河北省邢台市第一中学2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

邢台市2023一2024学年高一（下）期末测试 物 理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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，再选涂其他答案标号。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。 4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第六章到第八章，选择性必修第一册 第一章。 一、单项选择题：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.不计空气阻力，在下列运动员的运动过程中，运动员的动能和势能的总和保持不变的是 A.撑竿跳高运动员在竿的作用下加速上升的过程 B蹦床运动员从开始下落至落到蹦床最低点的过程 C.跳高运动员从跳离地面至上升到最高点的过程 D.跳伞运动员跳伞时降落伞打开后减速下降的过程 2.科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献，下列说法正确的是 A托勒密否定了地心说，提出了日心说 B.第谷利用大量天文数据归纳出了行星运动三定律 C.牛顿利用万有引力定律推算并观察到了海王星的存在 D.爱因斯坦提出的相对论没有全面否定牛顿力学 3.如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。一 质量为m的游客坐在座椅上随过山车一起匀速转动，当游客经过圆 轨道最低点时，对座椅的压力恰好为自身重力的2倍，重力加速度大 小为g,游客及座椅整体可视为质点，则游客经过圆轨道最高点时 A.速度大小为√gR B处于超重状态 C处于平衡状态 D.向心力大小为2mg 4.如图所示，一玩具小车以一定的速度从光滑斜面a点冲上斜面，到达最高点b后又滑回a点处， 整个过程所用时间为t,已知玩具小车的质量为m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是 A.斜面对玩具小车的支持力的冲量为零 B.玩具小车受到的重力的冲量大小为mg C.玩具小车受到的合力的冲量大小为零 U玩具小车动量的变化量大小为零 【高一物理第1页（共6页）】 5.某辆汽车顶部用细线悬挂一个小球P,现使该车在水平路面上做转弯测试，测试时汽车可视为 在做半径为30的匀速圆周运动。从车正后方看，车内小球的位置如图所示，此时细线与竖直 方向的夹角为37°。已知车胎与路面间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的号，sn37°=0.6， cos37°=0.8，取重力加速度大小g=10m/s2,汽车可视为质点。下列说法正确的是 A.汽车此时的向心加速度大小为8m/s2 B.汽车此时的线速度大小为20m/s 左 C.汽车此时的角速度大小为2rad/s D.汽车通过该弯道允许的最大速度为4√15m/s 777777777777777 6.北京时间2024年5月29日16时12分，我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷 神星一号海射型遥二运载火箭，搭载发射的天启星座25星至28星顺利进入预定轨道，飞行 试验任务获得圆满成功。如图所示，发射卫星时先将卫星发射至近地轨道I,在近地轨道I 上的A点加速后进入转移轨道Ⅱ，在转移轨道Ⅱ上的远地点B加速后进人预定轨道Ⅲ。已 知近地轨道I的半径为1，预定轨道Ⅲ的半径为2。下列说法正确的是 A.卫星在近地轨道I与预定轨道Ⅲ上运行的速率之比为r：r2 近地轨道I B.卫星在转移轨道Ⅱ上A、B点的加速度大小之比为r22：2 C.卫星在近地轨道I与转移轨道Ⅱ上运动的周期之比为r2： B D.卫星在近地轨道I上运行时的机械能比在预定轨道Ⅲ上运行 时的机械能大 转移轨道 一预定轨道Ⅲ 7.如图所示，在篮球训练中，运动员将质量为m的篮球从O点（图中未画出）以速度%水平抛 出，经过A、B两点时，速度方向与水平方向的夹角分别为30°、45°，重力加速度大小为g,取O 点所在水平面为重力势能的参考平面，不计空气阻力，下列说法正确的是 A.篮球运动到B点时重力做功的瞬时功率为√2mg B篮球从O点运动到A点重力做的功为mw C.篮球从O点运动到B点下降的高度为 D.篮球在B点的机械能为号m2 777777777 二、多项选择题：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.图为一风杯风速计，三个风杯对称固定在同一水平面内互成120°角的三叉支架末端，由风杯 转动的快慢可以判断风速的大小。某次风速保持不变时，风杯绕转轴匀速转动。下列说法正 确的是 A.风速越大，则风杯转动的周期越小 风杯 B.风杯匀速转动时受到的合力为0 -转轴 C.任意时刻三个风杯转动的线速度都相同 D.若风速增大导致风杯加速转动，则风杯受到的合力不指向转轴 【高-物理第2页（共6页）】 9.如图所示，静止在光滑的水平面上的物块乙、丙通过处于原长的轻质弹簧连接。离物块乙有 一定距离的物块甲以大小为4/s的初速度水平向左运动，物块甲、乙碰撞（碰撞时间极短） 后粘在一起运动。已知物块甲、乙、丙的质量分别为0.1kg、0.3kg、0.6kg,弹簧始终在弹性 限度内。下列说法正确的是 A.物块甲、乙碰撞时物块甲、乙、丙构成的系统机械能守恒 B.弹簧压缩至最短时物块丙的速度大小为0.4m/s 丙M C.弹簧的弹性势能最大值为0.72J D.物块丙的最大速度为0.8m/s 10.套在固定点O上的轻杆两端分别固定小球A、B(可看成质点)，小球A、B到O点的距离分 别为2L、L。当小球A、B绕O点转动时，小球A经过最高点时速度大小为√gL。已知小球 A、B的质量均为m,重力加速度大小为g,不计空气阻力和O点处摩擦。下列说法正确的是 A小球B经过最低点时对轻杆的作用力大小为子mg B.小球B经过最高点时对轻杆的作用力大小为0 C小球A从最高点运动到最低点的过程中机械能减小量为号mgL D.小球A经过最低点时对轻杆的作用力大小为6mg 三、非选择题：共54分。 11.(7分)某同学设计了如图所示的实验装置来探究向 力传感器2一户力传感器1 心力与质量、半径的关系。水平杆光滑，竖直杆与水 平杆铰合在一起，绕过定滑轮的细线两端分别与物块 定滑轮 定滑轮 光滑水平杆 三 和力传感器连接。实验时水平杆绕竖直杆转动，物块 物块2 物块1 1和物块2跟随水平杆一起转动，力传感器上分别显 示出拉力的大小（忽略细线与定滑轮间的摩擦）。 竖直杆 (1)探究向心力与半径的关系时，物块1、2的质量需 (填“相同”或“不同”)，使物块 到竖直杆的距离 (填“相同”或“不同”)，转动水平杆，读出两个力传感器的示数。 这里用到的实验方法为 (2)实验中保持物块1的质量、物块到竖直杆的距离不变时，两次实验中力传感器1的读数 之比为1：4，则两次实验中水平杆的转速之比为 12.(9分)某实验小组采用如图甲所示的实验装置来完成“验证动量守恒定律”实验，用天平测 得A、B球的质量分别为m1和m2,O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为三个落点 的平均位置，测出M、P、N与O的距离，如图乙所示。 (1)实验时A球的质量一定要大于B球的质量的原因是 (2)为正确完成本实验，A球每次 (填“需要”或“不需要”)从同一位置由静止释放， 斜槽 (填“需要”或“不需要”)确保光滑，斜槽末端 (填“需要”或“不需 【高一物理第3页（共6页）】 要”)确保水平。 (3)某次实验时测得A、B球的质量之比m1：m2=2：1,则在实验误差允许范围内，当关系 式52=（用s1、5g表示）成立时，可证明两球碰撞时动量守恒，同时若关系式s (用52表示)成立，则说明两球发生了弹性碰撞。 13.(8分)2024年5月8日10时12分，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道 飞行。已知地球的质量为月球质量的α倍，地球的半径为月球半径的b倍，两者均可看成质 量分布均匀的球体，地球表面的重力加速度大小为g1,近地卫星（轨道半径近似等于地球半 径)的运行周期为T1,引力常量为G,不计月球和地球的自转。求： (1)月球表面的重力加速度大小g月： (2)近月卫星（轨道半径近似等于月球半径）的运行周期T2。 【高一物理第4页（共6页）】 14.(14分)如图所示，半径R=0.4m的光滑四分之一圆形轨道BC在竖直平面内，与水平轨道 CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，右端Q 到C点的距离L=0.8m,弹簧储存的弹性势能E=2.4J。质量m=0.2kg的滑块（视为 质点)从轨道上的P点由静止滑下，滑块经过圆形轨道C点时对轨道的压力大小F=4N, 滑块在水平轨道上刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，从B点飞 出轨道，取重力加速度大小g=10m/s2,滑块可看作质点，不计空气阻力，求： (1)P、C两点间的高度差h； (2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数； (3)滑块第一次从B点飞出轨道后上升的最高点离水平轨道的高度hm。 B 15.(16分)如图所示，水平地面上静置着质量M=1kg的物块，离水平地面高0.5m的位置有 一足够长的光滑水平细杆，B球穿在光滑水平细杆上，小球A、B用长L=0.5m的轻质细绳 连接，小球A、B和物块均可视为质点。初始时刻，细绳处于水平绷直但无弹力的状态，将小 球A、B由静止释放，小球A运动至最低点时恰好与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物 块碰撞后滑行的最大距离x=1.5m。已知小球A的质量m1=3kg,物块与水平地面间的 动摩擦因数以=0.3，取重力加速度大小g=10/s2,不计空气阻力，只考虑小球A与物块 的第一次碰撞，求： (1)物块碰撞后瞬间的速度大小； (2)小球A与物块碰撞前瞬间小球A的速度大小v； (3)小球B的质量m2及小球A释放前小球A到物块的水平距离x1。 用邢台市 2023-2024 学年高一（下）期末测试 物理参考答案 1.C【解析】撑竿跳高运动员在竿的作用下加速上升的过程中，竿的弹性势能转化为运动员 的机械能，运动员的动能和势能的总和增加，选项 A 错误；蹦床运动员从开始接触蹦床至 落到蹦床最低点的过程中，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，运动员的动能和势能 的总和减少，选项 B 错误；跳高运动员从跳离地面至上升到最高点的过程，运动员只受重 力，机械能守恒，运动员的动能和势能的总和保持不变，选项 C 正确；跳伞运动员跳伞时 降落伞打开后受空气作用力，运动员的机械能减少，运动员的动能和势能的总和减少，选 项 D 错误。 2.D【解析】哥白尼否定了地心说，提出了日心说，托勒密认同的是地心说，选项 A 错误； 开普勒利用大量天文数据归纳出了行星运动三定律，选项 B 错误；牛顿提出了万有引力定 律，亚当斯和勒维耶利用万有引力定律计算出了海王星的轨道，伽勒在勒维耶预言的位置 发现了海王星，选项 C 错误；爱因斯坦提出的相对论没有全面否定牛顿力学，选项 D 正确。 3.A【解析】当游客经过圆轨道最低点时，有 2 N vF mg m R − = ，其中 N 2F F mg= = ，解 得 v gR= ，由于过山车匀速转动，因此游客经过圆轨道最高点时速度大小为 gR ，选 项 A 正确；游客经过圆轨道最高点时有竖直向下的加速度，处于失重状态，选项 B、C 错 误；结合前面分析可知游客所需向心力大小为 2vm mg R = ，选项 D 错误。 4.B【解析】斜面对玩具小车的支持力大小和方向都恒定，作用时间不为零，因此斜面对玩 具小车的支持力的冲量不为零，选项 A 错误；根据冲量的定义可知，玩具小车受到重力的 冲量大小为mgt ，选项 B 正确；根据动量定理可知，玩具小车受到的合力冲量等于玩具小 车的动量变化量，玩具小车从 a 点冲上斜面到滑回 a 点，动量变化量不为零，因此玩具小 车受到的合力冲量大小不为 0，选项 C、D 错误。 5.D【解析】对小球受力分析，有 cos37F mg° = ， 2 2 nsin 37 vF ma m m r r ω° = = = ，解 得 2 n 7.5 m/sa = ， 15 m/sv = ， 0.5 rad/sω = ，选项 A、B、C 错误；对汽车受力分析， 2 max max 4 5 vf m g m r ′ ′= = ，解得 max 4 15 m/sv = ，选项 D 正确。 6.B【解析】由 2 2 Mm vG ma m r r = = ，可知卫星在近地轨道Ⅰ与预定轨道Ⅲ的运行速率之 比为 2 1:r r ，卫星在转移轨道Ⅱ上 A、B 点的加速度大小之比为 2 2 2 1:r r ，选项 A 错误、 B 正确；根据开普勒第三定律可知，卫星在近地轨道Ⅰ与转移轨道Ⅱ上运行的周期之比为 3 31 2 1 : ( )2 r rr + ，选项 C 错误；卫星由近地轨道Ⅰ变轨至转移轨道Ⅱ、由转移轨道Ⅱ变 轨至预定轨道Ⅲ均需加速，因此卫星在近地轨道Ⅰ上运行时的机械能比在预定轨道Ⅲ上运 行时的机械能小，选项 D 错误。 7.C【解析】篮球在空中做平抛运动，水平方向速度大小恒为 0v ，经过 B 点时竖直方向的 分速度大小 0 0tan 45Byv v v= ° = ，重力做功的瞬时功率 0ByP mgv mgv= = ，选项 A 错误； 篮 球 经 过 A 点 时 的 速 度 大 小 0 0 2 3 cos30 3A vv v= = ° ， 由 动 能 定 理 有 2 2 2 0 0 1 1 1 2 2 6A W mv mv mv= − = ， 选 项 B 错 误 ； 篮 球 经 过 B 点 时 速 度 大 小 0 02cos 45B vv v= = ° ，由动能定理有 2 20 1 1 2 2B mgh mv mv= − ，解得 2 0 2 vh g = ，选项 C 正 确；篮球在 B 点时的动能 2 2k 0 1 2 B E mv mv= = ，重力势能 2p 0 1 2 E mgh mv= − = − ，机械能 2 k p 0 1 2 E E E mv= + = ，选项 D 错误。 8.AD【解析】风速越大，风杯转速越大，风杯转动的周期越小，选项 A 正确；风杯匀速转 动时合力提供向心力，合力不为 0，选项 B 错误；任意时刻三个风杯转动的线速度大小相 等，方向不同，选项 C 错误；若风速增大导致风杯加速转动，则风杯受到的合力不仅提供 向心力，还需提供风杯加速所需的切线方向分力，因此合力不指向转轴，选项 D 正确。 9.BD【解析】物块甲、乙碰撞后粘在一起，属于完全非弹性碰撞，此过程物块甲、乙、丙 构成的系统机械能不守恒，选项 A 错误；整个过程中物块甲、乙、丙构成的系统动量守恒， 且三者共速时弹簧压缩至最短，有 1 0 1 2 3( )m v m m m v= + + 共 ，解得 0.4 m/sv =共 ，选项 B 正确；物块甲、乙碰撞时有 1 0 1 2 1( )m v m m v= + ，解得 1 1 m/sv = ，弹簧压缩至最短时有 2 2 p 1 2 1 1 2 3 1 1( ) ( ) 0.12 J 2 2 E m m v m m m v= + − + + =共 ，选项 C 错误；弹簧第一次恢复原长 时 物 块 丙 的 速 度 最 大 ， 有 1 2 1 1 2 2 3 3( ) ( )m m v m m v m v+ = + + ， 2 2 2 1 2 1 1 2 2 3 3 1 1 1( ) ( ) 2 2 2 m m v m m v m v+ = + + ，解得 3 0.8 m/sv = ，选项 D 正确。 10.AC【解析】小球 A 经过最高点时小球 B 经过最低点，此时小球 B 的速度大小 2 2 A B gLvv = = ，对小球 B 受力分析有 2 1 BvF mg m L − = ，解得 1 5 4 F mg= ，根据牛顿第 三定律可知小球 B 经过最低点时对轻杆的作用力大小为 5 4 mg ，选项 A 正确；取 O 点所在 平面为重力势能的参考平面，小球 A 从最高点运动到最低点的过程中，有 2 2 2 21 1 1 12 2 2 2 2 2A B A B mv mv mgL mgL mv mv mgL mgL′ ′+ + − = + − + ，其中 2A Bv v′ ′= ， 解得 105 10B gL v ′ = ，此时小球 B 经过最高点，有 2 2 BvF mg m L ′ + = ，解得 2 1 20 F mg= ， 根据牛顿第三定律可知小球 B 经过最高点时对轻杆的作用力大小为 1 20 mg ，选项 B错误； 小 球 A 从 最 高 点 运 动 到 最 低 点 的 过 程 中 机 械 能 的 减 小 量 2 21 1 122 ( 2 ) 2 2 5A A E mv mgL mv mgL mgL′∆ = + − − = ，选项 C 正确；小球 A 经过最低点时 有 2 3 2 AvF mg m L ′ − = ，解得 3 31 10 F mg= ，选项 D 错误。 11.（1）相同（1 分）不同（2 分） 控制变量法（2 分） （2）1: 2（2 分） 【解析】（1）探究向心力与半径关系时，需物块 1、2 的质量相同，使物块到竖直轴距离不 同以改变物块做圆周运动的半径。这里用到的实验方法为控制变量法。 （2）根据 2F m Rω= ，结合 2πnω = 可知，两次实验中水平杆的转速之比为1: 2。 12.（1）避免 A 球碰撞后反弹 （答案合理即可）（2 分） （2）需要（1 分） 不需要（1 分）需要（1 分） （3） 31 2 ss + （2 分） 2 3 s （2 分） 【解析】（1）实验时 A 球的质量一定要大于 B 球的质量的原因是避免 A 球碰撞后反弹 （答 案合理即可）。 （2）为正确完成本实验， A 球需确保碰撞前瞬间的速度相同，因此每次需要从同一位置由 静止释放，斜槽不需要确保光滑，为确保两小球碰撞后都做平抛运动，斜槽末端需要确保 水平。 （3）小球从位置开始做平抛运动，因此小球在空中的运动时间相同，水平位移与抛出的初 速度成正比，根据动量守恒有 1 0 1 1 2 2m v m v m v= + ，结合 0 1 2 2 1 3 v v v s s s = = 、 1 2: 2 :1m m = ，可 知，当关系式 32 1 2 ss s= + 成立时，可证明两球碰撞时动量守恒。若两球发生弹性碰撞，则 有 2 2 21 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v= + ，结合前面分析有 21 3 ss = 。 13.解：（1）在地球表面有 12 M m G mg R =地 地 （2 分） 在月球表面有 2 M m G mg R =月 月 月 （1 分） 结合题意有 M a M =地 月 ， R b R =地 月 解得 2 1 bg g a =月 （1 分） （2）对于近地卫星，有 2 2 2 1 4πM mG m R R T =地 地 地 （2 分） 对于近月卫星，有 2 2 2 2 4πM mG m R R T ′ ′=月 月 月 （1 分） 解得 12 T aT b b = （1 分） 14.解：（1）滑块经过 C 点时，有 2 N CvF mg m R − = （2 分） 其中 NF F= （1 分） 滑块从 P 点运动到 C 点，有 2 1 0 2 C mgh mv= − （2 分） 解得 2 m/sCv = ， 0.2 mh = （1 分） （2）滑块从 C 点运动到 Q 点有 2 10 2 C mgL mvµ− = − （2 分） 解得 0.25µ = 。（2 分） （3）滑块从 Q 点反弹到第一次上升到最高点，有 maxE mgL mghµ= +弹 （2 分） 解得 max 1 mh = （2 分） 15.解：（1）物块碰撞后，有 2 10 2 Mgx Mvµ− = − （2 分） 解得 3 m/sv = （2 分） （2）小球 A 与物块发生弹性碰撞，有 1 1A Am v m v Mv′= + （2 分） 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2A A m v m v Mv′= + （2 分） 解得 2 m/sAv = （2 分） （3）小球 A 从释放至运动到最低点的过程中，小球 A、B 构成的系统水平方向上动量守恒， 有 1 20 A Bm v m v= + （1 分） 系统机械能守恒有 2 2 1 1 2 1 1 2 2A B m gL m v m v= + （1 分） 解得 2 2 kgm = （1 分） 设小球 A 从释放至运动到最低点的过程中，小球 B 的水平位移为 2x ，小球 A、B 在该过程 中的水平方向上的平均速度分别为 Av 、 Bv ，时间为 t 则有 1 20 A Bm v m v= + ， 1 Ax v t= ， 2 Bx v t= （1 分） 又有 1 2x x L− = （1 分） 解得 1 0.2 mx = （1 分）