河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析），共15页。

1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每道选择题选出答案后，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。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.如图下图所示为初速度v0沿直线运动的物体的速度图象，其末速度为vt，在时间t内，物体的平均速度 和加速度a是（ ）
A.，a随时间减小B.，a恒定
C.，a随时间减小D.无法确定
2.下列图像描述的物体运动，一定不属于直线运动的是（ ）
A.位移—时间图像B.速度—时间图像
C.加速度—时间图像D.合力—时间图像
3.如图所示，一根轻绳的一端固定在墙上A点，另一端绕过动滑轮悬挂一重物，其中滑轮与A之间的细绳水平，另有一根轻绳，其一端与动滑轮的转轴相连，另一端点固定在直角墙壁的顶点上，此绳与竖直方向夹角为，整个系统处于平衡状态，光滑轻质滑轮的大小可以忽略，现缓慢移动轻绳端点，下列说法正确的是（ ）
A.若端点沿墙壁水平向左移动，则变大，绳上拉力变小
B.若端点沿墙壁水平向左移动，则变小，绳上拉力变大
C.若端点沿墙壁竖直向上移动，则变大，绳上拉力变小
D.若端点沿墙壁竖直向上移动，则变小，绳上拉力变大
4.市场上有一种车载磁吸式手机支架如图所示，现将支架固定在汽车水平仪表台上，手机放上支架后便会被牢牢吸住，下列说法正确的是（ ）
A.汽车静止时，手机受到3个力作用
B.汽车匀速运动时，支架对手机的作用力斜向右上方
C.汽车由静止开始加速，摩擦力增大
D.汽车由匀速开始刹车，摩擦力不变
5.如图所示，一质量为m的铅球被抛出，铅球的速度先减小后增大，已知铅球的最小速度为v，已知重力加速度为g，不计空气阻力，铅球在空中运动过程中下列说法正确的是（ ）
A.铅球在相同时间内速度的变化量相同
B.铅球速度从v增大到2v用时
C.铅球速度大小为2v时，速度与水平方向的夹角为
D.铅球速度大小为v时重力的功率为mgv
6.如图所示的圆盘，半径为，可绕过圆心的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A.圆盘转两圈所用的时间为
B.圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C.圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D.圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
7.2024年9月8日将发生土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一条线，地球位于太阳与土星之间，此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的9倍，则（ ）
A.土星绕太阳的公转周期为54年
B.在相同时间内，土星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等
C.土星表面重力加速度的数值比地球表面的小
D.下一次出现土星冲日现象是在2025年9月
8.如图所示，从地面上方某点将一小球以10 m/s 的初速度沿水平方向抛出.小球经过1s落地。不计空气阻力，取g =10m/s 2，则可求出（ ）
A.小球抛出时离地面的高度是5m
B.小球从抛出点到落地点的水平距离是10m
C.小球落地时速度的大小是20 m/s
D.小球落地时速度的方向与水平地面成60°角
9.传统的火车车轮是圆柱形，铁轨的弯道部分外轨高内轨低，当火车行进时，有时会产生难听的“尖叫声”。如图所示，高铁的车轮是外小内大的锥形，现在这项技术已应用到地铁上。某地铁线路的设计要求弯道的最小曲率半径不能低于，设计速度要达到。已知轨距为标准轨距，重力加速度，则根据上述信息，可以判断下列说法正确的是（ ）
A.地铁线路弯道的外轨比内轨高约
B.弯道的外轨设计得比内轨高是为了防止车厢做圆周运动时挤压内轨
C.当列车经过弯道的速度低于时，车厢所需向心力由弹力与重力的合力提供
D.外小内大的锥形车轮能确保外轨车轮的速度略大于内轨车轮的速度
10.如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定倾斜直杆上，倾斜直杆与水平面成角，B套在固定水平直杆上，两直杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成角）连接，A、B从静止释放，B沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B均视为质点，重力加速度大小为g，在运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.当A到达B所在水平面时
B.当A到达B所在水平面时，B的速度为
C.滑块B到达最右端时，A的速度为
D.滑块B的最大动能为
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（10分）某同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀加直线运动，实验时将电火花计时器接在频率为 50Hz的交流电源上，得到一条纸带如图乙所示。
（1）实验时正确的操作措施是 。（填正确选项前的字母标号）
A.小车要靠近打点计时器释放
B.先接通电源再释放小车
C.实验须选择学生电源8V 档位
D.实验时纸带必须穿过限位孔，放置在墨粉盘上方
（2）图乙中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点（每相邻两个计数点间还有四个点未画出），已知s1=7.08cm， s2=7.70cm， s5=9.50cm， s6=10.11cm，中间部分被污染无法测出长度，则打B点时小车的瞬时速度大小为 m/s， 打F点时小车的瞬时速度大小为 m/s， 在B~F点间的平均加速度为 m/s2。（计算结果均保留三位有效数字）
（3） 如果当时电网中交变电流的频率是49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）若该同学改用光电门测量小车运动过程中某一点的速度，保持小车释放点和光电门位置不变。获得的数据如下表，则可以判断挡光片的安装方式为
A. B.
C.以上两种都可以 D.以上两种都不可以
12.（8分）如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，A绝缘，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA=0.43kg，mB=0.20kg，mC=0.50kg，其中A不带电，B、C的电荷量分别为qB=+2×10-5C、qC=+7×10-5C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a=2.0m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力变为恒力，已知静电力常量为k=9.0×109N·m2/C2，g取10m/s2。求：
（1）开始时BC间的距离L；
（2）F从变力到恒力需要的时间t。
13.（10分）某中学在开展趣味运动会，同学们每人推出一个滑块，使其沿水平面滑动，娱乐场地如图所示。粗糙的轨道右侧有一半径为的圆，O为圆心，同学甲首先投掷一个滑块1，结果该滑块1刚好停在中心线与圆的交点B处，同学乙手持另一质量完全相同的滑块2使其沿中心线运动，在合适的位置松开滑块2，经的时间两滑块发生正碰。已知同学乙松开滑块2瞬间的速度大小为，两滑块碰前内滑块2的位移为，碰撞过程损失的机械能为碰前滑块2动能的，且碰后滑块1、2的速度之比为3∶1，重力加速度g取，两滑块与轨道间的动摩擦因数相同，最终距离圆心O较近的滑块取得胜利。求：
（1）滑块与轨道之间的动摩擦因数以及松开滑块2瞬间，两滑块之间的距离；
（2）本次游戏，哪位同学取得胜利？
14.（14分）调速器可用来控制电机的转速，其简化结构如图所示。圆柱形外壳的中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴在O点以铰链相接，铰链固定在上下表面圆心连线的中点，下端各有一个质量的大小不计的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，当外壳受到摆锤压力时通过传感器传递电动机转速过大或过小的信息。已知圆柱形上下表面半径、高，细杆长，圆桶表面光滑。
（1）当细杆与竖直方向夹角为45°时，求杆对摆锤的作用力大小：
（2）当转动的角速度时，摆锤与外壳底面接触，求外壳底面受到的压力大小；
（3）求摆锤与外壳不接触的角速度范围。
15.（18分）如图为某游戏装置的示意图。AB、CD均为四分之一圆弧，E为圆弧DEG的最高点，各圆弧轨道与直轨道相接处均相切。GH与水平夹角为，底端H有一弹簧，A、、、D、、H在同一水平直线上。一质量为0.01kg的小钢球（其直径稍小于圆管内径，可视作质点，从距A点高为h处的O点静止释放，从A点沿切线进入轨道，B处有一装置，小钢球向右能无能量损失的通过，向左则不能通过且小钢球被吸在B点。若小钢球能够运动到H点，则被等速反弹。各圆轨道半径均为，BC长，水平直轨道BC和GH的动摩擦因数，其余轨道均光滑，小钢球通过各圆弧轨道与直轨道相接处均无能量损失。某次游戏时，小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E。（，，）求：
（1）小钢球第一次经过C点时的速度大小；
（2）小钢球第一次经过圆弧轨道最低点B时受到的支持力大小；
（3）若改变小钢球的释放高度h，求出小钢球在斜面轨道上运动的总路程s与h的函数关系。
2024学年郑州市宇华实验学校高一年级（下）期末考试
物理 • 参考答案
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.【答案】A
【解析】由图可知，物体做加速度减小的加速运动，连接图象的起点和终点可得到一个匀变速直线运动，如图所示
其平均速度为，而由图可知，变加速运动的位移大于匀变速直线运动的位移，所以有，选A。
2.【答案】A
【解析】A.给出的位移—时间图像是一条平行于时间轴的直线，位移始终不变，表明物体始终处于静止状态，该图像描述的物体运动，一定不属于直线运动，A正确；B.给出的速度—时间图像是一条平行于时间轴的直线，表示物体做匀速直线运动，描述的运动属于直线运动，B错误；
C.给出的加速度—时间图像是一条平行于时间轴的直线，物体加速度不变，表明物体做匀变速运动，当加速度与速度方向在同一直线上时，物体做匀变速直线运动，当加速度与速度方向不在同一直线上时，物体做匀变速曲线运动，C错误；
D.给出的合力—时间图像是一条平行于时间轴的直线，物体所受外力的合力一定，物体加速度不变，表明物体做匀变速运动，当合力与速度方向在同一直线上时，物体做匀变速直线运动，当合力与速度方向不在同一直线上时，物体做匀变速曲线运动，D错误。选A。
3.【答案】D
【解析】
AB.由题意知PA、PN是一根绳子，并且PA段水平，而PN段竖直，所以
∠APN=90°
故AP、NP段绳子受的力大小始终等于重物的重力，两段绳子拉力的合力在∠APN的角平分线上，即合力与水平方向的夹角为45°，根据几何关系可知两段绳子拉力的合力为
又由于整个系统处于平衡状态，BP段绳子的拉力与AP、NP段绳子拉力的合力等大反向，即BP段绳子与水平方向的夹角为45°，大小为；若端点沿墙壁水平向左移动，则不，绳上拉力不变，故AB错误；
CD.若端点沿墙壁竖直向上移动，PA、PN夹角变小，合力变大，则变小，绳上拉力变大，故C错误，D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】A.汽车静止时，手机处于静止状态，受力平衡，手机受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁片的吸引力，共受到四个力的作用，A错误；
B.汽车匀速运动时，支架对手机的作用力与手机的重力等大反向，所以支架对手机的作用力竖直向上，B错误；
C.设手机的质量为m，支架的倾角为，汽车静止时，手机受到的摩擦力为
汽车由静止开始加速，设加速度为a，如图所示
将加速度a沿支架向上进行分解，沿支架方向根据牛顿第二定律可得
解得摩擦力
所以摩擦力增大，C正确；
D.如果汽车向前刹车时，汽车的加速度方向向后，将加速度a沿支架向下进行分解，沿支架方向根据牛顿第二定律可得
解得摩擦力
所以摩擦力减小，也可能反向增大，D错误。
故选C。
5.【答案】A
【解析】A.铅球在空中运动时加速度为g，则根据，可知，在相同时间内速度的变化量相同，选项A正确；
B.铅球的最小速度为v，则水平速度为v，则铅球速度从v增大到2v用时竖直速度，用时间为，选项B错误；
C.铅球速度大小为2v时，速度与水平方向的夹角为，则，选项C错误；
D.铅球速度大小为v时，竖直速度为零，则重力的功率为零，选项D错误。选A。
6.【答案】B
【解析】A.圆盘转两圈时，小球C下降的位移为，根据位移时间公式有，解得圆盘转两圈所用的时间为，故A错误；BC.此时小球C的速度为，则圆盘和小球A的角速度大小为，故B正确，C错误；D.小球B的线速度大小为，故D错误。故选B。
7.【答案】D
【解析】A.地球一年绕太阳一周，设土星绕太阳公转的周期为，根据开普勒第三定律有，解得年，A错误；
B.根据开普勒第二定律可知，对同一行星而言，它与中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等，B错误；
C.行星表面物体的重力由万有引力提供，行星表面重力加速度为，土星和地球的质量以及半径未知，无法比较其表面重力加速度的大小，C错误；
D.根据题意有，年，年，解得距下一次土星冲日所需时间为年，则下一次出现土星冲日现象是在2025年9月，D正确。选D。
8.【答案】AB
【解析】A.小球抛出时离地面的高度为
故A正确；
B.小球从抛出点到落地点的水平距离为
故B正确；
C.小球落地时的竖直分速度大小为
则小球落地时速度的大小为
故C错误；
D.设小球落地时速度的方向与水平地面成角，则有
解得
故D错误。
故选AB。
9.【答案】D
【解析】AC.地铁的运行速度只有达到设计速度时才由弹力和重力的合力提供其转弯的向心力，由，可得，由于倾斜角极小，则，又由，代入数据得外轨比内轨高287mm，AC错误；
B.弯道的外轨设计得比内轨高是为了防止车厢转弯时做离心运动而挤压外轨，B错误；
D.虽然外轨比内轨高，但当车速较小时，车厢会挤压内轨，车速较大时，车厢会往外侧移，外侧车轮与轨道接触的部分半径较大，线速度较大，D正确。选D。
10.【答案】ABD
【解析】A.当A到达B所在水平面时，由运动的合成与分解有vAcs 45°=vB，解得，A正确；
B.从开始到A到达B所在的水平面的过程中，A、B两滑块组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有，解得，B正确；
C.滑块B到达最右端时，此时轻杆与倾斜直杆垂直，则此时滑块B的速度为零，由机械能守恒可得，解得，C错误；
D.由题意可知，B的加速度为零时速度最大，当轻杆与水平直杆垂直时B的合力为零，速度最大，此时A的速度为零，由系统机械能守恒可得mgL（1+sin 30°)=EkB，解得，D正确。选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（10分）【答案】AB/BA 0.739 0.981 0.605 偏大 B
【解析】（1）[1] A.实验时，小车要靠近打点计时器释放。故A正确；
B.为了有效的使用纸带，先接通电源再释放小车。故B正确；
C.实验中选用电火花打点计时器，须选择220V交流电源。故C错误；
D.实验时纸带必须穿过限位孔，放置在墨粉盘下方。故D错误。
故选AB。
（2）[2] 打B点时小车的瞬时速度大小为
[3] 打F点时小车的瞬时速度大小为
[4] 在B～F点间的平均加速度为
（3）[5] 如果当时电网中交变电流的频率是49Hz，那么实际周期大于0.02s，根据加速度公式可知，真实的加速度值就会偏小，所以加速度的测量值与实际值相比偏大。
（4）[6]由表中数据可知，挡光片的宽度越小，其经过光电门的速度越大。由于小车做加速运动，可知挡光片离光电门越来越远，即挡光片安装在小车左端符合实验结果。故选B。
12.（8分）【答案】（1）2.0m；（2）1.0s
【解析】（1）A、B、C静止时，以A、B为研究对象，有
代入数据解得
（2）A、B分离时两者之间弹力恰好为零，此后F变为恒力，对B，根据牛顿第二定律得
解得
由匀加速运动规律得
解得
13.（10分）【答案】（1）0.5，18 m；（2）同学甲取得胜利
【解析】（1）由题意可知碰前内滑块2的平均速度大小为，又由匀变速直线运动的规律可知该速度为碰前0.5 s的速度，同时也是松开滑块2后，末的速度，即，代入数据解得，松开滑块2瞬间，两滑块之间的距离为，又由牛顿第二定律得，解得。
（2）两滑块碰前，滑块2的速度大小为，解得，设滑块1、2碰后的速度分别为、，则，，该碰撞过程损失的机械能为，又因为，解得，，碰后两滑块均做匀减速直线运动，则滑块2的位移为，滑块1的位移为，滑块1、2到O点的距离分别为，，最终同学甲取得胜利。
14.（14分）【答案】（1）；（2）7.2N；（3）
【解析】（1）为细杆与竖直方向的夹角，杆对摆锤的作用力满足，
（2）当转动的角速度时，底面对任意一个小球的支持力满足：，，，，由牛顿第三定律得，外壳底面受到任意一个小球的压力大小为3.6N，外壳底面受到的压力大小为7.2N；
（3）摆锤与外壳不接触的情况下，满足，，，，，
15.（18分）【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小钢球在E点处做圆周运动，当其恰好通过E点时，小钢球速度为零，从C到E的运动过程，根据动能定理有，解得
（2）设小钢球通过B点时的速度为，从B到C的运动过程，摩擦力做功为，根据动能定理有，小钢球经过B点时，根据向心力公式有，两式联立，解得
（3）设小钢球恰好能经过E点时，其释放的高度为h1，从O到E的运动过程，根据动能定理有，解得，当小钢球的释放高度时，小钢球将无法通过E点，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程s为零。根据几何关系可知，斜面轨道GH的长度，小钢球在斜面GH上运动时，所受摩擦力大小为，小钢球在斜面轨道上完成从G到H的运动，摩擦力做功，可知，小钢球完成从H到G的运动，摩擦力做功也为-0.032J。设小钢球释放高度为h2时，其能够运动到H点，并被反弹，且恰好能够再次经过E点，根据动能定理有，解得，当小钢球的释放高度时，小钢球再次通过E点后，将向D、C方向运动，并不再返回，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程，小钢球重力沿斜面向下的分力大小为，因为，所以当小钢球的释放高度时，小钢球第一次通过E点后，无法再次经过E点，它将会在斜面轨道上反复运动，最终停在H点。根据动能定理有，解得，综上可的实验序号
挡光片宽度
挡光时间
速度
1
6cm
0.17593s
0.341m/s
2
4cm
0.11627s
0.344m/s
3
2cm
0.05780s
0.346m/s