精品解析：安徽省六安市叶集皖西当代中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

叶集皖西当代中学高一年级期末考试 物 理 本试卷共6页，全卷满分100分，考试时间75分钟。 考生注意： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到（　　） A. 荷叶a B. 荷叶b C. 荷叶c D. 荷叶d 2. 一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度大小为，以垒球初速度的方向为正方向，则垒球被棒击打前后动量变化量为（　　） A. B. C. D. 3. 地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，地球赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度大小约为0.4km/s，地球第一宇宙速度的大小约为8 km/s，则可推得地球同步卫星线速度的大小约为（　　） A. 1 km/s B. 2 km/s C. 3km/s D. 4 km/s 4. 如图所示，完全相同的三个小球A、B、C均用长为的细绳悬于小车顶部，小车以的速度匀速向右运动，A、C两球与小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速度突然减为0，此时悬线张力之比为（重力加速度g取）（　　） A. 3∶3∶2 B. 2∶3∶3 C. 1∶1∶1 D. 1∶2∶2 5. 某次抗洪抢险中，救援船要横渡一条宽度为d的平直河流，救援船在静水中的速度大小为水速大小的2倍。若要求救援船在最短时间内渡河，则救援船在河中行驶的距离为（ ） A. d B. C. D. 6. 如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量，喷泉喷到人体的水柱横截面积，支撑人的水柱高，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度，重力加速度g取，则喷口处的水流速度为（ ） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，一根长为1.0m的轻质细线，一端系着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥体顶端，圆锥顶角的一半为θ。当小球随圆锥体围绕其中心轴线一起做角速度为ω的匀速圆周运动时，细线的张力大小为FT，FT随ω2变化的规律如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. θ=30° B. B点坐标（12.5，2.5） C. 小球始终受到重力、支持力、拉力三个力的作用 D. 随着角速度不断增大，小球受离心力作用脱离圆锥面 8. 如图所示，两侧倾角均为30°斜劈固定在水平地面上，将质量为m、长为L的光滑金属链条放在斜劈顶端，左右两侧链条长度之比为1：2。已知两斜面的长度均为2L，两侧链条与斜劈的截面在同一竖直平面内。重力加速度为g。某时刻将链条由静止释放，当链条下端到达斜劈底端时，重力的功率为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。 9. 冰壶比赛是冬奥会上一个备受关注的项目，运动员需要先给冰壶一个初速度，使冰壶沿着冰面达到指定区域，若某次比赛过程冰面可视为光滑，质量为5kg的冰壶（可视为质点）静止于光滑水平面上。从t=0时刻开始，冰壶受到运动员的水平外力F作用，外力F随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 冰壶第1s末的速度大小为 B. 力F前1s内的冲量大小为 C. 冰壶第1s末与第2s末速度大小之比为 D. 前2s内运动员对冰壶做的功为 10. 如图甲所示，质量为的物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系图像如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，取重力加速度大小。则在物块的路程从0增加到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块受到的摩擦力大小为 B. 物块受到的重力做的功为0 C. 物块的机械能减少量为 D. 物块受到的合力做的功为 三、非选择题：共58分。 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。 （1）实验中必须要求的条件是___________（填选项前的字母）。 A斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B.斜槽轨道末端的切线必须水平 C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是___________（填选项前的字母）。 A.测量两个小球的质量、 B.测量入射小球开始释放时的高度h C.测量抛出点距地面高度H D.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N E.测量平抛射程OM、ON （3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为___________；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为___________。（用上一问中测量的量表示） 12. 利用如图所示实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。 （1）如图所示，一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续打点A、B、C……与O点之间的距离、、……。 （2）已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的、、，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为________，减小的重力势能为________。 （3）取打下O点时重锤重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率________J/m（保留3位有效数字）。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为________（用和字母表示）。 13. 火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（r为球体半径），求： （1）火星密度； （2）火星赤道处重力加速度大小g。 14. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道半径为R，下端与水平桌面相切，小球A从圆弧轨道顶端无初速滑下，与静止在圆弧轨道底端的小球B相碰，A与B碰撞后结合为一个整体。已知圆弧轨道光滑，A和B的质量均为m，重力加速度为g ，A、B均可视为质点。求： （1）碰撞前瞬间A的速度大小v； （2）碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v； （3）碰撞过程中，B对A的冲量。 15. 某仓库采用自动化传送装置运送货物。如网所示，工人借助机器设备推动质量的货物，使其在光滑水平面上获得初速度v，货物从A点滑上长度，倾角，与货物间的动摩擦因数的倾斜传送带，并从传送带最高点B点进入右侧半径为R的光滑圆弧形管道BC，C为圆弧最高点，右侧连接深度的直角漏斗。整个过程中货物可看作质点．水平面和网弧面均与传送带平滑连接，不考虑货物通过A点和B点时的能量损失。（，） （1）若传送带静止，为使货物能运动到B点，v至少要多大? （2）若货物在水平面上的速度，传送带以的速度顺时针传动，则货物通过传送带过程摩擦力对货物所做的功多大？ （3）经研究发现，当传送带以（2）问中的速度运行时，货物的初速度v在一定范围内变化均能使货物直接落到直角漏斗的底部，求货物运动到C点时对管道的作用力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 叶集皖西当代中学高一年级期末考试 物 理 本试卷共6页，全卷满分100分，考试时间75分钟。 考生注意： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到（　　） A. 荷叶a B. 荷叶b C. 荷叶c D. 荷叶d 【答案】C 【解析】 【详解】青蛙做平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向自由落体则有 可得 因此水平位移越小，竖直高度越大初速度越小，因此跳到荷叶c上面。 故选C。 2. 一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度大小为，以垒球初速度的方向为正方向，则垒球被棒击打前后动量变化量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】初动量为 打击后动量为 故动量变化为 故选D。 3. 地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，地球赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度大小约为0.4km/s，地球第一宇宙速度的大小约为8 km/s，则可推得地球同步卫星线速度的大小约为（　　） A. 1 km/s B. 2 km/s C. 3km/s D. 4 km/s 【答案】C 【解析】 【详解】地球同步卫星与在地球赤道上随地球自转做匀速圆运动的物体具有相同的角速度，根据 可得 解得 故选C。 4. 如图所示，完全相同的三个小球A、B、C均用长为的细绳悬于小车顶部，小车以的速度匀速向右运动，A、C两球与小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速度突然减为0，此时悬线张力之比为（重力加速度g取）（　　） A. 3∶3∶2 B. 2∶3∶3 C. 1∶1∶1 D. 1∶2∶2 【答案】A 【解析】 【详解】设三个小球的质量均为m，小车突然停止运动， C受到小车右侧壁的作用停止运动，则此时悬线张力与C的重力大小相等，即 A和B由于惯性，会向右摆动，将做圆周运动，根据牛顿第二定律可得此时悬挂A、B的悬线张力大小为 代入数据解得 故选A。 5. 某次抗洪抢险中，救援船要横渡一条宽度为d的平直河流，救援船在静水中的速度大小为水速大小的2倍。若要求救援船在最短时间内渡河，则救援船在河中行驶的距离为（ ） A d B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当船头垂直河岸行驶时，救援船渡河的时间最短，设水速大小为v，则最短时间 救援船沿河岸方向的位移大小 救援船在河中行驶距离 解得 故选B。 6. 如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量，喷泉喷到人体的水柱横截面积，支撑人的水柱高，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度，重力加速度g取，则喷口处的水流速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】喷口处的水流速度为，与人体接触时水流速度为，设水流与人接触的很短时间内，水的质量 设这部分水受到的向下的冲击力大小为，竖直向上为正方向，由动量定理得 解得 又根据牛顿第三定律，游戏者对人的冲击力大小 对游戏者受力平衡得 得 解得 由运动学公式 解得 故选C。 7. 如图甲所示，一根长为1.0m的轻质细线，一端系着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥体顶端，圆锥顶角的一半为θ。当小球随圆锥体围绕其中心轴线一起做角速度为ω的匀速圆周运动时，细线的张力大小为FT，FT随ω2变化的规律如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. θ=30° B. B点坐标（12.5，2.5） C. 小球始终受到重力、支持力、拉力三个力的作用 D. 随着角速度不断增大，小球受离心力作用脱离圆锥面 【答案】B 【解析】 【详解】A．由乙图可知，当时，细线的张力大小 对小球受力分析可知， 联立上式，解得 A错误； B．根据乙图可知，在B点，是小球飞离锥面的临界角速度，此时的角速度为 对小球受力分析，可知，小球的重力和细线的拉力为其做圆周运动提供向心力，故有 解得 代入数据可得 此时，细线的张力 所以，B正确； CD．小球飞离锥面时，只受重力和细线的张力，随着角速度增大，离心运动时，也只受到这两个力的作用，离心力和向心力均是效果力，CD错误。 故选B。 8. 如图所示，两侧倾角均为30°的斜劈固定在水平地面上，将质量为m、长为L的光滑金属链条放在斜劈顶端，左右两侧链条长度之比为1：2。已知两斜面的长度均为2L，两侧链条与斜劈的截面在同一竖直平面内。重力加速度为g。某时刻将链条由静止释放，当链条下端到达斜劈底端时，重力的功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】链条从静止至左侧斜面上的链条完全滑到右端的过程中，重力做功为 然后链条下端到达斜劈底端这一过程重力做功为 设链条运动至底端的速度为v，有 解得 可知 故选A。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。 9. 冰壶比赛是冬奥会上一个备受关注的项目，运动员需要先给冰壶一个初速度，使冰壶沿着冰面达到指定区域，若某次比赛过程冰面可视为光滑，质量为5kg的冰壶（可视为质点）静止于光滑水平面上。从t=0时刻开始，冰壶受到运动员的水平外力F作用，外力F随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 冰壶第1s末的速度大小为 B. 力F前1s内的冲量大小为 C. 冰壶第1s末与第2s末速度大小之比为 D. 前2s内运动员对冰壶做的功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．力F前1s内的冲量大小为 根据动量定理，可得 解得冰壶第1s末的速度大小为 故A正确，B错误； CD．内，根据动量定理可得 解得末的速度为 冰壶第1s末与第2s末速度大小之比 根据动能定理，前2s内运动员对冰壶做的功为 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，质量为的物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系图像如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，取重力加速度大小。则在物块的路程从0增加到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块受到的摩擦力大小为 B. 物块受到的重力做的功为0 C. 物块的机械能减少量为 D. 物块受到的合力做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块的路程从0增加到的过程中，物块沿斜面上滑，有 解得 选项A错误； B．物块的路程从0增加到的过程中，物块先上滑后下滑，物块的位移为0，因此物块受到的重力做的功为0，选项B正确； C．物块的机械能减少量等于克服摩擦力做的功，有 选项C正确； D．物块的动能变化量等于物块受到的合力做的功，因此物块受到的合力做的功 选项D错误。 故选BC。 三、非选择题：共58分。 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。 （1）实验中必须要求的条件是___________（填选项前的字母）。 A斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B.斜槽轨道末端的切线必须水平 C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是___________（填选项前的字母）。 A.测量两个小球的质量、 B.测量入射小球开始释放时的高度h C.测量抛出点距地面高度H D.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N E.测量平抛射程OM、ON （3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为___________；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为___________。（用上一问中测量的量表示） 【答案】 ①. B ②. ADE ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]A．本实验要求入射球碰撞前的速度保持相同，满足入射球从同一位置释放，斜槽轨道并不需要光滑，故A错误； B．斜槽轨道末端的切线必须水平，保证小球可以做平抛运动，故B正确； C．入射球和被碰球需要发生正碰，大小要相等，但是为了防止入射球反弹，入射球质量要大于被碰球的质量，故C错误。 故选B。 （2）[2]本实验验证动量守恒定律，即验证 根据平抛运动规律有 联立得 则x与v成正比，故当 成立时即可验证动量守恒定律。因此需要用天平测量两个小球的质量，分别找到相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。 故选ADE。 （3）[3]根据以上分析可知，验证动量守恒的验证式是 [4]若碰撞是弹性磁撞，根据能量守恒有 代入 可得 12. 利用如图所示实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。 （1）如图所示，一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续打点A、B、C……与O点之间的距离、、……。 （2）已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的、、，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为________，减小的重力势能为________。 （3）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率________J/m（保留3位有效数字）。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为________（用和字母表示）。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（2）[1]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，打下点时，重锤的速度为 重锤增加的动能为 [2]减小的重力势能为 （3）[3]由图中数据可得，图线Ⅱ的斜率 [4]取打下O点时重锤的重力势能为零，由动能定理有 整理可得 由图线Ⅰ可得 由图线Ⅱ可得 联立解得 则重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为 13. 火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（r为球体半径），求： （1）火星的密度； （2）火星赤道处的重力加速度大小g。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据 可得火星质量 又 火星的密度 （2）在赤道处 解得 14. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道半径为R，下端与水平桌面相切，小球A从圆弧轨道顶端无初速滑下，与静止在圆弧轨道底端的小球B相碰，A与B碰撞后结合为一个整体。已知圆弧轨道光滑，A和B的质量均为m，重力加速度为g ，A、B均可视为质点。求： （1）碰撞前瞬间A的速度大小v； （2）碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v； （3）碰撞过程中，B对A冲量。 【答案】（1）；（2）；（3），方向水平向左 【解析】 【详解】（1）设两小球质量均为m，对小球A从圆弧轨道顶端滑到底端的过程，由机械能守恒定律 得 （2）对A、B碰撞的过程应用动量守恒定律 得 （3）对B动量定理 解得 根据牛顿第三定律，B对A的冲量，方向水平向左。 15. 某仓库采用自动化传送装置运送货物。如网所示，工人借助机器设备推动质量的货物，使其在光滑水平面上获得初速度v，货物从A点滑上长度，倾角，与货物间的动摩擦因数的倾斜传送带，并从传送带最高点B点进入右侧半径为R的光滑圆弧形管道BC，C为圆弧最高点，右侧连接深度的直角漏斗。整个过程中货物可看作质点．水平面和网弧面均与传送带平滑连接，不考虑货物通过A点和B点时的能量损失。（，） （1）若传送带静止，为使货物能运动到B点，v至少要多大? （2）若货物在水平面上的速度，传送带以的速度顺时针传动，则货物通过传送带过程摩擦力对货物所做的功多大？ （3）经研究发现，当传送带以（2）问中的速度运行时，货物的初速度v在一定范围内变化均能使货物直接落到直角漏斗的底部，求货物运动到C点时对管道的作用力。 【答案】（1）；（2）；（3）34N，方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）传送带静止，为使货物能运动到B点，根据能量守恒有 解得 （2）由牛顿第二定律得 得货物做加速运动的加速度为 货物做加速运动的时间为 货物做加速运动的位移 传送带摩擦力对货物做功为 或者由动能定理得 解得 （3）货物直接落到直角漏斗的底部，由平抛运动竖直方向和水平方向运动可知 解得 当货物的初速度v在一定范围内变化时，货物到达B点的速度等于传送带速度为2m/s，根据机械能守恒定律有 解得 货物经过圆弧轨道C点时，有 解得 根据牛顿第三定律可知，货物对管道的压力大小为34N，方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$