精品解析：吉林省“三区九校”2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

2023~2024学年度下学期高一期末考试 物 理 试 卷 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：必修第二册，选择性必修第一册。 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. 下列是曲线运动一定具有的特点是（ ） A. 速度大小变化 B. 速度方向变化 C. 加速度大小变化 D. 加速度方向与速度方向垂直 2. 下列关于做简谐运动的物体的说法正确的是（　　） A. 简谐运动是匀变速运动 B. 物体位于平衡位置时，一定处于平衡状态 C. 简谐运动的振幅越大，则其运动的周期一定越长 D. 物体加速度和速度的变化周期均与其简谐运动的周期相等 3. 下列关于四幅图中物理现象的说法正确的是（　　） A. 图甲中光谱测速仪利用的是电磁波的多普勒效应，而机械波没有多普勒效应 B. 乙图中阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是光的衍射 C. 丙图中阳光照射茂密森林，透过树叶间有彩色的光环，是光的干涉现象 D. 丁图中偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象 4. 2024年6月2日上午6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极的艾特盆地预选着陆区，若嫦娥六号着陆前在绕月球的圆轨道上做匀速圆周运动，则利用引力常量G和下列哪组数据，可以计算出月球质量（不考虑月球自转）（　　） A. 嫦娥六号绕月球圆周运动的半径和月球表面重力加速度 B. 月球半径和月球表面重力加速度 C. 嫦娥六号到月球表面的高度和绕月球做圆周运动周期 D. 月球半径和嫦娥六号绕月球做圆周运动的线速度 5. 如图甲、乙所示是先后用两种不同的单色光通过同一套实验装置做双缝干涉实验的结果，两图中的a均为中央亮条纹，a'均为相邻亮条纹。则下列说法正确的是（　　） A. 甲图中光的波长较短 B. 甲图中光的频率较大 C. 若甲图中为蓝光，则乙图中可能为紫光 D. 若甲图中为蓝光，则乙图中可能为黄光 6. 汽车轮胎可以简单看作是以转轴为中心点的一个圆，如果这个圆上因为各部位的重量不一致，导致其重心偏离中心转轴，轮胎在围绕这个中心旋转时会产生不平衡，特别高速运转时会造成车辆抖动，因此需对轮胎进行动态平衡调整。如图所示，卸下轮胎固定在平衡机上，在轮毂上的恰当位置贴上适当质量的平衡块来补差，使整个圆质量分布均匀，就可以让其重心恢复到中心转轴。若平衡块(可视为质点)的质量为m，到转轴的距离为R，重力加速度为g，当轮胎以角速度ω匀速转动，平衡块到达与转轴等高的位置时，受到轮毂的作用力大小为（　　） A. mg B. C. D. 7. 如图所示，用起重机将质量为m的重物从地面由静止开始沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，经t0时间输出功率达到额定功率 P0后保持不变，重力加速度为g，不计空气阻力。则t0时刻重物的加速度大小等于（　　） A. 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，一名同学正在练习投篮，用力将手中篮球斜向上抛出，球在空中运行一段时间，穿篮而过，落地并在地面反弹几次后最终静止在地面上，不计空气阻力.则下列说法正确的是（　　） A. 同学将篮球从手中斜抛出的过程，篮球机械能守恒 B. 篮球在空中飞行的过程机械能守恒 C. 篮球与地面接触的过程机械能守恒 D. 篮球抛出后到最终静止在地面的过程，篮球机械能减小 9. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，经0.2s波形变为图中虚线所示，已知a为平衡位置为x=1.0m处的质点，b为平衡位置为x=1.8m处的质点.则下列说法正确的是（　　） A. t=0时刻，质点a的振动方向与位移方向相同 B. 波的波速大小可能为37m/s C. 波的周期可能为1.2s D. 若波的周期为 2.4s，则在0~0.2s内质点b运动的路程为 10. 如图所示，平静的湖面上静止一质量为M的小船，在船水平甲板上固定一竖直轻质挡板，有一质量为m的木块（可视为质点）紧靠挡板，两者间夹有火药（大小和质量均不计），木块到船右端距离为L，已知M：m=2：1，忽略水的阻力及其他一切摩擦。某时刻引爆火药，木块与小船被迅速弹开。则下列说法正确的是（　　） A. 引爆火药的前后，木块与小船组成的系统动量守恒，机械能不守恒 B. 木块离开小船瞬间，木块与小船的速度大小之比为1：1 C. 木块离开小船瞬间，木块与小船的动能之比为2 ：1 D. 从引爆火药到木块刚离开小船的过程，小船向左移动的距离为 三、非选择题：本题共5 小题，共54分. 11. 物理兴趣小组利用端午节假期组织野外物理探究活动—“利用单摆测量山顶处的重力加速度”。小组同学登到山顶后用轻质细绳系一个小钢球，竖直悬挂于O点制成一简易单摆，如图甲所示.然后用随身携带的测量工具测出细绳的长度为l，小钢球的直径为d，然后将小钢球拉开一个小角度，由静止释放，使其在竖直平面内摆动，用秒表测出单摆完成N次全振动所用的时间为t。 （1）则单摆周期 T=_________(用N、t表示)； （2）改变细绳长度，重复以上步骤多次测量和计算，绘制图像如图乙所示，该图线不过原点的原因是________________________，已知此图线与纵轴的截距为b，则由图像可求得山顶处的重力加速度g=_______（用b、d表示）。 12. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是___________； A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码） （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化了___________动能变化了 ___________； （3）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是___________。 13. 如图所示为一水面足够大的景观水池的截面图，水面到池底的高度为 H，池底处有一单色点光源 P，发现从P 发出的与竖直方向成37°的一束光线，射到水面的O点后反射光线与折射光线恰相互垂直。求： （1）水对该单色光的折射率n； （2）水面能被照亮的区域面积S。（不考虑多次反射） 14. 如图所示，光滑水平面上放有A、B两小球，B球静止，某时刻给A球一个水平向右的速度，一段时间后A、B发生正碰，已知A球质量为A、B两球碰撞过程的相互作用时间为。 （1）若B球质量为，且碰后B球获得水平向右的速度。求碰后A球的速度以及碰撞过程中A、B两球之间的平均作用力的大小； （2）若B球质量可调节，A球仍以速度与静止的B球正碰，碰后A、B两球的动量大小为。求B球的质量的范围。 15. 如图所示是一种趣味游戏装置的简化示意图，水平地面上固定光滑竖直杆，有一质量为的带孔小球（可视为质点）穿在杆上，在直杆的上端处平滑连接一小段光滑圆弧（该圆弧半径足够小可以忽略，圆弧上末端水平），在直杆正前方地面上放有一长槽（槽的厚度及两端槽口的高度均可忽略不计）。操作者需在点静止释放小球的瞬间对小球迅速向下拍打，使小球向下运动并与地面碰撞后返回，然后从圆弧末端水平飞出，并落入长槽中即为游戏成功（小球落入槽内不反弹）。已知直杆高度、直杆到槽左端的距离以及长槽的长度均为，每次小球与地面碰撞前后瞬间的速度大小之比恒定，不计空气阻力，重力加速度为。 （1）若要求游戏成功，求小球从圆弧末端水平飞出的初速度的大小范围； （2）若某次游戏，操作者从点静止释放小球时未向下拍打，小球在与地面碰后反弹上升的最大高度为，求小球与地面碰撞前后瞬间的速度大小之比； （3）若要求游戏成功，则在点静止释放小球的瞬间，求操作者需迅速向下拍打对小球做功大小应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023~2024学年度下学期高一期末考试 物 理 试 卷 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：必修第二册，选择性必修第一册。 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. 下列是曲线运动一定具有的特点是（ ） A. 速度大小变化 B. 速度方向变化 C. 加速度大小变化 D. 加速度方向与速度方向垂直 【答案】B 【解析】 【详解】AB．曲线运动的特点是速度方向不断变化，而速度大小可以变化也可以不变，选项A错误，B正确； C．曲线运动的加速度一定不为零，加速度大小不一定变化，例如平抛运动，选项C错误； D．曲线运动的加速度方向与速度方向不一定垂直，例如平抛运动（抛出点除外），选项D错误。 故选B。 2. 下列关于做简谐运动的物体的说法正确的是（　　） A. 简谐运动是匀变速运动 B. 物体位于平衡位置时，一定处于平衡状态 C. 简谐运动的振幅越大，则其运动的周期一定越长 D. 物体加速度和速度的变化周期均与其简谐运动的周期相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．简谐运动的物体速度随时间周期性变化，是非匀变速运动，故A 错误； B．处于平衡位置，物体的回复力一定为零，但合力不一定为零，也不一定处于平衡状态，故B错误； C．振幅大小与周期大小无必然联系，故C错误； D．在简谐运动中，振子的位移、回复力、加速度和速度的周期均等于简谐运动的周期，故D正确。 故选D。 3. 下列关于四幅图中物理现象的说法正确的是（　　） A. 图甲中光谱测速仪利用的是电磁波的多普勒效应，而机械波没有多普勒效应 B. 乙图中阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是光的衍射 C. 丙图中阳光照射茂密森林，透过树叶间有彩色的光环，是光的干涉现象 D. 丁图中偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波与机械波均会发生多普勒效应，故A错误； B．阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是薄膜干涉，属于光的干涉，故B错误； C．茂密的树叶间有彩色的光环，这属于光的衍射现象，故C错误； D．偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象，故D正确。 故选D。 4. 2024年6月2日上午6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极的艾特盆地预选着陆区，若嫦娥六号着陆前在绕月球的圆轨道上做匀速圆周运动，则利用引力常量G和下列哪组数据，可以计算出月球质量（不考虑月球自转）（　　） A. 嫦娥六号绕月球圆周运动的半径和月球表面重力加速度 B. 月球半径和月球表面重力加速度 C. 嫦娥六号到月球表面的高度和绕月球做圆周运动周期 D. 月球半径和嫦娥六号绕月球做圆周运动的线速度 【答案】B 【解析】 【详解】AB．不考虑月球自转，则月球表面上的物体受到的重力等于月球对它的万有引力，有 得月球质量 故A错误，B正确； C．已知嫦娥六号到月球表面的高度和绕月球做圆周运动周期，有 但由于月球半径未知，所以不能求月球的质量，故C错误； D．已知月球半径和嫦娥六号绕月球做圆周运动的线速度，有 但由于嫦娥六号到月球表面的高度未知，所以不能求月球的质量，故D错误。 故选B。 5. 如图甲、乙所示是先后用两种不同的单色光通过同一套实验装置做双缝干涉实验的结果，两图中的a均为中央亮条纹，a'均为相邻亮条纹。则下列说法正确的是（　　） A. 甲图中光的波长较短 B. 甲图中光的频率较大 C. 若甲图中为蓝光，则乙图中可能为紫光 D. 若甲图中为蓝光，则乙图中可能为黄光 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由 可知，甲图中条纹间距大，光的波长较长，则频率较小，AB错误； CD．若甲图中为蓝光，则乙图应为频率更大的光，则可能为紫光，C正确，D错误。 故选C。 6. 汽车轮胎可以简单看作是以转轴为中心点的一个圆，如果这个圆上因为各部位的重量不一致，导致其重心偏离中心转轴，轮胎在围绕这个中心旋转时会产生不平衡，特别高速运转时会造成车辆抖动，因此需对轮胎进行动态平衡调整。如图所示，卸下轮胎固定在平衡机上，在轮毂上的恰当位置贴上适当质量的平衡块来补差，使整个圆质量分布均匀，就可以让其重心恢复到中心转轴。若平衡块(可视为质点)的质量为m，到转轴的距离为R，重力加速度为g，当轮胎以角速度ω匀速转动，平衡块到达与转轴等高的位置时，受到轮毂的作用力大小为（　　） A. mg B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】平衡块到达与转轴等高的位置时，水平方向根据牛顿第二定律有 竖直方向根据平衡条件有 受到轮毂的作用力为 解得 故选D。 7. 如图所示，用起重机将质量为m的重物从地面由静止开始沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，经t0时间输出功率达到额定功率 P0后保持不变，重力加速度为g，不计空气阻力。则t0时刻重物的加速度大小等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】0~t₀时间内，重物匀加速上升，t₀时刻的速度为 根据牛顿第二定律得 根据功率公式得 联立解得 故选A。 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，一名同学正在练习投篮，用力将手中篮球斜向上抛出，球在空中运行一段时间，穿篮而过，落地并在地面反弹几次后最终静止在地面上，不计空气阻力.则下列说法正确的是（　　） A. 同学将篮球从手中斜抛出的过程，篮球机械能守恒 B. 篮球在空中飞行的过程机械能守恒 C. 篮球与地面接触的过程机械能守恒 D. 篮球抛出后到最终静止在地面的过程，篮球机械能减小 【答案】BD 【解析】 【详解】由题目条件可知，篮球在空中飞行时，仅有重力做功，机械能守恒，从手中抛出的过程手对球做正功，机械能增大，与地面接触过程机械能减小，最终停在地面，整个过程机械能减小，BD正确，AC错误。 故选BD。 9. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，经0.2s波形变为图中虚线所示，已知a为平衡位置为x=1.0m处的质点，b为平衡位置为x=1.8m处的质点.则下列说法正确的是（　　） A. t=0时刻，质点a的振动方向与位移方向相同 B. 波的波速大小可能为37m/s C. 波的周期可能为1.2s D. 若波的周期为 2.4s，则在0~0.2s内质点b运动的路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．波沿x轴负方向传播，t=0时刻，质点a向下振动，位移为正，两者方向相反，故A错误； BC．由图可知，波长为λ=2.4m，考虑波的周期性，则有波速 2,3,…) 则周期 则可知当n=3时 v=37m/s 当n=0时 故B正确，C错误； D．b质点的振动方程为 将t=0.2 s代入，解得 则路程为 s= 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，平静的湖面上静止一质量为M的小船，在船水平甲板上固定一竖直轻质挡板，有一质量为m的木块（可视为质点）紧靠挡板，两者间夹有火药（大小和质量均不计），木块到船右端距离为L，已知M：m=2：1，忽略水的阻力及其他一切摩擦。某时刻引爆火药，木块与小船被迅速弹开。则下列说法正确的是（　　） A. 引爆火药的前后，木块与小船组成的系统动量守恒，机械能不守恒 B. 木块离开小船瞬间，木块与小船的速度大小之比为1：1 C. 木块离开小船瞬间，木块与小船的动能之比为2 ：1 D. 从引爆火药到木块刚离开小船的过程，小船向左移动的距离为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．爆炸过程，内力远大于外力，则动量守恒，机械能增大，A正确； B．由动量守恒有 解得 B错误； C．动能之比为 C正确； D．由人船模型有 解得 D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5 小题，共54分. 11. 物理兴趣小组利用端午节假期组织野外物理探究活动—“利用单摆测量山顶处的重力加速度”。小组同学登到山顶后用轻质细绳系一个小钢球，竖直悬挂于O点制成一简易单摆，如图甲所示.然后用随身携带的测量工具测出细绳的长度为l，小钢球的直径为d，然后将小钢球拉开一个小角度，由静止释放，使其在竖直平面内摆动，用秒表测出单摆完成N次全振动所用的时间为t。 （1）则单摆周期 T=_________(用N、t表示)； （2）改变细绳长度，重复以上步骤多次测量和计算，绘制图像如图乙所示，该图线不过原点的原因是________________________，已知此图线与纵轴的截距为b，则由图像可求得山顶处的重力加速度g=_______（用b、d表示）。 【答案】（1） （2） ①. 小球半径的影响 ②. 【解析】 【小问1详解】 用秒表测出单摆完成N次全振动所用的时间为t，周期即完成一次全振动的时间，则有 【小问2详解】 [1]设小球半径为，根据单摆周期公式可得 可得 可知图线不过原点的原因是小球半径的影响； [2]根据 可知图线与纵轴的截距为 又 联立可得山顶处的重力加速度为 12. 利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是___________； A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码） （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化了___________动能变化了 ___________； （3）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是___________。 【答案】 ①. AB##BA ②. mghB ③. ④. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 【解析】 【详解】（1）[1]打点计时器需要用到交流电源，在测量纸带上两点间的长度需要刻度尺，由公式 可得质量m可以约掉，所以不需要测量重物的质量。 故选AB。 （2）[2][3]从O点到B点重物的重力势能减少了 由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得打B点时的速度 则打B点时，重物的动能的增加量为 （3）[4] 实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。 13. 如图所示为一水面足够大的景观水池的截面图，水面到池底的高度为 H，池底处有一单色点光源 P，发现从P 发出的与竖直方向成37°的一束光线，射到水面的O点后反射光线与折射光线恰相互垂直。求： （1）水对该单色光的折射率n； （2）水面能被照亮的区域面积S。（不考虑多次反射） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）单色光与竖直方向成37°角的光线入射到水面的O点，则在水中的入射角为 反射光线和折射光线恰好相互垂直，则在空气中的折射角为 由折射定律解得水对该单色光的折射率为 （2）此单色光的临界角为 点光源在水面上照亮的为一圆面，当入射到水面的角恰好为临界角时，圆面半径最大，设为r，根据题意画出光路图如图所示，由几何关系有 则照亮的最大面积为 14. 如图所示，光滑水平面上放有A、B两小球，B球静止，某时刻给A球一个水平向右的速度，一段时间后A、B发生正碰，已知A球质量为A、B两球碰撞过程的相互作用时间为。 （1）若B球质量为，且碰后B球获得水平向右的速度。求碰后A球的速度以及碰撞过程中A、B两球之间的平均作用力的大小； （2）若B球质量可调节，A球仍以速度与静止的B球正碰，碰后A、B两球的动量大小为。求B球的质量的范围。 【答案】（1），方向水平向右（2）或 【解析】 【详解】（1）以水平向右方向为正方向，由动量守恒定律有 代入数据解得 即碰后球速度大小为，方向水平向右； 对B由动量定理有 代入数据解得 （2）以水平向右方向为正方向，碰前A球动量为 设碰后球动量为，B球动量为，若碰后A、B同向运动，则有 由动量守恒有 碰后应满足A球速度小于B球速度，则有 碰后系统机械能不增加，则有 联立解得 若碰后A、B反向运动，则有 由动量守恒有 碰后系统机械能不增加，则有 联立解得 综上可得：碰后A、B同向运动，则；碰后A、B反向运动，则。 15. 如图所示是一种趣味游戏装置的简化示意图，水平地面上固定光滑竖直杆，有一质量为的带孔小球（可视为质点）穿在杆上，在直杆的上端处平滑连接一小段光滑圆弧（该圆弧半径足够小可以忽略，圆弧上末端水平），在直杆正前方地面上放有一长槽（槽的厚度及两端槽口的高度均可忽略不计）。操作者需在点静止释放小球的瞬间对小球迅速向下拍打，使小球向下运动并与地面碰撞后返回，然后从圆弧末端水平飞出，并落入长槽中即为游戏成功（小球落入槽内不反弹）。已知直杆高度、直杆到槽左端的距离以及长槽的长度均为，每次小球与地面碰撞前后瞬间的速度大小之比恒定，不计空气阻力，重力加速度为。 （1）若要求游戏成功，求小球从圆弧末端水平飞出的初速度的大小范围； （2）若某次游戏，操作者从点静止释放小球时未向下拍打，小球在与地面碰后反弹上升的最大高度为，求小球与地面碰撞前后瞬间的速度大小之比； （3）若要求游戏成功，则在点静止释放小球的瞬间，求操作者需迅速向下拍打对小球做功大小应满足的条件。 【答案】（1）或；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从圆弧末端飞出后做平抛运动：竖直方向有 水平方向有 要使游戏成功，则应满足 联立解得 （或） （2）设小球碰地前瞬间的速度大小为，碰地后瞬间的速度大小为，则由静止释放后，下落过程由机械能守恒定律有 同理，碰地后上升过程有 联立解得 （3）小球碰地前瞬间的速度大小为，碰地后瞬间的速度大小为，反弹后到达点时（即从圆弧末端飞出的初速度）的速度大小为，小球下落的过程由动能定理有 同理，碰后上升过程有 由（2）可知 联立解得 由（1）可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $