福建省福州市六校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试题(无答案)

福州市六校2023-2024学年高一下学期期末联考
物理试卷
（满分：100分 完卷时间：75分钟）
班级______ 姓名______ 准考证号______ 座号
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1．如图所示，某同学正在垫排球。某次垫球，排球离开手臂后先竖直向上运动高度h，再落回原位置，设排球质量为m，空力大小恒为f，则此过程中（ ）
A．该同学垫球时对排球做功 B．排球克服空气阻力做的总功为
C．排球的机械能变化量为零 D．排球的动能变化量为零
2．水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，重力加速度为g，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（ ）
A．水流在空中运动时间为 B．水流在空中运动时间为
C．水车受冲击点角速度接近 D．水车受冲击点最大线速度接近
3．如图所示为某风洞实验简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力作用下由静止沿斜面向上运动，物块从接触弹簧到最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A．物块的速度一直减小 B．物块加速度先减小后增大
C．弹簧弹性势能先增大后减小 D．物块和弹簧组成的系统机械能守恒
4．2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为3∶2，如图所示。（已知）根据以上信息可以得出（ ）
A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27∶8 B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最小
C．过1.80年再次出现“火星冲日” D．过2.25年再次出现“火星冲日”
二、双选题：本大题共4小题，共24分。
5．复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为M的动车，以恒定功率P在平直轨道上由静止开始运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（ ）
A．做匀加速直线运动，加速度大小为 B．在时间t内通过的位移为
C．牵引力的功率 D．牵引力做功等于
6．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（ ）
A．货箱向上运动的速度大于v B．缆绳中的拉力大于
C．货箱向上运动的速度等于 D．货物对货箱底部的压力等于
7．2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道悬一个近日点M和近日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．两次点火之间的时间间隔
B．两次点火喷射方向一次与速度方向相同，一次与速度方向相反
C．“天问一号”在地球轨道上的线速度与在火星轨道上的线速度之比为
D．“天问一号”运行中在转移轨道上M点的加速度与在火星轨上P点的加速度之比为
8．某种儿童游戏机的简化示意图如图所示，光滑矩形游戏面板ABCD与水平面所成夹角，宽AB为0.75m，长BC为0.84m，斜面上端固定一个半径的四分之一粗糙圆弧轨道，分别与AB、BC相切于E、F点，弹珠枪位于A点，沿着AB边以初速度发射质量为0.04kg的弹珠，弹珠从E点进入圆弧轨道后恰好可以经过F点。已知重力加速度g取，，，下列说法中正确的是（ ）
A．弹珠在F点的速度大小为1.2m/s
B．弹珠经F点后恰好过D点
C．弹珠在E点受到圆轨道弹力的大小为1.32N
D．弹珠在通过圆弧轨道过程中克服摩擦力做的功为0.2J
三、填空题：本大题共3小题，共11分。
9．汽艇在静水中的航行速度是4km/h，当它在流速为3km/h的河水中向着与河岸垂直的方向航行时，则：
（1）汽艇将做______（填“直线运动”或“曲线运动”），汽艇行进的台速度大小为______km/h。
（2）若河水的流速增大为6km/h，汽艇的过河时间将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
10．如图为小明同学拍摄的高速公路某弯道处的照片，通过请教施工人员得知，该段公路宽度为16m，内外侧的高度差为2m，某车道设计安全时速为25m/s(无侧滑趋势)。已知角度较小时，角的正切值可近似等于正弦值，若g取。根据所学圆周运动得知识，可计算出该车道的转弯半径为______m；若汽车在该处的行驶速度大于25m/s，则汽车有向弯道______（填“内侧”或“外侧”）滑动的趋势。
11．一宇航员在某行星上研究物体在该行星表面做平抛运动的规律，他以的水平初速度抛出一小球，如图所示，小球运动过程中先后经过图中的ABCD四个位置，则该行星表面的重力加速度大小为______，物体经过A点时的速度大小是______m/s。
四、实验题：本大题共2小题，共15分。
12．如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1，如图乙所示。
（1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是______。
A．验证机械能守恒定律 B．探究平抛运动的特点 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
（2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第______层塔轮。（选填“一”、“二”或“三”）
（3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A，C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为______。
A．1∶2 B．1∶4 C．2∶1 D．4∶1
13．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为，将质量为的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，A、B之间的距离为h，实验中钩码始终未与地面接触，重力加速度为g。
（1）滑块经过光电门B时的速度为______（用题中所给字母表示）。
（2）滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量为______，系统重力势能减少量为______（用题中所给字母表示）。
（3）调整A、B之间的距离，多次重复上述过程，作出随h变化的图像如图乙所示，不考虑空气阻力，若该图线的斜率______（用题中字母表示），则验证钩码下落过程中机械能守恒。
（4）若实验结果发现总是略大于，可能的原因是______。
A．存在空气阻力 B．滑块没有到达B点时钩码已经落地
C．测出滑块左端与光电门B之间的距离作为h D．测出滑块右端与光电门B之间的距离作为h
五、计算题：本大题共3小题．共34分。
14．假设火星探测器距火星表面的高度为h，绕火星做匀速圆周运动的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探测器的引力作用，求：
（1）火星的平均密度；
（2）火星的第一宇宙速度。
15．太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力。求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率（计算结果保留三位有效数字）；
（3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小（答案可用根号表示）。
16．如图所示，足够长的光滑水平桌面左端固定一立柱，质量为的小球置于桌面上，它与立柱之间有一压缩的轻弹簧，轻弹簧与立柱之间栓接与小球不栓接。某时刻释放小球，它被弹出从桌面右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的顶端B点（B点速度与BC平行），并沿轨道滑下，图中右端为固定在竖直面内半径的单圆弧轨道，水平轨道CD将倾斜轨道与圆弧轨道连接在一起。已知B点与桌面间的竖直高度，倾斜轨道BC长为，倾角，小球与倾斜轨道间的动摩擦因数；不计水平轨道与圆弧轨道的摩擦与小球经过C点时的能量损失，，，取，求：
（1）被释放前弹簧的弹性势能；
（2）小球第一次经过圆弧轨道最低点D时速度大小，对D点的压力F；
（3）小球第一次上升到圆弧轨道最高点时离CD水平面的高度。