2023-2024学年安徽省天一大联考高一（下）期末质量检测物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄，相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球，甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内，甲、乙不接触且都不与金属球接触，若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象，以下哪种操作能够帮他把希望变成现实
A. 仅甲或者乙伸入球内 B. 甲、乙先后伸入球内
C. 甲、乙同时伸入球内，然后甲或乙撤出 D. 甲、乙先后伸入球内，然后甲或乙撤出
2.下列对于各图片的描述正确的是
A. 图证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B. 图中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，球受支持力较大
C. 图中汽车安全通过拱形桥最高点时，速度越大对桥的压力越小
D. 图中火车转弯时，速度越大，车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大
3.如图所示，，是地球的两颗卫星，其轨道半径之比两颗卫星的质量之比则下列判断正确的是
A. 两颗卫星的加速度大小之比
B. 两颗卫星的向心力大小之比
C. 两颗卫星的线速度大小之比
D. 两颗卫星的角速度大小之比
4.荡秋千是中华传统游戏竞技项目，深受各族人民的喜爱，如图、所示。荡秋千有若干形式，图是其中一种形式，小朋友坐姿基本不变，大人缓慢将秋千由最低点拉至图示点再由静止放手。在点时秋千绳与竖直方向的夹角为为左侧最高点。假设小朋友及座板的总质量为，绳长为，不计绳重和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是
A. 小朋友被大人从拉到的过程中，机械能不变
B. 小朋友运动到点时，两根绳子对座板的总拉力大小为
C. 小朋友从运动到点的过程中，重力的功率逐渐增大
D. 点高度高于点的高度
5.年月日，世界首颗高轨合成孔径雷达卫星陆地探测四号星在我国西昌卫星中心由长征三号乙运载火箭成功发射。卫星先发射到近地轨道做匀速圆周运动，再经转移轨道进入距离地面万千米倾斜地球同步轨道上做匀速圆周运动，为国土资源、地震、水利、气象、海洋、环保、农业、林业等行业监测提供帮助。如图为其发射过程模拟图，则下列判断正确的是
A. 火箭发射卫星时速度介于第二和第三宇宙速度之间
B. 该卫星在转移轨道上经过点的加速度小于在同步轨道上经过点时的加速度
C. 相等时间内，在转移轨道上卫星和地心连线扫过的面积等于在近地轨道扫过的面积
D. 该卫星在同步轨道运行时的机械能比在近地轨道运行时的机械能大
6.蹦极运动以其惊险刺激深得年轻人的喜爱，图示为某次蹦极运动中的情景，原长为、劲度系数为的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者距离机臂时，下落至最低点。空气阻力恒为重力的重力加速度为。此过程中
A. 蹦极者的最大动能为
B. 蹦极者减少的机械能为
C. 弹性绳增加的弹性势能为
D. 蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为
7.如图所示，在水平面内的、两点各固定一个点电荷，带电量均为。为的中点，过点固定一个绝缘杆，杆水平且与垂直。一光滑带孔小球穿在绝缘杆上，小球带负电，开始时在的左侧，现给小球一向右的初速度，则小球向右运动的过程中
A. 小球从开始到点，做加速度增大的加速运动
B. 小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小
C. 若把点变为，小球做匀速运动
D. 若把点变为，小球受到绝缘杆的弹力始终不变
8.如图所示为某小区广场的喷泉喷出水柱的情形，中间水管的横截面积为四周水管横截面积的倍，中间喷出水柱的高度为四周水柱高度的倍。假设每一根水管都由单独的一个电动机带动，则用于给中间水管喷水的电动机输出功率与给四周水管喷水的电动机输出功率之比为
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.随着强降雨季节的临近，各地开展“防溺水、强救援”应急演练活动。如图所示，在某段平直河流的中心有遇险人员随水流向下游漂移等待救援，救援人员在岸边驾驶冲锋舟以最短时间救上遇险人员后，冲锋舟实时调整航向以最短距离回到岸边。已知冲锋舟在静水中的速度，河中某处水流速度大小与到岸边距离成正比，水流方向与河岸平行，已知河中央水流速度为，到岸边的距离为。下列说法正确的是( )
A. 前往河中央的过程中，冲锋舟的运动轨迹为直线河岸
B. 从岸边到达救援地点最少需要
C. 从救援地点返回的过程中，冲锋舟行驶的路程为
D. 返回岸边时，冲锋舟的速度大小为
10.如图所示，在倾角的斜面顶端平台固定一电动机，现工人师傅将质量的货物放置在斜面底端，开动电动机使其保持功率不变，货物在绳子的拉力作用下从静止开始沿斜面向上运动，经过后货物开始做匀速直线运动，在时，突然电动机转轮卡壳不动绳子的拉力瞬间变为零，货物又向上运动一段时间后停在斜面上，货物运动的图像如图所示。已知重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 货物与斜面之间的动摩擦因数为
B. 电动机的额定功率为
C. 货物在斜面上一共前进了
D. 当货物加速到时，其加速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.为探究“向心力大小与质量、角速度、半径的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置，竖直转轴固定在电动机上未画出，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动，在水平直杆的左端套上一带孔滑块，用轻杆将滑块与固定在转轴上的力传感器连接，当转轴转动时，直杆随转轴一起转动，力传感器可以记录轻杆上的力，在直杆的另一端安装宽度为的遮光条，在遮光条经过的位置安装一光电门，光电门可以记录遮光条经过光电门的挡光时间。
本实验中用到的物理方法是______填选项序号。
A.微元法 控制变量法 类比法
改变电动机的转速，多次测量，得出五组轻杆上作用力与对应角速度的数据如表格所示：
请在图所给的坐标纸中标出未标注的坐标点，并画出图像_____________。
根据图像分析，当滑块的质量、转动半径一定时，轻杆上的作用力随角速度的增大而_____填“增大”“不变”或“减小”，结合所作图像可知_____。
12.物理兴趣小组利用图所示装置“验证机械能守恒定律”，在竖直背板左侧固定斜槽轨道，将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板上。由于水平挡板靠近竖直背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动水平挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。根据坐标纸记录小球的运动轨迹，在轨迹上选取、、、四个点，以点为坐标原点，水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向建立平面直角坐标系，如图所示，已知小方格的边长，重力加速度取，忽略空气阻力，金属小球的质量。
下列实验操作步骤中合理的是______填选项序号。
A.斜槽轨道必须光滑
B.应使小球每次从同一位置由静止释放
C.每次需要严格等间距下移挡板记录小球位置
根据图所给数据分析，小球离开斜槽末端时的速度大小_____，运动到位置时的竖直分速度大小为_____，由此判断点_____填“是”或“不是”平抛运动的起点。
小球从位置运动到位置的过程中，重力势能减少_____，动能增加_____。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.图所示为足球训练中运动员踢球的瞬间，运动员将质量的足球踢出。若球离开脚的同时恰好离开地面，方向斜向上与地面的夹角，如图所示，球离开脚时速度大小，整个过程足球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，，重力加速度取。求：
运动员对足球所做的功；
足球在空中上升的最大高度；
足球落地点到出发点的距离。
14.如图所示，、是地球的两颗卫星，其中卫星是地球静止轨道同步卫星，、两颗卫星轨道共面，沿相同方向绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的轨道半径为卫星轨道半径的倍，卫星的轨道半径为地球半径的倍，地球的自转周期为，引力常量为。求：
卫星绕地球做圆周运动的周期；
地球的平均密度；
若图示时刻两颗卫星相距最远，最短经过多长时间二者相距最近。
15.物理兴趣小组同学为研究竖直平面内物体的运动设计了一个游戏装置，其简化的模型如图所示。竖直平面内依次固定着传送带和圆心为、半径为、圆心角为的光滑圆弧轨道，圆心与传送带上表面等高，圆弧轨道与长度的粗糙水平面平滑连接，点右侧有一轻质弹簧固定在竖直挡板上，弹簧自由伸长时其左端恰好位于点，水平面光滑。将质量为的可视为质点的小滑块轻放于传送带端，小滑块在传送带的带动下运动到端，在端离开传送带后在竖直面内运动，恰好在点沿切线方向进入圆弧轨道。已知滑块与间的动摩擦因数，重力加速度为，。求：
滑块离开点时的速度大小
滑块运动至点时，对轨道的压力大小
弹簧获得的最大弹性势能。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
增大
12.
是
13.足球从静止到离开脚的过程，应用动能定理得
解得
足球离开脚后做斜上抛运动，可以分解为竖直方向匀变速直线运动和水平方向匀速直线运动；竖直方向：先向上做匀减速直线运动，速度减到零后再向下做匀加速直线运动，向上运动时间和向下运动时间相同，设为 ，以竖直向上为正方向，则初速度
加速度
根据
解得
上升的最大高度
足球在空中运动的时间
足球在水平方向运动的位移
14.根据开普勒第三定律
解得
地球对卫星的引力为其做圆周运动提供向心力，设地球半径、质量，卫星质量，则
地球体积
地球密度
联立解得
此刻两卫星相距最远，设经过时间两卫星第一次相距最近，有
解得
15.滑块离开点后，做平抛运动，到达点时，其速度方向与垂直，设离开点时速度为，做平抛运动的时间为，则
，，联立解得。说明：也可。
设到达点时的速度为，则从到过程中，根据机械能守恒得，
在点，合外力提供向心力，则，联立解得，
根据牛顿第三定律，滑块到点时对轨道的压力。说明：结果为也可。
滑块第一次压缩弹簧，且滑块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，设弹簧的最大弹性势能为，
根据功能关系得，解得。说明：结果为也可。
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