2023-2024学年度第二学期期末考试
高一物理
本试卷分选择题和非选择题两部分，共5页，满分100分，时间75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班别、姓名、考号填写在答题卡指定位置，并用铅笔准确填涂考号。
2．选择题每小题选出答案后，用2B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，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，答题卡由监考老师收回。
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。）
1．2023年华为隆重推出我国自主研发的麒麟9000s芯片的Mate60手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。已知地球半径为R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ）
A．卫星在地球同步轨道上处于平衡状态
B．卫星的发射速度小于近地卫星的运行速度
C．卫星的加速度约为静止在赤道上物体向心加速度的36倍
D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低
2．如图，为某款新型配送机器人，它可以自动规避道路障碍与往来车辆行人，实现自动化安全配送。该机器人在平直公路上行驶时额定功率为P，自身质量为M，最大承载质量为m，阻力为其总重力的k倍。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．该机器人空载行驶时，能达到的最大速度为
B．若该机器人满载以额定功率匀速行驶途中，不慎掉落一货物，之后机器人将做加速度逐渐增大的变加速运动
C．该机器人可以一直做匀加速直线运动直至达到全程的最大速度
D．若该机器人满载时以加速度a匀加速启动，则匀加速运动的时间为
3．如图所示，水平桌面光滑，轻弹簧一端固定在墙上，另一端栓接木块B，开始时B静止，弹簧处于原长。某时刻子弹A沿水平方向射入木块B并留在其中，将弹簧压缩到最短。对子弹、木块和弹簧构成的系统，从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的过程中（ ）
A．动量不守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能不守恒 D．动量守恒，机械能守恒
4．如图所示，一质量为M的小车静止在光滑水平地面上，车上固定一个竖直架，一质量为m的小球用一根长为l的轻绳悬挂在支架上。将小球向右拉至轻绳水平，此时绳子无拉力，由静止释放小球，不计空气阻力，则（ ）
A．系统的动量守恒 B．小球运动到最低点时小车速度为零
C．小球不能向左摆到原高度 D．小车向右移动的最大距离为
5．如图所示，一同学使用网球训练器练习打网球，质量为m的网球与底座之间有一弹性绳连接，练习过程中底座保持不动。该同学将网球抛至最高点a处用球拍击打，b是轨迹上的最高点，c处弹性绳仍然处于松弛状态，速率为，网球到达d处前弹性绳已经绷紧，在d处撞在竖直墙壁上，不计空气阻力。则（ ）
A．a处网球拍给网球的冲量沿水平方向
B．击打后由a到c过程中网球受到的合力冲量竖直向下
C．c到d过程中网球受到的合力的冲量方向竖直向下
D．c处重力的瞬时功率为
6．如图所示，电风扇的叶片匀速旋转时将空气以速度v向前排开，叶片旋转形成的圆的面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（ ）
A．t时间内通过叶片的空气质量为ρSv
3．空气对叶片的推力为
C．若仅将叶片面积增大为2S，则空气对叶片的压强变为原来的一半
D．单位时间内流过叶片的空气的动能为
7．假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是（ ）
A．这个人又矮又胖 B．这个人又高又瘦 C．这个人瘦但不高 D．这个人矮但不胖
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．如图所示，为保证安全，铁路拐弯处内、外轨有一定的高度差，使质量为的火车以设计的速率在水平面内转弯时，内、外轨对车轮均无侧向压力，测得此时轨道对车轮的支持力大小为。当火车以实际速率在此弯道上转弯时，轨道将施于车轮一个与枕木平行的侧向压力F，下列说法正确的是（ ）
A．若，侧向压力F方向由内轨指向外轨
B．若，轨道对车轮的支持力大于
C．在春运期间乘客较多，导致火车总质量大于，为保证安全，此时的行驶速率应该小于
D．该弯道的半径
9．如图所示，轻绳的一端通过光滑轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端连接小球B．由图中P位置由静止释放物块A，当A经过Q位置时向右运动的速度大小为，小球B的速度大小为，轻绳与杆的夹角为。则（ ）
A．
B．当A经过Q位置时，小球B一定处于失重状态
C．A从P位置向右运动到Q位置过程中，绳子拉力对A先做正功，后做负功
D．B的重力势能的减少量等于A和B动能的增加量
10．在水平面上静置有质量相等的a、b两个物体，水平推力、分别作用在a、b上，一段时间后撒去推力，物体继续运动一段距离后停下，a、b在运动过程中未相撞，a、b的图像如图所示，图中平行于，整个过程中a、b的最大速度相等，运动时间之比。则在整个运动过程中下列说法正确的是（ ）
A．物体a、b受到的摩擦力大小相等
B．两水平推力对物体的冲量之比为
C．两水平推力对物体的做功之比为
D．两水平推力的大小之比为
第二部分 非选择题（共54分）
三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答）
11．（7分）用如图1所示的装置探究碰撞中的不变量。已知A球质量为，B球质量为，先不放B球，让A球从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端飞出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作10次，得到小球平均落点位置。再把B球放在轨道末端，让A球仍从S位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，都从轨道末端飞出，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，分别得到两球平均落点位置。如图2所示M、P、N为三个落点的平均落点位置。
（1）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是________。（填字母代号）
A．实验选用的斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．选用的两个小球质量可以相等 D．选用的两个小球半径必须相等
（2）不放B球时，A球从轨道末端飞出后，在白纸上留下的点迹应是________点。（填“M”或“P”或“N”）
（3）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还必需测量的物理量有________。
A、A球质量、B球质量 B．小球释放点距斜槽末端的高度h
C．小球抛出点距地面的高度H D．小球开始抛出到落地所用的时间t
（4）若OM、OP、ON的长度依次为、、，则在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用、、及问题（3）中测得物理量所对应符号表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。若满足关系式________（仅用、、表示）则该碰撞为弹性碰撞。
12．（10分）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质钢柱量均为，钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直。重力加速度g取。
（1）开启电动机，待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K，用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图（b）所示。则细钢柱K上相邻感光痕迹间的时间间隔T=________s，激光束照射到E点时，细钢柱速度大小为________m/s。（此问2空的计算结果均保留1位有效数字）
（2）经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。参照图（b），在OE段，系统动能的增加量________，重力势能的减少量________；比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（计算结果均保留3位有效数字）
（3）选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式k=________即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母M、m、d、k、g、π的表达式表示）。
13．（9分）一滑雪运动员在A获得的速度，后沿平直轨道滑到B点，并从B点水平飞出，在空中飞行一段时间后落在斜坡BC上，示意图如图所示。已知AB的长度，运动员与AB间的动摩擦因数，斜面的倾角，，，重力加速度g取，不计空气阻力，滑雪运动员可视为质点。求：
（1）运动员在B点的速度大小；
（2）运动员在空中飞行的时间t．
14．（13分）如图所示，“L”型平板B静置在光滑水平地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙、右侧光滑。用长为不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球，悬点O在点正上方，轻绳水平且恰好伸直。将小球由静止释放，向下摆至最低点时与小物块A发生碰撞，碰后小球以的速率反弹，反弹至最高点处将其固定。A沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞，碰后经，A开始加速，最终A恰好不从B上滑下。已知A与B的质量，A与B左侧的动摩擦因数为，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
（1）小球运动到最低点时绳子对小球的拉力T；
（2）A与小球碰后的速度大小；
（3）平板B的总长度L。
15．（15分）一轻质弹簧原长为2R，一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A点，另一端位于直轨道B点。直轨道AC长为6R，与一半径为R光滑的圆轨道（过山车模型）相切于C点，A、B、C、D、E均在同一竖直平面内，如图所示。质量为m的小物块P自C点由静止开始释放，最低到达距A点为R的E点，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，取，，求：
（1）物块P从释放到第一次通过B点所用时间t；
（2）物块P压缩弹簧到达E点时，弹簧的弹性势能；
（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。P进入竖直圆轨道后，在轨道内运动过程中，不脱离轨道，求P质量的取值范围。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C D B B C AD AD ABC
11．【答案】（1）BD（2）P（3）A（4）（5）
12．【答案】(1) 0.05 1.00 0.240 0.245
(2)
【详解】（1）[1]感光痕迹间的时间间隔
[2]细钢柱速度大小为
[3]在OE段，系统动能的增加量
[4]重力势能的减少量
（2）由题知，激光笔每转动一周，Q下降的高度为，设激光笔共转n圈，则有
由图像可知
联立解得
对整体根据牛顿第二定律有
根据匀变速运动公式
所以系统动能的增加量
重力势能的减少量
若验证得到表达式
即
13．【答案】
【详解】（1）A到B由
解得
（2）对一平抛运动
水平方向
竖直方向
联立解得
14．【答案】
【详解】（1）小球向下摆至最低点时由机械能守恒
小球在最低点
联立解得
（2）由动量守恒，取向右为正方向
解得
（3）点右侧光滑，A以向右做匀速直线运动与静止有B发生弹性碰撞
由动量守恒
由能量守恒
解得
，
碰后B相对静止的A向右做匀速直线运动，经,A相对B向左运动到点
点到挡板的距离即为B在内向右做匀速直线运动的位移
最终A恰好不从B上滑下,指A相对B滑到B的左端和B相对静止
由动量守恒
由功能关系
解得
`16
15．【答案】（1）；（2）4R；（3）
【详解】（1）物块从点到点的过程中，由牛顿第二定律得
解得
a=0.4g
物块从点到点的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有
解得
（2）设弹簧被压缩到点时具有的弹性势能为，改变前物块从到的过程中，由能量守恒定律得
解得
（3）P进入竖直圆轨道后，在轨道内运动过程中，不脱离轨道， P最高运动到与圆心等高的位置
由能量关系
解得
