甘肃省普通高中2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测
物理试题
本试卷满分100分，考试用时75分钟.
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册.
一、选择题：本题共10小题，共43分.在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
1.入夏以来，南方强降雨不断，某同学将雨伞旋转起来后，水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出，之后在空中做曲线运动，如图所示.不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.水滴在空中做曲线运动，其加速度越来越大
B.水滴在空中做曲线运动，其所受合力越来越小
C.水滴在空中做曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角越来越大
D.水滴沿雨伞边缘的切线方向飞出是因为水滴受到沿切线方向的作用力
2.在2023年中国山地自行车联赛第三站（渭源站）中，云南山地自行车队团结一致，勇夺3金1银2铜.若某辆自行车在某段时间内做单向直线运动，在整段时间内的平均速度大小，前三分之二时间内的平均速度大小，则后三分之一时间内的平均速度大小为（ ）
A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.6m/s
3.如图所示，某运动员练习撑竿跳高，运动员在助跑结束刚离地时的速度大小为，此时撑竿的弹性势能为，运动员跨越横杆（撑竿离手）时速度大小为，方向水平，重力加速度大小为g，以水平地面为参考平面，忽略撑竿的质量，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.运动员跨越横杆后在空中下落的过程中机械能守恒
B.运动员在上升过程中一定处于超重状态
C.运动员在上升过程中机械能守恒
D.运动员的最大重力势能为
4.彩虹滑道在各游乐园和景区非常受欢迎.质量为70kg的游客坐在质量为10kg的橡胶圈上，一起从滑道顶端无初速滑下，最后停在滑道水平末端.若滑道顶端到末端的高度差为6m，取重力加速度大小，则此过程中橡胶圈的重力势能减小量为（ ）
A.4800J B.4200J C.600J D.0
5.在2024年国际举联泰国世界杯赛中，中国举重队收获11金9银7铜.某选手在训练时将质量为140kg的杠铃举高1.8m，其中举起用了2s，在最高处维持了3s，放下用了0.5s，在杠铃落地前手已放开.取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A.选手在向上举起杠铃的过程中对杠铃做的功小于2520J
B.选手维持杠铃在最高点的过程中对杠铃做的功为0
C.选手放下杠铃的过程中重力对杠铃做功的平均功率为1260W
D.整个过程中重力对杠铃做功的平均功率约为458W
6.若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（ ）
A.火星表面的重力加速度大小为 B.火星的第一宇宙速度大小为
C.火星的质量为 D.火星的密度为
7.运动员在一半球形的土坑上进行投掷练习，如图所示，半球形土坑的半径为r，圆心为O，A、B是水平直径，人站在土坑的边缘A点，将一个质量为m的小球（视为质点）从C点水平向右抛出，最终小球落到半圆弧上的D点.已知C、D两点的连线正好垂直圆弧在D点的切线，且CD与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.小球在D点的速度方向正好垂直圆弧在D点的切线
B.C、D两点的连线不一定经过圆心O
C.小球在空中运动的时间为
D.小球在C点抛出时的速度大小为
8.如图甲所示，水平地面上有一质量为1kg的物块，在时刻，物块在水平力F的作用下运动，2s时撤去水平力F，物块在0~6s的图像如图乙所示.物块受到的摩擦力恒定，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A.水平力F为2.5N
B.0~6s，物块的位移大小为30m
C.物块与水平地面间的动摩擦因数为0.25
D.物块在2s末，速度方向和加速度方向均改变
9.2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功.假设质量为的中继星处在地月系的“拉格朗日点”（中继星、月球和地球在同一直线上），受到月球与地球的双重万有引力作用，其绕地球做匀速圆周运动的角速度与月球绕地球做匀速圆周运动的角速度相等.已知地球的质量为M，月球的质量为m，月球中心与地球中心之间的距离为r，中继星与地心间的距离为，引力常量为G，中继星与月球间的万有引力远小于月球与地球之间的万有引力.下列说法正确的是（ ）
A.月球对中继星的万有引力大小为
B.中继星绕地球转动的角速度大小为
C.中继星绕地球转动的加速度小于月球绕地球转动的加速度
D.月球对中继星的万有引力与地球对中继星的万有引力的合力大小为
10.如图甲所示，水平放置的传送带在电机的作用下一直保持恒定的速率顺时针转动，两轮轴心间距为，质量为m的物块（视为质点）轻轻地从左端放上传送带，其动能与位移的关系图像如图乙所示（图中和均为已知），重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A.传送带的运行速率为
B.物块与传送带之间的动摩擦因数为
C.物块与传送带之间因摩擦产生的热量为
D.物块在传送带上运动的时间为
二、非选择题：本题共5小题，共57分.
11.（5分）某小组同学用如图甲所示的装置测量物块A与长木板B间的动摩擦因数，将长木板B放置在水平地面上，物块A放置在长木板B的上表面，用细线将水平放置的弹簧测力计和物块A连接，调节弹簧测力计的高度使细线拉直后恰好水平，现用大小为10N的水平拉力F将长木板B从物块A下方加速拉出，拉出过程中弹簧测力计的示数如图乙所示，已知物块A的质量为2.0kg，长木板B的质量为4.0kg，取重力加速度大小.
（1）弹簧测力计的示数为________N.
（2）物块A对长木板B的摩擦力的方向水平向________（填“左”或“右”）.
（3）物块A与长木板B间的动摩擦因数________（结果保留两位有效数字）.
12.（10分）用如图所示的装置验证机械能守恒定律，并测量小钢球的质量.将拉力传感器固定在天花板上，一根轻质细线一端连接在传感器上，另一端连接直径为d的小钢球，悬点与小钢球之间的细线的长度为，在传感器的正下方安装一个光电门.现拉起小钢球从与悬点等高处由静止释放（细线伸直），小钢球做圆周运动，运动到最低点能通过光电门，测得小钢球通过光电门的时间为t，当地重力加速度大小为g，回答下列问题：
（1）小钢球通过光电门时的速度大小为________，若________（用g、d、t表示），则小钢球下落过程中机械能守恒.
（2）改变悬点与小钢球之间的细线的长度L，当小钢球运动到最低点时，读出拉力传感器的示数F，重复上面的实验过程，根据实验数据绘出的图像是一条过原点、斜率为k的倾斜直线.通过数据发现，悬点与小钢球之间的细线越长，小钢球运动到最低点时，通过光电门的时间________（填“越长”“越短”或“不变”），拉力传感器的示数________（填“越大”“越小”或“不变”）.若某次实验时，拉力传感器的示数为，则小钢球的质量为________（用k、、d表示）.
13.（10分）一质量的蹦床运动员从离水平网面高处自由下落，运动员以8m/s的速度竖直向上离开网面，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小.不考虑运动员多次触网的情况.求：
（1）运动员刚与网接触时的速度大小；
（2）离开网后，运动员距水平网面的最大高度及在上升过程中所用的时间t.
14.（15分）假设未来的某日，一宇航员成功登上金星，他用长度为L的轻绳拴一质量为m的小球（视为质点），在竖直平面内让小球做圆周运动，小球恰好能通过最高点，且通过最高点时小球的速度大小为，金星可视为半径为R的均匀球体，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响.
（1）求金星表面的重力加速度大小g及金星的第一宇宙速度；
（2）若该宇航员在离开金星时，乘坐的宇宙飞船先在距金星表面的高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，求宇宙飞船在该轨道上运动的周期T.
15.（17分）如图所示，光滑硬质细圆弧轨道ABC被固定在竖直面内，、分别是水平、竖直半径，倾斜半径与竖直方向的夹角为（未知），另一个半径为r的光滑硬质细圆弧轨道CDE与ABC在C点平滑连接，也被固定在竖直平面内，半径与半径在同一条直线上，、分别是竖直、水平半径.质量为m的小环（视为质点）套在细圆弧轨道上，从B点由静止下滑到D点时，细圆弧轨道对其支持力是小环所受重力的4倍，重力加速度大小为g.
（1）求小环在D、E两点的速度大小；
（2）求小环在E点的加速度大小；
（3）若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，求及细圆弧轨道ABC的半径.
2024年普通高中高一年级教学质量统一检测
物理试题参考答案
1.C 2.D 3.A 4.C 5.B 6.B 7.D 8.BC 9.AD 10.BD
11.（1）3.52（3.51~3.55均可） （2）左 （3）0.18
12.（1） （2）越短 不变
13.解：（1）由自由落体运动的速度—位移关系有 解得.
（2）由 解得 由 解得.
14.解：（1）小球恰好能通过最高点时，由重力提供向心力，有 解得
质量为m的小球受到的重力等于万有引力，有
由万有引力提供向心力有 解得
（2）由万有引力提供向心力有
又 解得.
15.解：（1）小环在D点，由向心力公式有
结合，解得
小环从D点运动到E点，由机械能守恒定律有 解得.
（2）小环在E点的向心加速度大小
小环在E点的加速度大小 解得.
（3）设细圆弧轨道ABC的半径为R，把小环在C点的重力分别沿着与垂直分解，若小环刚运动到C点还未离开细圆弧轨道ABC时刚好不受弹力的作用，则重力沿着方向的分力充当向心力，由向心力公式有
小环从B点运动到C点，由动能定理有 解得
小环从B点运动到D点，由动能定理有 解得.
