北京四中2022-2023學年度第二學期期末試卷高一物理（試卷滿分為100分，考試時間為90分鐘）一、不定項選擇題（本大題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個正確選項，漏選得2分，錯選得0分，請將答案填涂在答題卡上）1.彈簧振子做簡諧運動時，每經過相同的位置，一定具有相同的（）A.加速度B.動能C.速度D.回復力2.兩單擺，它們的擺長之比為4：1，擺球質量之比為2：1，它們以相同的擺角（約為3°）擺動，則兩單擺的周期之比為（）A.2：1B.4：1C.B：1D.16：13.如圖所示，光滑的水平面上，有A和B兩木塊用輕質彈簧連在一起。一顆子彈水平射入木塊A并留在其中。在子彈打入木塊及彈簧被壓縮的整個過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統，下列說法中正確的是（）A.機械能守恒B.機械能不守恒C.動量守恒D.動量不守恒4.我國發射的“嫦娥一號”衛星經過多次加速、變軌后，最終成功進入環月工作軌道。如圖所示，衛星既可以在離月球比較近的圓軌道a上運動，也可以在離月球比較遠的圓軌道b上運動。下列說法正確的是（）A.衛星在a上運行的周期大于在b上運行的周期B.衛星在a上運行的加速度大于在b上運行的加速度C.衛星在a上運行的線速度大于在b上運行的線速度D.衛星在a上運行的角速度小于在b上運行的角速度5.如圖所示，將一個小球從某一高度處以初速度水平拋出，小球經時間t落地，落地前瞬間重力的功率為P，整個運動過程的平均功率為。不計空氣阻力。若將小球從相同位置以的速度水平拋出，則小球（）A.落地的時間仍為tB.整個運動過程的平均功率仍為C.落地前瞬間重力的瞬時功率仍為PD.落地前瞬間重力的瞬時功率變為2P6.如圖所示，細繩一端固定，另一端系一小球。給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內做勻速圓周運動，設細繩與豎直方向的夾角為θ。不考慮空氣阻力的影響，下列說法中正確的是（）A.小球受重力、繩的拉力和向心力作用B.θ越大，小球運動速度越大C.小球運動一周的過程中，繩子拉力做功為0D.小球運動一周的過程中，繩子拉力的沖量為07.如圖（甲）所示，光滑水平面上有一以O點為平衡位置、在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，以水平向右為正方向，圖（乙）為這個彈簧振子的振動圖像，由圖可知下列說法中正確的是（）A.從t=0到t=0.8s的時間內，彈簧振子經歷了一次全振動B.從t=0到t=2.0s的時間內，振子經過的路程是4.0cmC.在t=0.6s與t=1.0s兩個時刻，振子的速度相同D.在t=0.6s與t=1.0s兩個時刻，振子的加速度相同8.質量為m的小球，用輕繩連接，另一端固定在O點，繩長為L。小球在豎直面內做圓周運動，則下列說法正確的是（）A.小球在A點處的動能至少為，小球才能夠通過點BB.小球在A點處的動能至少為，小球才能夠通過點BC.若小球通過點B時受到的輕繩拉力大小為mg，則小球在點A時的速度為D.若小球通過點B時受到的輕繩拉力大小為mg，則小球在點A時的速度為9.如圖所示，某人在山上將一質量為m的石塊以初速度拋出，拋出時石塊距地面的高度為H，到達P點時距地面的高度為h（H＞h），速度為v，重力加速度為g，則在到達P點的過程中，克服空氣阻力做功為（）A.B.C.D.10.在今年上海某活動中引入了全國首個戶外風洞飛行體驗裝置，質量為m的體驗者在風力作用下漂浮在半空。若減小風力為原來的一半，體驗者在加速下落h過程中，下列說法正確的是（）A.重力對體驗者做功為B.體驗者重力勢能減小了C.體驗者的動能增加了D.體驗者的機械能減少了11.福建屬于臺風頻發地區，各類戶外設施建設都要考慮臺風影響。已知10級臺風的風速范圍為，16級臺風的風速范圍為。若臺風迎面垂直吹向一固定的交通標志牌，則16級臺風對該交通標志牌的作用力大小約為10級臺風的（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍12.如圖所示，在光滑的水平面上有兩物體A、B，它們的質量分別為m和2m。在物體B上固定一個輕彈簧處于靜止狀態。物體A以速度沿水平方向向右運動，通過彈簧與物體B發生作用。下列說法正確的是（）A.當彈簧獲得的彈性勢能最大時，物體A的速度為零B.彈簧獲得的彈性勢能最大值為C.在彈簧的彈性勢能逐漸增大的過程中，彈簧對物體B所做的功為D.當物體B的速度最大時，物體A的速度最小13.興趣小組同學們利用彈弓放飛模型飛機。彈弓的構造如圖（a）所示，其中橡皮筋兩端點A、B固定在把手上，橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態，如圖（b）所示，將模型飛機的尾部放在C處，將C點拉至D點時放手，模型飛機就會在橡皮筋的作用下發射出去。C、D兩點均在AB連線的中垂線上，橡皮筋的質量忽略不計。現將模型飛機豎直向上發射，在它由D運動到C的過程中（）A.模型飛機在C處與橡皮筋分離B.橡皮筋對模型飛機的彈力始終做正功C.模型飛機克服重力做的功等于橡皮筋對它做的功D.模型飛機的重力勢能與橡皮筋的彈性勢能之和一直在減小14.2020年7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發射場，應用長征五號運載火箭送入地火轉移軌道。火星距離地球最遠時有4億公里，最近時大約0.55億公里。為了節省燃料，我們要等火星與地球之間相對位置合適的時候發射探測器。受天體運行規律的影響，這樣的發射機會很少。為簡化計算，已知火星的公轉周期約是地球公轉周期的1.9倍，認為地球和火星在同一平面上、沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動，如圖所示。根據上述材料，結合所學知識，判斷下列說法正確的是（）A.地球的公轉向心加速度小于火星的公轉向心加速度B.根據題目信息，可以求出探測器沿軌跡AC運動到C點所需時間t為多少年C.探測器運動到C點時的加速度大小，等于火星繞太陽公轉的加速度大小D.下一個發射時機需要再等約2.1年二。實驗題（本大題共2題，共22分，請在答題卡上作答）15.某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中進行了如下的實踐和探究：（1）用游標卡尺測量擺球直徑的情況如下左圖所示，則擺球直徑為__________cm。把擺球用細線懸掛在鐵架臺上，測量擺長L。（2）用秒表測量單擺的周期。當單擺擺動穩定且到達最低點時開始計時并記為0，單擺每經過最低點記一次數，當數到n=60時秒表的示數如上右圖所示，則該單擺的周期是T=__________s（結果保留三位有效數字）。（3）如果單擺的擺長為l，小球完成n次全振動所用的時間為t，則重力加速度g的表達式為__________（用所測物理量的符號表示）（4）若測得的重力加速度數值大于當地的重力加速度的實際值，則造成這一情況的原因可能是__________。（選填下列選項前的序號）A.測量擺長時，把擺線的長度當成了擺長B.擺線上端未牢固地固定于O點，振動中出現松動，使擺線越擺越長C.測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間t記為了n次全振動的時間，并由計算式T=t/n求得周期D.擺球的質量過大E.將擺線長和球的直徑之和當成了擺長（5）在與其他同學交流實驗方案并糾正了錯誤后，為了減小實驗誤差，他決定用圖像法處理數據，并通過改變擺長，測得了多組擺長l和對應的周期T，并用這些數據作出圖像如圖乙所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測量值g=__________。16.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。（1）為完成此實驗，以下提供的測量工具中，本實驗必須使用的是__________。（選填選項前的字母）A.刻度尺B.天平C.打點計時器D.秒表（2）關于本實驗，下列說法中正確的是__________。（選填選項前的字母）A.同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放B.入射小球的質量必須小于被碰小球的質量C.軌道傾斜部分必須光滑D.軌道末端必須水平（3）圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時先讓入射小球多次從斜軌上位置S由靜止釋放，通過白紙和復寫紙找到其平均落地點的位置P。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分末端，仍將入射小球從斜軌上位置S由靜止釋放，與被碰小球相碰，并多次重復該操作，兩小球平均落地點位置分別為M、N。記錄的落點平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上。用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON，在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式_________________，則可以認為兩球碰撞前后在OP方向上的總動量守恒。若進一步研究該碰撞是否為彈性碰撞，還需要判斷關系式_________________是否成立。（4）實驗中，選擇小鋼球和玻璃球相碰，它們的碰撞可以認為是彈性碰撞。請分析說明，碰撞后入射小球與被碰小球的落點必然在P點的兩側_________________。三、解答題（本大題共4題，共36分。要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟，有數值計算的要明確寫出數值和單位，請在答題卡上作答）17.一質量的小物塊，用長的細繩懸掛在天花板上，處于靜止狀態。一質量的粘性小球以速度水平射向物塊，并與物塊粘在一起，小球與物塊相互作用時間極短，不計空氣阻力，重力加速度g取。求：（1）小球粘在物塊上的瞬間，小球和物塊共同速度的大小；（2）小球和物塊擺動過程中所能達到的最大高度。18.楊老師在物理課上做了一個演示實驗，實驗裝置有：一豎直懸掛的、勁度系數為k的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內放置有一記錄紙，記錄紙由一個電動機（圖中未畫出）帶動。實驗時，先讓振子上下振動起來，然后讓電動機以恒定速率水平向左拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像。實驗結束后，同學們在記錄紙上標出了、、、，它們為紙上印跡的位置坐標，實驗中記錄筆與記錄紙的摩擦可忽略不計。（1）請你從牛頓運動定律出發，結合簡諧運動的動力學特點，證明實驗中豎直方向的彈簧振子做簡諧運動；（2）已知電動機以速率為v勻速拉動記錄紙，請你利用同學們記錄的位置坐標寫出振子振動的周期T和振幅A；（3）已知彈簧振子周期為；其中M為振子的質量，k為回復力與位移的比例系數，請結合（2）的結果，求振子的質量M。19.2012年11月，“殲15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖1為利用阻攔系統讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統立即關閉，阻攔系統通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止。若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機著艦為計時起點，飛機的速度隨時間變化關系如圖2所示。飛機在時恰好鉤住阻攔索中間位置，此時速度；在時飛機速度。飛機從到的運動可看成勻減速直線運動。設飛機受到除阻攔索以外的阻力f大小不變，，“殲15”艦載機的質量。（1）若飛機在時刻未鉤住阻攔索，仍立即關閉動力系統，僅在阻力f的作用下減速，求飛機繼續滑行的距離（假設甲板足夠長）；（2）在至間的某個時刻，阻攔索夾角，求此時阻攔索中的彈力T；（3）飛機鉤住阻攔索后在甲板上滑行的距離比無阻攔索時少，求從時刻至飛機停止，阻攔索對飛機做的功W。20.我國航天技術水平在世界處于領先地位，對于人造衛星的發射，有人提出了利用“地球隧道”發射人造衛星的構想：沿地球的一條弦挖一通道，在通道的兩個出口處分別將等質量的待發射衛星部件同時釋放，部件將在通道中間位置“碰撞組裝”成衛星并靜止下來；另在通道的出口處由靜止釋放一個大質量物體，大質量物體會在通道與待發射的衛星碰撞，只要物體質量相比衛星質量足夠大，衛星獲得足夠速度就會從對向通道口射出。（以下計算中，已知地球的質量為，地球半徑為，引力常量為G，可忽略通道AB的內徑大小和地球自轉影響。）（1）如圖甲所示，將一個質量為的質點置于質量分布均勻的球形天體內，質點離球心O的距離為r。已知天體內部半徑在之