精品解析：湖南省张家界市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

张家界市2024年普通高中一年级第二学期期末联考 物理试题卷 考生注意：本试卷由单选题、多选题、实验题、计算题四部分组成，共6页，考试时量75分钟，满分100分。考生必须在答题卡上答题，在草稿纸、试题卷上答题无效。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理 B. 爱好者在某点所受合外力方向可能竖直向下 C. 爱好者在某点的速度方向可能与加速度方向共线 D. 若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．任何曲线运动都可拆分为小段的圆周运动来处理，故A正确； B．曲线运动中，合外力方向指向轨迹弯曲的凹侧，故B错误； C．曲线运动速度方向和加速度方向不能共线，故C错误； D．若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者速度将增大，故D错误。 故选A。 2. 物理来源于生活，也可以解释生活。如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中人和飞椅在水平面内做匀速圆周运动时，人的速度保持不变 B. 图乙中砂轮打磨下来的炽热微粒离开砂轮时，它的速度方向一定是沿着该处的切线方向的 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面压力越大 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中人和飞椅在水平面内做匀速圆周运动时，人的速度大小保持不变，方向时刻发生变化，故A错误； B．图乙中砂轮打磨下来的炽热微粒离开砂轮时，它的速度方向一定是沿着该处的切线方向的，故B正确； C．图丙中汽车过拱桥最高点时，根据牛顿第二定律可得 可得 根据牛顿第二定律可得汽车对桥面的压力大小为 可知速度越大，对桥面的压力越小，故C错误； D．图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的实际力不足以提供所需的向心力，故D错误。 故选B。 3. 骑共享单车上下班是践行“低碳生活，绿色出行”的方式之一，如图所示，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A、C两点同轴转动，则A、C两点角速度相等，则有 根据，可知A、C两点的线速度大小之比为 B、C两点的线速度大小相等，则有 根据，可知B、C两点角速度之比为 综上分析可知 ， 故选D。 4. 2023年10月张家界市第七届运动会上，两同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10m，两同学和秋千踏板的总质量为100kg，绳的质量可忽略不计，两同学可视为质点，当两同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，则此时每根绳子平均承受的拉力为（　　） A. 500N B. 610N C. 820N D. 1000N 【答案】C 【解析】 【详解】以同学和秋千整体作为研究对象，整体受到竖直向下的重力以及竖直向上的绳子的拉力，令每根绳子的拉力为T，绳长为l，根据牛顿第二定律有 解得 故选C。 5. 如图所示，我国空间站在离地面高约400km的圆轨道运行，航天员在空间站中每天可看到16次日出，下列说法正确的是（　　） A. 空间站的运行速度大于7.9km/s B. 空间站的运行周期约为90min C. 航天员“飘浮”在空间站中不动时处于平衡状态 D. 由于稀薄大气的影响，如不加干预，运行一段时间后空间站的动能会减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．7.9km/s是卫星在轨道运行的最大速度，所以空间站在轨道运动的线速度都不会大于7.9km/s，故A错误； B．地球自转周期为24h，所以空间站的公转周期为 故B正确； C．航天员“飘浮”在空间站中不动时万有引力完全提供向心力，处于完全失重状态，故C错误； D．由于稀薄大气的影响，如不加干预，运行一段时间后空间站的机械能减小，空间站将变轨到低轨道运行，动能会增大，故D错误。 故选B。 6. 喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出，且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的半径为，不计水柱运动过程中受到的空气阻力，请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（    ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】喷出水的初速度为 在时间内喷出水的质量为 则电动机输出功率 代入数据解得 故选C。 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20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） 7. 某企鹅在距海面高h处，以速度大小为如图所示的方向斜向上跳出，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 企鹅经过最高点时动能为零 B. 若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，则落水时速度大小相等 C. 重力做功为 D. 企鹅的速度大小不变，方向不断改变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．不计空气阻力，企鹅做斜上抛运动，企鹅经过最高点时动能不0，故A错误； B．若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，由动能定理知，重力做功等于动能的增加量，则两种情况落水时速度方向不同，大小相同，故B正确； C．以海面为零势能面，由机械能守恒知 则重力做功为 故C正确； D．企鹅做斜上抛运动，速度方向和大小不断变化，故D错误； 故选BC。 8. 工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（　　） A. 工件运动的速度 B. 若工件运动的速度与水平方向夹角为，则 C. 2s内工件的位移大小为 D. 若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．工件有两垂直的分运动合成，合速度大小为 故A正确； B．若工件运动的速度与水平方向夹角为，可得 故B错误； C．2s内工件的位移大小为 故C正确； D．若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动为 故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，配有转盘的中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动，若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘的半径为r，餐桌的半径为R，重力加速度为g，转盘与桌面的高度差不计，下列说法正确的是（　　） A. 当转盘的角速度增至时，小碗相对转盘开始滑动 B. 若，小碗最终会从桌面滑落 C. 若小碗未滑离桌面，则R不会小于 D. 小碗由静止到即将滑动的过程中，转盘对小碗做的功为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小碗即将滑动时有 解得 ， 故A正确； B．小碗滑动后沿转盘边缘滑出，若未能滑到桌面边缘，根据牛顿第二定律可得 由 可知小碗不会从桌面边缘滑落。故B错误； C．小碗未滑离桌面需满足 故C正确； D．根据动能定理可得 故D正确。 故选ACD。 10. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。现有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车从a到b的加速度大小为 C. 汽车能够获得的最大速度为25m/s D. 汽车从b到c过程中运动的位移为368.75m 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．根据 可得 因给定图像bc是过原点的直线，可知在bc段汽车以恒定的功率启动，此时汽车的功率为 由图像可知汽车能达到的最大速度 则阻力 故A错误，C正确； B．汽车从a到b汽车的牵引力为F=104N，则加速度大小为 故B错误； D．从b到c由动能定理 解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做__________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做__________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔__________s曝光一次，小球平拋初速度为__________（当地重力加速度大小）。 【答案】（1） ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动； [2]因为观察到现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得 解得 [2]在水平方向，根据匀速直线运动可得 12. 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（　　） A. B. C. D. （2）除上图中所示的装置之外，还必须使用的器材是（　　） A. 直流电源、天平（含砝码） B. 直流电源、刻度尺 C. 交流电源、天平（含砝码） D. 交流电源、刻度尺 （3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量∆Ep=________J；重物的动能增加量∆Ek=________J（结果保留3位有效数字）。 （4）甲同学多次实验，以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度g=________m/s2。（结果保留3位有效数字） 【答案】（1）A （2）D （3） ①. 1.82 ②. 1.71 （4）9.67 【解析】 【小问1详解】 在本实验中应将纸带的一端与重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。 故选A。 小问2详解】 由于打点计时器所使用的电源为低压交流电源，所以实验中除图中所示的装置之外，还必须使用的器材为低压交流电源和刻度尺，刻度尺用来测量纸带上计数点间的距离，不需要测量重物的质量，所以不需要天平。 故选D。 【小问3详解】 [1]重物重力势能的减少量为 [2]经过B点的速度大小为 所以重物的动能增加量为 小问4详解】 若重物下落过程机械能守恒，则 所以 结合图像可得 所以 四、计算题（本题共3小题， 13题12分，14题12分，15题14分，共38分） 13. 如图所示，某摩托车大赛中，一人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过宽x=12m的壕沟，沟对面水平路面比A处低h=1.8m。取重力加速度大小g=10m/s2，空气阻力不计。求： （1）摩托车在空中飞行的时间； （2）摩托车开始飞越壕沟的初速度的最小值； （3）摩托车落地时的最小速度方向与水平路面间夹角的正切值。 【答案】（1）t=0.6s；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）摩托车从A处越过壕沟的过程做平抛运动，有 解得 t=0.6s （2）摩托车恰好越过壕沟时的初速度即为所求最小初速度，有 解得 （3）设最小速度方向与水平路面间夹角为θ，由几何关系可得 解得最小速度方向与水平路面间夹角的正切值 14. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”并成功返回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为，已知月球的半径为，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球、月球自转的影响，引力常量为G，球体体积公式为，r为球体半径，求： （1）地球的质量； （2）月球的平均密度； （3）月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在地球表面为 解得地球的质量为 （2）在月球表面为 解得月球的质量为 又 解得月球的平均密度为 （3）根据万有引力提供向心力可得 可得月球的第一宇宙速度为 15. 儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。如图所示，游戏装置固定在水平地面上，由弧形轨道AB，竖直圆轨道BMCND，水平直轨道DE平滑连接而成，弧形轨道底端与圆轨道间略错开，不影响小球旋转后进入水平轨道。已知圆轨道半径R 1.6m，弧形轨道和圆轨道均光滑，小球与水平直轨道DE间的动摩擦因数从D开始沿轨道均匀减少1.0-0.1x（x为到D端的距离）。质量m 1kg 的小球从离地高h处由静止释放。(重力加速度大小g=10m/s2，空气阻力不计) （1）若小球能通过轨道的最高点C，则h至少多大； （2）若小球不脱离轨道，且小球能进入水平直轨道的光滑区域，求h的取值范围； （3）若在竖直圆轨道D点正上方开一段缺口MN，M、N 点关于OC 对称，小球能沿路径BMND运动，当缺口所对的圆心角为多大时h最小？h的最小值为多少？ 【答案】（1）h1=4m；（2）h2>5m；（3）时，h有最小值1.6(1+) m 【解析】 【详解】（1）如小球恰好通过C点，由重力提供向心力 对小球从开始下滑到C点过程，由动能定理得 解得 h1=4m （2）小球从圆轨道下滑在DE段减速运动，设恰减速x后进入光滑区域。对小球运动的全过程，由动能定理 由 0=1.0-0.1x 解得 x=10m 带入 x=50 J 可得 h2=5m 故 h2>5m （3）要使小球飞过缺口经过N点回到圆环，从释放到M点，由动能定理 从M到N的斜抛过程 解得 取等号时，可知当时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 张家界市2024年普通高中一年级第二学期期末联考 物理试题卷 考生注意：本试卷由单选题、多选题、实验题、计算题四部分组成，共6页，考试时量75分钟，满分100分。考生必须在答题卡上答题，在草稿纸、试题卷上答题无效。 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理 B. 爱好者在某点所受合外力方向可能竖直向下 C. 爱好者在某点的速度方向可能与加速度方向共线 D. 若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小 2. 物理来源于生活，也可以解释生活。如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中人和飞椅在水平面内做匀速圆周运动时，人的速度保持不变 B. 图乙中砂轮打磨下来炽热微粒离开砂轮时，它的速度方向一定是沿着该处的切线方向的 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 3. 骑共享单车上下班是践行“低碳生活，绿色出行”的方式之一，如图所示，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 2023年10月张家界市第七届运动会上，两同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10m，两同学和秋千踏板的总质量为100kg，绳的质量可忽略不计，两同学可视为质点，当两同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，则此时每根绳子平均承受的拉力为（　　） A. 500N B. 610N C. 820N D. 1000N 5. 如图所示，我国空间站在离地面高约400km的圆轨道运行，航天员在空间站中每天可看到16次日出，下列说法正确的是（　　） A. 空间站的运行速度大于7.9km/s B. 空间站的运行周期约为90min C. 航天员“飘浮”在空间站中不动时处于平衡状态 D. 由于稀薄大气的影响，如不加干预，运行一段时间后空间站的动能会减小 6. 喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出，且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的半径为，不计水柱运动过程中受到的空气阻力，请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（    ） A. B. C. D. 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20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） 7. 某企鹅在距海面高h处，以速度大小为如图所示的方向斜向上跳出，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 企鹅经过最高点时动能为零 B. 若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，则落水时速度大小相等 C. 重力做功为 D. 企鹅的速度大小不变，方向不断改变 8. 工业机器人的普及使工厂的生产效率大大提高，某生产线上机器人的部分构造如图所示，高为的支架竖直放置在长为的水平轨道上，支架顶端的电动机可以拉动工件以的速度匀速上升，同时水平轨道右端的电动机可以拉动支架以的速度匀速向右运动。在正常工作过程中下列说法正确的是（　　） A. 工件运动的速度 B. 若工件运动的速度与水平方向夹角为，则 C. 2s内工件的位移大小为 D. 若工件上升高度为4m，则工件同时向右移动6m 9. 如图所示，配有转盘中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动，若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘的半径为r，餐桌的半径为R，重力加速度为g，转盘与桌面的高度差不计，下列说法正确的是（　　） A. 当转盘的角速度增至时，小碗相对转盘开始滑动 B. 若，小碗最终会从桌面滑落 C. 若小碗未滑离桌面，则R不会小于 D. 小碗由静止到即将滑动的过程中，转盘对小碗做的功为 10. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。现有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为20s。下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为 B. 汽车从a到b的加速度大小为 C. 汽车能够获得最大速度为25m/s D. 汽车从b到c过程中运动的位移为368.75m 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 11. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中： （1）如图甲所示实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做__________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做__________； （2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平拋运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔__________s曝光一次，小球平拋初速度为__________（当地重力加速度大小）。 12. 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（　　） A. B. C. D. （2）除上图中所示的装置之外，还必须使用的器材是（　　） A. 直流电源、天平（含砝码） B. 直流电源、刻度尺 C. 交流电源、天平（含砝码） D. 交流电源、刻度尺 （3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量∆Ep=________J；重物的动能增加量∆Ek=________J（结果保留3位有效数字）。 （4）甲同学多次实验，以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度g=________m/s2。（结果保留3位有效数字） 四、计算题（本题共3小题， 13题12分，14题12分，15题14分，共38分） 13. 如图所示，某摩托车大赛中，一人骑摩托车在水平道路上行驶，要在A处越过宽x=12m的壕沟，沟对面水平路面比A处低h=1.8m。取重力加速度大小g=10m/s2，空气阻力不计。求： （1）摩托车在空中飞行的时间； （2）摩托车开始飞越壕沟的初速度的最小值； （3）摩托车落地时的最小速度方向与水平路面间夹角的正切值。 14. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”并成功返回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为，已知月球的半径为，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球、月球自转的影响，引力常量为G，球体体积公式为，r为球体半径，求： （1）地球质量； （2）月球的平均密度； （3）月球的第一宇宙速度。 15. 儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。如图所示，游戏装置固定在水平地面上，由弧形轨道AB，竖直圆轨道BMCND，水平直轨道DE平滑连接而成，弧形轨道底端与圆轨道间略错开，不影响小球旋转后进入水平轨道。已知圆轨道半径R 1.6m，弧形轨道和圆轨道均光滑，小球与水平直轨道DE间的动摩擦因数从D开始沿轨道均匀减少1.0-0.1x（x为到D端的距离）。质量m 1kg 的小球从离地高h处由静止释放。(重力加速度大小g=10m/s2，空气阻力不计) （1）若小球能通过轨道的最高点C，则h至少多大； （2）若小球不脱离轨道，且小球能进入水平直轨道的光滑区域，求h的取值范围； （3）若在竖直圆轨道D点正上方开一段缺口MN，M、N 点关于OC 对称，小球能沿路径BMND运动，当缺口所对的圆心角为多大时h最小？h的最小值为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$