資源簡介

2024-2025學(xué)年四川省自貢市高一（下）期末物理試卷
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.以下說法正確的是( )
A. 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的向心力是恒力
B. 經(jīng)典力學(xué)適用于微觀、低速、弱引力場的范圍
C. 田徑比賽中的鏈球項(xiàng)目是利用離心現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)投擲的
D. 跳傘運(yùn)動(dòng)員帶著張開的降落傘在空中勻速下落時(shí)，其機(jī)械能守恒
2.如圖所示，水平傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，左端輕放一質(zhì)量為的物塊，可視為質(zhì)點(diǎn)。物塊放上傳送帶時(shí)開始計(jì)時(shí)，時(shí)物塊的速度為。已知取，則該過程中，下列說法正確的是( )
A. 物塊的動(dòng)量變化率大小為 B. 物塊受到的支持力的沖量大小為
C. 物塊受到的摩擦力的沖量大小為 D. 傳送帶對(duì)物塊的沖量大小為
3.已知下列某組數(shù)據(jù)及引力常量，能計(jì)算出地球的質(zhì)量。則以下數(shù)據(jù)不可行的是( )
A. 地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球與太陽之間的距離
B. 月球繞地球運(yùn)行的周期及月球與地球之間的距離
C. 人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度及運(yùn)行周期
D. 若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度
4.如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過皮帶連接機(jī)器，機(jī)器皮帶輪的半徑為，是電動(dòng)機(jī)皮帶輪半徑的倍，皮帶與兩輪之間均不發(fā)生滑動(dòng)。已知機(jī)器皮帶輪上點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為該輪半徑的一半，機(jī)器皮帶輪邊緣上一點(diǎn)的線速度為。下列說法正確的是( )
A. 點(diǎn)的角速度是
B. 電動(dòng)機(jī)皮帶輪邊緣上某點(diǎn)的向心加速度是
C. 電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的角速度之比為
D. 電動(dòng)機(jī)皮帶輪邊緣與機(jī)器皮帶輪邊緣的線速度之比為
5.下列四幅圖中物體的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圖為汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎未打滑，圖為飛機(jī)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎，圖為小球沿光滑漏斗壁在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，圖為火車水平轉(zhuǎn)彎。則下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 圖中若小車速度增加，小車一定會(huì)打滑
B. 圖中飛機(jī)的升力完全提供飛機(jī)所需的向心力
C. 圖中小球若在更高的水平面上運(yùn)動(dòng)，速率更大，支持力也更大
D. 圖中火車軌道的轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成內(nèi)低外高可以減小輪緣對(duì)外軌的擠壓
6.圖為水平放置在光滑水平面上的兩彈簧振子甲、乙，圖為某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的兩彈簧振子的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是( )
A. 甲、乙的周期之比為 B. 時(shí)，甲、乙兩球的速度之比為
C. 甲、乙的最大加速度之比為 D. 甲、乙的彈簧最大形變量之比為
7.某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為，汽車的質(zhì)量為，汽車在水平路面行駛時(shí)，阻力是車重的倍。若汽車先從靜止開始，保持以的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后，繼續(xù)加速到最大速度，取。則( )
A. 汽車的最大速度為
B. 汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
C. 汽車以行駛時(shí)的加速度為
D. 汽車從靜止到達(dá)到最大速度，牽引力做的功為
二、多選題：本大題共3小題，共12分。
8.質(zhì)量為的石塊從高處以角斜向上方拋出，初速度的大小為。不計(jì)空氣阻力，取。則下列說法正確的是( )
A. 石塊落地時(shí)的速度是
B. 石塊的質(zhì)量越大，落地時(shí)速度越大
C. 石塊拋出時(shí)初速度的仰角越大，落地時(shí)速度越大
D. 石塊的初速度不論多大，從拋出到落地的過程中重力勢(shì)能的變化量不變
9.如圖所示，水平光滑軌道寬度和輕彈簧自然長度均為，兩小球質(zhì)量分別為、，且，的左邊有一固定擋板。由圖示位置靜止釋放，當(dāng)與相距最近時(shí)的速度為，則在以后的運(yùn)動(dòng)過程中( )
A. 的最大速度是
B. 的最大速度
C. 和相距最遠(yuǎn)時(shí)，的速度為
D. 和速度相等時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能為
10.如圖所示，在水平地面上豎直放置一質(zhì)量為的軌道，外形為正方形，內(nèi)里是一半徑為、內(nèi)壁光滑的圓形軌道，軌道圓心為，、是軌道上與圓心等高的兩點(diǎn)。一質(zhì)量為的小球沿內(nèi)里軌道做圓周運(yùn)動(dòng)且剛好能通過軌道最高點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中軌道始終在地面并保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為，則以下說法正確的是( )
A. 小球經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小
B. 小球經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為
C. 軌道對(duì)地面的最小壓力的大小為
D. 小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)，地面對(duì)軌道的摩擦力大小為
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。
11.小張利用智能手機(jī)中的“磁力計(jì)”和一個(gè)磁性小球做“單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示。
將手機(jī)放在小球靜止位置的正下方，然后讓小球做簡諧振動(dòng)，手機(jī)測(cè)出其所在空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化，其中磁力計(jì)軸顯示如圖乙。則該單擺的振動(dòng)周期為點(diǎn)與 選填“”“”“”“”點(diǎn)之間的時(shí)間差。
利用智能手機(jī)測(cè)出擺動(dòng)周期并測(cè)出擺線長度。通過改變擺線長度，獲得多組，再以為縱軸、為橫軸畫出函數(shù)關(guān)系圖像如圖丙所示。由圖像可知，當(dāng)?shù)刂亓铀俣? 結(jié)果可用含的式子表達(dá)，磁性小球的直徑 。
12.某實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
下列器材中，不必要的是 ；
A.交流電源 秒表 刻度尺
該實(shí)驗(yàn)小組得到如圖乙所示的一條紙帶，在紙帶上選取三個(gè)清晰的計(jì)數(shù)點(diǎn)、、，和之間還各有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，測(cè)得它們到起始點(diǎn)的距離分別為、、。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率為，設(shè)重物的質(zhì)量為，從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量 ，動(dòng)能增加量 ；
該實(shí)驗(yàn)小組代入測(cè)量的具體數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)比略大些，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是 ；
A.存在空氣阻力和摩擦力
B.重物質(zhì)量太大
C.先釋放重物，再接通電源
該實(shí)驗(yàn)小組繼續(xù)研究，通過紙帶上的計(jì)時(shí)點(diǎn)找出重物下落的時(shí)間，通過紙帶計(jì)算出重物下落的加速度為當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋?，按紙帶?jì)算出下落時(shí)的重物速度為，不考慮阻力之外的其他誤差，則下列關(guān)系正確的是 。
A. ．
C. ．
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。
13.年月日，神舟二十號(hào)載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，并于當(dāng)天時(shí)分成功對(duì)接于空間站天和核心艙徑向端口。已知空間站質(zhì)量為，軌道半徑為，繞地球運(yùn)行的周期為，地球半徑為，引力常量為。求：
地球的質(zhì)量；
地球的平均密度；
地球的第一宇宙速度。
14.如圖所示，一個(gè)內(nèi)徑很小的光滑圓管豎直固定，一輕質(zhì)彈簧置于管內(nèi)，一端固定在管底，另一端通過細(xì)繩，穿過光滑管口，與小球相連。已知小球的質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為。讓小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩與豎直方向的夾角為時(shí)，管上端管口的點(diǎn)與小球之間的繩長為。忽略空氣阻力，彈簧處于彈性限度內(nèi)，取，，。求：
小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大??；
當(dāng)連接小球間的細(xì)繩與豎直方向夾角為時(shí)，小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小。
15.自貢某廠家設(shè)計(jì)了一款電動(dòng)窗簾，其設(shè)計(jì)的簡化模型如圖甲所示。在水平軌道下方安裝個(gè)小滑塊，滑塊可自由滑動(dòng)且上端嵌入軌道，如圖乙所示。相鄰滑塊之間的距離為，每個(gè)小滑塊下都安有掛鉤，每個(gè)滑塊包括掛鉤質(zhì)量為，滑塊與軌道的動(dòng)摩擦系數(shù)為。在某次測(cè)試窗簾性能時(shí)，電機(jī)對(duì)第一個(gè)滑塊施加一水平向右、大小為的恒力?；瑝K與滑塊碰撞后一起運(yùn)動(dòng)，滑塊與滑塊碰撞后，滑塊、、一起運(yùn)動(dòng)，以后依次碰撞下去。碰撞時(shí)間極短，重力加速度為，所有滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)。求：
求滑塊與滑塊碰撞前瞬間的速度；
求第一次碰撞中損失的機(jī)械能；
若第個(gè)滑塊固定在軌道最右端，要將所有滑塊推至最右端，至少為多大？可能用到的數(shù)學(xué)公式：
答案解析
1.【答案】
【解析】A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力方向始終指向圓心，方向不斷變化，不是恒力，故A錯(cuò)誤；
B.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速、弱引力場范圍，而非微觀，故B錯(cuò)誤；
C.鏈球投擲時(shí)，運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)使鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)，松手后鏈球因慣性沿切線飛出，屬于離心現(xiàn)象的應(yīng)用，故C正確；
D.勻速下落時(shí)動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.【答案】
【解析】A.物塊的動(dòng)量變化率大小為 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B.物塊受到的支持力不為零，根據(jù)，則支持力的沖量大小不為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C.由動(dòng)量定理，物塊受摩擦力的沖量等于物塊動(dòng)量的變化，則物塊受到的摩擦力的沖量大小為 ，選項(xiàng)C正確；
D.傳送帶對(duì)物塊的水平方向的沖量大小等于摩擦力的沖量大小，為，豎直方向等于支持力的沖量，大小為，可知傳送帶對(duì)物塊的沖量大小大于，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
3.【答案】
【解析】A.地球繞太陽運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供地球公轉(zhuǎn)的向心力，公式為 ，可解得 ，此數(shù)據(jù)只能計(jì)算太陽質(zhì)量，無法計(jì)算地球質(zhì)量，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B.月球繞地球運(yùn)行時(shí)，由 ，得 ，故B正確，不符合題意；
C.人造衛(wèi)星在地面附近繞行時(shí)，軌道半徑近似為地球半徑 ，由 和 ，聯(lián)立可解出 ，故C正確，不符合題意；
D.由萬有引力與地表重力關(guān)系有 ，得 ，故D正確，不符合題意。
本題要求選擇不可行的選項(xiàng)，故選A。
4.【答案】
【解析】A.點(diǎn)的角速度與機(jī)器皮帶輪的角速度相等，大小為 ，故A錯(cuò)誤；
電動(dòng)機(jī)皮帶輪的半徑為，邊緣線速度等于機(jī)器皮帶輪的線速度，則向心加速度為 ，故B正確，D錯(cuò)誤；
C.電動(dòng)機(jī)皮帶輪的角速度為 ，則電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的角速度之比為，故C錯(cuò)誤；
故選B。
5.【答案】
【解析】A.圖中汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，則 ，若小車速度增加，小車所需的向心力增加，小車與地面間的靜摩擦力變大，若不超出最大靜摩擦力，小車不會(huì)打滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B.圖中飛機(jī)的升力與重力的合力提供飛機(jī)所需的向心力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C.圖中小球若在更高的水平面上運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑更大，根據(jù) ， 可知，則速率更大，支持力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D.圖中火車軌道的轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成內(nèi)低外高，滿足一定速度時(shí)會(huì)使軌道對(duì)火車的支持力和重力的合力提供向心力，可以減小輪緣對(duì)外軌的擠壓，選項(xiàng)D正確。
故選D。
6.【答案】
【解析】A.由圖像可知，甲的周期為 ，乙的周期為，則甲、乙的周期之比為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B.時(shí)，甲的速度為零，乙的速度最大，則甲、乙兩球的速度之比不等于，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C.最大加速度 ，由周期，可知甲、乙的最大加速度之比為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D.甲、乙的彈簧最大形變量之比等于振幅之比，即為，選項(xiàng)D正確。
故選D。
7.【答案】
【解析】A.當(dāng)汽車速度最大時(shí)，牽引力等于阻力，阻力 ，由功率公式 ，得 ，故A錯(cuò)誤；
B.勻加速時(shí)，由牛頓第二定律 ， ，勻加速階段的最大速度 滿足 ，得 ，勻加速時(shí)間 ，故B正確；
C.當(dāng) 時(shí)，已超過勻加速階段，功率保持額定值，此時(shí)牽引力 ，加速度 ，故C錯(cuò)誤；
D.勻加速階段位移 ，牽引力做功 ，后續(xù)階段需額外做功，總功必大于 ，而選項(xiàng)D為 ，明顯偏小，故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.【答案】
【解析】根據(jù)機(jī)械能守恒定律 ，解得石塊落地時(shí)的速度是，與石塊質(zhì)量無關(guān)，與石塊拋出時(shí)初速度的仰角無關(guān)，選項(xiàng)A正確，BC錯(cuò)誤；
D.從拋出到落地的過程中重力勢(shì)能的變化量 ，與石塊的初速度無關(guān)，選項(xiàng)D正確。
故選AD。
9.【答案】
【解析】從小球到達(dá)最近位置后繼續(xù)前進(jìn)，此后拉動(dòng)前進(jìn)，減速，加速，達(dá)到共同速度時(shí)兩者相距最遠(yuǎn)，此后繼續(xù)減速，加速，當(dāng)兩球再次相距最近時(shí)，達(dá)到最小速度，達(dá)最大速度，可知第一次到達(dá)與最近位置時(shí)速度最大，最大速度是；取向右為正方向，當(dāng)兩者再次最近時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律分別得， ，解得 ，故的最大速度為 ，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；
和相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩者共速，則，解得 ，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能 ，故CD正確。
故選CD。
10.【答案】
【解析】小球恰經(jīng)過最高點(diǎn)，則滿足 ，從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)由機(jī)械能守恒定律 ，在最低點(diǎn)時(shí) ，解得經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小 ，支持力 ，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；
C.當(dāng)小球位于過圓心的水平線上方某位置時(shí)，設(shè)該位置與圓心連線與豎直方向的夾角為，則 ，且 ，此時(shí)軌道對(duì)地面的壓力為 ，聯(lián)立解得 ，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)時(shí)，有最小值 ，則軌道對(duì)地面的最小壓力的大小為 ，選項(xiàng)C正確；
D.小球從最高點(diǎn)到點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒 ，地面對(duì)軌道的摩擦力大小為 ，解得，方向向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選BC。
11.【答案】

【解析】磁性小球每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，手機(jī)測(cè)得其所在空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小最大，一個(gè)周期內(nèi)小球有兩次經(jīng)過最低點(diǎn)，由圖乙可知，該單擺的振動(dòng)周期為點(diǎn)與點(diǎn)之間的時(shí)間差。
根據(jù)單擺周期公式可得 ，整理可得 ，
由圖丙可知 ， ，
可得 ， 。
12.【答案】

【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要連接交流電源，需要用刻度尺測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離；通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以知道計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，所以不需要秒表，故選B。
從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量為 ，
打點(diǎn)時(shí)，重物的速度為 ，
則從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過程中，重物的動(dòng)能增加量為 。
存在空氣阻力和摩擦力，使得減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則 比 略小些，故A錯(cuò)誤；
B.由于驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式中，質(zhì)量可以約去，所以重物質(zhì)量太大，不會(huì)使 比 略大些，故B錯(cuò)誤；
C.先釋放重物，再接通電源，則打第一點(diǎn)的初動(dòng)能不為，使得動(dòng)能增加量 的測(cè)量值偏大，可能使得 比 略大些，故C正確。
故選C。
由動(dòng)能定理可得 ，故A正確；
B.動(dòng)能增加量為 ，故B錯(cuò)誤；
重力勢(shì)能減少量為 ，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選AD。
13.【答案】根據(jù) ，可得地球質(zhì)量 ；
地球的平均密度 ；
根據(jù) ，可得地球的第一宇宙速度 。

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
14.【答案】以小球?yàn)閷?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得 ，其中 ，
聯(lián)立可得小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小為 ；
當(dāng)連接小球的細(xì)繩與豎直方向夾角為時(shí)，彈簧彈力大小為 ，
可得此時(shí)彈簧的伸長量為 ，
當(dāng)連接小球間的細(xì)繩與豎直方向夾角為時(shí)，彈簧彈力大小為 ，
解得此時(shí)彈簧的伸長量為 ，
則此時(shí)管上端管口的點(diǎn)與小球之間的繩長為 ，
以小球?yàn)閷?duì)象，根據(jù)牛頓第二可得 ，其中 ，
聯(lián)立可得小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小為 。

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
15.【答案】對(duì)滑塊，根據(jù)動(dòng)能定理，有 ，
解得滑塊與滑塊碰撞前瞬間的速度 ；
設(shè)滑塊與碰撞后一起運(yùn)動(dòng)的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有 ，
解得 ，
根據(jù)能量守恒定律，有 ，
解得 ；
滑塊向物塊運(yùn)動(dòng)： ，
滑塊與滑塊碰撞： ，
計(jì)算第二次碰前的速度： ，
計(jì)算第二次碰后的速度： ，
總結(jié)規(guī)律，依次遞推：
第 次碰后的速度為： ，
第 次碰前的速度為： ，
聯(lián)立上式可得 ，
利用數(shù)學(xué)知識(shí)，累加可解得 ，
由題干信息知：， ，
可解得 。

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
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