2023-2024學(xué)年福建省福州市八縣（市）協(xié)作校高一（下）期末聯(lián)考物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年福建省福州市八縣（市）協(xié)作校高一（下）期末聯(lián)考物理試卷一、單選題：本大題共4小題，共16分。1.20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空這一全新活動領(lǐng)域，人類突破了大氣層的阻攔，擺脫了地球引力的束縛，實現(xiàn)了在太空翱翔的夢想，近年來我國也在太空探索中取得多項重大突破。以下關(guān)于宇宙相關(guān)知識說法正確的是(

)A.哥白尼對第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行多年研究，提出了行星運動定律

B.卡文迪什通過實驗推算出來引力常量G的值，被譽為第一個能“稱量地球質(zhì)量”的人

C.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度可能大于地球的第一宇宙速度

D.開普勒經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2.如圖所示一種古老的舂米機。舂米時，稻谷放在石臼A中，橫梁可以繞O轉(zhuǎn)動，在橫梁前端B處固定一舂米錘，腳踏在橫梁另一端C點往下壓時，舂米錘便向上抬起。然后提起腳，舂米錘就向下運動，擊打A中的稻谷。已知OB=2OC，則在橫梁繞O轉(zhuǎn)動過程中(

)A.B、C的向心加速度相等

B.B、C的角速度關(guān)系滿足ωB=2ωC

C.B、C的線速度大小關(guān)系滿足3.某高中生在“體能測試”中，一分鐘內(nèi)完成了12次引體向上，該同學(xué)質(zhì)量為60kg，完成一次引體向上重心上移約0.5m，則一分鐘內(nèi)該同學(xué)克服重力做功的平均功率約為(

)

A.50W B.60W C.70W D.80W4.如圖所示，一條輕繩跨過光滑定滑輪，兩端與質(zhì)量分別為2m和m的物體P、Q連接，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，上端與物體Q相連，下端固定在水平面上。用手托住物體P，當輕繩剛好被拉直時，物體P離地的高度為L，重力加速度大小為g。物體P由靜止釋放后，落地時的速度恰好為0，則物體P下落過程中(

)A.物體P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒 B.物體P、Q組成的系統(tǒng)機械能一直減少

C.當物體P下降mgk

時具有最大速度 D.彈簧的彈性勢能增加了二、多選題：本大題共4小題，共24分。5.如圖所示的四幅圖表示的是有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是(

)

A.圖a，汽車通過拱橋的最高點時為了安全速度不宜過快

B.圖b，火車轉(zhuǎn)彎小于規(guī)定速度行駛時，輪緣對外軌有側(cè)向擠壓作用

C.圖c，若A、B均相對靜止，半徑RA=2RB，質(zhì)量mB=2mA，則A、6.我國北斗系統(tǒng)已經(jīng)全球組網(wǎng)。人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達預(yù)定軌道，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星從圓軌道Ⅰ的A點先變軌到橢圓軌道Ⅱ，然后在B點變軌進入地球同步軌道Ⅲ，則(

)

A.該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機械能大于軌道Ⅱ上的機械能

B.衛(wèi)星在B點通過加速實現(xiàn)由軌道Ⅱ進入軌道Ⅲ

C.該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上過A點的加速度比在軌道Ⅱ上過B點的加速度小

D.若衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道上運行的周期分別為T1、T2、T7.如圖所示為固定的半圓形豎直軌道，AB為水平直徑，O為圓心，同時從A點水平拋出甲、乙兩個小球，初速度分別為v1、v2，落在軌道上的C、D兩點，OC、OD連線與豎直方向的夾角均為30°，忽略空氣阻力，兩小球均可視為質(zhì)點。則(

)

A.甲、乙兩球不會同時落到軌道上

B.v1:v2=1:3

C.乙球與甲球的速度變化量相同

D.8.如圖甲所示，輕桿一端固定一小球，另一端繞O點在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為F，當小球運動的角速度ω逐漸增大時，得到F?ω2圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(

)

A.當?shù)氐闹亓铀俣却笮閎R B.小球的質(zhì)量為abR

C.ω2=c時，桿對小球的彈力方向向上 D.三、填空題：本大題共3小題，共12分。9.如圖所示，直徑d=50cm的紙筒以轉(zhuǎn)速n=10r/s繞軸O逆時針勻速轉(zhuǎn)動，從玩具槍槍口發(fā)射的子彈(可視為質(zhì)點)沿直徑穿過圓筒。若子彈在圓筒上只留下一個彈孔，則圓桶轉(zhuǎn)動的角速度為__________rad/s；子彈穿過紙筒的最大平均速度為________m/s。(π=3.14)

10.某“復(fù)興號”列車的額定功率為1.0×104kW，質(zhì)量為1.0×105kg。若該列車保持額定功率不變從靜止啟動后，在水平軌道上行駛，受到的阻力恒為1.0×105N，80s11.在一馬戲表演中，猴子沿豎直桿向上運動的同時，人頂桿沿水平地面移動。猴子在豎直方向的速度圖像和人頂桿沿水平地面移動位移圖像如圖所示。關(guān)于猴子運動相對地面的運動軌跡是________(選填“直線”或“曲線”)，猴子前4s內(nèi)的位移大小為______m。

四、實驗題：本大題共2小題，共12分。12.向心力演示器裝置如圖所示，可利用該裝置探究影響向心力大小的因素。(1)下列實驗與本實驗中采用的實驗方法一致的是A.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系B.探究兩個互成角度力的合成規(guī)律C.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系D.探究平拋運動的特點(2)為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，下列說法正確的是A.應(yīng)使用兩個質(zhì)量不等的小球

B.應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不同C.應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上D.以上說法都不正確(3)在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時，向心力演示器標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力之比為1：9，則與皮帶連接的兩個變速塔輪的半徑之比為__________13.某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證m1和m2組成的系統(tǒng)機械能守恒，將m2由靜止釋放，m1拖著紙帶向上運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，通過對紙帶上的點進行測量分析，即可驗證機械能守恒定律。已知m1=0.05kg(含夾子質(zhì)量)，m2=0.15kg，某次實驗打出的紙帶如下圖所示，O是打下的第一個點，然后每隔4個點取一個計數(shù)點，分別標記為A、B、C、D、E、F，分別測出各計數(shù)點到O點的距離，其中C、D、E(1)關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是______；A.重物最好選擇密度較小的物體B.圖中兩限位孔必須在同一豎直直線上C.應(yīng)先接通打點計時器電源后釋放重物(2)紙帶打下“D”點時的速度vD=_____(3)在本實驗中，該同學(xué)測出下落?和對應(yīng)的末速度v，并作出了v22??的圖像，如圖所示。則當?shù)氐闹亓铀俣鹊臏y量值g=

五、計算題：本大題共3小題，共36分。14.天宮一號是中國載人航天工程發(fā)射的第一個目標飛行器，也是中國第一個空間實驗室，一些天文愛好者借助人造天體過境預(yù)報網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)用天文望遠鏡可以看到天宮一號，由于天宮一號速度很快，能夠給天文愛好者持續(xù)觀察的時間t較短，為了簡化問題便于研究，將“天宮一號”繞地球的運動視為勻速圓周運動，已知“天宮一號”做勻速圓周運動的半徑為r，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，引力常量為G.求：(1)地球的質(zhì)量M；(2)在天文愛好者持續(xù)觀察的時間t內(nèi)，“天宮一號”運動的路程。15.藏族文化是中華文化的重要組成部分，如圖甲所示為藏族文化中的轉(zhuǎn)經(jīng)輪，轉(zhuǎn)經(jīng)輪套在轉(zhuǎn)軸上，輪上懸掛一吊墜，簡化模型如圖乙?？梢暈橘|(zhì)點的吊墜質(zhì)量m=0.1kg，繩長L=10cm，懸掛點P到轉(zhuǎn)經(jīng)輪轉(zhuǎn)軸的距離為d=4cm，吊墜的運動可視為水平面內(nèi)的勻速圓周運動。(g取10m/s2(1)繩子與豎直方向夾角θ1(2)若轉(zhuǎn)經(jīng)輪加速轉(zhuǎn)動，使繩子與豎直夾角由θ1=37°變?yōu)棣?=53°

16.如圖所示，有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=3kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以v0=3m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質(zhì)量為M=4kg的長木板。已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，圓弧軌道的半徑為R=3.0m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=53°，不計空氣阻力。(取g=10m/s2，sin53°=0.8(1)小物塊落到C點時速度；(2)小物塊到達圓弧末端D點時對軌道的壓力大?。?3)小物塊從滑上木板到與木板共速過程，摩擦力對木板做的功。

答案解析1.B

【解析】A.開普勒通過對第谷多年的觀測數(shù)據(jù)的研究，提出了行星運動定律，故A錯誤；

B.卡文迪什通過實驗推算出來引力常量G的值，被譽為第一個能“稱量地球質(zhì)量”的人，故B正確；

C.地球的第一宇宙速度代表衛(wèi)星做圓周運動的最大速度，人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度小于地球的第一宇宙速度，故C錯誤；

D.牛頓經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故D錯誤。

故選B。2.C

【解析】AB、由圖可知，B與C屬于同軸轉(zhuǎn)動，則它們的角速度是相等的，即ωC=ωB；由：a=ω2r可知，OB=2OC，則B的向心加速度較大，故AB錯誤；

C、由于OB=2OC，由v=ωr，可知vB=2vC，故3.B

【解析】同學(xué)體重約為600N，該同學(xué)一分鐘內(nèi)克服重力做功為W=12mg?，則平均功率P=Wt=60W，B4.D

【解析】AB.物體P下落過程中，物體P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)滿足機械能守恒；彈簧先處于壓縮狀態(tài)后處于伸長狀態(tài)，彈性勢能先減小后增加，則物體P、Q組成的系統(tǒng)機械能先增加后減小，故AB錯誤；C.用手托住物體P，當輕繩剛好被拉直時，彈簧壓縮量為Δx=mgk

當物體P下降

mgk

時，彈簧恰好恢復(fù)原長，此時PD.物體P下落過程中，物體P、Q組成的系統(tǒng)重力勢能減少了

2m?mgL

，則彈簧的彈性勢能增加了mgL，故D故選D。5.ACD

【解析】A.圖a中，汽車過拱橋最高點時，由牛頓第二定律有mg?可知，汽車過拱橋時速度越大，橋面對汽車的支持力就越小，當速度足夠大時，橋面對汽車的支持力將減為0，汽車將從橋面飛出，因此，汽車通過拱橋的最高點時為了安全速度不宜過快，故A正確；B.圖b中，當火車轉(zhuǎn)彎小于規(guī)定速度時，根據(jù)牛頓第二定律有mg可知，內(nèi)軌對輪緣有彈力的作用，即輪緣對內(nèi)軌有側(cè)向擠壓作用，故B錯誤；C.圖c中，物體A、B屬于同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，A、B均靜止時，靜摩擦力提供各自做圓周運動的向心力，有f=m由于RA=2RB則可得f故C正確；D.圖d中，小球做圓周運動有mg解得ω=而cos可得ω=可知，增加繩長，保持圓錐的高度不變，則圓錐擺的角速度不變，故D正確。故選ACD。6.BD

【解析】A.當萬有引力小于向心力時，做離心運動，所以衛(wèi)星從圓軌道Ⅰ的A點先加速變軌到橢圓軌道Ⅱ，所以衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機械能小于于軌道Ⅱ上的機械能，故A錯誤；B.衛(wèi)星在B點時，若在軌道Ⅱ上運動，則此處的萬有引力大于向心力，做向心運動，通過加速可實現(xiàn)萬有引力等于向心力，從而由軌道Ⅱ進入軌道Ⅲ，故B正確；C.合外力為萬有引力，所以加速度為a=由萬有引力的距離關(guān)系可知，該衛(wèi)星在軌道Ⅰ上過A點的加速度比在軌道Ⅱ上過B點的加速度大，故C錯誤；D.由開普勒第三定律a可知對同一個中心天體，半長軸越大周期越大，若衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道上運行的周期分別為T1、T2、T3，由距離關(guān)系，可以判定T故選BD。7.BC

【解析】AC.由圖可知，兩個物體下落的高度是相等的，根據(jù)?=又Δv=gt可知甲乙兩球下落到軌道的時間相等，故甲、乙兩球同時落到軌道上，甲乙兩球下落到軌道的速度變化量相同，故A錯誤，C正確；B.設(shè)圓形軌道的半徑為

R

，則甲水平位移為x乙水平位移為x可得x水平方向做勻速直線運動，則有v故B正確；D.設(shè)乙球在D點速度偏轉(zhuǎn)角為

α

，有tan設(shè)乙球在D點位移偏轉(zhuǎn)角為

θ

，有tan可見tan即在D點速度反向延長線平分水平位移，所以乙球在D點速度的反向延長線不過O點，故D錯誤。故選BC。8.AD

【解析】A.當角速度較小時，在最高點，重力大于所需向心力，彈力方向向上，則有mg?F=m根據(jù)圖乙可知，當角速度的平方為b時，彈力為0，由重力提供向心力，則有mg=mbR解得當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=bR故A正確；B.結(jié)合上述可知，當角速度的平方為0時，彈力大小為a，則有mg=a結(jié)合上述解得，小球的質(zhì)量為m=故B錯誤；C.當角速度較大時，重力不足以提供向心力，彈力方向向下，則有mg+F=m當

ω2=c

故C錯誤；D.若

c=2b

，結(jié)合上述有mg+F′=m×2bR解得F′=a故D正確。故選AD。9.

62.8

10

【解析】[1]勻速圓周運動的角速度為ω=2πn=62.8rad/s

[2]在子彈飛行的時間內(nèi)，圓筒轉(zhuǎn)動的角度為θ=時間t=可得v=dωθ=0.5×62.82N+110.

變加速

3000

【解析】[1]根據(jù)牛頓第二定律a=可知隨著列車的速度的增大，列車的牽引力逐漸減小，列車的加速度逐漸減小，故列車在達到最大速度之前做變加速直線運動；[2]當列車的牽引力減小到與阻力相等時，列車的速度達到最大，故列車行駛的最大速度為v由動能定理得Pt?fx=代入數(shù)據(jù)解得，加速位移為x=3000m11.曲線

5

【解析】[1]由圖可知，猴子在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做初速度為0的勻加速直線運動，根據(jù)運動的合成，知合速度與合加速度不在同一條直線上，所以猴子運動的軌跡為曲線；[2]猴子前4s內(nèi)的水平方向位移為x=3m豎直方向y=所以，猴子的位移為l=12.(1)C(2)BC(3)3：1

【解析】(1)本實驗采用的是控制變量法分別研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、軌道半徑r之間的關(guān)系。探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系利用多次測量求平均值；探究兩個互成角度力的合成規(guī)律利用等效替代法；探究平拋運動的特點利用的是的是等效思想。只有探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系是用控制變量法分別研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。故選C。(2)為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，用控制變量法應(yīng)使用兩個質(zhì)量相等的小球、轉(zhuǎn)動的角速度相同故應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上，軌道半徑r的大小與向心力F的大小一一對應(yīng)，才能判斷出兩者的關(guān)系。故選BC。(3)在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時，小球的質(zhì)量m和轉(zhuǎn)動半徑r都相同，由F=m則有ω=兩個小球所受向心力之比為1：9，則兩小球角速度之比為1：3。而兩小球的運動是由皮帶連接的兩個變速塔輪帶動，變速塔輪邊緣線速度相同，設(shè)變速塔輪半徑為R，由v=ωR可得

R

與

1ω

成正比，所以變速塔輪半徑之比為3：113.(1)BC(2)1.6(3)9.6

【解析】(1)A.重物應(yīng)選用體積小、密度大的物體，故A錯誤；