北京市石景山区2023-2024学年高一下学期期末物理试题

高一物理试题 第 1页 共 8页 石景山区 2023—2024 学年第二学期高一期末试卷 物 理 本试卷共 8页,100分。考试时长 90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷 上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。 第一部分 本部分共 14题,每题 3分,共 42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目 要求的一项。 请阅读下述文字,完成第 1 题至第 4 题。 投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示,靶盘 竖直放置,将飞镖沿水平方向正对靶心掷出,经 0.20 s 飞镖射中靶心正下方的某点。已知飞镖掷出前距靶心的 水平距离为 2.0 m,飞镖可视为质点,不计空气阻力。 1.以地面为参考系,飞镖在空中做 A.平抛运动 B.圆周运动 C.匀速直线运动 D.匀减速直线运动 2.飞镖掷出时速度的大小为 A.40 m/s B.20 m/s C.10 m/s D.5.0 m/s 3.飞镖在空中运动过程中的加速度 A.大小不变,方向不变 B.大小不变,方向改变 C.大小改变,方向不变 D.大小改变,方向改变 4.飞镖在空中运动的过程中 A.动能逐渐减小 B.动能逐渐增大 C.机械能逐渐减小 D.机械能逐渐增大 请阅读下述文字,完成第 5 题至第 8 题。 万有引力定律的发现明确地向人们宣告,天上和地上的物体都遵循着完全相同 的科学法则;它向人们揭示,复杂运动的后面可能隐藏着简洁的科学规律,正是这 种对简洁性的追求启迪科学家不断探索物理理论的统一。 高一物理试题 第 2页 共 8页 5.关于万有引力定律发现过程,下列说法正确的是 A.哥白尼提出地心说,认为地球是太阳系的中心 B.第谷根据他观测的数据,提出了万有引力定律 C.开普勒突破常规思维,提出行星的轨道是椭圆 D.牛顿利用扭秤实验测出了引力常数 6.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已 知月地距离约为地球半径 60倍的情况下,需要验证 A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 1/602 B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1/602 C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 1/6 D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1/60 7.我国首颗量子科学实验卫星于 2016年 8月 16日成功发射。量子卫星成功运行后,我 国在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信,构建了天地一体化的量子保密通 信与科学实验体系。假设量子卫星在赤道平面上,如图所示。关 于同步卫星和量子卫星,下列说法正确的是 A.同步卫星运行的周期大于量子卫星运行的周期 B.同步卫星运行的加速度大于量子卫星运行的加速度 C.同步卫星运行的线速度大于量子卫星运行的线速度 D.同步卫星运行的角速度大于量子卫星运行的角速度 8.“科学真是迷人”,天文学家已测出月球表面的重力加速度 g、月球的半径 R和月 球绕地球运转的周期 T等数据,根据万有引力定律就可以“称量”月球的质量了。 已知引力常量为 G,忽略月球的自转,则月球的质量 M为 A. 2gR G B. 2GR g C. 2 3 2 4 R GT D. 2 3 24 T R G 请阅读下述文字,完成第 9 题至第 11 题。 水流星是一项中国传统民间杂技艺术。杂技演员用一根绳 子兜着两个碗,里面倒上水,迅速地旋转着做各种精彩表演, 即使碗口朝下,碗里的水也不会洒出来。用可视为质点的小球 替代水碗,可将水流星抽象为竖直平面内的圆周运动,轻质细 绳长为 L,重力加速度为 g。 9.若在竖直面内表演水流星,则下列说法中正确的是 A.小球在最高点时的向心力一定等于重力 B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C.绳子越长,小球恰好通过最高点时的速度越大 D.小球质量越大,小球恰好通过最高点时的速度越大 高一物理试题 第 3页 共 8页 v2 O a F 10.小球通过最高点时,绳对小球的拉力 F与其速度的二次方 v2的关系 图像如图所示,图线与纵轴的交点坐标为 a,下列说法正确的是 A.利用该装置可以得出重力加速度 g=L/a B.绳长不变,用质量较大的球做实验,得到的 v2-F图线斜率更小 C.绳长不变,用质量较小的球做实验,得到的 v2-F图线斜率更小 D.绳长不变,用质量较小的球做实验,v2-F图线与纵轴的交点坐标变小 11.如图所示,用轻杆替代轻绳,使小球在竖直平面内做圆周运动,下列说法正确的是 A.小球在最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大 B.小球在最高点时的向心力一定大于重力 C.小球恰好到达最高点时的速度最小为 gL D.小球到达最高点时的速度可以为零 请阅读下述文字,完成第 12 题至第 14 题。 如图,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧的劲度系数为 k。质量为 m 的铁球由弹簧上端的正上方 h高处自由下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当 弹簧的压缩量为 x时,铁球下落到最低点。不计空气阻力,重力加速度为 g。 12.从小球接触弹簧到下落至最低点的过程,下列说法正确的是 A.刚接触弹簧时,小球达到最大速度 B.接触弹簧后,小球先做加速运动,再做减速运动 C.接触弹簧后,小球的加速度逐渐减小,到最低点时加速度最小 D.在最低点,小球的加速度大小为 g,方向为竖直向上 13.从小球接触弹簧到下落至最低点的过程,能量变化情况是 A.小球的重力势能减小 mgx,弹簧的弹性势能增大 mgx B.小球的重力势能减小 mgh,弹簧的弹性势能增大 mgh C.小球的动能减小 mgx,弹簧的弹性势能增大 mg(h+x) D.小球的动能减小 mgh,弹簧的弹性势能增大 mg(h+x) 14.弹簧弹力大小与形变量大小的关系如图所示,根据图像可以求出弹簧弹力做的功。 在小球压缩弹簧的过程中,弹簧弹力逐渐增大,关于弹力做功,下列说法正确的是 A.弹簧弹力做功 kx ,弹性势能增加 kx B.弹簧弹力做功-kx ,弹性势能增加 kx /2 C.弹簧弹力做功 kx /2,弹性势能增加 kx D.弹簧弹力做功-kx /2,弹性势能增加 kx /2 F O kx x x 高一物理试题 第 4页 共 8页 第二部分 本部分共 7题,共 58分。 15.(8分) 不同的研究小组采用不同的方法研究平抛运动的规律。 (1)某组同学用如右图所示装置研究平抛运动及其特点。 他的实验操作是:在小球 A、B处于同一高度时,用小锤轻击 弹性金属片,使 A球水平飞出,同时 B球被松开。他观察到小 球 A、B同时落地;让 A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击 弹性金属片,能够观察到小球 A、B_(选填“同时”、 “不同时”)落地。为了使实验结论具有普遍性,该组同学还 需进行的操作是_。 (2)另一组同学用如右图所示的装置进行实验。将坐 标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。小球沿斜槽 轨道 PQ滑下后从末端 Q点水平飞出,落在水平放置的倾斜 挡板 MN上,小球落在挡板上时会在坐标纸上挤压出一个痕 迹点。移动挡板,重新释放小球,重复以上操作,坐标纸上 将留下该小球做平抛运动的一系列痕迹点。 ①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是_。 A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端必须水平 D.挡板高度必须等间距变化 ②某同学按正确的操作完成实验并描绘出小球平抛运动的 轨迹,以平抛运动的初始位置在硬板上的投影点 O为坐标原点 建立 xOy坐标系,如右图所示。从运动轨迹上选取多个点,根 据其坐标值可以验证平抛运动的轨迹符合抛物线方程 y=ax2。 若坐标纸中每个小方格的边长为 L,根据图中 M点的坐标 值,可以求出 a=_。 高一物理试题 第 5页 共 8页 16.(4分) 如图所示是探究向心力大小 F与质量 m、角速度 及半 径 r之间关系的实验装置。转动手柄 1,可使变速塔轮 2和 3以及长槽 4和短槽 5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔 轮 2和 3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以几种 不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由 横臂 6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂 6的杠杆作用使弹簧测 力套筒 7下降,从而露出标尺 8,标尺 8上露出的红白相间的等分格子与两个球所受的向 心力成正比,那么: (1)现将两小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的 关系,下列说法正确的是 A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验 (2)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的转动半径为右边小球的 2倍时, 发现右边标尺露出的红白相间的等分格子为左边的 2倍,那么,左边塔轮与右边塔轮转 动的角速度大小之比为_。 17.(6分) 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止 下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,对纸带上点迹间的距离 进行测量,可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为 g。 (1)下列器材中,在本实验中需要使用的有_; A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.螺旋测微器 (2)如下图所示,根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点 A、B、C、D、E, 通过测量并计算出点 B距起始点 O的距离为 x0,B、C两点间的距离为 x1,C、D两点间 的距离为 x2,若相邻两点的打点时间间隔为 T,重锤质量为 m,根据这些条件计算重锤从 释放到打下 C点时的重力势能减少量 Ep=_,动能增加量 Ek=_。 高一物理试题 第 6页 共 8页 18.(9分) 如图甲所示,质量 m = 1.0 kg的物体静止在光滑水平地面上,从 t = 0时起,受到水 平力 F作用,力 F与时间 t的关系如图乙所示,取向右为正方向,重力加速度 10g m/s2。 求: (1)物体在前 2 s时间内运动的加速度大小 a1; (2)物体在前 2 s内运动的位移大小 x1; (3)物体在第 4 s末的速度大小 v。 19.(9分) 流体一般是指液体流、气体流等,质量具有连续性。水和空气是常见的流体。对于 此类流体问题,可沿流速的方向选取一小段柱形流体(微元)作为研究对象。 (1)如图所示,环保人员在一次检查时发现,有一根管壁厚度不计的排污管正在向 外排出大量污水。这根管道水平放置,排污管的直径为 D, 管口到水面的高度为 H,管口到污水落点的水平距离为 x,忽 略一切阻力,D H ,已知重力加速度为 g,估算: ①污水从管口流出的速度 v; ②该管道排水的流量 Q(即每秒钟排出污水的体积)。 (2)如图所示,风力发电机能将风能(即空气的动能)转化为 电能,当风吹过叶片时,由于空气动力的效应带动叶轮转动,叶轮 通过主轴连接齿轮箱带动发电机发电。已知某风力发电机接收风能 的有效面积为 S,空气密度为 ,当地风速为 v,风能转化为电能的 效率为 ,求: ①在时间 t 内经过有效面积 S的空气的体积 V ; ②该风力发电机发电的平均功率 P。 F 甲 0 F/N 乙 t/s -1 2 2 4 高一物理试题 第 7页 共 8页 20.(10分) 篮球气压过高或过低都会影响篮球的弹性和手感,从而影响球员的技术发挥。简易 的测试方法是在平坦的硬质水平地面上,让篮球从 180cm的高度自由落下,反弹高度在 125cm至 140cm之间即表示篮球气压正常。 某次检测中,运动员使篮球从距水平地面高度为 h1=1.8 m处由静止自由落下,反弹 高度为 h2=1.25 m。设篮球始终在竖直方向做一维运动,已知篮球质量为 m=0.60 kg,重 力加速度 g=10 m/s2,不计空气阻力。 (1)求此次碰撞过程中篮球损失的机械能 E ; (2)篮球每次因碰撞损失的机械能会随着碰前动能的减小而减小,设篮球每次与地 面碰撞前后的动能的比值不变。若使篮球从距地面 h3=1 m的高度由静止下落,并在开始 下落的同时向下拍球,球落地后反弹的高度也为 1 m。求拍球过程中人对篮球做的功W ; (3)在实际拍球过程中,篮球上升到某高度时,手就会接触篮球并对球施加一个向 下的阻力 F1,球和手一起运动距离 s后上升到最高点。然后手对球施加向下的动力 F2, 通过相同的距离 s后,篮球与手分开。手对球的两次作用力均视为恒力,拍球过程中篮 球距离地面的最大高度相同。通过分析比较 F1、F2大小关系。 高一物理试题 第 8页 共 8页 21.(12分) 在研究某些复杂的曲线运动时,可以采用运动的合成与分解的方法。 在水平面...内.建立 xOy坐标系,以点 O为坐标原点。从 t = 0开始,质量为 m = 2.0 kg 的滑块从坐标原点 O出发,初速度 v0=4m/s,方向为 x轴正方向。 (1)从 t = 0开始,若滑块受到沿 x轴负方向的水平恒力 F1作用,F1 = 4.0 N。求: a.滑块沿 x轴正方向运动的最大距离 xm; b.滑块回到坐标原点的时间 t; (2)从 t = 0开始,除 F1外,滑块同时还受到沿 y轴 正方向的恒力 F2的作用,F2 = 3.0 N。 a.在右图所示的坐标系内定性画出滑块的运动 轨迹,并标明关键坐标; b.求运动过程中滑块的最小速率 v。 y/m x/m0 14 6 高一物理试题评分参考 第 1页 共 2页 石景山区 2023-2024 学年第二学期高一期末 物理试卷答案及评分参考 第一部分共 14 题,每题 3分,共 42 分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A C A B C B A A C B D B D D 第二部分共 7 题,共 58 分。 15.(8分)(1)同时 (2分);改变高度进行实验(2分) (2)AC (2分); 1 5L (2分) 16.(4分)(1)A(2分);(2)1:2(2分) 17.(6分)(1)B(2分);(2) 0 1( )mg x x (2分); 21 21 ( ) 2 2 x xm T (2分) 18.(9分) (1)由牛顿运动定律 1F ma ;前 2s内 F1=2N,解得 a1 = 2 m/s2 (3分) (2)由运动学规律 21 1 1 1 2 x a t ; 解得 x1 = 4 m (3分) (3)2s后物体向前做匀减速运动,F2=1N,加速度 22 Fa m = 1m/s2 由运动学规律 1 1 2 2 2m/sa t a t v (3分) 19.(9分) (1)① 在水流中取一小段水柱,视为微元,该微元做平抛运动 由 x vt 21 2 H gt 解得 2 gv x H (3分) ②水管横截面积为 S,流量 2 4 2 V Sv t D x gQ t t H (2分) (2)① 空气柱的体积 V Sv t (2分) ② t 内风力发电机接收的风能 21 2k E mv 其中 m Sv t 发电的平均功率 k EP t 31 2 Sv (2分) 高一物理试题评分参考 第 2页 共 2页 20.(10分) (1)篮球与地面碰撞时损失的机械能 1 2 3.3JE mgh mgh (2分) (2)篮球与地面碰撞前、后瞬间的动能比值为 1 1 2 2 k k E mghk E mgh 对篮球下落过程,根据动能定理有 3 k1 0W mgh E 对篮球上升过程,根据动能定理有 3 k20mgh E 联立解得 2.64JW (4分) (3)设篮球距离地面的最大高度为 h,与地面碰撞前、后瞬间的动能分别为 kE 、 kE , 对篮球上升过程,根据动能定理有 1 k0F s mgh E 对篮球下落过程,根据动能定理有 2 0kF s mgh E 由题意可知 kkE E 可得 2 1F F (4分) 21.(12分) (1)a.物体沿 x轴正方向先做匀减速运动,减速为零后沿 x轴负方向做匀加速运动, 21 2m/sx Fa m 最大距离 2 0 4m 2m x vx a (2分) b.减速时间 1 2s x vt a ,返回原点的时间 12 4st t (2分) (2)a.物体沿 y轴正方向做匀加速直线运动, 22 1.5m/sy Fa m x方向速度为零时,物体沿 y轴正方向运动 21 1 1 3m 2 y y a t 物体再次回到 y轴时,沿 y轴正方向运动的距离 21 12m 2m y y a t ,运动轨迹如右图所示 (4分) b.物体沿 x轴正方向做匀变速直线运动 0x xv v a t 物体沿 y轴正方向做匀加速直线运动 y yv a t 根据运动的合成与分解 2 2 2 t x yv v v 带入数据,化简可得 2 2 25 16 16 4t v t t 可知 t=1.28s时物体速度最小, 2.4m/sv (4分) y/m 12 x/m0 14 64 3