湖南省长沙市第十五中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】动能定理的综合应用；重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系 2．【答案】B 【知识点】重力与重心；形变与弹力；静摩擦力 3．【答案】B 【知识点】矢量与标量 4．【答案】C 【知识点】横波的图象 5．【答案】D 【知识点】形变与弹力；牛顿第一定律；受力分析的应用；惯性与质量 6．【答案】C 【知识点】运动的合成与分解；功率及其计算 7．【答案】C 【知识点】受力分析的应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律；动能 【解析】【解答】A、甲图中，在AB段，对滑块进行受力分析，F合=mgsinθ+f；乙图中，在AB段，对滑块进行受力分析，F’合=mgsinθ-f；故F合>F’合，故A选项不符合题意； B、由牛顿第二定律，a1=（mgsinθ+f）/m，而在下滑阶段，a2=（mgsinθ-f）/m，所以a1>a2；匀减速可看成反向匀加速直线运动，由速度与位移的关系式 得，vA2=2a1xAB，同理，在乙图中，v‘A2=2a1xAB；vA>v‘A，故在甲图中经过A点时动能较大。故B选项不符合题意； C选项，由位移公式xAB=at2/2，由于a1>a2；所以t1<t2，故C选项符合题意。 D选项，在两图中，摩擦力大小和位移均相等，故摩擦力做功相等，故D选项不符合题意。 故选B. 【分析】对滑块进行受力分析，根据频闪照片判断加速度大小进而判断所受合力大小，再根据牛顿第二定律和运动学公式判断运动时间；最后根据动能定理判断动能大小和克服摩擦力做功大小。 8．【答案】A,C,D 【知识点】光的折射及折射定律 【解析】【解答】A．根据折射定律，由题图可的a、b光在圆柱形玻璃砖中的折射率为 因为 ，所以可得 。 设a、b光从光密介质射入光疏介质时，发生全发射的临界角为C，则有 所以可得 ，A符合题意； B．发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不大。因为 ，可得 ，故照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显，B不符合题意； C．设光在圆柱形玻璃砖中的速度为v，根据 由题图可得 同理可得 联立求得 C符合题意； D．把a、b光线反向延长，交于一点，利用几何知识可求得两条光线之间的夹角为2（θ1－θ2），D符合题意； 故答案为：ACD。 【分析】相同的介质对于不同颜色的光来说有不同的折射率，光的频率越大，根据光的入射角和折射角的关系求解光的频率的关系，结合光的频率关系和选项分析求解即可。 9．【答案】A,C 【知识点】碰撞模型 10．【答案】A,D 【知识点】电磁感应中的动力学问题 11．【答案】B,C 【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律 12．【答案】B；2.00；F；；A 【知识点】验证力的平行四边形定则 【解析】【解答】（1）由于一个弹簧测力计和两个弹簧测力计拉动橡皮筋的效果相同则合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法。 故选B。已知弹簧测力计的分度值为0.1N，则弹簧秤的读数为； （2）如图所示，力F1和F2的合力的理论值F是通过平行四边形法则得到的；F’是用一个弹簧秤测出的合力，F’则是实验合力的实际值； （3）保持O点位置不变，即F1和F2的合力不变，根据矢量三角形定则可以得出分力的关系如图所示， 根据图示边长的大小可以得出由于F1、F2夹角大于90°，故随着F1缓慢转至水平方向的过程中，F1和 F2都在一直增大。 故选A。 【分析】（1）本实验使用等效替代法；利用弹簧测力计的分度值可以得出对应的读数； （2）合力的理论值F是通过平行四边形法则得到的对角线；实际合力F’则是实验合力的实际值； （3）利用矢量三角形定则结合合力不变可以判别分力的大小变化。 13．【答案】（1）0.02 （2）接通电源；释放纸带 （3）没有 （4）AD；AC；1.58；3.53 【知识点】探究加速度与力、质量的关系；用打点计时器测速度 【解析】【解答】（1）若电源的频率为50Hz时，其周期为 则它们每隔 打一个点。 （2）打点计时器的操作步骤是先接通电源再释放纸带。 （3）实验时，牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间没有影响。 （4）a．做“探究加速度与力､质量的关系”实验中，需要测加速度与质量，所以需要打点计时器及天平，则AD符合题意；BC不符合题意； 故答案为：AD。 b．A．拉小车的细线应与长木板平行，才能保证细线的拉力为小车的合外力，所以A符合题意； B．纸带与小车相连端的点迹分布较密，因为小车开始速度较小，所以B不符合题意； C．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，所以C符合题意； D．增加小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，所以D不符合题意； 故答案为：AC。 c．①D点的瞬时速度大小为 ②运动小车的加速度大小为 【分析】（1）根据频率与周期的关系得出打点的周期； （2）使用打点计时器先接通电源再释放纸带； （3）打点计时器打出两点的时间间隔与纸带运动的快慢无关； （4）根据 “探究加速度与力､质量的关系” 的实验原理判断需要的仪器；根据一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的速度的大小；根据匀变速直线运动相邻时间间隔的位移差得出纸带的加速度。 14．【答案】（1）解：货车在下坡路段匀加速直线运动，设刚进避险车道时速度为v， 则有：， 代入数据解得：v=40m/s （2）解：货车进入避险车道做匀减速直线运动，设加速度大小为a， 则有：， 代入数据解得：a=10m/s2； （3）解：设阻力为f，受力分析有：， 代入数据解得：f=1.2×105N。 【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动速度与时间的关系进行解答即可； （2）货车的末速度为零，根据匀变速直线运动位移与速度的关系进行解答即可 （3）确定货车在避险滑道的受力情况，再根据力的合成与分解结合牛顿第二定律进行解答即可。 15．【答案】（1）设激光在M内发生全反射的入射角为α，从下端由M射出时的入射角为β，光路图如图 激光在M内发生全反射，所以大于等于临界角， 由几何关系得：α+β=90° 当等于临界角时，最大， 从M下端面出射的光与竖直方向的偏角最大 ， 根据折射定律得：， 解得最大偏角的正弦值为： （2）做光路图如图： 当光线刚好能照到N下端最左侧时，玻璃丝下端面到被测物体距离： 光线刚好能照全部覆盖N下端时，玻璃丝下端面到被测物体距离：， 则 则玻璃丝下端面到被测物体距离的范围为： 【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射 【解析】【分析】（1）激光在M内恰好发生全反射时，从M下端面出射的光与竖直方向的偏角最大，根据几何关系和折射定律列式求解即可； （2）N下端面刚能接收反射激光时，从M下端最右侧射出的光恰好由N下端最左侧射入N，被测物体向下移动，N恰好全部被照亮时，光从M下端最右侧射出的光恰好由N下端最右侧射入N，根据几何关系列式求解即可。 16．【答案】（1）解：由题意可得， 引力做功可表示为 （2）解：若物体到无穷远处速度为 0 ， 所需的发射速度最小。 由动能定理可得： （3）解：库仑力提供电子绕核做圆周运动的向心力 要使氢原子电离， 即： 使核外电子运动到无穷远， 逃出原子核的电场范围。 由动能定理： 类比万有引力， 可得库仑力做功为： 【知识点】万有引力定律的应用；电势能与电场力做功的关系 【解析】【分析】（1）由功的公式结合功能关系求解； （2）由动能定理进行推导，注意物体能运动至距地球无穷远处速度为0时， 所需的发射速度最小 ； （3）由圆周运动知识结合动能定理和类比万有引力做功即可求解。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二期末物理试卷 一、单选题 1．如图所示，在高出地面H的A点将小球m竖直上抛，初速度为，上升一段距离h后落回地面。下列说法中正确的是（　　） A．小球在A点时，重力势能为 B．整个运动过程中，重力势能的变化量为 C．整个运动过程中，重力势能的变化量为 D．整个运动过程中，动能的变化量为 2．关于力的表述，下列说法正确的是（　　） A．力可以离开物体而单独存在 B．质量均匀分布、形状规则的物体，其重心可能不在物体上 C．物体所受摩擦力方向总与其运动方向相反 D．放在桌面上的木块受到的弹力是由于木块发生微小形变而产生的 3．2024年3月20日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，“鹊桥二号”中继星接替“鹊桥号”，用于转发月面航天器与地球之间的通信，它首次任务将为嫦娥六号服务。关于“鹊桥二号”中继星升空过程中，以下描述其状态的物理量属于矢量的是（　　） A．质量 B．重力加速度 C．速率 D．平均速率 4．沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示。已知平衡位置在坐标原点处的质点在4s内恰好完成10次全振动。下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的振幅为0.08m B．该简谐横波的波长为2m C．处的质点在时向y轴负方向运动 D．该简谐横波的周期为4s 5．2024年8月中国网球选手在巴黎奥运会中首获女子单打金牌，创造了历史性的一刻。如图所示，运动员把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．网球的速度越大，惯性越大 B．被击回的网球在飞行过程中受到重力和球拍的作用力 C．若球拍没有击中球，则球会保持原来的运动状态不变 D．球拍对网球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的 6．如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B，使物体B匀速向右运动，物体B与地面的动摩擦因数为0.6，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则下列说法错误的是（　　） A．汽车向右做减速运动 B．若图示位置α<β，则vA<vB C．β从30°到60°的过程中绳子对B的拉力越来越小 D．β从30°到60°的过程中绳子对B的拉力的功率越来越小 7．滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（　　） A．受到的合力较小 B．经过A点的动能较小 C．在A、B之间的运动时间较短 D．在A、B之间克服摩擦力做的功较小 二、多选题 8．如图所示，一束由a、b两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入一圆柱形玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，a、b光线经玻璃砖折射后出射到空气中，若a、b光线在玻璃砖中的折射角分别为为θ1和θ2，则a光和b光（　　） A．若从光密介质射入光疏介质时，a光发生全发射的临界角更大 B．若分别照射同一狭缝，b光通过狭缝时的衍射现象更明显 C．在玻璃砖中的传播速度之比为sinθ1：sinθ2 D．从玻璃砖中出射到空气中后，两条光线之间的夹角为2(θ1－θ2) 9．光滑水平面有A、B两个物块，质量分别为2m和m，初始时用处于原长状态下的弹簧相连，现在给物块A一个水平向右的初速度。水平面右侧有一墙面，已知经过时间t，物块B第一次达到最大速度，且恰好到达墙壁处，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的最大弹性势能是 B．物块B的最大速度是 C．初始时物块B离墙面的距离是 D．初始时物块B离墙面的距离是 10．如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨宽轨部分间距为，有竖直向下的匀强磁场，窄轨部分间距为。有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为。质量均为金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线导轨上h高度处停止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为，其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。下列说法正确的是（　　） A．棒刚进入磁场时N棒的加速度 B．N棒的最终速度大小 C．通过M棒的电量 D．N棒产生的热量 11．一名连同装备总质量为的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x处与飞船处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度（以飞船为参考系）喷出气体从而使航天员运动。如果航天员一次性向后喷出质量为的气体，且在规定时间t内返回飞船。下列说法正确的是（　　） A．喷出气体的质量等于 B．若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间小于 C．若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于 D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒 三、实验探究题 12．“验证力的平行四边形定则”实验。 （1）小王同学设计实验如图甲所示，三个细线套L1、L2、L3一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计B和重物M上，A挂于固定点P。手持B拉动细线，使结点静止于O点。 ①本实验中，主要体现的科学方法是 　 　。 A．理想实验法 B.等效替代法 C.极限思想法 D.建立物理模型法 ②某次实验中A的指针位置如图甲所示，其读数为 　 　N； （2）小李同学设计实验如图乙所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图丙是在白纸上根据实验结果画出的图，图丙中的 　 　是力F1和F2的合力的理论值； 　 　是力F1和F2的合力的实际测量值。 （3）如图丁所示，F1、F2夹角大于90°，现保持O点位置不变，拉力F2方向不变，增大F1与F2的夹角，将F1缓慢转至水平方向的过程中，两弹簧秤示数大小变化为 　 　（两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程）。 A．F1一直增大、F2一直增大 B.F1先减小后增大、F2一直增大 C.F1一直增大、F2一直减小 D.F1一直增大、F2先减小后增大 13．电火花计时器和电磁打点计时器都是一种计时的仪器，均使用交流电源， （1）若电源的频率为50Hz时，它们每隔　 　s打一个点｡ （2）实验开始时，应该先　 　再　 　（填“释放纸带”或“接通电源”） （3）实验时，牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间　 　（填“有”或“没有”）影响｡ （4）在做“探究加速度与力､质量的关系”实验中： a．下列仪器需要用到的是　 　（多选）； A． B． C． D． b．下列说法正确的是　 　（多选）； A．拉小车的细线应与长木板平行 B．纸带与小车相连端的点迹较疏 C．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡 D．增加小车质量时，需要重新平衡摩擦力 c．如图所示为一次记录小车运动情况的纸带｡图中A､B､C､D､E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s｡ ①D点的瞬时速度大小为　 　m/s； ②运动小车的加速度大小为　 　m/s2｡（要求保留3位有效数字） 四、计算题 14．避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控(刹车失灵)车辆驶离正线安全减速的专用车道，车道长L=100m，倾角呈37°左右，把汽车在避险车道的运动看做匀减速直线运动，如图所示。一辆总质量m=3×104kg的货车在倾角为8°的长直下坡路段以90km/h的速度行驶，驾驶员突然发现刹车失灵，货车开始匀加速下坡，加速度大小a1=1.5m/s2。sin37°=0.6，g=10m/s2。 （1）货车开始加速t=10s后刚好进入避险车道，求货车刚进避险车道时的速度大小v； （2）该货车进入避险车道上行驶x=80m时恰好停下，求货车在避险车道上行驶过程中的加速度大小a； （3）若避险车道倾角为37°，求货车在避险车道上所受阻力大小f。 15．一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。 16．万有引力定律和库仑定律都满足力与距离平方成反比关系。如图所示，计算物体从距离地球球心r1处，远离至与地心距离r2处，万有引力对物体做功时，由于力的大小随距离而变化，一般需采用微元法。也可采用从r1到r2过程的平均力，即计算做功。已知物体质量为m，地球质量为M，半径为R，引力常量为G。 （1）求该物体从距离地心r1处至距离地心r2处的过程中，万有引力对物体做功W； （2）若从地球表面竖直向上发射某物体，试用动能定理推导使物体能运动至距地球无穷远处所需的最小发射速度v0； （3）氢原子是最简单的原子，电子绕原子核做匀速圆周运动与人造卫星绕地球做匀速圆周运动类似。已知电子质量为m，带电量为-e，氢原子核带电量为+e，电子绕核运动半径为r，静电力常量为k，求电子绕核运动的速度v1大小；若要使氢原子电离（使核外电子运动至无穷远，逃出原子核的电场范围），则至少额外需要提供多大的能量ΔE。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$