重庆市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

2024年春高一(下)期末联合检测试卷 物 理 物理测试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。 一、选择题: 共10题, 共43分。 (一)单项选择题：共7题，每题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. 如题1图所示，POQ为固定在竖直面内的半圆轨道，以其最低点 O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，在该竖直面内建立平面直角坐标系xOy。一可视为质点的滑块从 P 点沿半圆轨道滑下，则其第一次经过O点时的速度方向 A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向 2. 如题2图所示，将同一小球从距水平地面一定高度的P点，分别沿四个不同方向以相同大小的速度抛出，甲为竖直上抛，乙为斜向上抛，丙为水平抛出，丁为斜向下抛。不计空气阻力，水平地面足够长，则从抛出到第一次落地过程中，该小球在空中运动时间最短的是 A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 3. 2021年8月1日上午，在东京奥运会田径女子铅球决赛中，中国选手巩立姣获得金牌。巩立姣某次将铅球斜向上掷出后，铅球落地前在空中运动的整个过程中，不计空气阻力，则该铅球的 A.动能先减少后增加，重力势能先减少后增加 B.动能先减少后增加，重力势能先增加后减少 C.动能先增加后减少，重力势能先减少后增加 D.动能先增加后减少，重力势能先增加后减少 4. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭运载，在中国文昌航天发射场成功发射，并准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球质量是月球质量的81倍，设定地球中心与月球中心的间距恒为D，嫦娥六号探测器位于地球中心与月球中心连线上距月球中心d处时，其所受地球引力和月球引力的合力为零。由此可知 5. 如题5图所示，轻绳上端固定在水平天花板上，下端连接一可视为质点的小球，该小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ。其他条件不变，若θ越大，则该小球运动的 A.加速度越小 B.线速度越小 C.角速度越小 D.周期越小 6. 某无人机自重为G，在空中水平匀速飞行时的速度大小为v，所受空气阻力大小为其自重的k倍。则该无人机水平匀速飞行时的功率为 A. B. D. 7. 如题7图所示，水平轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一可视为质点的物块，该物块置于光滑水平面上。弹簧无弹力时，其右端位于O点。现对该物块施力使弹簧右端压缩到P点，然后将该物块由静止释放。已知Q点为PO中点，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，该物块向右运动过程中，在 PQ段，弹簧对该物块做功W₁，在 QO段，弹簧对该物块做功 W₂。则W₂为 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 (二)多项选择题：共3题，每题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与中国空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十八号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱。已知中国空间站的轨道高度为400~450km，设定中国空间站绕地球做匀速圆周运动，忽略地球自转，则中国空间站绕地运行的 A. 线速度大于 7.9 km/s B. 线速度小于 7.9 km/s C.加速度大于地球表面的重力加速度 D.加速度小于地球表面的重力加速度 9. 一些地方开设了滑草滑道游乐项目。如题9图所示，设定某游客(含装备)从滑草滑道的顶端由静止开始下滑到最低点过程中，该游客(含装备)的重力做功 W₁，克服阻力做功 W₂。则该过程中，该游客(含装备)的 A. 重力势能减少 B.动能增加 C.机械能减少 D. 机械能减少 10.如题10图所示，一质量为m的小环甲(可视为质点)套在光滑固定的竖直杆上，一根足够长且不可伸长的轻绳一端与小环甲相连，另一端跨过光滑定滑轮与一质量为4m的物块乙相连。已知OP=L，OP与竖直杆的夹角( 重力加速度为g，定滑轮大小及质量可忽略，不计空气阻力。现将小环甲从P点由静止释放，则当小环甲运动到Q点(QO 连线水平)时 A.小环甲速度大小为 B.小环甲速度大小为 C.物块乙速度为零 D.物块乙速度大小为 二、非选择题:共5题,共57分。 11. (7分) 某学习小组以题11图1所示装置中的小车为对象，验证“动能定理”。 (1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是 ；已知小车质量为M，钩码的总质量为m，为了用钩码的总重力大小表示小车受到的合力大小，应满足的质量关系是 。 (2)下列操作正确的是 (填正确答案标号)。 A.先通电，后释放纸带 B.先释放纸带，后通电 (3)题11图2是某次实验中得到的一条纸带，选取其中间距为d的两个点A、B(A、B两点间还有一系列打点)，并测出A、B两点的速度大小分别为。已知重力加速度为g，则对小车，本次实验最终要验证的“动能定理”的表达式为: (用表示)。 12.(9分) 某学习小组用两种方法测量“自行车的骑行速度大小”。 (1)方法一：某学生在水平直道上匀速骑行自行车，经过地面标识点正上方时，将手中一小石块释放。测出该小石块的释放位置到水平地面的高度h，以及该小石块第一次落地时水平运动的距离L。不计空气阻力，重力加速度为g，则该过程中，该自行车的骑行速度大小 (用表示)。 (2)方法二：观察所骑行的自行车如题12图1所示，该自行车的动力构件如题12图2所示。测量出牙盘的齿轮数为n₁，飞轮的齿轮数为n₂，自行车后轮的半径为R，脚踏板匀速转动N圈历时t。 ①脚踏板转动的频率 ，脚踏板转动的角速度 ； ②该自行车的骑行速度大小 。 (用表示) 13. (10分) 有一条宽为200 m、两岸平直、河水均匀流动且流速恒为3m /s的河流。某船渡河，船在静水中的速度大小为5 m/s。 (1)该船要用最短时间到达河对岸，求路程； (2)该船要用最短路程到达河对岸，求时间。 14. (13分) 一宇航员在某星球表面上，将一小石块(可视为质点)竖直向上抛出，测得该石块上升的最大高度为h，该石块从抛出到落回抛出点历时t，不计空气阻力。将该星球视为半径为R的均匀球体，引力常量为G，忽略该星球的自转以及其他天体的影响。求： (1)该星球表面的重力加速度大小； (2)该星球近地卫星的速度大小； (3)该星球的密度。 15. (18分) 如题15图1所示，两个分别以A、D和B、C为端点且半径均为 的半圆形光滑管道固定在同一竖直平面内，A、B间和C、D间均为长度L=2m的固定水平面，P、Q分别为AB和CD的中点，两个完全相同的物块甲、乙分别静置于P、Q处。已知CD和PB段水平面光滑，物块与AP间的动摩擦因数μ随物块到A点的距离x变化的关系如题15图2所示。已知甲、乙两物块的质量均为m=100g，两物块均可视为质点，管道内径不计，不考虑两物块与管道内部的碰撞，不计空气阻力，重力加速度g取 甲、乙两物块发生碰撞后速度交换，即碰撞后，原来运动的物块静止，原来静止的物块以原来运动物块的速度运动。现给物块甲一水平向右的初速度 求: (1)物块甲第一次与物块乙碰撞后瞬时，物块乙的动能； (2)物块乙第一次到达 P 点时的动能； (3)最终物块甲、乙各自的位置。 学科网（北京）股份有限公司 $$高一（下）期末联合检测试卷（物理）第 5 页 共 8 页 2024 年春高一(下)期末联合检测试卷 物理 参考答案 1～7 ADBADBC 8 BD 9 ABD 10 AC 解析： 1．A。该滑块第一次经过 O点时的速度方向沿 x轴正方向，选项 A正确；故选 A。 2．D。丁为斜向下抛，在竖直方向上，向下做匀加速直线运动，在空中运动的时间最短，选项 D 正确；故选 D。 3．B。该铅球斜向上掷出后，落地前在空中运动的整个过程中，其动能先减少后增加，重力势能先增加后减少， 选项 B 正确；故选 B。 4．A。设嫦娥六号探测器的质量为 0m ，月球质量为 m，则地球质量为 81m，当嫦娥六号探测器位于地球中心和 月球中心连线上距月球中心 d处时，有 2 0 2 0 )( 81 d mmG dD mmG   ，解得 dD 10 ，选项 A 正确；故选 A。 5．D。 设该小球的质量为 m，轻绳长度为 l，则对该小球有 2 2 2 2 sinπ4sin sin tan T lmml l mmamg     v ，由 此可得 tanga  ，  sintanglv ，   cosl g  ， g lT cosπ2 。其他条件不变，若 越大，则加速 度 a、线速度 v 、角速度均越大，选项 A、B、C均错误，周期 T越小，选项 D 正确；故选 D。 6．B。该无人机水平匀速飞行时的功率 vvv kGfFP x  ，选项 B 正确；故选 B。 7．C。设弹簧的劲度系数为 k，则弹簧形变量为 x时，弹力大小 kxF  。设定 0xQOPQ  ，则在 PQ段，弹簧 对该物块所做的功 200 00 1 2 3 2 2 kxxkxxkW  ；在 QO段，弹簧对该物块所做的功 20002 2 1 2 kxxkxW  ，联 立解得 3 2 1  W W ，选项 C正确；故选 C。 8．BD。中国空间站绕地球做匀速圆周运动，故其绕地运行的线速度小于 7.9km/s，选项 B 正确，选项 A 错误；由 ma hR MmG   2)( ， gm R mMG   2 ，得 ga＜ ，即中国空间站绕地运行的加速度小于地球表面的重力加速度， 选项 D 正确，选项 C 错误；故选 BD。 9．ABD。由 1p WE  得，重力势能减少 1W ，选项 A正确；由 21k WWE  得，动能增加 )( 21 WW  ，选项 B 正确； 由 2WE  得，机械能减少 2W ，选项 D正确，选项 C错误；故选 ABD。 10．AC。当小环甲运动到 Q点时，由于 QO连线水平，可知物块乙速度为零，选项 C 正确，选项 D 错误；设小 环甲在 Q点的速度大小为 v，对甲、乙系统，由机械能守恒定律得 2 2 1cos)sin1(4 vmmgLmgL   ， 解得 5 10gL v ，选项 A 正确，选项 B 错误；故选 AC。 高一（下）期末联合检测试卷（物理）第 6 页 共 8 页 11．（7分） （1）平衡小车所受摩擦阻力（1分） M >> m（2 分） （2）A（2 分） （3） 22 2 1 2 1 AB MMmgd vv  （2 分） 解析： （3）小车从 A点运动到 B点过程中，动能变化量 22k 2 1 2 1 AB MME vv  ，小车所受合外力（等于钩码的总重力） 对小车所做的功 mgdW  ，因此，要验证动能定理，需满足 kEW  ，即 22 2 1 2 1 AB MMmgd vv  。 12．（9分） （1） h gL 2 （3分） （2）① t N （2分） t Nπ2 （2分） ② tn NRn 2 12π （2分） 解析： （1）设该小石块从释放到第一次落地历时 t，水平方向有 tL v ，竖直方向有 2 2 1 gth  ，联立解得 h gL 2 v 。 （2）①脚踏板转动的频率 t Nf  ，脚踏板转动的角速度 t Nf π2π2  ； ②飞轮转动的频率 tn Nnf 2 1 ，飞轮转动的角速度 tn Nnf 2 1π2π2  ，该自行车的骑行速度 tn NRnR 2 1π2v 。 13．（10 分） 解：（1）由分析知，当船头与河岸垂直时（即 静 v ∥d），渡河的时间最短 得 s40min  静 v dt （3 分），该船渡河的路程 m3440)( 22  tds 河v （2分） （2）由分析知，当该船行驶的速度与河岸垂直时（即 船 v ∥d），渡河的路程最短 得 m/s422  河静船 vvv （3 分），该船渡河的时间 s50 船 v dt （2分） 14．（13 分） 解：（1）设该星球表面的重力加速度大小为 g 由 2 22 1       tgh （2 分）可得： 2 8 t hg  （2 分） 高一（下）期末联合检测试卷（物理）第 7 页 共 8 页 （2）设该星球近地卫星的速度大小为 v 由 R mmg 2v  （2 分），可得： Rh t 22v （2 分） （3）设该星球的密度为  ，质量为 M 由 mg R MmG 2 （2分）， 3π 3 4 RM   （2分） 联立解得： 2π 6 RGt h  （1分） 15．（18 分） 解：（1）设物块甲第一次沿管道 BC到达 C点时的动能为 kE 对物块甲，由动能定理有： mgRmE 2 2 1 2 0k  v （2分） 由题知，物块甲、乙第 1 次碰撞后瞬时，物块甲动能变为 0，物块乙的动能 kk EE  （1 分） 代入数据，可得： J95.1kk  EE （1分） （2）由图 2 可知，甲、乙两物块与 AP间的动摩擦因数 x4.02.0  （1 分） 因此，甲、乙两物块与 AP间的滑动摩擦力 )N4.02.0()4.02.0( xmgxmgf   （1 分） 可得 f-x图像，如答图 1所示 由 f-x图像可知，物块每次从 A点运动到 P点过程中， 摩擦力对物块做功 J4.01J)6.02.0( 2 1 W （1分） 因此，物块甲、乙第 1 次碰撞后： 物块乙到达 A点时的动能 J45.2 2 1 2 0k0  vmE （1分） 物块乙到达 P点时的动能 J05.2k0k1  WEE （2分） （3）由 J5.02k1 mgRE ＞ 可知，物块乙可以通过半圆形管道 BC，与物块甲发生第 2次碰撞 物块甲、乙第 2 次碰撞后，物块甲到达 P点时的动能 WEWEE 2k0k1k2  以此类推……同理可知： 物块甲、乙第 n次碰撞后，其中一物块到达 P点时的动能 nWEE n  k0k （1分） 当 nEk ≤ mgR2 ，即 n≥4.875时，该物块将不能通过管道 BC到达 CD平面与另一物块发生碰撞 因此，物块甲、乙发生碰撞的次数为 5 次（1分） 当 5n 时，即物块甲、乙发生第 5 次碰撞后，物块甲最终静止在 Q点（1 分） 0.6 0.2 10 x/m f/N 答图 1 高一（下）期末联合检测试卷（物理）第 8 页 共 8 页 物块乙向右运动到达 P点时的动能 J45.05k05k  WEE （1分） 由 mgRE 2k5＜ 且 WEW 25k ＜＜ 可知，之后物块乙将先向右滑上管道 BC（未到达 C点），又向左滑下管道 BC，然后向左滑上管道 AD（未到达 D点），再向右滑下管道 AD，最终停在 AP之间 物块乙最后一次向右经过 A点时的动能 J05.05kk  WEE 乙 （1分） 设最终物块乙到 A点的距离为 x ，结合 f-x图像，可得： 乙k)4.02.0(2 1 Exx  （1分） 联立解得： m 2 12  x （1 分） 即物块乙最终静止在 AP之间、距离 A点 m 2 12  的位置（1 分）