四川省成都市第七中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

这是一份四川省成都市第七中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷，共9页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：90分钟满分：100分
注意事项：
答题前，用蓝色或黑色签字笔将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上的指定位置，并用2B铅笔把准考证号对应的标号涂黑；
选择题的作答：用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号
非选择题的作答：用蓝色或黑色签字笔直接答在答题卡上对应的区域内。
一、选择题（1-8小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分：9-13小题，每题有两个或两个以上的选项符合题意，选对得4分，选对不全得2分，选错或不选得0分，共44分）
1．下列说法不正确的是（ ）
A．托勒密在他的著作《天文学大成》中构建了地心宇宙体系：
B．哥白尼在著作《天球运行论》中，提出了日心说：
C．第谷20余年对天体系统观测的数据和牛顿创立的天体力学理论，为开普勒三大定律奠定了基础；
D．经典力学只适用于宏观（线度）、低速（）、弱引力场（例如地球附近）的范围。超出以上范围，经典力学不再适用，要由相对论、量子论等来取代。
2．在水平面上有一个静止的U形滑板A，A的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板B的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则（ ）
A．弹簧原长时B动量最大B．压缩最短时动能最大
C．系统动量变大D．系统机械能变大
3．2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（ ）
A．周期约为144h
B．机械能小于在冻结轨道运行时的机械能
C．近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D．近月点的速度大于远月点的速度
4．太空探测器常装配离子发动机，其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力，若某探测器质量为490kg，离子以30km/s的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，1s内自发动机尾部分出电离的原子质量为，则探测器获得的平均推力大小为（ ）
A．1.47NB．0.147NC．0.09ND．0.009N
5．蹦极是一项非常刺激的户外运动，为了研究跳跃者的运动情况，研究者在弹性蹦极绳上端加装了力传感器。从跳跃者跃下平台开始计时，力传感器显示力随时间的变化情况如图所示。忽略蹦极绳的质量和空气阻力，跳跃者近似沿竖直方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．从时刻开始，跳跃者开始减速B．时间内，蹦极绳弹力做的功为零
C．时间内，蹦极绳弹力的冲量为零D．时刻，跳跃者的动能最大
6．如图所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图所示，则（ ）
图1 图2
A．时刻小球向上运动B．时刻光源的加速度向上
C．时刻小球与影子相位差为D．时刻影子的位移为5A
7．如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部，Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小（ ）
A．在Q点最大B．在Q点最小C．先减小后增大D．先增大后减小
8．如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d（）。两木板与地面间动摩擦因数均为，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能（x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示，是我国自行研制的“直11”系列直升机，是一种小吨位直升机，可用于轻型武装直升机或运输机，在直升机螺旋桨上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，而B在叶片的中点（叶片长度相等）。某时刻，叶片在匀速转动，直升机在匀速上升，则（ ）
A．A、C两点的速度相同
B．A、B两点的速度大小之比为2∶1
C．A、B两点的加速度大小之比为2∶1
D．A、C两点在任意相同时间内走过的位移大小相同
10．如图所示，倾角为37°的光滑斜面与光滑的水平面在B点连接，质量均为m的小球甲、乙（视为质点）用轻质硬杆连接，乙放置在水平面上，甲从斜面上甲的A点由静止释放，已知A点与水平面的高度差为h，甲在下落的过程中，乙始终在水平面上，，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．甲在下落的过程中，杆对乙所做功与杆对甲所做功代数和为零
B．甲在下落的过程中，甲、乙组成的系统机械能守恒并且水平方向动量守恒
C．甲刚到达B点还未与地面接触时，甲、乙的速度之比为5∶3
D．甲刚到达B点还未与地面接触时，乙的动能为
11．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶，该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），动车组能达到的最大速度为．下列说法正确的是（ ）
A．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
B．若动车组从静止开始以恒定加速度启动，在加速度不变的这段时间中，牵引力恒定不变
C．若动车组从静止开始以恒定加速度启动，在加速度不变的这段时间中，牵引力功率和时间成正比
D．若动车组从静止开始以恒定加速度启动，加速度大小为，经过一段时间后，加速度将要改变，此时动车组的运动速度为
12．如图所示，质量为3m的木块静止在光滑水平面上，A、B为两颗不同的子弹，子弹A的质量为m。如图甲所示，若子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度为，子弹B射入木块的深度为，且。如图乙所示，若子弹A、B从同一侧同时水平射入木块，子弹A射入木块的深度为，子弹B射入木块的深度为。整个过程A、B始终不相撞，且所受摩擦力恒定。下列说法正确的是（ ）
A．B．子弹B的质量为
C．D．子弹A、B从同一侧射入时，子弹A、B同时与木块相对静止
13．导弹发射出后的轨迹并不是抛物线而是弹道曲线，这是因为导弹飞行过程中不能忽视空气阻力的作用。小明查阅资料后知道导弹在飞行过程中受到的空气阻力大小和速率成正比，比例系数为k，基于此他进行了一个小实验，将玩具导弹进行发射，并通过摄影的方法对整个飞行过程进行了记录，得到弹道曲线，通过实验小明测出了导弹发出时的速度大小为，和水平面夹角为，导弹落地时的速度大小为，和水平面夹角为，发出点和落地点在同一水平面且相距为，基于此结合微元法得到了以下结论，说法正确的是（ ）
A．弹道曲线虽然不是抛物线，但也是对称图形
B．整个过程中玩具导弹克服空气阻力做功
C．空气阻力比例系数
D．整个过程所用的时间
二、实验题（共14分）
14．（6分）单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
图甲 图乙
（1）制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中______不变；
（2）从单摆运动到最低点计时，且计数为0，到第n次经过最低点所用时间为t，则单摆的简谐运动周期为______；
（3）若某同学使用单摆方法进行当地重力加速度测量时，在测量摆长时忘记加上小球的半径，而且他只进行了一次测量并采用公式法进行求解，则测得的重力加速度______（“偏大”，“偏小”，“不变”）。
15．（8分）利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。
图甲 图乙
实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。
实验步骤：
（1）测量小球1、2的质量分别为、，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；
（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；
（3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g，碰前球1的动量大小为______（用含、、d、g表达）。若满足关系式______，则验证碰撞中动量守恒；
（4）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量______球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则______（填“能”或“不能”）比较两球质量大小。
三、解答题（共42分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
16．（8分）一列简谐横波图像如图所示，时刻的波形图如图中实线所示，时刻的波形图如图中虚线所示，已知，机械波的周期为T，问：
（1）若波向右传播，且，波速为多大？
（2）若波速，则波向哪个方向传播？
17．（8分）2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界的热情。假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由光滑倾斜轨道AB、粗糙水平轨道BC和光滑圆形竖直轨道CDE组成，轨道间平滑连接（小球经过连接点时速度大小不变），随后登陆火星后做了该实验，在轨道AB距水平轨道BC高为处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为R的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为。求：
（1）火星表面的重力加速度g；
（2）若要求小球能到达圆形竖直轨道CDE且整个运动过程中不脱离轨道，则开始的释放位置需满足的条件是什么。
18．（12分）在快递分类时常用传送带运送快件，一倾角为37°的传送带在电动机的带动下以恒定速率顺时针方向运行，传送带底端到顶端的距离为，如图甲所示。传送带现将一质量的快件静止放于传送带底端，以传送带最底端为参考平面，快件在传送带上运动整个过程中速度的平方随位移x的变化如图乙所示，取重力加速度大小，快件可视为质点，求：
（1）快件与传送带之间的动摩擦因数；
（2）快件从传送带底端到顶端过程中传送带对快件的冲量大小；
（3）快件从传送带底端到顶端过程因摩擦产生的热量电动机多做的功W。
19．（14分）如图甲，光滑的水平面上有三个滑块a、b、c；a、b的质量均等于1kg；b、c被一根轻质弹簧连接在一起，处于静止状态；在时、滑块a突然以水平向右的速度与b正碰，并瞬间粘合成一个物体（记为d）；此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，d的速度随时间做周期性变化，如图乙．则
（1）求滑块a的初速度大小以及滑块c的质量；
（2）若在时刻，弹簧第一次达到最大伸长量，且此时物块c的位移为，则此时弹簧最大伸长量是多少？（用和表示）
（3）若当滑块d速度为时，给其一个瞬时冲量，使其速度大小不变，方向改变，若此后运动中滑块d的速度恰好不向左，试求的大小及方向，以及此后弹簧弹性势能最大值。
参考答案
1．C 2．A 3．D 4．C 5．B 6．D 7．C 8．B 9．CD 10．AD 11．AD 12．BC 13．BC
14．摆长 偏小
15． 小于 能
16．（1）70m/s （2）向右
解析：（1）根据题意知 带入得
所以速度为
（2）若波向右传播，则
若波向左传播，则
若波向右转播，且，则，因此波向右传播
17．（1） （2）或
18．（1） （2） （3）198J
19．（1）2m/s 6kg （2） （3） 运动方向向左 0.25J
解析：（1）由图象可知，a、b粘合后瞬间的速度大小：
由动量守恒知
解得滑块a的初速度：
由图可知，弹簧第一次恢复形变瞬间，d的速度为：
1状态和2状态弹簧均处于原长，系统动量守恒，动能守恒，得：
带入得
（2）由动量守恒知之后任何时刻均满足
使用微元法可知满足关系
进一步加和得 带入数值得
因此弹簧最大伸长量为
（3）设vx方向向右，则相当于整个系统动量减小了，则系统动量为
另外，滑块d恰好不向左指滑块d最小速度为0，对应弹簧原长时d的速度为0则可以得到
结合以上两式，带入，可得
根据情景要求，因此
因此大小为，方向向左。
另共速时弹簧弹性势能最大，根据动量守恒得：
带入得
则弹簧最大弹性势能