河北省张家口市张垣联盟2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷

2023-2024学年第二学期高一期末考试 物理 注意事项:1.考试时间为75分钟,满分100分。 2. 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、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. 在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为1:2:4,当齿轮转动的时候,小齿 轮边缘的A点与大齿轮边缘的B点角速度大小之比为 A.1:1 B. 2:1 C. 4:1 D. 1:4 2. 如图所示,在竖直平面内固定一光滑倾斜长直杆,一小滑块套在直杆上并通过光滑轻 质定滑轮与一固定在水平面上的竖直轻质弹策连接。现将滑块由A点静止释放,物块 沿杆运动的最低点为B,弹策始终在弹性限度内,则下列说法正确的是 A. 滑块从A点运动到B点的过程中机械能守恒 B. 滑块从A点运动到B点的过程中绳的拉力对滑块一直不做功 - C. 滑块在B点时加速度为零 D. 滑块从A点运动到B点的过程中,滑块减少的重力势能等于弹 .777 篝增加的弹性势能 3. 在半径为R、质量为M的质量分布均匀的星体表面,某物体在两极处的重力是赤道处 重力的1.1倍,已知引力常量为G,则该星体自转的周期为 D. 2 C. 2π1.1GM 4. 一滑块在水平地面上沿直线滑行,(一0时其速度为1m/s。从此刻开始滑块运动方向上 再施加一水平力F,力F和滑块的速度v随时间;的变化规律分别如图甲、乙所示, 以下说法正确的是 F/N A. 第1s内,摩擦力对滑块做的功为3 (ms)) B. 第2s内,F对滑块做功的平均功率为4W C. 前3s内,F对滑块的总冲量为零 中 D. 前3s内,合力对滑块做的总功为零 5. 《点绛唇》是北宋文学家苏轼创作的一首词,其中一句“雨打芭蕉闲听雨,道是有愁又 无愁”是脍炙人口的名句。设雨水竖直匀速下落的速度大小为v,某张芭蕉叶认为是水 平的,该叶片的面积为S,水滴落到叶片上以原来的一半速率竖直反弹。已知空中雨 水的平均密度为o,不考虑落到叶片上雨水的重力。则叶片受到雨水作用力的大小为 高一物理 第1页 共4页 3{S C. 5# D. B. S A. 3oSo 2# 6. 当地球恰好运行到火星和太阳之间,三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲 日”。已知火星与地球的公转轨道半径之比约为3;2,下列说法正确的是 A. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为9:4 B. 火星与地球绕太阳运动的线速度大小的平方之比约为4: C. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为3v3:2② D. 连续两次“火星冲日”的时间间隔小于1年 7. 有一条均匀金属链条,一半长度在光滑的足够高斜面上,斜面顶端是一个很小的圆孤, 斜面倾角为30{},另一半长度竖直下垂,由静止释放后链条滑动。已知重力加速度g 10m/s{,金属链条的长度为2m,则链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为 __ A.5 B. _ C. D. 二、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,有多 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. 如图所示,甲、乙两个小球,在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动,甲在 乙的上方。已知甲的质量是乙的2倍,下列说法正确的是 A. 球甲的角速度小于球乙的角速度 B. 球甲的线速度小于球乙的线速度 C. 球甲的运动周期小于球乙的运动周期 D. 球甲对内壁的压力大小一定等于球乙对内壁的压力大小的2倍 9. 如图所示,质量相同的两滑块A、B静止在光滑水平地面上,两相同的子弹分别以相 同的水平速度v射入A、B而未穿出,子弹射人A中的深度是射入B中深度的3倍; 下列说法正确的是 A. 射入滑块B的子弹动量变化大 AB B. 整个射入过程中两子弹受的冲量一样大 C. 射入滑块A中时阻力对子弹做的功是射入滑块B中时阻力对子弹做的功的3倍 D. 两个射入过程中系统产生的热量相同 10. 如图所示,ABC三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上,A、B、 C三球的质量分别为m.=2kg、m=3kg、mc=2kg,初状态三个小球均静止。B、C 球之间连着一根轻质弹策,弹处于原长状态。现给A一个向左的初速度v一10m/s. A、B发生弹性碰撞。下列说法正确的是 高一物理 第2页 共4页 A. 球A和球B碰撞结束时,A球的速度大小为2m/s B. 球A和球B碰撞结束时,B球的速度大小为8m/s _) C. 球A和球B碰后,球B的最小速度为1.6m/s D. 球A和球B碰后,弹箭的最大弹性势能可以达到50J 三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤,只写出最后答案的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。 11.(6分)如图所示为“探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量、角速度 和半径,之间的关系”的实验装置。在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放 在A、C位置,A、C到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上 转动手柄,观察左右标尺的刻度,此时可研究向心力的大小与 (选填“质量 n”、“角速度”或“半径,”)的关系。匀速转动 .标只 长橹 短橹 手柄,左边标尺露出4个格,右边标尺露出1个格, 左塔轮 右塔轮 则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 ;保 持其他条件不变仅增大手柄匀速转动的速度,则左 右两标尺示数的比值将 (选填“变大”、 手栩 “变小”或“不变”)。 12.(9分)用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。 (1)本实验要求轨道末端切线水平,入射小球和被碰小球半径相同,在同一组实验 中,入射小球_ (选填“必须”或“不必须”)从同一位置由静止释放 (2)在入射小球的质量大于被撞小球质量的前提 下,实验中需要测量的有 被碰小球 A.入射小球和被碰小球的质量、。 ,1 H B. 入射小球开始的释放高度h C. 小球抛出点距地面的高度H 2A C D. 两球相碰前后的平抛射程OB、OA、OC (3)该实验需要验证的关系式为 ;若进一步研究该碰撞是否为弹性 碰撞,还需要判断关系式 是否成立。(用(2)中的物理量表示) 13.(10分)北京时间2021年5月15日,中国首枚火星探测器“天问”一号成功着陆 带领“祝融”号火星车展开火星探测之旅。若将一颗石子在火星表面以速度v。竖直 上抛,经时间.落到火星表面。已知引力常量为G,火星的半径为R。求:(不考虑火 星自转的影响) (1)火星表面的自由落体加速度大小g (2)火星的质量M (3)火星的密度o。 高一物理 第3页 共4页 14.(13分)光滑斜面与粗糙水平地面平滑相连,质量为m一1kg的小球(可视为质点) 从斜面距离地面高H一0.35m处静止释放,经A点进入与水平地面平滑连接的光滑 圆形轨道(A点为轨道最低点)。已知小球与地面间的动摩擦因数,一0.2,圆形轨道 半径R一0.1m,小球在A点时,其对圆形轨道的压力大小为60N,取重力加速度g 10m/s2。求: (1)粗糙水平地面的长度L; (2)小球对圆形轨道的最高点B的压力大小F 7A 15.(16分)如图所示固定轨道分成两部分,倾斜粗糙的AB轨道,水平光滑的BC轨道 水平轨道上有一个轻弹策,轻弹策的左端与墙壁相连,右端与质量为n一6kg的小物 块Q相连接,均处于静止状态。现在A处由静止释放一个质量为n。一2kg的小滑块 P,小滑块P与小物块Q发生弹性碰撞。已知AB轨道长为L三4m,AB段与水平面 的夹角0一37*,小滑块P与AB轨道间的动摩擦因数,一0.5,且通过B点时无能量 损失,P、Q均可看做质点,重力加速度g-10m/s{,sin37*=0.6,cos37*=0.8。 求: (1)小滑块P第一次运动到B点时的速度大小v; , (2)第一次碰撞后,轻弹篝的最大弹性势能E; 0 (3)第一次碰撞后,小滑块P沿BA轨道上滑的距离x。 B 高一物理 第4页 共4页2023——2024 学年第二学期高一期末考试 物理参考答案 1．C【解析】由 rv  可知，线速度一定时，角速度与半径成反比，则 A点和 B点角速度之 比为 4∶1，C正确。 2．D【解析】滑块从 A点运动到 B点的过程中滑块和弹簧系统机械能守恒，A错误；滑块从 A点运动到 B点的过程中，绳的拉力与滑块重力对滑块做的总功为零，拉力一定做功，B错误； 滑块在 B点时加速度不为零，方向由 B指向 A，C错误；滑块从 A点运动到 B点的过程中， 滑块减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能，D正确。 3．B【解析】由万有引力定律和重力的定义可知 12 =1.1 MmG mg mg R  ，由牛顿第二定律可得 2 12 2 4   MmG mg mR R T  ，联立解得 311=2 RT GM  ，故选 B。 4．D【解析】由题图可知，第 1 s内，滑块匀速运动，摩擦力 N21f  FF ，位移为 1 1 1m 1mx    ， 摩擦力对滑块做的功 J21f1  xFW ，A错误；第 2 s内，滑块位移为 2 1 2 1m 1.5m 2 x    ， F做的功 2 2 2 3 1.5J 4.5JW F x    ，平均功率为 2 4.5W WP t   ，B错误；前 3 s内，F对滑块 的总冲量为 sN6sN111312 I ，C错误；据动能定理，前 3 s内，合力对滑块做的 总功为零，D正确。 5. A【解析】一定时间内，水落到叶片上时，对水，根据动量定理可知 1 3( ) 2 2 Ft mv mv mv    ， 水的质量m Svt ，解得 23 2  SvF  ，A正确。 6．C【解析】在星球表面根据万有引力定律有 2  MmG mg R ，由于不知道火星和地球的质量比 和半径比，故无法得出火星和地球表面的自由落体加速度，A错误；据环绕天体绕太阳做匀速 圆周运动时有 2 2  Mm vG m r r ，易得火星与地球绕太阳运动的线速度大小的平方之比约为 2∶3， B错误；火星和地球均绕太阳运动，由于火星与地球的轨道半径之比约为 3∶2，根据开普勒 第三定律有 3 2 3 2= r T r T 火 火 地 地 ，可得 3 3 3 3= = 2 2 T r T r 火 火 地 地 ，C正确；火星和地球绕太阳匀速圆周运动，有 2= T  火 火 ， 2= T  地 地 ，连续两次“火星冲日”则有 2 2 2t T T           地 火 ，得 T T t T T T    地火 地 地火 ，D错误。 7．B【解析】设链条的质量为 m2 ，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为  p k 1 1 12 sin 2 0 1 sin 2 4 2 4 4 L LE E mg mg mE gL             ，链条全部滑出后，动能为 2 k 1 2 2 E mv   ，重力势能为 p 2 2 LE mg   ，由机械能守恒可得 k pE E E      即   21 1 sin 4 mvmg m LL g    ，解得 5 2 m/s 2 v ，B正确。 8．AD【解析】对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，设支持力 与竖直方向夹角为θ，根据牛顿第二定律有 2 2tan vmg m mR R    ，解得 tanv gR  ， tang R   ，球甲的轨迹半径大，则球甲的角速度一定小于球乙的角速度，球甲的线速度一 定大于球乙的线速度，A正确，B错误；根据 2T    ，球甲的运动周期一定大于球乙的运动 周期，C错误；因为支持力 cos mgN   ，结合牛顿第三定律，球甲对内壁的压力大小一定等于 球乙对内壁的压力大小的 2倍，D正确。 9．BD【解析】子弹射入滑块过程中，子弹与滑块构成的系统动量守恒，有  0mv m M v  ， 两个子弹的末速度相等，所以子弹速度的变化量相等，动量变化量相等，受到的冲量相等，A 错误，B正确；对子弹运用动能定理，有 2 20 1 1 2 2  fW mv mv ，由于末速度 v相等，所以阻力对 子弹做功相等，C错误；对系统，由能量守恒，产生的热量满足  2 20 1 1 2 2 Q mv m M v   ， 所以系统产生的热量相同，D正确。 10．ABC【解析】AB两球相碰，根据动量守恒定律 A 0 A 1 B 2m v m v m v  ，机械能守恒 2 2 2 A 0 A 1 B 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  ，可求得 m/s21 v ， m/s82 v ，AB正确；由于 BC及弹簧组成的系 统，在运动的过程中满足动量守恒和机械能守恒，当 B的速度最小时，应该是弹簧处于原长 状态 B 2 B 3 C 4m v m v m v  ， 2 2 2 B 2 B 3 C 4 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  ，整理得 3 1.6m/sv  ，因此 B的最小速度为 1.6m/s，C正确；当 BC两球速度相等时，弹簧的弹性势能最大 B 2 B C 5( )m v m m v  ， 2 2 P B 2 B C 5 1 1 ( ) 2 2 E m v m m v   ，解得 P 38.4JE  ，D错误。 11．答案：角速度ω； 1∶2； 不变 （每空 2分） 【解析】两球质量相等，半径相等，由 2F mr ，可得：此次实验研究的是向心力大小与角速 度的关系；匀速转动手柄时，左边标尺露出 4个格，右边标尺露出 1个格，此时两球所受向 心力大小之比为 4∶1，根据 2F mr ，可得：此时两球的角速度之比为 : 2 :1A B   ， 与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小相等，由 v r ，可得：皮带连接的左、右塔轮半径 之比为 1∶2；设塔轮半径为 R，小球的转动半径为 r，由 v R ， 2F mr ，可得 2( ) vF mr R  ， 两小球质量m相等，转动半径 r相等，与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小v相等，因此 两小球所受的向心力与两塔轮的半径 R有关，因此其他条件不变若增大手柄转动的速度，两小 球所受的向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。 12．答案：（1）必须（2分） （2）AD（2分） （3） OCmOAmOBm  211 （2分） 2 2 2 1 2 1 OCmOAmOBm  （3分） 【解析】（1）本实验需要确保放上被碰小球后，入射小球的碰前的速度大小还是原来的大小， 故要求必须从同一位置由静止释放入射小球。 （2）由于入射小球、被碰小球离开轨道后的运动都是平抛运动，且平抛的竖直位移相同，故 由 0 2Hx v g  ，可知，小球的水平位移 0x v ，故可用水平位移的大小关系表示速度的大小关系， 因此不需要测量 H。H只要保持不变就可以了，并不需要测量出来，故选 AD。 （3）由动量守恒得 ' '1 1 1 1 2 2 m v m v m v ，即 OCmOAmOBm  211 ，要验证碰撞是否为弹性 碰撞，还需验证 2 '2 ' 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  ，即 22 2 1 2 1 OCmOAmOBm  。 13．答案：（1） 0 2v t ； （2） 2 02v R Gt ； （3） 0 3 2 v RGt 【解析】（1）火星表面附近的物体做竖直上抛运动： 0 2  火 vt g （2分） 火星表面的自由落体加速度大小： 0 2=火 vg t （1分） （2）不考虑火星自转的影响，则有： 2  火 MmG mg R （3分） 解得火星的质量为 2 02 v RM Gt （1分） （3）火星的密度  M V  （1分） 火星体积 34 3 V R （1分） 解得 0 3 2  v RGt   （1分） 14．答案：（1）0.5m （2）0 【解析】（1）由牛顿第三定律得，轨道对小球的支持大小 FN＝60N 在 A点，轨道对小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，即 2 N AvF mg m R   （2分） 小球从释放到运动到 A点的过程，运用动能定理 2 1 2 A mgH mgL mv  （3分） 解得 L=0.5m（1分） （2）小球由 A运动到 B的过程中，根据动能定理有 2 2 1 12 2 2B A mg R mv mv    （3分） 在 B点，轨道对小球的压力和小球的重力的合力提供向心力，即 2 N   BvF mg m R （2分） 解得 N 0 F （1分） 据牛顿第三定律可得小球对圆形轨道的最高点 B点的压力 NBF 大小为 0（1分） 15．答案：（1） m/s4 （2） J12 （3）0.2m 【解析】（1）对小滑块 P，从 A到 B，由动能定理得 2 2 2 2 1sin 37 cos37 2 B m gL m gL m v    （3分） 解得 m/s4Bv （1分） （2）设小滑块 P与小物块 Q碰撞后速度分别为 Pv 、 Qv ，以水平向左为正方向，弹性碰撞过程 满足系统动量守恒和机械能守恒，则有 2 2 P 1 QBm v m v m v  （3分） 2 2 2 2 2 P 1 Q 1 1 1 2 2 2B m v m v m v  （3分） 联立解得 P 2m/sv   ， Q 2m/sv  当小物块 Q的速度减为 0时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，则有 2 p 1 Q 1 12J 2 E m v  （2分） （3）对小滑块 P，沿 BA轨道上滑至速度减为 0，由动能定理得 2 2 2 2 1sin 37 cos37 2      Pm gx m gx m v （3分） 解得 x＝0.2m（1分） 2023-2024学年第二学期高一期末考试 物理答题卡 区止言。 13.(10分 15.(16分) ) 姓名: 16 斑: 1o。 考场: 上过日 一正 缺考 一畔 3.是 _ 。 , 乙 A.卡:3:3② 选择题(1~7题为选用,小题4分:8题多选题,每小没6分;共46分) .) 1rC问 ,阳 r)r [ 14.3) 选择题(题共5小夏,共54分) 11.(6分.2分) 12.(0分,隐标这外,每空)分) 2 ① (③分) 请在各题日的答题区域内作答,超目死系过标照定区域的答案无效 语在各题日的答题区内作整,姓阻定区填的答室无效。 请在题日的答题区填内答,铅题定区域的答无效。 高一物观题 第1页 共1面