河北省沧州市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

试卷更新日期：2024-07-07 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 如图所示，短道速滑运动员正在沿着弯道滑行，运动员在弯道转弯的过程可视为在水平冰面上的一段圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A、运动员的速度可能保持不变 B、运动员所受合力可能为恒力 C、运动员的加速度不可能为0 D、运动员所受合力的方向可能沿着运动方向

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2. 功是能量转化的量度，在物理学中有很重要的意义。有关功的说法正确的是（　　）

A、功是标量，但有正负，正负表示大小 B、作用力做正功时，反作用力也可以做正功 C、某力做功越多，其功率越大 D、若合外力不做功，则物体一定做匀速直线运动

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3. 2024年5月12日，中国成功发射试验二十三号卫星，其主要用于空间环境探测。卫星发射过程中的部分过程简化示意图如图所示，卫星沿椭圆轨道Ⅰ运动到远地点B时加速，进入圆形轨道Ⅱ稳定运行，下列说法正确的是（　　）

A、卫星在B点加速时应向前喷气 B、卫星的发射速度大于第一宇宙速度 C、在圆形轨道Ⅱ上运动时卫星所受重力为0 D、卫星在轨道Ⅰ上经过B点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过B点的加速度

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4. 质量相同的两物体P、Q用长为L的轻绳连接并放置在水平面上，物体Q左右两侧有固定光滑挡板（图中未画出），使物体Q只能沿竖直方向运动。现给物体P一竖直向上的速度，使其围绕物体Q做圆周运动，当物体P运动到最高点时，物体Q对地面刚好无压力。两物体可看作质点，重力加速度为g，则物体P到达最高点时的速度大小为（　　）

A、 $\sqrt{\frac{g L}{2}}$ B、 $\sqrt{g L}$ C、 $\sqrt{2 g L}$ D、 $\sqrt{3 g L}$

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5. 质量为m的汽车启动后沿平直公路行驶，若发动机的功率保持不变，行驶过程中所受阻力大小与速率的关系为 $f = k v$ ，其中k为常量。已知汽车能够达到的最大速率为 $v_{m}$ ，则当汽车的速率为 $\frac{v_{m}}{2}$ 时，汽车的加速度大小为（　　）

A、 $\frac{k v_{m}}{m}$ B、 $\frac{2 k v_{m}}{3 m}$ C、 $\frac{3 k v_{m}}{2 m}$ D、 $\frac{2 k v_{m}}{m}$

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6. 如图甲所示，两个同学进行排球训练。A同学将排球以速度 $v_{1}$ 击出，B同学接住后以速度 $v_{2}$ 击回， $v_{1} 、 v_{2}$ 的方向与水平方向的夹角分别为 $30 °$ 和 $60 °$ ，两同学击球与接球的位置不变且在同一水平面上，如图乙所示。若排球运动过程中空气阻力忽略不计，则 $v_{1} : v_{2}$ 等于（　　）

A、1∶1 B、1∶2 C、1∶3 D、1∶4

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7. 已知质量分布均匀的球壳对内部任一质点的万有引力为零。如图所示，若通过地球球心打通一条光滑的细通道，一个质量为m，可看作质点的小球从入口M点处由静止释放，沿着通道到达另一端N。已知地球半径为R，小球在M点释放瞬间的加速度为a，地球质量分布均匀，不计细通道对地球质量分布的影响，则小球运动过程中的最大动能为（）

A、 $\frac{1}{4} m a R$ B、 $\frac{1}{2} m a R$ C、 $m a R$ D、 $2 m a R$

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 一只企鹅由静止从冰山顶端沿冰面滑到底端。已知企鹅质量为20kg，冰山顶端到底端的高度差为2m，企鹅下滑过程中克服摩擦力做功为20J，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ 。关于企鹅下滑过程，下列说法正确的是（）

A、企鹅重力做功为400J B、企鹅所受合力做功为 $- 420 J$ C、企鹅到达冰山底端时的动能为380J D、企鹅机械能变化量为20J

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9. 机械设计中有许多精妙的设计，如图所示为一种将圆周运动转化为一条直线上往复运动的设计。沿竖直面内圆弧轨道做匀速圆周运动的小球a通过有转轴的连杆与物块b相连，物块b穿在水平杆上，水平杆的延长线通过圆心。若小球a做匀速圆周运动，物块b从最左端第一次运动到最右端经历的时间为t。下列说法正确的是（　　）

A、小球a所受合力不变 B、小球a运动的周期为2t C、小球a运动到水平直径任一端点时，物块b运动的速率最大 D、小球a与物块b速度相等时，小球a一定位于轨道最高点或最低点

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10. 如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一个质量为m的有孔小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为2l，P点到O点的距离为l，OP与杆垂直。现将小球由M点静止释放，小球运动到N点时速度达到最大，继续向下运动直至最低点Q。整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、弹簧的劲度系数为 $\frac{2 \sqrt{3} m g}{3 l}$ B、小球从M点到P点的过程中，弹簧弹力的功率逐渐增大 C、小球从M点到P点的过程中重力的平均功率小于小球从P点到N点的过程中重力的平均功率 D、小球从N点向下运动到最低点Q的过程中，弹簧增加的弹性势能为 $2 \sqrt{3} m g l$

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某实验小组采用如图甲所示装置做“探究平抛运动特点”的实验。

(1)、实验中为减小实验误差，可行的操作是______。

A、尽量减小小球和斜槽之间的摩擦 B、尽量使固定坐标纸的木板保持竖直 C、确定坐标原点时视线应正对坐标纸，标出槽口在坐标纸上的投影点

(2)、如图乙所示，实验过程中记录了A、B、C、D四个点，图中坐标纸每个小方格的边长为1.25cm，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ，则A、B两点间的时间间隔为s，小球平抛运动的初速度大小为m/s。

(3)、若已知当地重力加速度g，本实验（填“可以”或“不可以”）同时验证机械能守恒定律。

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12. 某同学利用如图所示的装置，探究小球在最低点时所需向心力的大小F与质量m和半径r的关系，实验中小球可看作质点。

(1)、本实验采用的实验方法是（填“控制变量法”或“等效替代法”）。

(2)、将质量不同的小球分别系于同一轻绳的下端，将轻绳拉至水平位置由静止释放，此操作用来探究一定，向心力的大小F与的关系。（两空选填“质量m”或“半径r”）

(3)、将质量相同的小球分别系于长度为L和2L的轻绳下端，再将轻绳拉至水平位置由静止释放，则小球到达最低点时，拉力传感器的示数之比为。

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13. 北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，它由5颗地球静止轨道卫星和30颗中轨道卫星组成，它们均为圆轨道卫星。中轨道卫星的轨道半径约为静止轨道卫星轨道半径的 $\frac{1}{n}$ ，已知地球表面附近的重力加速度为g，地球半径为R，地球自转的角速度为 $ω$ 。求：
（1）静止轨道卫星离地高度；
（2）中轨道卫星的运动周期。

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14. 如图所示，光滑水平杆左端固定，光滑竖直杆下端固定，水平杆右端恰好位于竖直杆正上方，用轻质细绳连接的小球P、Q分别穿在水平和足够长的竖直杆上，小球P、Q的质量之比为 $\frac{m}{M} = \sqrt{2} - 1$ ，两者距水平杆右端的距离均为 $L = 0.6 m$ 。现将两小球由静止释放，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ 。
（1）求小球P脱离水平杆时的速度大小v；
（2）若小球P脱离水平杆时轻绳断裂，求之后小球P运动 $t = 0.3 s$ 时，P、Q之间的距离s（此时Q未落地）；
（3）若小球P的质量 $m = 0.6 kg$ ，当小球P脱离水平杆时，小球Q瞬间锁定不再运动，求小球P运动到与小球Q等高时，细绳的拉力大小F。（结果均可用根号表示）

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15. 如图所示，一轻质弹簧左端固定在光滑水平台面上，自然伸长时右端未到达平台边缘，平台右侧有一圆心角 $θ = 53 °$ 、半径 $R = 3 m$ 的光滑圆弧轨道，圆弧轨道左端点与平台上表面的高度差 $h = 0.8 m$ ，圆弧轨道最低点的切线水平且与水平传送带左端重合，传送带左右两端之间的长度 $L = 8 m$ ，且以 $v_{0} = 1m/s$ 的速度逆时针方向转动。现用外力使质量 $m = 2 kg$ 的物块缓慢压缩弹簧至某位置，此时弹簧的弹性势能为 $E_{p}$ ，然后由静止释放物块，物块飞离平台后，恰好沿圆弧轨道左端点切线方向进入轨道。已知物块与传送带间的动摩擦因数 $μ = 0.35$ ，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 53 ° = 0.8$ ， $\cos 53 ° = 0.6$ ，物块可看作质点。求：
（1）物块进入圆弧轨道时的速度大小v；
（2）弹簧的弹性势能 $E_{p}$ ；
（3）物块在传送带上运动时因摩擦产生的热量Q。

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