四川省成都市五城区统考2024-2025学年高一下学期期末适应性考试物理试卷

四川省成都市五区2024-2025学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1．如图所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆。当C摆振动时，通过张紧的绳子给A、B摆施加驱动力，使A、B摆也振动起来（A、B、C的摆球质量相等），以下说法正确的是（　　）
A．A摆的固有周期最大
B．A、B摆振动周期不同
C．A摆比B摆振幅大
D．B摆比A摆振幅大
2．2025年春晚舞台上，一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动，从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．若机械臂的转速增大，手帕转动的角速度也增大
B．若机械臂突然停止转动，手帕仍保持匀速圆周运动
C．手帕上P、Q两点的向心加速度大小相等
D．手帕上P、Q两点的线速度大小相等
3．安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=0.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙的图像描述。已知头锤质量M=5kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．头锤落到气囊上表面时的动量大小为4kg m/s
B．碰撞过程中F的冲量方向竖直向下
C．碰撞过程中F的冲量大小为60N s
D．碰撞过程中头锤的动量变化量大小为25kg m/s
4．如图所示，速冻食品加工厂将饺子由水平传送带运送至下一环节。饺子无初速度地放在传送带上，传送带匀速运动且足够长，饺子与传送带间动摩擦因数相同，不计饺子之间的相互作用力和空气阻力。饺子在水平传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦力对饺子做负功
B．饺子的机械能一直增加
C．传送带速度越大，相同质量的饺子最终获得的动能一定越大
D．传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能
5．我国发射“天问一号”探测器对火星开展广泛的科学探测工作。已知探测器质量为m，在火星表面附近悬停，受到竖直向上的升力F，火星半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转。下列说法正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度大小为
B．火星质量为
C．火星的第一宇宙速度大小为
D．火星密度为
6．电动平衡车因其体积小，速度快，携带及操作方便，被越来越多的人作为代步工具及警用巡逻车。某次骑行过程中，人站在平衡车上由静止开始做直线运动，整个骑行过程的v t图像如图所示（0~1s及7s以后图像均为直线），1s末功率达到额定功率并保持不变。已知人与平衡车总质量为72kg，骑行过程所受的阻力保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．骑行过程中，人及平衡车整体所受阻力大小为240N
B．骑行过程中，牵引力的最大功率为1200W
C．0~7s时间内，平衡车位移大小为22.125m
D．0~7s时间内，牵引力做功为3120J
7．如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在光滑水平面的B点，O为导轨的顶点，O点离水平面的高度，A在O点正下方，A、B两点相距0.8m（A、B均在水平面上）。轨道上套有一个小球P，小球P通过轻杆与小球Q相连，两小球的质量均为1kg，Q始终不离开水平面。现将小球P从距水平面高度处由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．小球P即将落在水平面时，它的速度大小为
B．小球P即将落在水平面时，它的速度方向与水平面的夹角为
C．从静止释放到小球P即将落在水平面时，轻杆对小球Q做的功为1J
D．若小球P落在水平面后不反弹，则水平面对小球P的作用力的冲量大小为
二、多选题
8．我国“鹊桥二号”通导技术试验卫星发射升空，卫星主要用于地月空间通导技术验证。“鹊桥二号”采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），A点为近月点，B点为远月点，CD为椭圆轨道的短轴，下列有关“鹊桥二号”的说法正确的是（　　）
A．从A经C到B的运动时间为12h
B．从A经C到B的运动过程中加速度逐渐增大
C．从A经C到B的运动过程中速度逐渐减小
D．在C、D两点的加速度方向指向
9．如图所示的工程器件，质量为m的小球A与内外均光滑的轻质圆筒B用轻杆固定连接，圆筒B套在光滑的固定竖直细杆C上（A、B均可视为质点，B、C之间无缝隙，杆C足够长），轻杆长度为L，初始时A、B均处于静止状态。某时刻，小球A获得垂直于轻杆的水平初速度，则（　　）
A．小球A做匀速圆周运动
B．小球A转一圈的时间为
C．若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动量变化量的大小为2mgt
D．若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动能为
10．如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端拴接一个质量为3m、厚度不计的薄板，薄板静止时，弹簧压缩量为a，现有一个质量为m的物块从薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后立即粘连在一起，碰撞时间极短。碰后，物块与薄板一起在竖直方向运动，弹簧最大压缩量为3a，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（弹性势能公式，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）（　　）
A．物块、薄板和弹簧构成的系统在运动的全过程中机械能守恒
B．物块与薄板在最低点加速度大小为1.25g
C．物块从距离薄板正上方16a处自由下落
D．物块与薄板碰撞后的瞬间速度大小为
三、实验题
11．图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中
(1)拉力F所做的功 J（保留两位有效数字）；
(2)小车动能增加量 J（保留两位有效数字）；
(3)通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因： 。
12．某实验小组通过图甲所示的装置“探究向心加速度与线速度、半径的关系”。滑块上端固定宽度为d的遮光片，总质量为m，滑块套在水平杆上且随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。光电门测得挡光时间为t，中心轴处力传感器可测出轻绳的拉力F。不计一切摩擦，控制细绳长度不变，改变水平杆转动速度，多次测量并记录多组数据。
(1)在“探究向心加速度与线速度、半径的关系”时，主要用到的物理学方法是______；
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法
(2)实验小组通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F并算出对应的向心加速度大小 ；通过光电门的测量数据算出对应滑块的线速度大小 ；进一步计算出的数值，并以a为纵轴、为横轴拟合出图线。（答案均用题中物理量字母表示）
(3)实验小组进一步分析图线（图乙）得出如下实验结论：在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为 （选填“正比”或者“反比”）
(4)实验小组仔细观察图乙中的图像是一条不过坐标原点的直线。导致该实验结果的原因可能是______。
A．没有考虑光电门测量挡光时间的误差
B．滑块与水平杆间实际存在摩擦
C．用绳长作为圆周运动的半径
D．光电门的挡光宽度测量值偏大
四、解答题
13．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，时刻部分波形如图所示，此后质点M比质点N先回到平衡位置，且在18s时质点M、N的位移再次与时刻相同，求：
(1)波的传播方向和波长；
(2)波的传播速度大小。
14．如图所示，有一右侧带半圆弧槽的木板B固定在水平地面上，圆弧槽内部光滑，半径，N为圆弧轨道最低点且与木板水平段右侧相连。滑块A经过N点前后速度大小不变，M与半圆弧槽圆心O等高，木板水平段长，滑块A可视为质点，开始时静止放置在木板水平段的正中央。已知滑块A与水平段木板的动摩擦因数，滑块A的质量，某一时刻给滑块A以水平向右的初速度，重力加速度，求：
(1)滑块A向右通过N点时的速度大小；
(2)滑块A通过M点时对半圆弧槽的压力大小；
(3)滑块A返回木板水平段（不考虑反弹及后续过程）的位置距出发点的水平距离d。
15．如图所示，将长的不可伸长轻绳一端固定在O点，轻绳另一端与质量的小球相连。小球位于A点时，轻绳恰处于绷直状态且与竖直方向夹角。一质量的滑块Q静置于光滑平台上，滑块Q的正上方有一质量的滑块P套在固定的光滑水平细杆上，滑块Q和滑块P通过轻质弹簧连接。现将小球从A点静止释放，当小球到达最低点B时与滑块Q发生弹性碰撞，滑块Q在随后的运动过程中一直没有离开水平面且滑块P没有滑离细杆，重力加速度，不计空气阻力，不计绳与杆、绳与滑块P之间的相互作用，小球和滑块P、Q均可视为质点。求：
(1)小球与滑块Q碰前瞬间轻绳拉力大小；
(2)小球与滑块Q相碰后，小球能到达的最大高度；
(3)若弹簧第一次恢复原长时，滑块P的速度大小为，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A D C B D C AC BD BC
11．(1)0.092/
(2)0.090/
(3)见解析
【详解】（1）从O到E的运动过程中，拉力F所做的功
（2）匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
则小车动能增加量
（3）因为在运动过程中，除了拉力做功以外，还存在着阻力（包括摩擦阻力以及空气阻力等）做负功，我们只计算了拉力做的功，而忽略了阻力做的功，因此造成了这种误差，使得拉力所做的功略大于小车增加的动能。
12．(1)A
(2)
(3)正比
(4)B
【详解】（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需要令质量m、角速度ω和半径r三个变量中的两个不变，探究向心力F与另一个变量的关系，这采用的是控制变量法，故选A。
（2）[1]根据牛顿第二定律，有
可得向心加速度大小
[2]滑块经过光电门的线速度大小为
（3）根据图乙可知，在误差允许范围内a-v 图像几乎是过原点的直线，因此得出如下实验结论:在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为正比；
（4）若滑块与水平面间的摩擦力不能忽略，根据牛顿第二定律F=ma
根据向心力公式
联立解得
当a = 0时，横截距
故选B。
13．(1)沿x轴正方向传播，
(2)
【详解】（1）质点M比质点N先回到平衡位置，可知，质点M沿y轴正方向运动，质点N沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播
结合图示，根据对称性有
解得
（2）由于在18s时质点M、N的位移再次与时刻相同，可知，周期
波传播的速度
解得
14．(1)
(2)60N
(3)
【详解】（1）滑块A在木板水平段由动能定理
解得
（2）滑块A从N到M，由动能定理
在M点由向心力
联立解得
由牛顿第三定律，滑块A在M点对半圆弧槽的压力大小为60N。
（3）假设滑块A能到达半圆弧槽的最高点P，对NP段由机械能守恒
解得
滑块A能到达半圆弧槽的最高点P并从P点水平抛出后落回到水平面；滑块A从P点抛出后在竖直方向
解得
在水平方向
故滑块A返回水平段瞬间的位置在初位置左边处。
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设小球由A到达最低点B时速度大小为，由机械能守恒可知
解得
由牛顿第二定律可知
解得
（2）小球在B处与Q发生弹性碰撞，设碰后小球的速度为v，滑块Q的速度为，由动量守恒可知
由能量守恒定律可知
解得，
对小球，从碰后到运动到最高点的过程，由动能定理
解得
（3）当弹簧第一次恢复原长时，设Q的速度为，假设此时P的速度向右，对P、Q系统由动量守恒可得
解得
此时P、Q系统的动能
与实际不符，舍去。
可知弹簧第一次恢复原长时，P的速度向左，弹簧开始时一定处于压缩状态，对P、Q系统由动量守恒定律可得
解得
此时：P、Q系统的动能
符合题意
说明初态的弹簧被压缩，储存的弹性势能大小
当Q与P速度相等时弹簧最长，对P、Q系统，由动量守恒定律有
弹性势能的大小
解得弹簧的最大弹性势能为