广东省广州市（省实、二中、执信、广雅、六中）五校2024-2025学年高一下学期期末联考物理试卷（含答案）

2024学年下学期高一期末五校联考试卷物理本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试用时75分钟。第一部分选择题（共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况，帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，可以借助烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，则由该轨迹可推断出()A．烟尘颗粒的速度可能不变B．烟尘颗粒所受合力与速度方向相同C．烟尘颗粒不可能做匀变速曲线运动D．P、Q两点处的速度方向可能垂直2.在趣味运动会活动中，有班级设置了套圈游戏。如图所示，某同学从距水平地面高度0.8m处水平抛出一个半径为0.2m的细圆环，套前方地面上的半径为0.1m竖直圆柱，设细圆环运动过程始终保持水平，抛出时圆环中心到圆柱中心的水平距离为2.5m，圆柱高度为0.35m。重力加速度取g＝10m/s2，空气阻力不计。要想套住圆柱，细圆环刚抛出时的速度可能是()A．6.5m/s B．7.5m/sC．8.5m/s D．9.5m/s3.钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图(a)是比赛中某运动员在滑行区某弯道的图片，假设可视为质点的人和车的总质量为m，其在弯道上P处做水平面内匀速圆周运动的模型如图(b)，车在P处无沿斜面方向的侧向移动，运动半径为R，弯道表面与水平面成θ角，不计摩擦力和空气阻力，重力加速度大小为g。则()A．在P处车对弯道的压力大小为mgcosθB．在P处人和车的速率为C．人和车的速率越大，则对轨道的压力越大D．若人滑行的位置更加靠近轨道内侧，则其角速度应比原来小4．蹦极运动以其惊险刺激深得年轻人的喜爱，图示为某次蹦极运动中的情景，原长为l的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为m的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者距离机臂1.5l时，下落至最低点。空气阻力恒为重力的15，重力加速度为g。则此下落过程中(A．蹦极者减少的机械能为15mglB．弹性绳增加的弹性势能为65C．蹦极者的最大动能为45D．蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为15．建造一条能通向太空的天梯，是人类长期的梦想。如图所示，直线状天梯是由一种高强度、很轻的纳米碳管制成，图中虚线为同步卫星轨道，天梯在赤道平面内刚好沿卫星轨道半径方向。两物体分别处于天梯上的M、N点，其位置如图所示。整个天梯相对于地球静止不动，忽略大气层的影响，分析可知()A．M处物体处于完全失重状态B．M处物体的加速度小于N处物体的加速度C．M处物体的向心力小于N处物体的向心力D．处于天梯上的同一物体，离地面的高度越高，则物体对天梯的作用力越小6．如图为一小型起重机，物体P通过不可伸长且足够长的轻质细绳绕过大小质量均不计的光滑滑轮A、B连接C处的固定电动机。滑轮A安装在水平伸缩杆上，可以随杆水平移动，滑轮B安装在竖直伸缩杆上并可以随杆竖直移动。电动机可改变总绳长，使绳始终保持绷直，滑轮B的竖直高度不会低于滑轮A。整个过程P不与A相撞。则下列说法正确的是()A．当电动机保持不转，水平伸缩杆不动，只将滑轮B向上匀速移动时，物体P的重力功率减小B．保持物体P距地面高度不变，将滑轮A向右匀速移动时，竖直伸缩杆不动，则电动机C需要匀速放绳C．保持电机不转，竖直伸缩杆不动，将滑轮A向右匀速右移，则P处于超重状态D．当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，细绳对物体P拉力的功率变大7．2023年全国首条空轨—光谷空轨旅游线开通运营。光谷空轨列车（简称空轨）采用有人值守无人驾驶技术运行。如图所示，一质量为m的空轨在平直轨道上从静止开始匀加速直线行驶，经过时间t前进的距离为s，发动机输出功率恰好达到额定功率P，空轨所受阻力恒定，下列说法正确的是()A．空轨匀加速行驶过程中的最大速度为stB．匀加速行驶过程中，牵引力做的功为PtC．匀加速行驶过程中，空轨的阻力大小为PtsD．空轨能达到的最大速度为2s二．多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8.带球转身动作是篮球运动中的难点，如图甲所示为篮球爱好者带球转身的一瞬间。由于篮球规则规定手掌不能上翻，我们将此过程理想化为如图乙所示的模型：薄长方体代表手掌，转身时球紧贴竖立的手掌，绕着转轴（中枢脚所在直线）做匀速圆周运动。假设手掌和球之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力(不考虑篮球在手掌中的滚动)，篮球质量为m，直径为D，手掌到转轴的距离为d，重力加速度为g，则要顺利完成此转身动作，下列说法正确的是()A．若篮球的速度为gdμB．篮球的角速度至少为2gC．若篮球的线速度大小为v，则手掌和篮球之间的摩擦力一定为D．篮球的速度越大，手掌对球的作用力越大9．某卫星发射的过程图简化如下，位于椭圆轨道1的卫星在P点变速后进入圆形轨道2，然后在M点再次改变方向进入与轨道2半径大小相等的圆形轨道3上，则下列说法正确的是()A．卫星在轨道2上的运行速度一定大于7.9km/s，小于11.2km/sB．卫星在Q的速度大于在P点的速度C．卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期D．卫星在3个轨道上的机械能的大小关系为E2＝E3＜E110．如图所示，光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，圆心为O。可视为质点的小球穿在轨道上，轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在与O处于同一水平面上的A点，OA连线与圆弧交于B点，现将小球拉至M点无初速度释放，小球将在M、N之间往复运动。已知小球在M点时弹簧处于伸长状态，运动到B点时弹簧处于压缩状态。在整个运动过程中，下列说法正确的是（）A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B．从M到B的过程中小球的机械能逐步增大 C．小球在M点时弹簧的弹性势能比小球在N点时小 D．弹簧弹力对小球做功的功率为零的位置有2处（M、N两点除外）第二部分非选择题（54分）三．实验题(共2小题，共16分)11.(8分)某实验小组设计了如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。(已知重力加速度为g，绳和滑轮的质量以及轮与轴之间的摩擦均忽略不计。)(1)实验时，实验小组的同学进行了如下操作：①用天平分别测出物块A、B(含遮光片)的质量分别为3m和2m；②测出遮光条宽度d=4.0mm；③将重物A、B通过轻绳和两个轻质滑轮连接成图甲所示的装置，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出遮光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为t=2.0ms，则此时重物B速度的大小为(结果保留两位有效数字)。(2)改变光电门与物块B之间的高度h，测得遮光片的挡光时间t，多次重复实验，并用描点法作出图像，以下四种你认为作

图像最为合理。(选填选项前的相应字母)A.B.C.D.此时若图像的斜率（用含字母g、d的表达式表示），则验证了机械能守恒定律。(3)有同学提出遮光片宽度过大可能会对实验结果产生影响，若本实验忽略其他因素的影响，仅考虑遮光片宽度对本实验的影响，则本实验得出的重力势能的减小量ΔEp和动能的增加量ΔEk的关系为ΔEpΔEk（选填“＞”“＜”或者“＝”）。12．(8分)某物理实验小组用图甲所示器材来探究平抛运动的特点。(1)他们在白纸板上以重垂线方向为y轴正方向建立如图乙所示的坐标系，取A点为坐标原点并记录了B、C两点的坐标。根据图中数据判断，A点(选填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。若取g＝10m/s2，小球平抛的初速度为m/s(结果保留两位有效数字)，到B点时的速度大小为：m/s(结果可用根号表示)。(2)该小组某位同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他以轨迹上某点为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy(如图丙所示)，并测量出了轨迹上另外两个点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2），且2x1<x2。若相邻两个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为（用x1、x2、y1、y2坐标表示）。四、计算题（共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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）13.(8分)一倾角为37°足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立xOy直角坐标系，其中Ox轴沿平行于底边的水平方向，Oy轴沿斜面向上的方向，如图所示。从零时刻开始，一可视为质点的物块从O点以沿y轴正方向12m/s的速度被抛出，抛出的同时对物块施加沿x轴正方向大小为16N的水平恒力F，已知物块的质量为2kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，不计空气阻力。求：(1)前2s内物块的位移。(2)物块再次回到x轴时的速度大小。14．(12分)宇宙飞船(可看作质点)绕地球作匀速圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程(宇航员看不见太阳)，如图所示，已知地球的半径为R、质量为M、自转的周期为T0，引力常量为G，太阳光可看作平行光，飞船上的宇航员在A点测出对地球的张角为α=600，求：(1)飞船绕地球运行的线速度大小。(2)飞船每次“日全食”经历的时间。(3)一天内飞船经历“日全食”的次数。15.(18分)如图所示，一游戏装置由倾斜角为α的光滑轨道OA、水平轨道AB、水平传送带BC、半径为R＝0.2m的光滑竖直圆形轨道DEF、水平地面IJ构成。J点固定有一足够高的竖直挡板，O1(题中未标出)为圆弧轨道的圆心，B、C、D、G四点在同一水平面上。游戏时，质量为0.1kg的小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放，经过水平轨道和传送带后可沿圆形轨道运动，最后由G点水平飞出。已知小滑块与水平轨道AB的动摩擦系数μ1＝0.5，与传送带的动摩擦因数μ2＝0.6，AB长S=2m，BC长L=1m，IJ长x=2.4m，E是圆轨道上与圆心等高的点，G距水平地面IJ的高度H=1.8m，小滑块可视为质点且经A处时速度大小不变，其余阻力均不计，g取10m/s2，求：(1)若传送带处于静止状态，小滑块释放的高度h＝2m，求小滑块通过E点时对轨道的压力；(2)若传送带以4m/s逆时针转动，小滑块释放的高度h=1.45m，求小滑块在传送带上运动的过程中产生的热量；(3)若小滑块释放的高度h＝1.65m，同时调节传送带以不同速度顺时针转动，为了保证小滑块不脱离圆轨道又能从G点水平飞出，试写出小滑块第1次落点（即不考虑反弹）与G点的竖直高度差y与传送带速度v的关系。

参考答案及评分细则1.C2.C3.B4.B5.B6.C7.B8.BD9.BC10.AC11.(1)2.0(2)D、(3)＞12．(1)是2.0(2)x213.解：由题意：(1)y方向加速度：解得：前2s内y方向位移为：解得：······1分x方向加速度：解得：前2s内x方向位移为：解得：·····1分故前2s内位移大小为：解得：方向与x轴正方向成370角·····2分(2)物块再次回到x轴时，有：解得：·····1分此时y方向速度为：解得：·····1分x方向速度为：解得：·····1分此时速度大小为：解得：·····1分14.解：(1)设飞船的质量为m，绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，由几何关系知：·····1分解得r=2R·····1分万有引力提供向心力，则：·····1分解得：·····1分(2)由几何关系可知，每次“日全食”过程的时间内飞船转过的圆心角·····1分设飞船的角速度为ω，则：·····1分解得：则“日全食”的时间为：······1分解得：·····1分(3)设飞船的周期为T，则：·····1分解得：·····1分由于飞船每绕地球一圈经历一次“日全食”，故一天内经历的次数为：·····1分解得：·····1分15.解：(1)O到E，由动能定理得····1分解得：vE=2m/s在E点，由牛顿第二定律得FN=mv联立得FN＝2N由牛顿第三定律得F压＝2N，方向水平向右······2分(2)滑块从O点运动到B点的过程中，由动能定理得解得：vB=3m/s······1分设物块在传送带上向右运动的最大位移为S0，由动能定理得：解得：S0=0.75m<L，故物块将返回B点。······1分由于vB<4m/s，运动的对称性可知物块返回B点的速度依旧为vB=3m/s。设返回过程在轨道AB段的最大位移为S1，由动能定理可得：解得：S1=0.9m<2m。故物块将最终停在AB段，不会再次进入传动带。·····1分物块在传送带上向右运动的最大时间为：解得：Δt=0.5s,由物块和传