[物理][期末]云南省保山市2023-2024学年高一下学期7月期末检测试题(解析版)

这是一份[物理][期末]云南省保山市2023-2024学年高一下学期7月期末检测试题(解析版)，共18页。

第I卷（选择题，共43分）
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。
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. “析万物之理，判天地之美”，了解物理规律的发现过程，领略建立物理概念、规律的思想方法，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下关于物理学史与物理研究的思想方法正确的是（ ）
A. 在推导v-t图像面积表示位移时用到了极限法
B. 在“探究加速度与力、质量关系”实验中主要用到了控制变量法
C. 卡文迪什应用扭秤实验测出万有引力常量G，体现了理想模型法
D. 哥白尼提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
【答案】B
【解析】A．在推导v-t图像面积表示位移时用到了微元法，故A错误；
B．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中主要用到了控制变量法，故B正确；
C．卡文迪什利用扭秤实验测出万有引力常量G，体现了放大思想，故C错误；
D．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故D错误。
故选B。
2. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，当激光光束与水面的夹角为α时，如图所示，岸上救援人员刚好接收不到他发出的激光光束，则水的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当激光光束与水面的夹角为时，岸上救援人员刚好接收不到他发出的激光光束，则说明是全反射临界角，则
可得
故选D。
3. 如图甲所示是隆阳城区九龙环岛的俯视图，九龙雕塑根据“九隆传说”命名为“九龙”，环形花坛由绿色植被拼剪为“保山欢迎您”五个大字，充分彰显保山古城历久弥香的文化底蕴和开放融通的人文情怀。A、B两车（同种型号可认为质量相等）正在绕环岛做线速度大小相等的匀速圆周运动，如图乙所示。已知A、B两车做匀速圆周运动的半径之比满足rA∶rB=2∶3，下列说法正确的是（ ）
A. A车的角速度与B车的角速度之比
B. A车的角速度与B车的角速度之比
C. A、B两车所受的合力大小之比
D. A、B两车所需的向心力大小之比
【答案】A
【解析】AB．根据角速度与线速度的关系，可知A车的角速度与B车的角速度之比
A正确，B错误。
CD．A、B两车正在绕环岛做线速度大小相等的匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体合力提供所需的向心力，根据
可得
CD错误。
故选A。
4. 2023年5月30日，施甸籍航天员桂海潮作为神舟十六号乘组航天员与景海鹏、朱杨柱执行神舟十六号载人飞行任务。神舟十六号飞船与空间站对接简化过程如图所示，飞船在半径为的圆轨道I上绕地球做匀速圆周运动，周期为。通过变轨操作，沿椭圆轨道II运动，再变轨进入圆轨道III，最终实现与空间站对接，随空间站在距地面约400km，半径为的圆轨道III上做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A. 空间站绕地球运行的周期大于24小时
B. 在整个II轨道运动过程中A点速率最大
C. 飞船沿轨道II运行经B点时的加速度大于沿轨道III运行经B点时的加速度
D. 飞船从轨道II的远地点B减速才能进入轨道III
【答案】B
【解析】A．空间站绕地球运行的轨道半径远小于地球同步卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站的周期小于同步卫星的周期，即小于24小时，故A错误；
B．II轨道上A点是椭圆轨道的近地点，根据开普勒第二定律可知在该点速率在整个运动过程中最大，故B正确。
C．同一个位置，万有引力相同，根据
故加速度相同，故C错误；
D．飞船从轨道II的远地点B加速做离心运动才能进入轨道III，故D错误。
故选B。
5. 一个弹性很好的橡胶球从距离地面高为h处被竖直抛下，落到坚硬的水平地面上被弹回，回跳的高度比抛出点高h0，已知重力加速度为g，不计空气阻力和球与地面碰撞时的能量损失，则在抛出点必须以多大的速度将球向下抛出（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】从将球向下抛出到球上升到最高点，小球减少的动能为
小球增加的重力势能为
由机械能守恒定律得
联立得
故选C。
6. 风簸是用于筛选精谷粒和瘪谷粒的农用工具，在我国西汉时期就已广泛使用。谷粒从风簸上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的瘪谷粒a和精谷粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，竖直方向初速度为0，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为恒力且相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，Fa、Fb为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
从力的角度看，水平方向的力相等，精谷粒b的重力大于瘪谷粒a的重力，如图所示从运动上看，在水平方向获得的动量相同
精谷粒b的质量大于瘪谷粒a的质量，精谷粒b的水平速度小于瘪谷粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同
运动时间相等，水平方向匀加速直线运动
水平方向的合外力相同，a的质量小，加速度大，初速度大，时间相同，所以
故选B。
7. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 从x=0运动到x=2m过程中拉力的大小为12N
B. 在x=3m时，物体的动能为15J
C. 从x=0运动到x=2m，物体机械能增加了4J
D. 从x=0运动到x=4m的过程中，物体的最大速度为2m/s
【答案】C
【解析】A．由于拉力在水平方向，则拉力做的功为，可看出图像的斜率代表拉力F，则从x=0运动到x=2m过程中拉力的大小
故A错误；
B．由图可知从x=0运动到x=3m，拉力做功为W=15J，根据动能定理有
可得x=3m时物体的动能为
故B错误；
C．从x=0运动到x=2m，拉力做功
W=12J
物体克服摩擦力做的功为
根据功能关系
故C正确；
D．根据图像可知在0~2m的过程中，2~4m的过程中，由于物体受到的摩擦力恒为f=4N，则物体在x=2m处速度最大，根据动能定理有
可得
故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻（设为t=0）起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 从t=0到t=3s，该列简谐横波沿x轴负方向传播了3m
B. t=0时刻质点P具有沿y轴负方向的最大速度
C. 该列波在传播过程中遇到宽为1m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
D. 从t=0到t=3s，质点Q通过的路程为1.2m
【答案】AD
【解析】A．由题图乙可知，此时刻质点Q的振动方向向上，由“上下坡法”可判断，波沿x轴负方向传播，波速大小
波在均匀介质中匀速传播，根据
故该列简谐横波沿x轴负方向传播了3m，故A正确。
B．t=0时刻质点P在波峰，此时质点P具有沿y轴负方向的最大加速度，但速度为0，故B错误。
C．由于波长为2m，该波在传播过程中遇到1m宽的障碍物时，波长大于障碍物的尺寸，因此会发生明显的衍射现象，故C错误。
D．从t=0到t=3s，经过1.5T，质点Q通过的路程为s=6A=1.2m，故D正确。
故选AD。
9. 在建筑装修中，工人用一质量为m、与墙面动摩擦因数为μ的磨石打磨竖直粗糙墙面，在与竖直而成θ角的推力F作用下，磨石以速度v向上匀速运动，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 磨石受到的摩擦力大小为
B. 磨石受到的摩擦力大小为
C. 若撤掉F，磨石将做自由落体运动
D. 若仅略微减小θ角，则磨石将做加速运动
【答案】ABD
【解析】A．磨石受到的摩擦力大小为
A正确；
B．磨石向上匀速运动，根据平衡条件有
B正确；
C．若撤掉F，墙面对磨石的弹力为0，磨石受到的摩擦力大小变为0，磨石只受重力的作用，做竖直上抛运动，故C错误；
D．若仅略微减小角，增大，减小，则
可知若仅略微减小角，磨石将做加速运动，D正确。
故选ABD。
10. 龙江大桥如图甲所示，是保腾高速公路的重点工程。为双向四车道设计，缆索主缆长1950米，宛如两条昂首云天、腾云驾雾的巨龙。两侧总计338根索股。远远望去，整座桥在云雾飘渺中煞是壮观。很多游客途经此地都会驻足欣赏。图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索，每两根吊索之间距离相等，若暑期某旅客驾驶汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E处的观景口停下，汽车通过吊索D时的瞬时速度为vD，通过DE段的时间为t，把汽车看作质点。则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车通过吊索A时的速度大小为2vD
B. 汽车减速的时间等于
C. 汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度
D. 汽车通过AD段平均速度是通过DE段平均速度的2倍
【答案】AC
【解析】AB．依题意，由逆向思维可得，汽车通过DE、AD段所用的时间之比为1∶1，可得汽车减速的时间等于2t，则有
解得
故A正确；B错误；
C．依题意，汽车做匀减速运动，先经过吊索C，所以通过吊索C的速度大于通过吊索D时的速度，根据
即AE段的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。所以汽车通过吊索C时的瞬时速度大于通过AE段的平均速度。故C正确；
D．时间相等根据
可知，汽车通过AD段平均速度是通过DE段平均速度的3倍。故D错误。
故AC。
第II卷（非选择题，共57分）
注意事项：
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
三、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫反应时间。利用如图所示的方法可以估测反应时间。
（1）甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，则乙同学的反应时间为__________（重力加速度为g）。
（2）基于上述原理，为测乙同学的反应时间，甲同学用手指捏住一测量范围为“0~50cm”的直尺顶端，使其竖直静止，乙同学用一只手在直尺“零刻度”位置做捏住直尺的准备，某次测试时，乙同学的手触到直尺后，直尺继续下滑了1.00cm，最终停在了46.00cm处，整个过程中乙同学手的位置不变则乙同学的反应时间为_________s。（g取10m/s2）
（3）通过上述实验后，甲、乙两位同学决定用一把测量范围为“0~80cm”的直尺制作一把“人的反应时间测量尺”。他们将直尺刻度进行了改进，以相等时间间隔在直尺反面标出刻度对应的反应时间（单位s），则下列四幅图中正确标度时间的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1） （2）0.3 （3）C
【解析】
【小问1详解】
刻度尺下降时间，即为乙同学的反应时间，刻度尺做自由落体运动，故有
解得
【小问2详解】
直尺做自由落体运动的距离
由自由落体运动规律
可得乙同学的反应时间
【小问3详解】
手的位置开始时在应放在0刻度处，所以0刻度要在下边，尺子做自由落体运动，根据自由落体运动规律,位移与时间平方成正比，所以时间的增大，刻度尺上的间距也在增大。
故选C。
12. 用如图所示的装置可以研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量（ ）（填选项前的序号），间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的射程
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要操作是（ ）
A. 用天平测量两个小球的质量m1、m2
B. 测量小球m1开始释放高度h及抛出点距地面的高度H
C. 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________。[均用（2）中测量的量表示]
（4）碰撞的恢复系数的定义为，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e<1。写出用测量（2）中的量表示恢复系数的表达式e=_____________。
【答案】（1）C （2）AC
（3） 或
（4）
【解析】
【小问1详解】
因小球碰后做平抛运动，竖直高度相同，则运动时间相同，则水平位移和初速度成正比，则可用水平位移代替水平速度，即可以测量小球做平抛运动的射程来间接解决这个问题。
故选C。
【小问2详解】
要验证的关系为
而
两边乘以t可得
即
则接下来需要用天平测量两个小球的质量m1、m2以及要分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；测量平抛射程OM、ON。
故选AC。
【小问3详解】
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为
若碰撞是弹性碰撞，那么
即
两方程联立还可得到
【小问4详解】
根据碰撞的恢复系数定义
可得恢复系数的表达式
四、计算题（本大题共3小题，共41分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 火山公园历来是腾冲热门的旅游景区之一，热气球游览更是一项新型旅游项目。如图所示，游客在吊篮内随热气球一起上升到一定高度，公园周边呈现的云海翻滚、云蒸霞蔚的绝美景象，让人们惊叹不已。从物理学的角度，热气球是地球上一些基本作用力的神奇表演。一开始热气球被锁定在地面上，缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小恒为F=4200N的浮力，此时解除锁定热气球开始上升，上升过程中热气球总质量（包括球内气体质量、球囊质量、吊篮及加热装置的质量）不变恒为m=400kg，上升过程中所受空气阻力f与速度v的大小关系为f=40v（f、v都取国际单位）。g取10m/s2。
（1）求热气球以2.5m/s的速度上升时加速度大小；
（2）求热气球匀速上升的速度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据牛顿第二定律
可得热气球以2.5m/s的速度上升时加速度大小
（2）热气球匀速上升时a=0，则
解得
14. 如图甲所示，篮球是一项学生热爱的运动项目，在一次比赛中，某同学以斜向上的速度将篮球抛出，篮球与篮板撞击后落入篮筐，可得到此次篮球运动轨迹的简易图如图乙所示。若此次运动中；篮球的初速度与竖直方向夹角θ=53°，大小为v1=5m/s，篮球抛出后恰好垂直打在篮筐上方后被反向弹回并且从篮筐正中央落下。已知撞击点与篮筐竖直距离h=0.2m，篮球与篮板撞击时间为。篮筐中心与篮板的水平距离为L=0.6m，篮球质量为m=0.6kg，重力加速度为g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6，不计空气阻力，篮球运动过程中可以看成质点。求：
（1）篮球抛出瞬间，同学对篮球所做的功W的大小；
（2）篮球与篮板撞击前瞬间的速度v2的大小和撞击后瞬间的速度v3的大小；
（3）篮球与篮板撞击瞬间，篮球所受水平方向平均撞击力F的大小。
【答案】（1）7.5J；（2），；（3）420N
【解析】（1）设篮球抛出瞬间，同学对篮球所作的功为W由动能定理
解得
W=7.5J
（2）篮球与篮板撞击前瞬间的速度等于篮球抛出时水平方向的分速度，所以
解得
篮球与篮板撞击后瞬间速度也是水平，碰后篮球做平抛运动，故
，
解得
（3）取v2的运动方向为正方向，篮球与篮板撞击瞬间，对篮球，由动量定理得
解得
F=420N
15. 某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角θ=37°的光滑直轨道AB，半径R=1m的光滑圆弧轨道BCD，长度L=1.25m、倾角为θ、动摩擦因数μ1=0.75的直轨道DE和半径为R、圆心角为θ的光滑圆弧管道EF组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量m=0.5kg的滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量m=0.5kg的小物块a从轨道AB上高为h=0.8m处静止释放，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE。小物块a可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求小物块经过C点时，轨道对小物块弹力的大小；
（2）求小物块a在DE上经过的总路程s；
（3）若h=2.15m，小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数为μ2=0.25，则滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块？（小物块a运动到滑块b右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞）
【答案】（1）13N；（2）；（3）
【解析】（1）对小物块a从A到第一次经过C的过程，根据机械能守恒定律有
在C点根据牛顿第二定律有
解得
F=13N
（2）小物块a从C点运动到D的过程，由动能定理有
设小物块a在轨道DE上运动到最高点的位移为x，由动能定理有
解得
因
所以小物块a在DE上运动至最高点后静止，所以小物块a在DE上经过的总路程
第（2）问法二：
小物块a从C点运动到D的过程，由动能定理有
物块a滑上斜面DF，直至最高点，由牛顿第二定律和运动学（逆向思维）知识可得
解得
之后物块a有向下运动趋势，由牛顿第二定律可得
故a静止，所以小物块a在DE上运动至最高点后静止，所以小物块a在DE上经过总路程
（3）对小物块a从A到F的过程，根据动能定理有
设滑块长度为l时，小物块恰好不脱离滑块，且此时二者达到共同速度v，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得