2022-2023学年四川省成都市五城区高一（下）期末适应性考试物理试卷
一、选择题（本大题共11小题，共44分）
1. 图为汽车正在水平路面上沿圆轨道匀速转弯，且没有发生侧滑对转弯时的汽车，下列说法正确的是( )
A. 向心力由车轮和路面间的静摩擦力提供
B. 汽车受重力、支持力、摩擦力和向心力
C. 汽车处于平衡状态
D. 当汽车速度减小时，汽车受到的静摩擦力可能不变
2. 图为中国速滑运动员在北京冬奥会比赛中的精彩瞬间。假定他正沿圆弧弯道匀速滑行，在极短时间内滑行转过某一角度，在这一过程中合外力( )
A. 做功不为零，冲量为零 B. 做功不为零，冲量不为零
C. 做功为零，冲量为零 D. 做功为零，冲量不为零
3. 年月日时分，“神舟十六号”宇宙飞船发射升空，准确进入预定轨道，顺利与中国空间站核心舱交会对接。中国空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。对“神舟十六号”的描述，下列说法正确的是( )
A. 在轨道上运行速度大于
B. 在轨道上运行周期小于
C. 与核心舱对接后，核心舱由于质量增大，轨道半径将变小
D. 进入轨道后受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍
4. 图为成都某游乐场的水滑梯滑梯由倾斜的光滑轨道和水平的阻力轨道组成若人视为质点从距水平轨道高的水滑梯顶端由静止开始下滑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，人在水平轨道上受到的平均阻力为其所受重力的水平轨道的长度至少为( )
A. B. C. D.
5. 图甲是物理实验室常用的感应起电机它由两个大小相等、直径约为的感应玻璃盘起电，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接图乙为侧视图，玻璃盘以的转速旋转，已知主动轮的半径约为，从动轮的半径约为，和是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是( )
A. 、的线速度相同 B. 从动轮的转动周期为
C. 点的线速度大小约为 D. 主动轮的转速约为
6. 某汽车以恒定功率匀速行驶，看到前方红灯，司机将汽车功率减半，并保持该功率行驶，看到红灯转为绿灯，立即恢复原来功率，以后保持该功率行驶。设汽车所受阻力大小始终不变，则在该过程中，汽车的速度随时间变化图像可能是( )
A.
B.
C.
D.
7. 如图，一直角边长为的光滑等腰直角三角形与半径为的光滑圆柱的一部分无缝相接，固定在水平桌面上质量分别为和的物体和小球通过一根不可伸长的细线相连，小球视为质点恰好位于桌面上已知重力加速度为从静止释放小球，在运动到圆柱顶点的过程中( )
A. 物体的机械能守恒
B. 当小球到达圆柱顶点时，物体的速度大小为
C. 绳的张力对小球所做的功为
D. 绳的张力对物体所做的功为
8. 有关机械振动和机械波的描述，下列说法正确的是( )
A. 机械波中各个质点通过受迫振动的形式传递能量和信息
B. 单摆具有等时性，是因为其振动周期与摆球的质量和振幅均无关
C. 弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
D. 潜艇声呐发出的超声波从深水区传到浅水区时传播方向会改变，这是波的衍射现象
9. 年月日，中国棒球联赛成都站在四川省棒球垒球曲棍球运动管理中心棒球场鸣哨开赛。如图，在某次比赛中，一质量为的垒球，以的水平速度飞至球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为，设球棒与垒球的作用时间为，下列判断正确的是( )
A. 球棒对垒球做功为
B. 垒球动量变化量的大小为
C. 球棒对垒球的平均作用力大小为
D. 球棒与垒球作用时间极短，故垒球动量守恒
10. 月球是地球唯一的天然卫星，是太阳系中第五大卫星。为了测量月球的各项数据，宇航员在月球上设计实验装置，用电磁铁吸住小球，启动装置后电磁铁断电，小球自由下落，得到小球的速度随时间变化的图像如图。已知月球半径为，引力常量为，则下列判断正确的是( )
A. 月球的第一宇宙速度为 B. 月球的平均密度为
C. 月球表面的重力加速度大小为 D. 月球的卫星运行周期至少为
11. 如图甲，竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块相连并处于静止状态。物块在外力作用下静止在物块正上方某高度处，取物块静止时的位置为原点、竖直向下为正方向建立轴。某时刻撤去外力，物块自由下落，与物块碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程时间极短。测得物块的动能与其位置坐标的关系如图乙弹簧始终处于弹性限度内，图中除之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块、均可视为质点，则( )
A. 物块与物块的质量之比
B. 物块从到的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小
C. 物块、与弹簧组成的系统在整个运动过程中损失的能量为
D. 弹簧的劲度系数
二、非选择题（56分）
12. 某同学设计如图甲的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，光电计时器记录小球通过光电门和光电门的时间、，已知两光电门之间的距离为，小球的直径为，当地的重力加速度为。
为了验证机械能守恒定律，该实验_____“需要”或“不需要”测量小球质量。
小球通过光电门时的瞬时速度_____用题中所给物理量的字母表示。
保持光电门位置不变，上下调节光电门，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像如图乙，如果不考虑空气阻力，该图线的斜率_____，就可以验证小球下落过程中机械能守恒用题中所给物理量的字母表示。
13. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置。
接下来的实验步骤如下：
步骤：不放小球，让小球从斜槽上点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤：把小球放在斜槽前端边缘位置，让小球从点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与步骤同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度。
对于上述实验操作，下列说法正确的是________
A.小球每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下
B.小球可以在斜槽上不同的位置从静止滚下
C.斜槽轨道末端必须水平
D.斜槽轨道必须光滑
若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则______
A.， ．，
C.， ．，
上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量有________。
A.、两点间的高度差 ．点离地面的高度
C.小球和小球的质量、 小球和小球的半径、
当所测物理量满足表达式______________用所测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律如果还满足表达式______________用所测物理量的字母、、、、表示时，即说明两球碰撞是弹性碰撞。
14. 一列简谐横波在时的波形图如图甲，波上质点从时刻开始的振动图像如图乙，求该简谐波：
振幅、波长、周期；
传播速度并判断其传播方向。
15. 如图，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在点平滑相接，轨道半径，一质量的小滑块视为质点与弹簧无拴接，将弹簧压缩至点后由静止释放，小滑块经过点后恰好能通过最高点做平抛运动，并刚好落在点。已知小滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，求：
小滑块通过最高点时的速度大小；
小滑块运动到点时对轨道的压力；
弹簧压缩至点时具有的弹性势能。
16. 如图，倾角的足够长的斜面固定在水平面上，斜面上放一长的“”形木板，质量。将质量的小物块视为质点置于木板的上端，小物块与木板间的摩擦可忽略不计，木板与斜面间的动摩擦因数。小物块和木板由静止释放，小物块与木板发生弹性碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，求：
小物块和木板刚释放时的加速度大小；
小物块第一次与木板碰撞后瞬间两者的速度大小；
小物块与木板从静止释放到发生第二次碰撞的过程中系统损失的机械能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
汽车拐弯，靠车轮与路面间的静摩擦力提供向心力，结合向心力公式分析判断．
解决本题的关键知道汽车在水平路面上拐弯的向心力来源，掌握向心力大小公式，知道影响向心力大小的因素．
【解答】
A、对转弯时的汽车，向心力由车轮和路面间的静摩擦力提供，故A正确；
B、汽车受重力、支持力、摩擦力，故B错误；
C、汽车做圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故C错误；
D、当汽车速度减小时，根据向心力公式可知向心力减小，则汽车受到的静摩擦力变小，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】由动能定理，合外力做的功等于动能的变化量。匀速滑行过程中动能不变，合外力做功为零。速度的大小不变，速度的方向在变，动量变化量不为零。由动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量。合外力的冲量不为零。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.第一宇宙速度为，为最大的卫星环绕速度，由
得
随着轨道半径的增大，线速度减小，在轨道上运行速度小于，A错误；
B.地球同步卫星的运行周期为，同时距离地球表面约倍地球半径的高度，由
得卫星周期为
随着轨道半径的减小，周期减小，“神舟十六号”在轨道上运行半径小于同步卫星的轨道半径，故周期小于，B正确；
C.由于地球的万有引力提供向心力，由
知飞船与核心舱对接后，核心舱质量增大，但只要运行速度不变，运行轨道半径就不会发生变化，C错误；
D.“神舟十六号”进入轨道后受地球的万有引力大小为
在地面时受地球的万有引力大小为
即
D错误；
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查动能定理的应用；对人受力分析，结合题意，根据动能定理列式即可正确求解。
人由静止从水滑梯上滑下到水平轨道的末端速度为零，由动能定理即可计算出水平轨道的长度。
【解答】
解：对人从距水平轨道高的水滑梯的顶端滑下到水平轨道的末端时由动能定理可知
得
即水平轨道的长度至少为。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了线速度、角速度和周期、转速；解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠传送带传动轮子边缘的点，线速度大小相等，知道线速度、角速度的关系，并能灵活运用。
轮上、两点的线速度大小相同，但方向沿曲线的切线方向不同，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，与主动轮转动方向相反；结合周期、线速度，角速度即可求解。
【解答】
A.由于线速度的方向沿曲线的切线方向，由图可知，、两点的线速度的方向一定不同，故A错误；
B.玻璃盘的转速是，则从动轮的转动周期，故B错误；
C.玻璃盘的直径是，转速是，所以线速度 ，故C正确；
D.从动轮边缘的线速度，由于主动轮的边缘各点的线速度与从动轮边缘各点的线速度的大小相等，即，所以主动轮的转速 ，故D错误。
6.【答案】
【解析】 阶段，设汽车以速度 做匀速运动，牵引力与阻力平衡，此时功率恒为 ，则有
阶段， 时刻使汽车功率减半瞬间，汽车的速度 不变，根据
可知牵引力突然减小为原来的一半，则汽车开始做减速运动，功率保持为 不变，根据 可知随着速度的减小，牵引力又逐渐增大，因
可知加速度减小，则汽车做加速度减小的减速运动；
阶段，当 时刻牵引力又增大到等于阻力，汽车开始做匀速运动，此时汽车的速度为
阶段，看到红灯转为绿灯，立即恢复原来功率 ，牵引力突然增大，根据 可知随着速度的增加，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小到与阻力平衡时，汽车开始匀速运动，速度大小为
若时刻牵引力还没有增大到等于阻力时红灯就转为绿灯，则阶段将不存在，图像直接跳到阶段。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了系统的机械能守恒、动能定理、连接体问题。
先分析受力最简单的物体，再分析受力较复杂的另一个物体，同时要运用正交分解法处理较为方便，注意连接体中两个物体的速度大小不一定相等，要应用速度的分解求出两个小球的速率关系；根据动能定理求解绳的张力做功。
【解答】
A.以、和绳为研究对象，只有重力做功，系统机械能守恒，过程中物体机械能增大，物体机械能减小，故A错误；
B.由机械能守恒定律可知：，解得：，故B错误；
C.以为研究对象，根据动能定理得：，解得：，故C正确；
D.以为研究对象，根据动能定理得：，解得：，故D错误。
8.【答案】
【解析】A.机械波传播机械振动的运动形式，机械波中各个质点通过受迫振动的形式传递能量和信息，A正确；
B.单摆具有等时性，是因为其振动周期取决于摆长与所在处的重力加速度，与摆球的质量和振幅均无关，B正确；
C.弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度大小一定相同，方向可能相同也可能相反，C错误；
D.潜艇声呐发出的超声波从深水区传到浅水区时传播方向会改变，这是波的折射现象，D错误。
故选AB。
9.【答案】
【解析】A.设垒球水平飞回的速度方向为正方向，则 、 ，球棒与垒球的作用过程由动能定理得球棒对垒球做功
代入数据得球棒对垒球做功为
A正确；
B.垒球动量变化量为
代入数据得
B错误；
C.由动量定理
得球棒对垒球的平均作用力大小为
C正确；
D.球棒与垒球之间存在力的作用，故垒球动量不守恒，D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】C.由题图得小球自由下落，月球表面的重力加速度大小为
项正确；
A.由月球表面重力提供向心力，有
月球的第一宇宙速度为
项错误；
B.月球表面万有引力等于重力有
得月球的质量为
月球的密度为
项正确；
D.由月球的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有
月球的卫星运行周期为
随着卫星轨道半径的增大，周期增大，卫星在月球表面运行时，周期最小，运行周期至少为
项错误。
故选BC。
11.【答案】
【解析】A.根据图像可知碰撞后的动能变为原来的 ，根据
设碰撞前瞬间物块的速度为 ，则碰撞后瞬间、的速度为 ，取初速度方向为正方向，由动量守恒定律有
解得
故A错误；
B.物块从 到 的过程中，物块的动能先增大后减小，则速度先增大后减小，根据
可知重力的瞬时功率先增大后减小，故B正确；
C.物块、碰撞过程损失的机械能为
又 ，
联立可得
故C错误；
D.设、的质量为 ，由图乙可知， 处动能达到最大，根据平衡条件可得此时弹簧弹力为 ，从 到 过程中，弹簧弹力增加 ，由胡克定律知
则有
从到 ，由动能定理有
联立解得
故D正确。
故选BD。
12.【答案】 不需要
【解析】为了验证机械能守恒定律，则有
由上式可知，小球质量不需要测量。
由瞬时速度公式，小球通过光电门时的瞬时速度为
由
代入速度可得
整理可得
故该图线的斜率
13.【答案】；
；
；
；
【解析】
【分析】
本题考查验证动量守恒定律。
运用平抛运动的知识和功能关系分析得出结论。
为保证碰撞不反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量；为能发生对心弹性碰撞，要求两小球半径一样大；
根据实验的原理确定需要测量的物理量。
根据动量守恒定律及机械能守恒定律可求得动量守恒及机械能守恒的表达式。
【解答】
为保证小球平抛时获得相同的初速度， 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，因为平抛运动的时间相等，根据，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度。故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；故AC正确，B错误；
D.斜槽轨道不需要光滑，因为每次摩擦力做功情况相同，也会获得相同的初速度，D错误。
故选AC。
为了小球能飞的更远，防止反弹，球的质量应大于球的质量，为能发生对心弹性碰撞，要求两小球半径一样大，故B正确，ACD错误，故选B。
根据动量守恒得，，水平位移代表速度的大小，所以除了测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量是小球和小球的质量、所以不必测量的高度和点离地面的高度、小球的半径等，故选C。
因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，是球不与球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表球碰撞前的速度，是球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后球的速度，是碰撞后球的水平位移，该位移可以代表碰撞后球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要成立则机械能守恒，即
故若，说明碰撞过程中机械能守恒。
故答案为：
；
；
；
；
14.【答案】 ， ， ； ，沿 轴正向传播
【解析】由图甲可知，振幅
波长
由图乙可知，周期
由图乙可知 时刻，点振动方向向下，由“同侧法”可知，波沿 轴正向传播，所以该列波的传播速度为
15.【答案】 ； ，方向竖直向下；
【解析】在点，由牛顿第二定律有
解得
到，根据动能定理有
在点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小滑块在点对轨道的压力为
负号表示方向竖直向下。
物体从点做平抛运动，并刚好落在点过程有
得
至，根据动能定理有
代入数据得
16.【答案】 ，；小物块速度大小为 ，木板速度大小为 ；
【解析】由木板的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设最大静摩擦力为 ，即
代入数据得
设木板重力沿着斜面向下的分力为 ，有
代入数据得
即木板在沿着斜面方向受力平衡，木板最初受力平衡处于静止状态，由于小物块与木板间的摩擦可忽略不计，小木块沿着木板向下做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为 ，由牛顿第二定律有
得加速度为
设沿着斜面向下为正方向，小物块碰撞木板前的速度为 ，由
得
设小物块第一次与木板碰撞后小物块速度为 ，木板速度为 ，小物块与木板碰撞瞬间，由动量守恒定律有
碰撞过程为弹性碰撞，由能量守恒有
解得
即小物块速度大小为 ，方向沿着斜面向上，木板速度大小为 ，方向沿着斜面向下。
小物块与木板碰撞后，小物块先沿着斜面向上做匀减速直线运动，后沿着斜面向下做匀加速直线运动，最终与木板相碰，该过程木板一直沿着斜面向下做匀速直线运动，设小物块第一次与木板碰撞到第二次碰撞过程，所用时间为 ，由小物块和木板的位移相等，有
解得
由于系统中只有木板与斜面间存在摩擦力，系统损失的机械能为木板下滑过程中克服摩擦力做的功，即
系统损失的机械能为
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