福建省福州市六校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12023—2024學(xué)年第二學(xué)期高一年段期末六校聯(lián)考物理試卷（滿分：100分完卷時間：75分鐘）一、單選題：本大題共4小題，共16分。1.如圖所示，某同學(xué)正在墊排球。某次墊球，排球離開手臂后先豎直向上運動高度h，再落回原位置，設(shè)空力大小恒為f，則此過程中（）A.該同學(xué)墊球時對排球做功B.排球克服空氣阻力做的總功為C.排球的機械能變化量為零D.排球的動能變化量為零〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)功能關(guān)系可知該同學(xué)墊球時對排球做功故A錯誤；B．空氣阻力對排球所做總功為故B正確；C．根據(jù)功能關(guān)系可知排球的機械能變化量為故C錯誤；D．排球從拋出點拋出后，在落回拋出點過程中，重力做功為零，空氣阻力做負功，所以合功為負值，根據(jù)動能定理可知排球的動能變化量為負值，故D錯誤。故選B。2.水車是我國勞動人民利用水能的一項重要發(fā)明。如圖為某水車模型，從槽口水平流出的水初速度大小為，垂直落在與水平面成30°角的水輪葉面上，落點到輪軸間的距離為R。在水流不斷沖擊下，輪葉受沖擊點的線速度大小接近沖擊前瞬間水流速度大小，忽略空氣阻力，重力加速度為g，有關(guān)水車及從槽口流出的水，以下說法正確的是（）A.水流在空中運動時間為 B.水流在空中運動時間為C.水車受沖擊點角速度接近 D.水車受沖擊點最大線速度接近〖答案〗A〖解析〗AB．根據(jù)平拋運動規(guī)律可得，水落到水輪葉面上水平分速度豎直方向解得在豎直方向自由落體解得故A正確，B錯誤；CD．因為輪葉受沖擊點的線速度大小接近沖擊前瞬間水流速度大小根據(jù)可知，水車受沖擊點角速度接近故CD錯誤。故選A。3.如圖所示為某風(fēng)洞實驗簡化模型，風(fēng)洞管中的均流區(qū)斜面光滑，一物塊在恒定風(fēng)力作用下由靜止沿斜面向上運動，物塊從接觸彈簧到最高點的過程中（彈簧在彈性限度內(nèi)），下列說法正確的是（）A.物塊的速度一直減小 B.物塊加速度先減小后增大C.彈簧彈性勢能先增大后減小 D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒〖答案〗B〖解析〗AB．從物塊接觸彈簧開始至到達最高點的過程中，對物塊受力分析，沿斜面方向有彈簧壓縮量x從0開始增大，物塊先沿斜面加速，加速度向上且逐漸減小，當a減小到0時，速度加速到最大；然后加速度反向且逐漸增大，物體減速，直至減速到0，故A錯誤、B正確；C．由于彈簧的壓縮量不斷增大，所以彈性勢能不斷增大，故C錯誤；D．由于風(fēng)力對物塊一直做正功，所以物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能一直增大，故D錯誤。故選B。4.2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”?；鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯?nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3∶2，如圖所示。（已知）根據(jù)以上信息可以得出（）A.火星與地球繞太陽運動的周期之比約為27∶8 B.當火星與地球相距最遠時，兩者的相對速度最小C.過1.80年再次出現(xiàn)“火星沖日” D.過2.25年再次出現(xiàn)“火星沖日”〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)開普勒第三定律，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，火星與地球繞太陽運動的周期之比約為故A錯誤；B．火星和地球繞太陽勻速圓周運動，速度大小均不變，當火星與地球相距最遠時，由于兩者的速度方向相反，故此時兩者相對速度最大，故B錯誤；CD．根據(jù)火星與地球繞太陽運動的周期之比約為，已知地球的公轉(zhuǎn)周期為則火星的公轉(zhuǎn)周期為設(shè)經(jīng)過時間t出現(xiàn)下一次“火星沖日”，則有解得故C錯誤，D正確。故選D。二、雙選題：本大題共4小題，共24分。5.復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)了速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為M的動車，以恒定功率P在平直軌道上由靜止開始運動，經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力f保持不變。動車在時間t內(nèi)（）A.做勻加速直線運動，加速度大小為a=B.在時間t內(nèi)通過的位移為tC.牽引力的功率D.牽引力做功等于Pt〖答案〗CD〖解析〗A．復(fù)興號動車以恒定功率運動，由牛頓第二定律得易知v增大，a變小，是變加速直線運動。故A錯誤；B．若復(fù)興號做勻變速直線運動，v-t圖像如圖中直線所示

由圖像面積可得位移為復(fù)興號動車實際做加速度逐漸減小的變加速直線運動，v-t圖像如圖中曲線所示，其位移故B錯誤；C．當時，速度最大，故牽引力即牽引力的功率故C正確；D．牽引力做功等于W=Pt故D正確。故選CD。6.如圖所示，一輛貨車利用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運動，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時，下列說法正確的是（）A.纜繩中的拉力大于B.貨箱向上運動的速度大于vC.貨箱向上運動的速度等于D.貨物對貨箱底部的壓力等于〖答案〗AC〖解析〗貨車以速度v向左做勻速直線運動，將貨車速度分解為沿繩子分速度和垂直繩子分速度，可得貨箱向上運動的速度為貨向左運動過程，逐漸減小，逐漸增大，可知貨物和貨箱向上做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可知纜繩中的拉力大于，貨物的加速度方向向上，貨物處于超重狀態(tài)，則貨物對貨箱底部的壓力大于。故選AC。7.2021年5月15日中國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)成功著陸?！疤靻栆惶枴碧綔y器需要通過霍曼轉(zhuǎn)移軌道從地球發(fā)送到火星，地球軌道和火星軌道看成圓形軌道，此時霍曼轉(zhuǎn)移軌道懸一個近日點M和近日點P都與地球軌道、火星軌道相切的橢圓軌道（如圖所示），在近日點短暫點火后“天問一號”進入霍曼轉(zhuǎn)移軌道，接著“天問一號”沿著這個軌道直至抵達遠日點，然后再次點火進入火星軌道。已知萬有引力常量為G，太陽質(zhì)量為m，地球軌道和火星軌道半徑分別為r和R，地球、火星、“天問一號”運行方向都為逆時針方向。若只考慮太陽對“天問一號”的作用力，下列說法正確的是（）A.兩次點火之間的時間間隔B.兩次點火噴射方向一次與速度方向相同，一次與速度方向相反C.“天問一號”在地球軌道上的線速度與在火星軌道上的線速度之比為D.“天問一號”運行中在轉(zhuǎn)移軌道上M點的加速度與在火星軌上P點的加速度之比為〖答案〗AC〖解析〗A．設(shè)霍曼轉(zhuǎn)移軌道周期為，地球公轉(zhuǎn)周期為，由開普勒第三定律和地球公轉(zhuǎn)與周期關(guān)系解得兩次點火之間的時間間隔為故A正確；B．兩次點火噴射都使“天問一號”加速，所以噴射方向都與速度方向相反，故B錯誤；CD．根據(jù)牛頓第二定律得則“天問一號”在地球軌道上的線速度與在火星軌道上的線速度之比為；“天問一號”運行中在轉(zhuǎn)移軌道上M點的加速度與在火星軌道上P點的加速度之比為，故C正確，D錯誤。故選AC。8.某種兒童游戲機的簡化示意圖如圖所示，光滑矩形游戲面板ABCD與水平面所成夾角，寬AB為0.75m，長BC為0.84m，斜面上端固定一個半徑的四分之一粗糙圓弧軌道，分別與AB、BC相切于E、F點，彈珠槍位于A點，沿著AB邊以初速度發(fā)射質(zhì)量為0.04kg的彈珠，彈珠從E點進入圓弧軌道后恰好可以經(jīng)過F點。已知重力加速度g取，，，下列說法中正確的是（）A.彈珠在F點的速度大小為1.2m/sB.彈珠經(jīng)F點后恰好過D點C.彈珠在E點受到圓軌道彈力的大小為1.32ND.彈珠在通過圓弧軌道過程中克服摩擦力做的功為0.2J〖答案〗AB〖解析〗A．彈珠從E點進入圓弧軌道后恰好可以經(jīng)過F點，可知解得選項A正確；B．從F點水平射出回到斜面底端時用時間則水平位移可知彈珠經(jīng)F點后恰好過D點，選項B正確；C．從A點到E點的速度彈珠在E點受到圓軌道彈力的大小為解得FNE=1.65N選項C錯誤；D．彈珠在通過圓弧軌道過程中克服摩擦力做的功為選項D錯誤。故選AB。三、填空題：本大題共3小題，共11分。9.汽艇在靜水中的航行速度是4km/h，當它在流速為3km/h的河水中向著與河岸垂直的方向航行時，則：（1）汽艇將做________（填“直線運動”或“曲線運動”），汽艇行進的合速度大小為________km/h。（2）若河水的流速增大為6km/h，汽艇的過河時間將__________（填“增大”“減小”或“不變”）?！即鸢浮剑?）直線運動5（2）不變〖解析〗（1）汽艇同時做順水的勻速運動和垂直于水流的勻速運動，其兩個分運動均是勻速運動，故其合運動也是勻速直線運動；根據(jù)運動的合成與分解有根據(jù)運動的獨立性原理可知，渡河所需時間由垂直于流水方面的速度而定而與流水無關(guān)，故若河水的流速增大為6km/h，汽艇的過河時間將不變。10.如圖為小明同學(xué)拍攝的高速公路某彎道處的照片，通過請教施工人員得知，該段公路寬度為16m，內(nèi)外側(cè)的高度差為2m，某車道設(shè)計安全時速為25m/s（無側(cè)滑趨勢）。已知角度較小時，角的正切值可近似等于正弦值，若g取。根據(jù)所學(xué)圓周運動得知識，可計算出該車道的轉(zhuǎn)彎半徑為___________m；若汽車在該處的行駛速度大于25m/s，則汽車有向彎道___________（填“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”）滑動的趨勢。〖答案〗500外側(cè)〖解析〗汽車受力如圖由牛頓第二定律可知由幾何關(guān)系知聯(lián)立解得若汽車在該處的行駛速度大于25m/s，因為速度變大，汽車需要的向心力增大，而由重力和支持力的合力提的向心力不足，則汽車將要有做離心運動的趨勢，所以有向外滑動的趨勢。11.一宇航員在某行星上研究物體在該行星表面做平拋運動的規(guī)律，他以V0=1m/s的水平初速度拋出一小球，如圖所示，小球運動過程中先后經(jīng)過圖中的ABCD四個位置，則該行星表面的重力加速度大小為______m/s2,物體經(jīng)過A點時的速度大小是________m/s．〖答案〗5m/s21.25m/s〖解析〗(1)由圖可知，在相等時間內(nèi)豎直方向的位移差為5cm，水平方向有：即，解得：t=0.1s豎直方向上有：即解得：；(2)A、C兩點豎直方向的距離為，所用的時間為2t=0.2s，由公式由公式可求得A點的豎直方的速度為：，代入數(shù)據(jù)解得：所以A點的速度為：．四、實驗題：本大題共2小題，共15分。12.如圖甲所示為向心力演示儀，可探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為1:2:1。變速塔輪自上而下有三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為1:1、2:1和3:1，如圖乙所示。（1）本實驗的目的是探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，下列實驗中采用的實驗方法與本實驗相同的是（）A.驗證機械能守恒定律B.探究平拋運動的特點C.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系（2）在某次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第__________層塔輪。（選填“一”、“二”或“三”）（3）在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動手柄，則當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為__________。A.1:2B.1:4C.2:1D.4:1〖答案〗（1）C（2）一（3）B〖解析〗（1）探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系，采用的實驗方法是控制變量法。A．驗證機械能守恒定律，采用自由落體的實驗驗證方法，故A錯誤；B．探究平拋運動的特點，采用的實驗方法是用曲化直的方法，故B錯誤；C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，采用的實驗方法是控制變量法，故C正確。故選C。（2）在某次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在B、C位置，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，應(yīng)使兩球的角速度相同，則需要將傳動皮帶調(diào)至第一層塔輪。（3）在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，則兩球做圓周運動的半徑相等；傳動皮帶位于第二層，則兩球做圓周運動的角速度之比為根據(jù)可知當塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標尺露出的格子數(shù)之比約為故選B。13.某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。將氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，調(diào)節(jié)旋鈕使其水平，在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測出滑塊及遮光條的總質(zhì)量為，將質(zhì)量為的鉤碼通過細線與滑塊連接。打開氣源，滑塊從A處由靜止釋放，寬度為b的遮光條經(jīng)過光電門擋光時間為t，A、B之間的距離為h，實驗中鉤碼始終未與地面接觸，重力加速度為g。（1）滑塊經(jīng)過光電門B時的速度為________（用題中所給字母表示）。（2）滑塊由A點運動到B點的過程中，系統(tǒng)動能增加量為________，系統(tǒng)重力勢能減少量為________（用題中所給字母表示）。（3）調(diào)整A、B之間的距離，多次重復(fù)上述過程，作出隨h變化的圖像如圖乙所示，不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率________（用題中字母表示），則驗證小球下落過程中機械能守恒。（4）若實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)總是略大于，可能的原因是________。A．存在空氣阻力B．滑塊沒有到達B點時鉤碼已經(jīng)落地C．測出滑塊左端與光電門B之間的距離作為hD．測出滑塊右端與光電門B之間距離作為h〖答案〗（1）（2）（3）（4）C〖解析〗（1）滑塊經(jīng)過光電門B時的速度為（2）滑塊由A點運動到B點的過程中，系統(tǒng)動能增加量系統(tǒng)重力勢能的減少量等于鉤碼重力勢能的減少量，為（3）調(diào)整A、B之間的距離，多次重復(fù)上述過程，不考慮空氣阻力，若系統(tǒng)機械能守恒，有即整理可得作出隨h變化的圖像，若該圖線的斜率則驗證小球下落過程中機械能守恒。（4）A．若存在空氣阻力，則實驗結(jié)果應(yīng)為總是略小于，故A錯誤；B．若滑塊沒有到達B點時鉤碼已經(jīng)落地，則實驗結(jié)果應(yīng)為總是小于，故B錯誤；C．若測出滑塊左端與光電門B之間的距離作為h，則代入表達式中驗證系統(tǒng)的重力勢能小于系統(tǒng)實際下落的重力勢能，則實驗結(jié)果為總是略小于，故C正確；D．測出滑塊右端與光電門B之間的距離作為h，則代入表達式中驗證系統(tǒng)的重力勢能總是大于系統(tǒng)實際下落的重力勢能，則實驗結(jié)果為總是略小于，故D錯誤；故選C。五、計算題：本大題共3小題。共34分。14.假設(shè)火星探測器距火星表面的高度為h，繞火星做勻速圓周運動的周期為T，火星的半徑為R，引力常量為G，忽略其它天體對探測器的引力作用，求：（1）火星的平均密度；（2）火星的第一宇宙速度。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）設(shè)火星的質(zhì)量為M，平均密度為，探測器的質(zhì)量為m，火星對探測器的萬有引力提供其做勻速圓周運動的向心力，有①解得②因此火星的平均密度③由①②③知④（2）設(shè)火星的第一宇宙速度為，則⑤由②⑤知⑥15.太極柔力球運動融合了太極拳和現(xiàn)代競技體育特征，是一項具有民族特色的體育運動項目。某次訓(xùn)練時，運動員舞動球拍，球拍帶動小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球始終與球拍保持相對靜止，其運動過程如圖乙所示，小球做圓周運動的半徑為0.8m，A點為圓周最高點，B點與圓心O等高，C點為最低點。已知小球質(zhì)量為0.1kg，在C點時球與球拍間的彈力大小為3.0N，重力加速度g取，不計空氣阻力，求：（1）小球在C點的速度大??；（2）小球從C運動到A過程中，球拍對小球做功的平均功率；（3）小球運動到B點時，球拍對小球的作用力大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）在C點時，由牛頓第二定律解得（2）小球從C運動到A的過程中，