广东省广州市广外、铁一、广附三校2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题含解析

广东省广州市广外、铁一、广附三校2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题含解析2022-2023学年下学期期末三校联考高一物理本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。一、单选题：(共7小题，每小题4分，共28分)1.沿水平方向抛出两个小球A、B，两球相遇于空中P点，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，最终两小球落在水平地面上，关于两个小球的运动，下列说法正确的是()A.在空中运动时小球A的速度变化率小于小球B的速度变化率B.在空中运动时小球A的运动时间小于小球B的运动时间C.抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度D.小球A、B落地时的速度相同2.跳高是中学生喜欢的运动项目之一，为了确保运动员的安全，会在落点区设置沙坑，下列关于沙坑作用的说法正确的是()A.减小落地时对人的冲量B.减小落地时人的动量C.减小落地时对人的平均冲击力D.减小人落地的时间3.“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是()。A.座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用B.座椅和人的向心力大小为C.钢绳的拉力大小为D.转盘匀速转动时，人处于平衡状态4.短道速滑接力赛在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，则交接过程中(  )A.两运动员的总机械能守恒 B.两运动员的总动量增大C.每个运动员的动量变化相同 D.每个运动员所受推力的冲量大小相同5.某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是()A.若，宇航员绕地心运动的线速度大小约为B.h越大，宇航员绕地心运动的线速度越小C.h越大，宇航员绕地心运动向心加速度越小D.h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态6.如图所示，电梯质量为，地板上放置一质量为的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为时，速度达到，则()A.地板对物体的支持力做的功等于B.地板对物体的支持力做的功等于C.钢索的拉力做的功等于D.合力对电梯做的功等于7.如图所示，小物块套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮分别连接小物块和小球B。系统开始时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为。已知小物块与小球B的质量之比为，杆上点位于滑轮正上方，且，重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至小物块运动到点的过程中()A.小物块和小球B的速度大小始终相等B.任一时刻轻绳对小物块和小球B做功的功率大小均相等C.小球B的机械能守恒D.运动到点时，小物块的速度大小为二、多选题(3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分)8.2021年7月6日，我国成功将“天链一号05"卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为的圆形轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量保持不变。则()A.若地球表面重力加速度为，则在圆形轨道Ⅲ的重力加速度为B.若在圆形轨道Ⅰ上运动的线速度为，则在圆形轨道Ⅲ上运动的线速度为C.卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动的时间是其在圆形轨道Ⅰ上运动周期的倍D.卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ的过程中，机械能减小9.如图，长为的倾斜传送带以速度逆时针匀速运动。将质量为的小物块无初速放到传送带的上端，当物块运动到传送带的下端时，速度刚好也为，已知传送带倾斜角为，与物块间的动摩擦因数为，重力加速度为。下列说法正确的是()A.传送带对物块做的功B.传送带对物块做的功C.物块与传送带摩擦产生的热量为D.物块与传送带摩擦产生的热量为10.如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是()A.木块上滑过程中，重力势能增加了B.木块受到的摩擦力大小为C.木块的重力大小为D.木块与斜面间的动摩擦因数为三、实验题(共16分)11.某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律，让小球a从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞。(1)实验中需要满足的要求是________________；A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道的末端切线须保持水平C.入射球a和被碰球b质量必须相等D.入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放(2)本实验中除必须测出小球a、b的质量、外，还必须测量的物理量是________________；A.小球的半径B.斜槽轨道末端到水平地面的高度C.小球在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。D．记录纸上点到各点的距离(3)本实验中当所测物理量满足________________时，即可说明两球碰撞过程中动量守恒。12.某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。长为的轻质细绳一端固定在点，另一端栓一质量为的小球(尺寸相对足够小)，测得小球的直径为，在悬点点正下方处的点放有一光电门。(1)细绳要选择伸缩性________________(填“大”或者“小”)的；小球选质量大些的，体积________________(填“大”或者“小”)的。(2)将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为；静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度为________________；(3)已知当地重力加速度为，下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为________________，动能的增加量可表示为________________；如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；(4)若多次从不同夹角处释放，得到和的关系图像如图乙所示，图像的斜率的绝对值________________(用、、表示)。四、计算题(共38分)13.如图所示，两个质量均为的重锤用不计质量的细杆连接，轻绳长度，它们之间的夹角为，开始时偏离竖直方向，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在最低点，即恰好在竖直方向，重力加速度为g。(1)当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率为；(2)求重锤碰到钟前一瞬间的角速度，14.如图所示，半径为R的光滑圆周轨道AB固定在竖直平面内，O为圆心，OA与水平方向的夹角为30°，OB在竖直方向．一个可视为质点的小球从O点正上方某处以某一水平初速度向右抛出，小球恰好能无碰撞地从A点进入圆轨道内侧，此后沿圆轨道运动到达B点．已知重力加速度为g，求：(不计空气阻力)(1)小球初速度的大小；(2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小．15.某滑块弹射游戏装置如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道、光滑圆弧轨道以及平台组成，其中圆弧轨道在两点的切线分别与直轨道、平台平行，间的距离恰好能让游戏中的滑块通过。一根轻弹簧下端固定在直轨道的底端，质量的滑块P紧靠弹簧上端放置，平台右端D点处放置一质量作的滑块Q。已知圆弧轨道半径，滑块尺寸远小于轨道半径，平台长度，平台离地高度，滑块P与轨道、平台间的动摩擦因数。游戏中，游戏者将滑块P压缩弹簧到不同的程度，如果释放滑块P后，滑块P能够一直沿轨道运动至D点，与滑块Q发生弹性正碰，且滑块P停留在平台上则视为游戏成功。某次游戏中游戏者将滑块P压缩弹簧至A点，AB距离，释放后滑块P沿轨道运动，测得经过点的速度大小为。(1)求该次游戏滑块P经过圆弧轨道时对轨道的压力F；(2)该次游戏中弹簧压缩后具有的弹性势能；(3)更改不同的弹簧压缩程度，在游戏成功的条件下，求滑块Q的落地点距D点的水平距离x的范围。

2022-2023学年下学期期末三校联考高一物理本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。一、单选题：(共7小题，每小题4分，共28分)1.沿水平方向抛出两个小球A、B，两球相遇于空中的P点，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，最终两小球落在水平地面上，关于两个小球的运动，下列说法正确的是()A.在空中运动时小球A的速度变化率小于小球B的速度变化率B.在空中运动时小球A的运动时间小于小球B的运动时间C.抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度D.小球A、B落地时的速度相同【答案】C【解析】【详解】A．在空中运动时小球A的速度变化率等于小球B的速度变化率，均等于重力加速度，故A错误；B．根据可知在空中运动时小球A的运动时间大于小球B的运动时间，故B错误；C．两球相遇于空中的点，水平位移相同，小球A运动时间长，根据可知，抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，故C正确；D．抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，而A球运动时间长，落地时竖直速度竖直速度大，则无法判断落地时速度关系，故D错误。故选C。2.跳高是中学生喜欢的运动项目之一，为了确保运动员的安全，会在落点区设置沙坑，下列关于沙坑作用的说法正确的是()A.减小落地时对人的冲量B.减小落地时人的动量C.减小落地时对人平均冲击力D.减小人落地的时间【答案】C【解析】【详解】设运动员落地时的速度大小为，从运动员接触沙坑到其速度减小为零的过程中，根据动量定理可得可得则有

可知沙坑的作用是延长作用时间，减小落地时沙坑对人的平均冲击力。故选C。3.“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是()。A.座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用B.座椅和人的向心力大小为C.钢绳的拉力大小为D.转盘匀速转动时，人处于平衡状态【答案】C【解析】【详解】A．由题意可知，座椅和人受到重力、钢绳的拉力作用，如图所示，向心力是效果力，并不是座椅和人受到的力，即是重力与钢绳拉力的合力，A错误；B．当转盘以角速度ω匀速转动时，座椅和人的向心力大小由牛顿第二定律可为B错误；C．由解析图可知，钢绳的拉力大小为C正确；D．转盘匀速转动时，人随转盘一起做匀速圆周运动，有向心加速度，由牛顿第二定律可知，人受的合力不等于零，不是处于平衡状态，D错误。故选C。4.短道速滑接力赛在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，则交接过程中(  )A.两运动员的总机械能守恒 B.两运动员的总动量增大C.每个运动员动量变化相同 D.每个运动员所受推力的冲量大小相同【答案】D【解析】【详解】A．两运动员在交接过程中，系统内力做正功，机械能增加，A错误；B．交接过程中系统外力远小于系统内力，且时间极短，系统动量近似守恒，B错误；C．由动量守恒知，两运动员动量变化等大反向，C错误；D．由作用力与反作用力等大反向等时可知，每个运动员所受推力的冲量大小相同，D正确。故选D。5.某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是()A.若，宇航员绕地心运动的线速度大小约为B.h越大，宇航员绕地心运动的线速度越小C.h越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越小D.h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态【答案】D【解析】【详解】A．若，宇航员处在地面上，除了受万有引力还受地面的支持力，绕地心运动的线速度远小于第一宇宙速度。故A错误；B．“太空电梯”里的宇航员，随地球自转的角速度都相等，根据可知，h越大，宇航员绕地心运动的线速度越大。故B错误；C．同理，有h越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越大。故C错误；D．h与地球同步卫星距地面高度相同时，有即万有引力提供做圆周运动的向心力，宇航员相当于卫星处于完全失重状态。故D正确。故选D。6.如图所示，电梯质量为，地板上放置一质量为的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为时，速度达到，则()A.地板对物体的支持力做的功等于B.地板对物体的支持力做的功等于C.钢索的拉力做的功等于D.合力对电梯做的功等于【答案】D【解析】【详解】AB．设地板对物体的支持力做的功为，对物体由动能定理得解得故AB错误；C．设钢索的拉力做的功为,对电梯和物体整体由动能定理得解得故C错误；D．由动能定理得，合力对电梯做的功等于。故D正确。故选D。7.如图所示，小物块套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮分别连接小物块和小球B。系统开始时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为。已知小物块与小球B的质量之比为，杆上点位于滑轮正上方，且，重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至小物块运动到点的过程中()A.小物块和小球B的速度大小始终相等B.任一时刻轻绳对小物块和小球B做功的功率大小均相等C.小球B的机械能守恒D.运动到点时，小物块的速度大小为【答案】B【解析】【详解】A．根据运动的合成与分解可知，将小物块A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向，小球B的速度沿绳方向，所以二者速度关系为可知A、B速度大小不相等，故A错误；

B．由于A、B沿绳方向的速度一定相等，绳子对A、B的拉力也一定相等，由，故任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等，故B正确；

C．A、B组成的系统机械能守恒，但A、B各自的机械能均发生变化，故C错误；D．当小物块A运动到P点时，B下降到最低点，故此时B的速度为0，由机械能守恒有解得故D错误。故选B。二、多选题(3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分)8.2021年7月6日，我国成功将“天链一号05"卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为的圆形轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量保持不变。则()A.若地球表面的重力加速度为，则在圆形轨道Ⅲ的重力加速度为B.若在圆形轨道Ⅰ上运动的线速度为，则在圆形轨道Ⅲ上运动的线速度为C.卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动时间是其在圆形轨道Ⅰ上运动周期的倍D.卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ过程中，机械能减小【答案】AC【解析】【详解】A．卫星在地球表面时，忽略地球自转的影响，物体所受的重力等于物体与地球间的万有引力，所以有解得当卫星进入5R的轨道时，物体此时所受的重力等于其与地球间的万有引力，所以有解得故A正确；B．卫星做绕地球做匀速圆周运动有解得当，解得当，解得故B错误；C．根据开普勒定律，有因为卫星绕地球飞行，所以整理有又因为卫星在椭圆轨道Ⅱ的半长轴为，所以有上述式子可得，卫星在椭圆轨道Ⅱ的周期是圆形轨道Ⅰ周期倍，卫星在椭圆轨道Ⅱ从A到B运动的时间是圆形轨道Ⅰ周期的倍，故C正确；D．卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ再到轨道Ⅲ的过程中，变轨需要加速，即物体的动能增加，根据所以机械能增加，故D错误。故选AC。9.如图，长为的倾斜传送带以速度逆时针匀速运动。将质量为的小物块无初速放到传送带的上端，当物块运动到传送带的下端时，速度刚好也为，已知传送带倾斜角为，与物块间的动摩擦因数为，重力加速度为。下列说法正确的是()A.传送带对物块做的功B.传送带对物块做的功C.物块与传送带摩擦产生的热量为D.物块与传送带摩擦产生的热量为【答案】ACD【解析】【详解】A．物块速度达到v时，相对地面发生的位移为L，则传送带对物块做的功为故A正确；B．根据动能定理有解得故B错误；CD．设物块速度达到经过的时间为t，则传送带经过的位移为物块相对地面发生的位移为物块相对传送带发生的位移为物块与传送带摩擦产生的热量为故CD正确。故选ACD。10.如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是()A.木块上滑过程中，重力势能增加了B.木块受到的摩擦力大小为C.木块的重力大小为D.木块与斜面间的动摩擦因数为【答案】AB【解析】【详解】A．机械能的变化量等于重力势能变化量和动能变化量的和，则解得故A正确；B．木块上滑过程中，机械能的变化量等于摩擦力所做的功，则解得故B正确；C．重力所做的功等于重力势能变化量，则解得故C错误；D．滑动摩擦力为解得故D错误。故选AB。三、实验题(共16分)11.某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律，让小球a从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞。(1)实验中需要满足的要求是________________；A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道的末端切线须保持水平C.入射球a和被碰球b的质量必须相等D.入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放(2)本实验中除必须测出小球a、b的质量、外，还必须测量的物理量是________________；A.小球的半径B.斜槽轨道末端到水平地面的高度C.小球在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。D．记录纸上点到各点的距离(3)本实验中当所测物理量满足________________时，即可说明两球碰撞过程中动量守恒。【答案】①.BD##DB②.D③.【解析】【详解】(1)[1]A．斜槽轨道是否光滑，不影响入射小球每次与被碰小球碰撞前瞬间速度是否相同，故斜槽轨道不需要光滑，A错误；B．为了保证小球抛出后做平抛运动，斜槽轨道的末端切线需要保持水平，B正确；C．为了保证碰撞后，入射球a不反弹，入射球a质量应大于被碰球b的质量，C错误；D．为了保证入射球每次与被碰球碰撞前瞬间速度相同，入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放，D正确。故选BD。(2)要保证两球对心碰撞，所以要选两半径相等的小球，两球半径不需测量；小球在空中做平抛运动下落的高度相同，则小球做平抛运动的时间相同，设入射球a碰前瞬间速度为，碰后瞬间入射球a速度为，被碰球b速度为，根据动量守恒可得则有可得故本实验中除必须测出小球a、b的质量、外，还必须测量的物理量是：记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON。故选D。(3)[3]本实验中当所测物理量满足即可说明两球碰撞过程中动量守恒。12.某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。长为的轻质细绳一端固定在点，另一端栓一质量为的小球(尺寸相对足够小)，测得小球的直径为，在悬点点正下方处的点放有一光电门。(1)细绳要选择伸缩性________________(填“大”或者“小”)的；小球选质量大些的，体积________________(填“大”或者“小”)的。(2)将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为；静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度为________________；(3)已知当地重力加速度为，下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为________________，动能的增加量可表示为________________；如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；(4)若多次从不同夹角处释放，得到和的关系图像如图乙所示，图像的斜率的绝对值________________(用、、表示)。【答案】①.小②.小③.④.⑤.⑥.【解析】【详解】(1)[1]为减小实验产生的误差，细绳要选择伸缩性“小”的。[2]小球选质量大些的，体积“小”的，小球在摆动的运动中会减小空气阻力的作用，以减小实验误差。(2)[3]静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度(3)[4]细绳与竖直方向的夹角为，小球尺寸相对足够小，可忽略不计，因此小球从M点到N点，下落的高度为则有小球的重力势能减少量[5]小球动能的增加量如果、二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。(4)[6]由机械能守恒定律可得整理可得则有图像的斜率的绝对值四、计算题(共38分)13.如图所示，两个质量均为的重锤用不计质量的细杆连接，轻绳长度，它们之间的夹角为，开始时偏离竖直方向，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在最低点，即恰好在竖直方向，重力加速度为g。(1)当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率为；(2)求重锤碰到钟前一瞬间的角速度，【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)设左边的重锤在最低点时，两球的速度大小为，由静止开始到左边的重锤在最低点过程中，对两重锤组成的系统，由机械能守恒定律得解得右边的重锤速度方