福建省福州市部分学校教学联盟2023-2024学年高一下学期期末模拟考试物理试题（含答案）

2023~2024学年第二学期福州市部分学校教学联盟高一年级期末模拟考试
物 理 试 卷
考试时间： 2024 年 5 月 24 日 完卷时间： 75 分钟 满 分： 100 分
友情提示：请将所有答案填写到答题卡的相应位置上，在本卷上作答均无效！
单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是
A．开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律
B．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到牛顿力学理论也适用于微观粒子的运动
C．开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆轨道中心
D．牛顿发现了万有引力定律，之后卡文迪许进行了“月-地检验”将其推广至自然界所有物体之间
2．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B．如图b，悬挂在同一点的两个小球在同一水平面内做圆锥摆运动，则绳长的角速度大
C．如图c，同一小球在内壁光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后沿水平面分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力
D．如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨会有挤压作用
3．如图，轻绳OA拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，下列说法正确的是
A．小球过最高点时，绳子一定有拉力
B．小球过最高点时的最小速度是0
C．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，轻杆对小球的作用力可以与小球所受重力大小相等，方向相反
D．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，小球过最高点时的最小速度是
4．两个相距为r的质点，它们之间的万有引力为F。若保持二者质量不变，将它们的距离变为3r，那么它们之间万有引力的大小将变为
A．9F B．3F C． D．
双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5．2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与“天和"核心舱成功对接，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r3的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在B点进行对接，下列说法正确的是
A．神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s
B．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时，速度减小，机械能减小
C．神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度
D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接
6．如图所示，A、B、C三个物体放在可绕竖直转轴转动的水平圆台上，已知A、B、C的质量分别为3m、2m，m，A、B离转轴的距离均为R，C离转轴的距离为2R，A、C与圆台间的动摩擦因数均为μ，B与圆台间的动摩擦因数为，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆台旋转的角速度由0开始缓慢增大时，不考虑物体相对于圆台滑动后可能出现的碰撞，下列说法正确的是
A．物体均未发生相对滑动前，C的向心加速度最大
B．物体均未发生相对滑动前，C的向心力最大
C．当圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止
D．随着圆台角速度的增大，C比B先开始相对于圆台滑动
7．如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从A到B的长度为，传送带以8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知 0.6，cos37°=0.8，g取则下列说法正确的是
A．煤块刚放上传送带时，加速度大小
B．煤块从A运动到B的时间为1.5s
C．煤块从A运动到B的过程中，传送带上形成黑色划痕的长度为4m
D．煤块从A运动到B的过程中，系统因摩擦产生的热量为6J
8．2024年4月9日在北美洲南部能观察到日全食，此时月球和太阳的视角相等，如图所示。已知地球绕太阳运动的周期约为月球绕地球运动周期的13倍，太阳半径约为地球半径的100倍，地球半径约为月球半径的4倍，月球绕地球及地球绕太阳的运动均可视为圆周运动，根据以上数据可知
A．地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比约为
B．地球对月球的引力与太阳对月球的引力之比约为
C．太阳的质量约为地球质量的倍
D．地球与太阳的平均密度之比约为
非选择题：共60分。其中9、10、11小题为填空题，12、13小题为实验题，14~16小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。
9．（6分）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是边缘上的一点，左轮上的两轮共用同一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则a、b、c与d点的角速度之比为 ，a、b、c与d点的线速度之比为 ，a、b、c与d点的周期之比为 。
10．（4分）质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中，物体动能的增量为 ，物体的机械能的改变量为 。
11．（2分）若在速度为0.5倍光速的飞船上有一只完好的手表走过了60s，根据相对论时空观的时间延缓效应，地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了 s。
12．（6分）某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题：
(1)在该实验中，主要利用了 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；
A．放大法 B．控制变量法 C．微元法 D．等效替代法
(2)若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第 层（填“一”、“二”或“三”）；
(3)某次实验时，小明同学将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，通过左右两标尺露出的格子数得到左右两小球所受向心力的大小之比为2∶3，由此可知 。
13．（6分）某学习小组做探究平抛运动规律的实验。
(1)在图甲中用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。以上现象说明 。（填正确答案标号）
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动 B．两小球在空中运动的时间相等
C．两小球落地时速度相等 D．两小球在竖直方向的加速度相等
(2)利用频闪相机拍摄图甲中a小球运动过程，经处理后得到如图丙所示的点迹图像。方格纸每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，记小方格的长度为1，则小球的抛出点坐标为 。（g取10m/s2）
14．（10分）载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度竖直向上抛出一个小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求：
（1）月球表面的重力加速度大小；
（2）月球的质量M；
（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道绕月球做匀速圆周运动时的周期T。
15．（10分）如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角，斜坡可以看成一斜面。（不计空气阻力，g取，，）求：
（1）运动员在空中飞行的时间；
（2）A、B间的距离；
（3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？
16．（16分）如图所示，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上，一个质量m=1.5kg的物块（视质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存的弹性势能Ep=3J。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知B点距水平地面的高h2=0.6m，圆弧轨道BC的圆心O，C点的切线水平，并与水平地面上长为L=2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计。试求：
（1）物块运动到B的瞬时速度vB大小；
（2）物块在圆弧轨道BC上滑到C时对轨道压力NC大小；
（3）若物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件。
2023~2024学年第二学期福州市部分学校教学联盟高一年级期末模拟考试
物理参考答案及评分标准
说明：参考答案是用来说明评分标准的。如果考生的答案、方法、步骤与本参考答案不同，但解答科学合理的同样给分。有错的，根据考生错误的性质参考评分标准及阅卷教师教学经验适当扣分。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
题号 1 2 3 4
答案 A C C D
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
题号 5 6 7 8
答案 CD AC CD AC
三、非选择题：共60分。其中9、10、11小题为填空题，12、13小题为实验题，14~16小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。(每空2分）
9．（6分）2：1：1：1 2：1：2：4 1：2：2：2
10．（4分）-0.6mgs -0.1mgs
11．（2分）
12．（6分）B 一
13．（6分）ABD 1.5 （-3，-1）
14．（10分）（1）小球在月球表面上做坚直上抛运动，有：.................（1分）
月球表面的重力加速度大小：.................（3分）
（2）假设月球表面一物体质量为，有：.................（4分）
月球的质量：.................（6分）
（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道做匀速圆周运动时，有：.................（8分）
绕月球做匀速圆周运动的周期：.................（10分）
答：略。
15．（10分）（1）运动员的位移方向与斜面平行，则此时：.................（1分）
解得：.................（3分）
（2）由几何关系：.................（4分）
解得：.................（6分）
当速度与斜面平行时（或垂直于斜面方向速度为零时）离斜面最远，.................（7分）
此时：.................（9分）
解得：.................（10分）
答：略。
16．（16分）
（1）解除锁扣，物块获得动能:
解得:.................（1分）
物块由A运动到B的过程中做平抛运动，机械能守恒 :.................（3分）
解得:.................（4分）
（2）根据图中几何关系可知：
解得：.................（5分）
根据能的转化与守恒可知：.................（7分）
解得：.................（8分）
对物块在圆弧轨道C点时：
解得：.................（9分）
根据牛顿第三定律，物块对轨道压力NC大小为50N。.................（10分）
（3）依据题意知，μ的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零，运用动能定理有：
代入数据解得：.................（11分）
对于μ的最小值求解，首先应判断物块第一次碰墙后反弹，能否沿圆轨道滑离B点，设物块碰前在D处的速度为，由能量关系有：
第一次碰墙后返回至C处的动能为：.................（12分）
可知即使μ＝0，有：.................（13分）
物块不可能返滑至B点，μ的最小值对应着物块撞后回到圆轨道最高某处，又下滑经C恰好至D点停止，运用动能定理
联立解得：.................（15分）
综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值：
综上即为：0.056 ≤μ＜0.5.................（16分）
答：略。