2023-2024学年四川大学附中物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2023-2024学年四川大学附中物理高一第二学期期末综合测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)以下叙述中不符合物理史实的是()A．哥白尼是“地心说”的代表B．开普勒总结得出了行星的三大运动定律C．牛顿在前人的基础上得出了万有引力定律D．卡文迪许利用实验测出了引力常量2、某快递公司进行无人机投递工作测试时，无人机悬停在离地高处将包裹由静止释放，当包裹下落至某高度时打开降落伞，确保包裹安全落地．若降落伞因故障未能打开，包裹落地时的速度约为（）A． B．C． D．3、(本题9分)如图所示，圆弧形拱桥半径为，质量为的汽车在拱桥顶端时速率为，以下说法正确的是()A．无论多大，汽车都能安全通过拱桥B．当时，汽车一定能安全通过拱桥C．当时，汽车在桥顶端时对桥的压力大小为D．当时，汽车在桥顶端时对桥的压力大小为零4、(本题9分)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力小于5、(本题9分)两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）A．PA=6kg·m/s，PB=7kg·m/s B．PA=3kg·m/s，PB=10kg·m/sC．PA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/s D．PA=7kg·m/s，PB=6kg·m/s6、把一个小球以一定的初速度从O点水平抛出，飞行一段时间后，小球经过空中P点时竖直方向的分速度等于水平分速度的4倍，不计空气阻力，则A．从O点到P点小球的竖直方向的分位移等于水平方向的分位移的4倍B．小球在P点的速度方向与直线OP共线C．从O点到P点小球的平均速度的大小等于初速度大小的倍D．下落过程中从起点到任意时刻速度方向的偏转角与飞行时间t成正比7、(本题9分)如图所示,是质量为、半径为的光滑半圆弧槽,放在光滑的水平桌面上.是质量为的细长直杆,在光滑导孔的限制下,只能上下运动.物块的质量为紧靠放置.初始时,杆被夹住,使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触,然后从静止释放.则以下说法正确的是（）A．在杆向下运动过程中,组成的系统机械能守恒,动量守恒B．当杆的下端运动到槽的最低点时速度为零C．杆的下端运动到槽的最低点时和的速度是D．杆的下端经过槽的最低点后,能上升的最大高度是8、(本题9分)2017年9月25日是我国新一代同步卫星“风雨四号”在轨交付的日子，与上一代相比，“风云四号”的整星观察数据量提高了160倍，当日，腾讯公司把微信的启动页面从阿波罗17号宇航员所拍摄的非洲大陆上空视角照片更换为“风云四号”拍摄的中国所在的东半球上空视角照片，下列关于“风云四号”同步卫星的说法正确的是（）A．一定位于赤道正上空B．绕地球运行的周期比月球绕地球的周期大C．发射速度大于D．运行速度大于9、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，重力加速度为g。关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（）A．v由零增大，需要的向心力也逐渐增大B．小球能在竖直平面内作圆周运动v极小值为C．当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小10、(本题9分)如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面．下列图像中，能正确反映各物理量与h的关系的是()．A． B． C． D．11、质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，如图所示。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与水平方向成角，绳沿水平方向且长为，则下列说法正确的是（）A．绳的张力不可能为零B．角速度越大，绳的张力越大C．当角速度时，绳将出现弹力D．若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化12、(本题9分)质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的，那么小球B的速度可能是A．v0 B．v0 C．v0 D．v0二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm.如果取g=10m/s2，那么，(1)闪光的周期是______s；(2)小球做平抛运动的初速度的大小是______m/s；（保留二位有效数据）(3)小球经过B点时的速度大小是______m/s.（保留二位有效数据）14、(本题9分)某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，他们的主要实验步骤如下：A．按图示安装好器材。B．将电火花计时器接到电源上。C．接通电源后释放纸带，打出一条纸带。D．换用另外的纸带，重复步骤C。E．选取点迹清晰的纸带，测量所选纸带上一系列测量点距初位置的距离。F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等请回答下列问题：（1）为完成此实验，除了图中所给器材外，还必需的器材有_____（填正确选项前的字母）。A．天平B．秒表C．毫米刻度尺D．4～6V的交流电源E．110V的交流电源（1）实验中，夹子与重物的质量m＝150g，由打点计时器在纸带上打出一系列点，如图乙所示，为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点。已知打点计时器每隔0.01s打一个点，当地的重力加速度g＝9.80m/s1．选取其中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量△EP＝_____J．B点的瞬时速度vB＝_____m/s（均要求保留3位有效数字）。（3）在步骤（E）中测得测量点距初位置的距离为h，计算出对应的速度为v。以h为横轴，v1为纵轴，画出的图线如图丙所示，图线的斜率为k，则当地的重力加速度为_____（不计一切阻力）。15、(本题9分)某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能，将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定，使弹簧处于原长时，小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面的P点．(1)现测得桌面边缘0点至P点的竖直高度为h，水平距离为x，小球A的质量为，重力加速度的大小为g，则：①小球离开桌面时的速度大小=_________．②小球A在C点时弹簧的弹性势能Ep=__________(填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示)．(2)该同学用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒，如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为(<)的小球B，仍然将A球推至C点后由静止释放，A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点，测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为、.①若两球碰撞前后的动量守恒，则应该满足表达式___________________________．②若碰撞为弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为____________________________．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)质量为5t的汽车，在平直公路上以60KW恒定的功率从静止开始启动，速度达到24m/s的最大速度后立即关闭发动机，汽车从启动到停下通过的总位移为1200m，运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受阻力的大小；（2）汽车关闭发动机后前进的距离；（3）汽车从启动到达到最大速度的时间．17、（10分）(本题9分)游乐场正在设计一个全新的过山车项目，设计模型如图所示，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，后接一个竖直光滑圆轨道，从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R圆心角的光滑圆弧轨道DE．现将质量为m的滑块从A点静止释放，通过安装在竖直圆轨道最高点C点处的传感器测出滑块对轨道压力为mg，求：（1）竖直圆轨道的半径．（2）滑块在竖直光滑圆弧轨道最低点B时对轨道的压力．（3）若要求滑块能滑上DE圆弧轨道并最终停在平直轨道上（不再进入竖直圆轨道），平直轨道BD的动摩擦因数需满足的条件．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】

A.哥白尼是“日心说”的代表，故A错误，符合题意B.开普勒总结得出了行星的三大运动定律，故B正确，不符合题意；C.牛顿在前人的基础上得出了万有引力定律，故C正确，不符合题意；D.卡文迪许利用实验测出了引力常量，故D正确，不符合题意；2、C【解析】

若包裹做自由落体运动，则落地速度：则包裹落地的速度略小于28.2m/s；A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；3、D【解析】

当汽车在桥顶端时对桥的压力大小为零，仅重力提供向心力，则有：解得：即汽车的速度小于时支持力不为零，摩擦力不为零，汽车才能安全通过拱桥，故ABC错误，D正确．故选D．【点睛】根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径，当汽车不受摩擦力时，支持力为零，则靠重力提供向心力，求出汽车通过桥顶最大的速度，而要安全通过，则摩擦力不为零，故支持力不为零，故汽车的速度应小于最大速度．4、B【解析】

AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度是当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确；

CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，此时由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面斜向下，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使铁轨对火车的支持力变大，故CD错误。

故选A。5、A【解析】

以A、B两球组成的系统为对象。设两球的质量均为m。当A球追上B球时发生碰撞，遵守动量守恒。碰撞前总动量为：kg•m/s=13kg•m/s，碰撞前总动能为：。A、碰撞后，总动量为kg•m/s=13kg•m/s，符合动量守恒定律。碰撞后总动能为，总动能不增加，A正确；B、碰撞后，总动量为kg•m/s=13kg•m/s，符合动量守恒定律。碰撞后总动能为，总动能增加，违反了能量守恒定律，不可能，B错误；C、碰撞后，总动量为kg•m/s=12kg•m/s不符合动量守恒定律，不可能发生，C错误；D、碰撞后，总动量为kg•m/s=13kg•m/s，符合动量守恒定律。碰撞后总动能为，符合总动能不增加；由于两球的质量相等，碰撞后A的动量较大，速度较大，两者又同向运动，不符合实际运动情况，是不可能的，D错误。6、C【解析】

A.小球经过空中P点时竖直方向的分速度等于水平分速度的4倍，竖直方向平均速度是，竖直方向位移是水平位移的2倍，A错误；B.小球在P点的速度是轨迹的切线，B错误；C.从O到P飞行时间，水平位移，竖直位移，平均速度，C正确；D.，可见与飞行时间成正比，而不是与飞行时间成正比，D错误.7、BC【解析】

在杆向下运动过程中,组成的系统只有重力做功，机械能守恒；水平方向受合外力为零，水平方向动量守恒，在竖直方向，A有加速度，所以系统的合外力不为零，动量不守恒，故A错误；杆A的下端运动到碗的最低点时，长直杆在竖直方向的速度为0，由机械能守恒定律3mgR=×3mvB2，解得：vB=vC=，故BC正确；直杆的下端上升到所能达到的最高点时，长直杆在竖直方向的速度为0，对AB系统由机械能守恒定律，则有：×2mvB2=3mgh，解得：h=，故D错误.故选BC．点睛：主要考查了机械能守恒定律的直接应用，要知道长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时，A的水平方向速度为零，长直杆的下端上升到的最高点时直杆竖直方向速度为零，难度适中．8、AC【解析】A、地球同步卫星因公转周期一定为T=24h，则高度一定，转动方向为自西向东，则相对于赤道静止，故A正确．B、根据，可得，同步卫星相对于月球半径较小，则周期较小，故B错误．C、卫星发射越高，克服地球引力做功越多，需要的初动能越大，第一宇宙速度是发射到近地轨道的速度，第二宇宙速度是发射绕太阳运动的卫星的速度，故发射地球卫星的发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，则C正确．D、由万有引力提供向心力得，解得，可知卫星的线速度v随轨道半径r的增大而减小，v=7.9km/s为第一宇宙速度，即卫星围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9km/s，故D错误．故选AC．【点睛】本题要了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．知道地球同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．9、AC【解析】

A.根据牛顿第二定律可知所以v由零增大，需要的向心力也逐渐增大，故A正确；B.在最高点当杆产生的向上的支持力等于小球的重力时，此时合力最小，则速度也达到最小，所以最小速度等于零，故B错误；CD.在最高点时，杆可以给小球施加拉力或支持力，当为时，重力提供向心力，杆对小球无力的作用；当大于时，杆对小球施加的拉力与重力同向，合力提供向心力；当v由逐渐增大时，向心力则杆对小球的弹力也逐渐增大，故C正确，D错误10、BC【解析】

A.根据t=则水平位移x=v由表达式可知，图线为曲线，开口向右，故A项与题意不相符；B.平抛运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则机械能随着高度的变化不变，故B项与题意相符；C.根据mg(H-h)=得：Ek知Ek与h成一次函数关系，故C项与题意相符；D.根据mg(H-h)=1解得：v=vv与h不成线性关系，故D项与题意不相符。11、AC【解析】

A．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确。B．根据竖直方向上平衡得Fasinθ=mg解得可知a绳的拉力不变，故B错误。C．当b绳拉力为零时，有解得可知当角速度时，b绳出现弹力。故C正确。D．由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。故选AC。12、AB【解析】

根据碰后A球的动能恰好变为原来的得：解得v=±v0；碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv0=mv+2mvB解得：vB=v0或vB=v0故选AB．二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）0.1；（2）1.5；（3）2.5【解析】

(1)在竖直方向：，代入数据得：；(2)水平方向是匀速直线运动，；(3)物体在B点时竖直方向的速度为vy，则：，故B点的速度为：。14、CE0.4901.95【解析】

（1）实验中不需要重锤的质量，因此不需要天平，通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。电火花打点计时器应该与110V交流电源连接。需要毫米刻度尺测量纸带上两点间的距离。CE正确（1）减少的重力势能为：△Ep＝mgh＝0.15×9.8×0.1J＝0.490J利用匀变速直线运动的推论有：（3）根据机械能守恒定律有：，v1＝1gh，知v1与1gh成正比，图线的斜率等于重力加速度1g，即k＝1g，故；g=15、（1）（2）（3），【解析】

(1)小球离开桌面后，做平抛运动，因竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，依据平抛运动处理规律，则有：；(2)根据能量守恒定律，弹簧压缩△x时的弹性势能；(3)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即为：；小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定，故平抛的时间