資源簡介

福建省福州市（八縣市）協(xié)作校2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期期末考試
物理試題
一、單選題
1．水星中國古稱辰星，西漢《史記》的作者司馬遷從實(shí)際觀測發(fā)現(xiàn)辰星呈灰色，與五行學(xué)說聯(lián)系在一起，以黑色屬水，將其命名為水星。如圖所示，水星和地球沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知（　　）

A．水星靠近太陽的過程中，運(yùn)行速率減小
B．水星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的短
C．火星與地球的公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長軸之比的平方
D．在相同時(shí)間內(nèi)，水星與太陽連線掃過的面積等于地球與太陽連線掃過的面積
2．中國的面食種類繁多，其中“刀削面”廣為人知。如圖所示，廚師將小面片沿鍋的某條半徑方向水平削出，小面片削出時(shí)距鍋的高度，與鍋沿的最近水平距離，鍋可視為半徑的半球殼（球心為，不計(jì)鍋的厚度），小面片恰好從點(diǎn)落入鍋內(nèi)。小面片的運(yùn)動可視為平拋運(yùn)動，取重力加速度大小，則小面片被削出時(shí)的速度大小為（　　）
A． B．
C． D．
3．如圖甲為自動計(jì)數(shù)的智能呼啦圈，水平固定的圓形腰帶外側(cè)有軌道，配重通過輕繩與軌道上的滑輪P連接。鍛煉中，配重的運(yùn)動簡化為繞腰帶的中心軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，其模型如圖乙所示。已知配重的質(zhì)量為m，輕繩長為l，與豎直方向的夾角為θ，圓形腰帶的半徑為r，重力加速度為g，配重可視為質(zhì)點(diǎn)，則配重（　　）
A．受到的拉力大小為 B．穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時(shí)，線速度大小為
C．穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動的角速度為 D．穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動的角速度為
4．一輛汽車由靜止開始沿平直公路保持恒定的功率P0啟動，假設(shè)汽車在啟動過程中所受的阻力大小不變，在啟動過程中利用計(jì)算機(jī)描繪出了汽車的加速度關(guān)于速度倒數(shù)的變化規(guī)律圖像，如圖所示，圖線中標(biāo)出的量均為已知量。則下列說法正確的是（　　）
A．阻力大小為 B．該汽車的最大速度為
C．該汽車的質(zhì)量大小為 D．汽車從啟動到速度達(dá)到最大所需的時(shí)間為
二、多選題
5．在鐵路轉(zhuǎn)彎處，為了減小火車對鐵軌的損傷，內(nèi)、外軌設(shè)計(jì)時(shí)高度略有不同。某段轉(zhuǎn)彎處半徑為R，火車速度為時(shí)，恰好輪緣對內(nèi)、外軌道無壓力，軌道平面與水平地面間夾角為，如圖所示。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的火車沿該彎道做速度為v的勻速圓周運(yùn)動，重力加速度為g。則（　　）
A．該轉(zhuǎn)彎處的設(shè)計(jì)速度為
B．該轉(zhuǎn)彎處的設(shè)計(jì)速度為
C．若，火車有向外軌道方向運(yùn)動的趨勢
D．若，火車有向外軌道方向運(yùn)動的趨勢
6．如圖，甲、乙兩船在同一河流中同時(shí)開始渡河，河水流速為，船在靜水中的速率均為v，兩船頭均與河岸成角。一段時(shí)間后，甲船恰好行駛到河正對岸的A點(diǎn)，乙船行駛到到河對岸的B點(diǎn)，AB之間的距離為L，則下列說法正確的是（　　）
A．兩船同時(shí)到達(dá)對岸
B．若僅增大，則兩船的渡河時(shí)間將變大
C．若僅增大，則兩船的渡河時(shí)間均不變
D．若僅增大，則兩船到達(dá)對岸時(shí)相距小于L
7．太極球是近年來較流行的健身運(yùn)動．健身者舞動球拍，控制太極球在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，a為圓周的最高點(diǎn)，c為最低點(diǎn)，在這兩處拍面水平，b、d兩點(diǎn)與圓心O等高。已知球的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，球在c點(diǎn)對球拍的壓力大小為，則球（ ）
A．做圓周運(yùn)動的線速度大小為 B．在a處受到球拍的作用力為
C．在b處一定只受到兩個力的作用 D．運(yùn)動的周期為
8．如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定于水平地面，質(zhì)量的小球在輕彈簧正上方某處由靜止下落，同時(shí)受到一個豎直向上的恒定阻力。以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，豎直向下為x軸正方向，取地面為重力勢能零勢能參考面，在小球下落至最低點(diǎn)的過程中，小球重力勢能、彈簧的彈性勢能 隨小球位移變化的關(guān)系圖線分別如圖甲、乙所示，彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，取重力加速度g=10m/s2，則（　　）
A．小球下落到最低點(diǎn)過程受到的阻力大小為2N
B．根據(jù)乙圖可知彈簧的最大壓縮量為0.1m
C．根據(jù)甲圖可知小球下落的初始位置距地面的高度為0.6m
D．小球下落0.5m時(shí)動能最大
三、填空題
9．如圖，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動。小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)若F突然 （選填“變大”或“變小”），則小球?qū)⒀剀壽EPc運(yùn)動；到P點(diǎn)時(shí)若撤去F，則小球?qū)⒀剀壽E （選填“Pa”、“Pb”或“Pc”）運(yùn)動。
10．如圖所示，李明同學(xué)用與水平方向成角，大小為15N的力F拉一個木箱，木箱以大小為2m/s的速度在水平地面上沿直線勻速向右前進(jìn)了8m，，，木箱在運(yùn)動8m的過程中，克服摩擦力所做的功為 J，末拉力的瞬時(shí)功率為 W。
11．袋鼠具有驚人的跳躍能力。袋鼠（視為質(zhì)點(diǎn)）從水平草地上奮力躍起，在空中距草地的最大高度為1.8m，落地點(diǎn)到起跳點(diǎn)的距離為6m。取重力加速度g=10m/s ，不計(jì)空氣阻力。袋鼠在空中的運(yùn)動時(shí)間為 s，袋鼠在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為 m/s。
四、實(shí)驗(yàn)題
12．如圖甲所示為向心力演示儀，可探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為1:2:1。變速塔輪自上而下有三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1:1、2:1和3:1，如圖乙所示。

（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，下列實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是( )
A．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
B．探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)
C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系
（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第 層塔輪。（選填“一”、“二”或“三”）
（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動手柄，則當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為 。
A．1:2 B．1:4 C．2:1 D．4:1
13．某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過程中小球的球心經(jīng)過光電門1和光電門2，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間，，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪些物理量 （填選項(xiàng)序號）。
A．小球的質(zhì)量m B．光電門1和光電門2之間的距離h
C．小球從光電門1到光電門2下落的時(shí)間t D．小球的直徑d
（2）小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度 （用題中所給的物理量表示）。
（3）保持光電門1位置不變，上下調(diào)節(jié)光電門2，多次實(shí)驗(yàn)記錄多組數(shù)據(jù)，作出隨h變化的圖像如圖2所示，如果不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率 ，就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（4）考慮到實(shí)際存在空氣阻力，設(shè)小球在下落過程中平均阻力大小為f，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)繪出的隨h圖像的斜率為，則實(shí)驗(yàn)過程中所受的平均阻力f與小球重力的比值 （用k、表示）。
五、解答題
14．在2024年巴黎奧運(yùn)會女子跳臺跳水決賽中，中國選手陳芋汐、全紅嬋獲得冠軍。如圖所示，若跳水運(yùn)動員（視為質(zhì)點(diǎn)）豎直向上起跳的速度大小為5m/s，入水前瞬間速度大小為25m/s，整個過程軌跡為一條豎直線。取重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：
(1)運(yùn)動員在空中的運(yùn)動時(shí)間；
(2)跳臺（不計(jì)厚度）離水面的高度。
15．近年來，中國的航天實(shí)力表現(xiàn)十分搶眼，假如將來某天我國宇航員乘坐的宇宙飛船到達(dá)某適宜人居住的星球，在該星球“北極”距地面h處水平拋出一個小球（引力視為恒力，阻力可忽略，h遠(yuǎn)小于該星球半徑），經(jīng)過時(shí)間t落到水平地面。已知該星球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G，求：
(1)該星球的質(zhì)量M；
(2)該星球的第一宇宙速度ν大小；
(3)如果該星球有一顆同步衛(wèi)星，其距星球表面的高度H為多少。
16．如圖所示，某裝置處于豎直平面內(nèi)，該裝置由弧形軌道、豎直螺旋圓形軌道，水平直軌道AF和傳送帶FG組成，且各處平滑連接。螺旋圓形軌道與弧形軌道相切于A點(diǎn)，螺旋圓形軌道半徑R=0.3m，AF長度L=0.8m，傳送帶長度足夠長。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.3kg的小滑塊從弧形軌道距AF高H=1.0m的M處由靜止釋放。滑塊與軌道AF間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)未知，傳送帶始終以3m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動。不計(jì)空氣阻力，弧形軌道和圓形軌道均可視為光滑，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)小滑塊第一次運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)的速度大小；
(2)滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn) D點(diǎn)對軌道壓力大小；
(3)滑塊最終停在距A點(diǎn)多遠(yuǎn)處。
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A D B AD AC AD AB
9． 變大 Pa
10． 96 24
11． 1.2 5
12． C 一 B
13． BD
【詳解】解：（1）[1]為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則有
A．由上式可知，小球的質(zhì)量m不需要測量，A錯誤；
B．光電門1和光電門2之間的距離h需要測量，B正確；
C．小球從光電門1到光電門2下落的時(shí)間t不需要測量，C錯誤；
D．因需要求出小球的速度
所以小球的直徑d需要測量，D正確。
故選BD。
（2）[2] 小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度可近似等于平均速度，則有
（3）[3] 由
可得
由此可知，若該圖線的斜率
就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。
（4）[4] 設(shè)小球在下落過程中平均阻力大小為f，由牛頓第二定律可得
解得
14．(1)3s
(2)30m
【詳解】（1）（1）取豎直向下為正方向，研究運(yùn)動員在空中的運(yùn)動過程，由
解得t = 3s
（2）（2）取豎直向下為正方向，研究運(yùn)動員在空中的運(yùn)動過程，由
解得H=30m
15．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）設(shè)該星球的重力加速度為，小球做平拋運(yùn)動
則
解得
星球表面附近萬有引力等于重力
則
解得
（2）星球第一宇宙速度等于衛(wèi)星在星球表面軌道做圓周運(yùn)動的線速度
則
且有
解得
（3）同步衛(wèi)星運(yùn)動周期等于星球自轉(zhuǎn)周期，則由萬有引力提供向心力
有
解得
且有
聯(lián)立解得
16．(1)
(2)
(3)0.6m
【詳解】（1）小滑塊第一次運(yùn)動到A點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理有
解得
（2）滑塊運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn) D點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理有
解得
滑塊正最高點(diǎn) D點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對軌道壓力大小為5N。
（3）滑塊第一次通過AF到達(dá)F點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理有
解得
由于
可知，滑塊在傳送帶上先向右減速，后向左加速，最后以3m/s速度向左勻速運(yùn)動，則有
滑塊向左運(yùn)動至A點(diǎn)過程，根據(jù)動能定理有
解得
滑塊在圓弧軌道上下半圓擺動時(shí)，最低點(diǎn)A的最大速度為，則有
解得
由于
可知，滑塊不脫離圓軌道，在圓軌道下側(cè)擺動，根據(jù)動能定理有
解得
可知，滑塊再次減速到達(dá)F后以小于皮帶的速度沖上皮帶，滑塊在傳送帶上先向右減速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑離皮帶，在AF之間減為0，最終停止在離A點(diǎn)距離為

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