上海上海外国语大学附属外国语学校松江云间中学2023-2024学年高一下学期期末测试物理试卷(无答案)

松江云间中学2023-2024学年高一下学期期末测试物理试卷
（考试时间60分钟，满分100分，除标注“多选”的选择题均为单选题）
一、机械（21分）
人类发明起重机、汽车、洗衣机、月球车等机械，充分利用力和运动、功和能的关系，为人类服务。
1．一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度为4.0m/s，不计空气阻力，g取。起重机在这2s内的输出功率为_____________W，起重机在2s末的输出功率为_____________W。
2．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的输出功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为v。行驶过程中汽车受到的阻力大小为_____________，当汽车的车速为0.25v时，则汽车的瞬时加速度大小为_____________。
3．如图所示为波轮洗衣机中的脱水筒。在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量克的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，则桶壁对它的静摩擦力大小为_____________N，硬币所受的弹力大小为_____________N。在解答本题时可选择表格中有用的数据。重力加速度g取。
型号 ××
额定电压、频率 220V、50Hz
额定脱水功率 225W
质量 31kg
脱水转速 600r/min
脱水筒尺寸 直径300mm，高370mm
外形尺寸 长555mm，宽510mm，高870mm
4．（计算、辨析）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。
（1）求小物体所受向心力的大小。
（2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见：甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么？说明理由。
二、运动健身（19分）
运动让生活更美好，各类运动过程都遵循某种物理规律。
5．（作图）我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中，哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。
6．足球守门员发门球时，将质量为0.4kg的静止足球，以10m/s的速度踢出，这时足球获得的动能是_____________J。足球沿草地作直线运动，当足球运动到距发球点20m的后卫队员处时，动能为踢出时的五分之一，则足球运动受到的阻力是其重力的_____________倍。（g取）
7．一人身高1.7m，质量为70kg，站立时摸高2.0m，跳起时摸高2.6m。选取地面为重力势能零势能面。忽略跳跃过程姿态变化对人体重心的影响，认为人的保持正立姿态，重心维持在身高一半处。此人跳到最高时的重力势能为_____________J，在立定跳高过程中重力势能最多增加了_____________J。
8．某同学通过实验研究小球运动，得到了小球在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，在平面直角坐标系中如图中OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。这位同学的猜想是否成立？要求通过作图给出分析方法。
三、弹簧振子（14分）
9．如图所示是某弹簧振子做简谐运动的图像。
（1）由图可知振子做简谐运动的振幅为_____________cm，周期为_____________s。
（2）振子的振动方程________cm在时刻，质点的位置____________cm，其运动方向为_____________方向（选填“正、负”）
（3）从到4s内，_________s时刻，振子的弹性势能最大。
（4）从到4s内，振子运动经过的路程___________cm。
四、卫星、彗星与行星（19分）
10．关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）
A．同步卫星可以定点在上海上空 B．不同同步卫星的周期相同
C．不同同步卫星的轨道高度和速率不相同 D．不同同步卫星的向心力相同
11．地球的第一宇宙速度大小为。
（1）它是从地面发射卫星的_____________速度，也是环绕地球运动的_____________速度（两空均选填“最小、最大”）。
（2）（论证）如果要推导出第一宇宙速度，需已知哪些物理量，写出速度表达式。
12．（计算）地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计下次飞近地球将在2061年左右。
（1）根据开普勒行星运动定律，估算哈雷彗星轨道的半长轴与地球公转半径的多少倍？（保留2位有效数字）
（2）若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在远日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，比较哪个位置速度较大？哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比？
五、反冲与碰撞（27分）
13．航天员出舱活动时通过穿戴喷气背囊来前行和控制方向，航天员与气囊的总质量是m，喷气背囊快速喷射出质量为、速度为v的气体后，原本静止的航天员运动方向与气体喷射的方向_____________（选填“相同、相反”），航天员的速度大小为_____________。
14．（计算）一则安全警示广告说“一个鸡蛋的威力：从18楼抛下可以砸裂行人头骨”，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。有同学用下面的实例来检验广告词的科学性：设一个50g的鸡蛋从18楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为3m，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为5cm，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力。估算从18楼下落的鸡蛋对地面的平均冲击力。（g取）
15．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为和。将硬币甲放置在斜面某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为。
（1）在本实验中，甲选用的是_____________（填“一元”或“一角”）硬币；
（2）碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为_____________（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）：
（3）若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则_________（用和表示），然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。
16．（计算）把一个质量为0.2kg的小球放在高度b为5.0m的直杆的顶端（如图所示）。一颗质量为0.01kg的子弹以500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为20m，g取。
（1）子弹穿出小球时，小球的速度。
（2）子弹落地处离杆的距离。
（3）子弹击穿小球的过程中，子弹与小球系统损失的机械能。