2023-2024学年广东省云浮市高一（下）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力
B. 如图乙所示，在水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、拉力和向心力
C. 如图丙所示，某同学用一次性杯子做的“水流星”，杯子恰好过最高点的速度为零
D. 如图丁所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力
2.钱学森弹道是我国科学家钱学森于世纪年代提出的一种新型导弹弹道的设想，这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起，使之既有弹道导弹的突防性，又有飞航式导弹的灵活性。导弹在同一竖直平面内的一段飞行轨迹如图所示，、、、是轨迹上的四个位置，导弹在这四个位置的速度与所受合外力的关系可能正确且速度正在减小的是( )
A. 位置 B. 位置 C. 位置 D. 位置
3.某款游戏中，参与者身着各种游戏装备及护具，进行模拟作战训练。若某游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射三颗子弹，不计空气阻力，为图线中点，则子弹在空中的排列形状应为( )
A. B. C. D.
4.一辆消防车喷出的水柱如图所示，点为喷水口，点为水柱与等高点，水柱最高点到地面的距离为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 水在空中处于超重状态
B. 越大，水在空中运动的时间越短
C. 不论多大，水在空中运动的时间都相同
D. 水从点运动到点的时间为从点运动到最高点时间的倍
5.年月日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于大气环境要素探测、空间环境监测、防灾减灾和科学试验等领域。若云海二号组卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，且周期比地球同步卫星的周期小，则云海二号组卫星的( )
A. 轨道半径比同步卫星的轨道半径小 B. 角速度比同步卫星的角速度小
C. 线速度比同步卫星的线速度小 D. 向心加速度比同步卫星的向心加速度小
6.某地突降大雨，志愿者驾驶小船将物资运送至河对岸的灾民安置点。已知小船在静水中划行的速度大小与河水的流速大小的比值为，出发点到正对岸点的距离为，河岸平直，若要求小船以最短的时间渡河，则小船靠岸的地点与点的距离为( )
A. B. C. D.
7.一同学将质量为的物体视为质点从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某游客领着孩子在贵港市龙潭森林公园游玩时，孩子不小心将手中质量为的玩具皮球掉落，皮球从点滚到了山脚下的点，高度标记如图所示。重力加速度大小为。在皮球从点运动到点的过程中( )
A. 皮球所受重力做的功为 B. 皮球所受重力做的功为
C. 皮球的重力势能减少 D. 皮球的重力势能减少
9.修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为如图所示的模型。、是转动的两个齿轮边缘的两点，是大齿轮上的一点，若、、的轨迹半径之比为：：，则下列说法正确的是( )
A. 、的线速度大小之比为： B. 、的角速度大小之比为：
C. 、的周期之比为： D. 、的向心加速度大小之比为：
10.近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔。质量为的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程阻力恒定，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 小车的最大牵引力为 B. 小车的额定功率为
C. 小车减速时的加速度大小为 D. 前小车运动的时间为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择_____填“实”或“空”心小_____填“铁”或“木”球。
关于本实验，下列说法正确的是( )
A.斜槽末端可以不水平
B.小球释放的初始位置越高越好
C.每次小球要从同一位置由静止释放
D.小球在做平抛运动时要靠近但不接触木板
实验中，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端应是( )
A. ． C. ．
12.学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为，重物的质量为，当地的重力加速度大小为。
实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用__________填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”。
实验中得到的一条纸带如图乙所示，为打出的第一个点，、、为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打点时，重物的速度大小为__________从重物开始下落到打点计时器打下点，重物重力势能的减少量__________，重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.飞镖是一项集竞技、健身及娱乐于一体的运动。某次训练中，一名运动员在距离一竖直飞镖盘前的位置，将一飞镖视为质点以大小的速度水平投出。取重力加速度大小，不计空气阻力。
若飞镖的质量，以投出点所在的水平面为参考平面，求飞镖投出瞬间飞镖的机械能；
求飞镖插在飞镖盘上的位置与抛掷点的竖直距离。
14.某工厂生产流水线产品的传送轨道如图所示，为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径。轨道与水平地面相切于点，质量的小球从点由静止释放，通过水平地面滑上光滑固定曲面，取重力加速度大小。
求小球运动到最低点时的速度大小；
画出小球在点的受力分析图，求小球在点时圆弧轨道对小球的支持力大小；
若小球恰能到达最高点，且点到地面的高度，求小球在水平地面上克服摩擦力所做的功。
15.如图所示，半径的半圆轨道竖直固定，点在圆心点的正上方，是圆弧的最高点，固定圆管轨道与半圆轨道在最低点平滑对接，管口点的切线水平且、、三点等高，劲度系数的水平轻质弹簧一端固定在竖直墙上的点，当弹簧处于原长时，另一端正好处在点。一质量的小球视为质点置于点且不与弹簧粘连，现移动小球压缩弹簧直到小球到达点，然后由静止释放小球，小球到达半圆轨道上的点时刚好脱离轨道此时仅由重力沿半径方向的分力提供向心力。已知、两点间的距离，弹簧的弹性势能的表达式为为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，取重力加速度大小，不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内。
求小球通过点时对半圆轨道的压力大小；
若仅改变小球的质量，求在小球恰好能到达点的情况下小球的质量结果用分式表示；
求点距点的高度结果用分式表示。
答案解析
1.
【解析】A.在最高点对汽车由牛顿第二定律有，解得，结合牛顿第三定律可知，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力，故A错误；
B.在水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力和细绳对小球的拉力，这两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力，向心力并不是多出来的力，而是由某个力或某几个力的合力，甚至是某个力的分力提供的，故B错误；
C.在最高点，轻绳拉力最小为零时，杯子恰好过最高点，此时重力提供向心力，即，可得最小速度，所以小球在最高点的速度不为零，故C错误；
D.火车经过外轨高于内轨的弯道时，若以设定好的速度通行，此时火车在转弯的过程中，所需向心力恰好由重力和铁轨对火车的支持力的合力提供，此种情况下车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。
故选D。
2.
【解析】由曲线运动条件可知，做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，所受的合外力指向轨迹的凹侧，且合外力的方向和速度方向的夹角为钝角，由图可知导弹在图中点的速度和所受合外力关系正确，故ACD错误，B正确。
3.
【解析】【解答】
不计空气阻力，子弹只受重力作用；以相等间隔时间连续水平发射三颗子弹，则子弹做平抛运动，在相等的时间间隔内水平方向的位移相等；但竖直方向的位移不相等；则子弹在空中的排列形状应为，故C正确，ABD错误。
4.
【解析】A.水柱中的水在空中，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A错误；
水在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，则水柱最高点离地越高，即越大，水在空中运动的时间越长，故BC错误；
D.水在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，根据对称性可知，水从点运动到点的时间为从点运动到最高点时间的倍，故D正确。
故选D。
5.
【解析】【分析】
由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得周期、角速度、线速度、向心加速度的表达式，根据表达式，结合轨道半径进行比较。
本题考查了万有引力定律在实际问题中的应用，要求学生掌握卫星围绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，推导出各动力学参数与轨道半径的关系。
【解答】
由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得：；
A、卫星的周期为：，根据云海二号组卫星的周期比地球同步卫星的周期小，可知云海二号组卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，故A正确；
B、卫星的角速度为：，根据云海二号组卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，可得“云海二号组卫星的角速度大于同步卫星的角速度，故B错误；
C、卫星的线速度为：，根据“云海二号组卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，可得云海二号组卫星的线速度大于同步卫星的线速度，故C错误；
D、卫星的向心加速度为：，根据“云海二号组卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，可得云海二号组卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故D错误。
6.
【解析】【分析】
小船的速度垂直河岸时渡河时间最短，求出渡河时间，再根据位移时间关系求解上岸的地点与点的距离。
本题考查小船渡河问题。根据合运动和分运动具有等时性，可以判断当船头正对河对岸航行时，渡河时间最短；船速大于水流速度，则当船头偏向上游航行时，合运动可以合到垂直于河岸，渡河航程最短为河宽。
【解答】
小船的速度垂直河岸时渡河时间最短，为，靠岸地点与点的距离，又，解得，故B正确，ACD错误。
7.
【解析】解：质量为的物体做平抛运动，下落到距离地面高处时，有，解得：
物体重力的瞬时功率为，解得：，
故D正确，ABC错误。
故选：。
8.
【解析】重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，从到的高度差是，所以皮球所受重力做的功为
故A正确，B错误；
由重力势能和重力做功的关系可知，从到重力势能变化为
即皮球的重
9.
【解析】A.修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即、的线速度大小之比为：，故A正确；
B.、的线速度相等，根据线速度与角速度的关系有
则、的角速度大小之比为：，故B错误；
C.、的周期相等，对、根据角速度与周期的公式有
可知、的周期之比为：，故C错误；
D.根据向心加速度的公式
可知、的向心加速度大小之比为：，故D正确。
故选AD。
10.
【解析】A.当关闭电源后只有阻力对小车做功，根据动能定理有
结合图像可知，阻力大小为
故小车的最大牵引力一定大于 ，故A错误；
B.小车的最大动能为
解得
小车的额定功率为
故B正确；
C.关闭电源后，由牛顿运动定律可得
故C错误；
D.设前小车运动的时间为 ，对小车由动能定理有
可得
故D正确。
故选BD。
11. 实 铁
【解析】为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球。
斜槽末端必须水平，才能保证小球从斜槽末端飞出时初速度水平，故A错误；
B.小球释放的初始位置不能太高，因为越高，初速度越大，平抛运动的轨迹将不在白纸的范围内，故B错误；
C.为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽同一位置由静止释放小球，故C正确；
D.实验时小球的平抛运动要靠近但不接触木板，防止摩擦改变小球的运动轨迹，故D正确。
故选CD。
实验中，斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故方格纸因该水平竖直，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。
故选B。
12.电火花计时器；；；
【解析】【分析】
本题考查机械能守恒定律的实验，熟悉实验原理是解题的关键。
结合两种打点计时器的特征和实验要求分析即可选择；
根据匀变速直线运动规律的推论得出打点计时器打点时重物的速度，从而得出从重物开始下落到打点计时器打下点，重物重力势能的减少量和动能的增加量。
【解答】相同情况下，电火花计时器所受的阻力比电磁打点计时器所受的阻力小，则为减小实验误差，应优先选用电火花打点计时器；
为的时间中点，则打点计时器打点时重物的速度，从重物开始下落到打点计时器打下点，重物重力势能的减少量，重物动能的增加量。
13.以投出点所在的水平面为参考平面，此时飞镖的重力势能为，则飞镖投出瞬间飞镖的机械能为
飞镖投出后，水平方向做匀速直线运动，在空中运动的时间为
飞镖在竖直方向做自由落体运动，则有
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.对小球从点运动到点的过程，根据动能定理有
解得
小球在点的受力分析图如图所示
在点，根据牛顿第二定律可得
解得
对小球从点运动到点的过程，根据动能定理有
解得小球在水平地面上克服摩擦力所做的功
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.设小球通过点时的速度大小为 ，根据能量守恒可得
解得
小球通过点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球通过点时对半圆轨道的压力大小为
设小球通过点时的速度大小为 ，小球恰好能到达点，则有
根据能量守恒可得
联立解得
设、两点的连线与竖直方向的夹角为，点距点的高度为，则有
设小球通过点时的速度大小为 ，有
根据能量守恒可得
联立解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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