碰撞，且碰撞 时间极短。 (I)分别求出第一次碰撞后瞬间两球的速度大小V。、: (2)求从小球ā、b第一次相碰到第二次相碰的时间间隔1， 试卷第5页，共6页 15.(16分)如图所示，在离水平地面CD高h=30m的光滑水平平台上，质量m=1kg的物 块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，弹簧原长小于水平平台的长度，此时弹簧 储存了一定量的弹性势能E,若打开锁扣K,物块与弹簧脱离后从A点离开平台，并恰 好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点距地面CD的高度 h=15m,圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与长为L=70m 的粗糙水平直轨道CD平滑连接.物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，且碰后 速度等大反向，已知重力加速度g=10m/s2。 (1)求物块从A到B的时间t及被K锁住时弹簧储存的弹性势能E: (2)求物块第一次经过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小： (3)若物块与墙壁只发生一次碰撞且不会从B点滑出BCD轨道，求物块与轨道CD间 的动摩擦因数“的取值范围 试卷第6页，共6页 2024-2025学年下学期期末三校联考高一物理答案 1.【答案】C2.【答案】C 两齿轮接触传动，故A、B两点的线速度大小相等，则v4:vg=1:1,故B错误：根据=or,可 得A、B两点的角速度之比o0r3:4,故C正确：根据T-可得T:Ts-@ww43, 故A错误：根据ao,可得aa-oog34,故D错误。 3.【答案】C 根据开普勒第二定律可知探测器绕火星运行时，在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积 相等，但在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故A错误：根据开普勒第三定 律k可知，从“调相轨道"进入“停泊轨道探测器周期变小，故B错误：探测器从“调相轨 道”进入“停泊轨道”需在P点减速，做近心运动，机械能减小，故C正确：根据开普勒第二 定律可得vp>vw,故D错误 4.【答案】C5.【答案】B 只要周期与地球自转周期相同的卫星都是地球同步卫星，除了赤道平面的同步卫星可以静止 在赤道上空，其他同步卫星不能与地球上某位置保持相对静止，而北京不在赤道上，所以地 球同步卫星不可以静止在北京上空，故A项错误：由万有引力提供向心力得Cm片，解 得巴 又因为=nR,第一宇宙速度= 所以=， 1 故B项正确：同步卫星与地 球赤道上的物体具有相同的角速度，根据=ω知，同步卫星的运行速度是地球赤道上物体 随地球自转获得的速度的n倍，故C项错误：根据Cm0,解得a兴 ,同步卫星的向心 加速度是地球表面重力加速度的，之故D项错误。 6.【答案】A 小球由静止开始从如题图所示通道的左端运动到右端过程中，小球与木块组成的系统，水平 方向动量守恒，则有m币1·t=M而21，即ms1=Ms2,根据题意有s1+2=0.2m,联立解得52=0.05 m,故选A。 7.【答案】A 根据动能定理有： Fd +Fid;=1mv 2(Fd,+Fd:) ,解得 m ,故A正确： 针鞘到达目标组织表面后，继续前进d2减速至零，有：E=F2d,故B错误： 针鞘运动d的过程中，克服阻力做功为F2d2,故C错误： 针鞘运动h过程中，动量变化量大小.4p=√2m=√2m,4,故D错误。 故选A。 8.【答案】AD A.太极球在运动过程中动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项A正确： B.太极球在B点受到重力和弹力的作用，两个力的合力充当做圆周运动的向心力，选项B 错误： C.从A点运动到B点过程中，合外力做功为零，重力做正功，则球拍对太极球做了负功， 选项C错误： D.在C点，球拍对太极球的作用力大小为F=√mg+(m。了=mg+ 选项D正确。 故选AD。 9.【答案】ACD 根据F△=△，可得F=2,依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小 △t 了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率，故A正确：同理，可知头盔并没有减少驾驶员头部 撞击过程中撞击力的冲量，故B错误：根据=F·△“，头盔对头部的作用力与头部对头盔的作 用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等， 故C正确：代入数据，可得F。N20O0N,可知事故中头部以6ms的速度水平撞击 缓冲层，则头部受到的撞击力最多为2000N,故D正确。 10.【答案】BC 设水的反冲作用力的功率为P,由P=Fy可得水的反冲作用力F ,由-4图像可知1~2时间 内，人与喷水装置的速度ⅴ越来越大，则水的反冲作用力越来越小，故A错误：2时刻，人 与喷水装置的速度达到最大值2，开始匀速上升，水的反冲作用力F=Mg,水的反冲作用力 的功率P=F2=Mg2,故B正确：由4图像可知1时刻，人与喷水装置的速度为，设水的 反冲作用力为Fi,由PMg2,P=F,可知F=Mg始由牛顿第二定律有F-MgM,可得 h时刻，图像切线的斜率，即人与喷水装置的加速度a”g,故C正确：由P”可得 1 W=P1,结合P=Mg2,可知2~3时间内，水的反冲作用力做的功W=Mg2(3-2),故D错误。 11.【答案】(1)0.02(2)A(3)2g(4)A (1)若电动机的转速为3000rmin,则电动机转动一周所需时间 T=60 30008=0.02s (2)钢柱下落过程中，若重力势能减少量等于动能的增加量，则机械能守恒。 故选A。 (3)设钢柱质量为m,钢柱下落过程中，若重力势能减少量等于动能的增加量，则有 2m=mgh 整理得：=2g 2 故若该直线的斜率近似等于2g,则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 (4)设P、Q下落过程中所受阻力大小为f则由动能定理得：mgh-fh=mv2 整理得 v-28m) 所以斜率越大，质量越大，结合图像可知P的质量比Q的质量大，即m>m:。 故选A。 12.【答案】AC(22品2(3)不是01 (1)该实验中要求斜槽末端保持水平以保证小球做平抛运动，A正确：小球每次必须从相同的 高度位置由静止释放，以保证小球水平抛出时的速度相同，B错误：以球心为坐标原点，借 助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系，故C正确：只要小球每次从相同的高度位置由静 止释放，以相同的水平速度抛出即可，钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响，D错误。 (2)根据平抛运动的规律有，)多，根据两式，将时间1消去有)一品子。 (3)由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB 段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比是1：2，可知O点不是抛出点：竖直方向上有 △=g7T,解得T= Ay (0.30-0.10)-010 9\ s=0.1s,即小球从A点运动到B点的时间为0.1s。 10 13.【答案】(1)4m/s2(2)80m/s2 (1)在星球表面，根据Cmg,可得g兴 ”器高号可得该行星表面的重力加速度大小g子：4岭 (2)“背罩分离”前，探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动，对探测器受力分 析，可知探测器与保护背罩之间的作用力F=mg=4000N 背罩分离”后，背罩所受的合力大小为4000N,对背罩，根据牛顿第二定律F=ma 解得-80m/s2 14.【答案】()V=6m/s,%=16m/s(2)1=5s(3)%=795m (1)以小球a的初速度方向为正方向，两球发生弹性碰撞，动量守恒，动能总和不变，则 有风v=风+风，-写到心+ 解得：=6m/s,=16m/s (2)设小球a、b第一次相碰到第二次相碰过程中，小球a运动的路程为s,则小球b运动 s+L=三= 的路程为s+L,则有V,解得1=1s,s=6m 3 100N 15.【答案】(1)5s:50J:(2)3:(3)6 <μ2 1 （)由平抛运动规律可得4-么=r 解得1=√3s 因为圆弧半径R=4,故由几何关系可得∠BOC=60° gt =tan 60 设物块平抛的水平初速度为，则：。 解得%=10ms 由功能关系可得弹簧储存的弹性势能：气，=m=50 (2)从A到C的过程，由动能定理： mg4=)mv2- 2 2m 在C点，对物块分析，有 -mg= R 联立上述两式得 由牛顿第三定律海心从9N (3)若物块第一次进入CD轨道后恰能与墙壁发生碰撞，从A点至第一次到D点的过程 由动能定理得e-4gL=0-m心 解得4 若物块与墙壁发生一次碰撞后恰好返回到B点时速度为零，从A点至第一次返回到B点 的过程，由动能定理得g4-)-4g2L=0-m 解翔4号 若物块第二次进入CD轨道后恰好不能与墙壁发生碰撞，从A点至第二次到D点的过程 由动能定理得 %-4g3L=0-mw 解得46 综上，“的取值范围加生 4