辽宁省部分学校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷(解析版)

这是一份辽宁省部分学校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容，6J等内容，欢迎下载使用。

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，选择性必修第一册第一章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8∼10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. “打水漂”是人类古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量把石片扔出，使得石片在水面上弹跳数次。某次游戏者打水漂时将石片以某初速度水平扔出，不计空气阻力。对于石片从被扔出到首次落到水面上的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 石片被抛出速度越大，在空中的运动时间越长
B. 石片落到水面时速度方向可能与水面平行
C. 从同一高度抛出的石片速度越大，石片落到水面时速度方向与水面的夹角越小
D. 石片落到水面时的速度大小与被抛出的速度大小无关
【答案】C
【解析】A．由抛体运动规律知
解得
高度决定物体下落时间，A错误；
B．石片在空中做抛体运动，竖直方向分速度不为零，故石片落到水面时速度方向不可能与水面平行，B错误；
C．由抛体运动规律知，石片落到水面时速度方向与水面的夹角为，则
从同一高度抛出的石片速度越大，则越大，夹角越小，C正确；
D．由抛体运动规律知，石片落到水面时的速度大小为
故石片落到水面时的速度大小与抛出的速度有关，D错误；
故选C。
2. 炎炎夏日，电风扇为我们带来了凉爽。扇叶匀速转动时，扇叶上某两质点的物理量一定相同的是（ ）
A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 向心力
【答案】B
【解析】B．扇叶上某两质点同轴转动，角速度相等，故B正确；
A．扇叶上某两质点圆周运动半径不一定相等，根据
线速度不一定相等，故A错误；
CD．向心加速度
不一定相等，向心力不一定相等，故CD错误。
故选B。
3. 如图所示，卡车通过钢丝绳拖动货轮靠岸，钢丝绳绕过定滑轮连接卡车和货轮，若卡车匀速向左行驶，则下列说法正确的是（ ）
A. 货轮向左做加速运动
B. 货轮向左做匀速运动
C. 货轮向左做减速运动
D. 货轮向左先加速运动后减速运动
【答案】A
【解析】定滑轮左侧的绳与竖直方向的夹角为，右侧的绳与竖直方向的夹角为，此时货轮的速度大小为，如图所示
根据运动的分解可知
解得此时货轮的速度大小为
若卡车匀速向左行驶，增大，减小，增大，减小，故货轮的速度增大，货轮向左做加速运动。
故选A
4. 如图所示，质量为m的小球（视为质点）用长为L的轻绳悬于O点，小球在水平恒力F的作用下从最低点P由静止移动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 水平恒力F做的功为
B. 小球克服重力做的功为
C. 小球受到的合力做的功为
D. 小球移动到Q点的动能为
【答案】B
【解析】A．水平恒力F做的功为
选项A错误；
B．小球克服重力做的功为
选项B正确；
CD．小球受到的合力做的功为
根据动能定理小球移动到Q点的动能为
选项CD错误。
故选B。
5. 为顺利带回月球背面的样品，科研人员为嫦娥六号设计了11个阶段的飞行任务。在嫦娥六号探测器的着陆下降阶段，探测器在距离月球某高度时，会在反推力的作用下短暂悬停在月球表面。假设探测器悬停时，在时间内向下喷出的气体质量（远小于探测器的质量）为m，喷出的气体相对于月球表面的速度大小为v，则探测器在该位置受到的重力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设探测器推力为，根据动量定理知
由题意知，探测器悬停，则
联立解得
故选A。
6. 一质量为的烟花弹获得初动能后从水平地面无动力竖直升空，到达离水平地面高8m的最高点时速度为0，此时弹中火药爆炸（爆炸时间极短），将烟花弹炸为大、小两块，爆炸后瞬间大、小两块烟花弹分别获得竖直向上、竖直向下的速度，大块烟花弹的速度大小为，大块烟花弹质量为小块烟花弹质量的2倍。不计空气阻力和火药的质量，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 烟花弹的初动能为9.6J
B. 爆炸后瞬间小块烟花弹的速度大小为
C. 小块烟花弹落地时的速度大小为
D. 大、小两块烟花弹从爆炸到落地时间之比为
【答案】D
【解析】A．根据机械能守恒，烟花弹的初动能
故A错误；
B．设大块烟花弹质量为，小块烟花弹质量m，则
M=2m
根据动量守恒
爆炸后瞬间小块烟花弹的速度大小为
故B错误；
C．根据
小块烟花弹落地时的速度大小为
故C错误；
D．小块烟花弹落地时间
对大块烟花弹，根据
得
即大、小两块烟花弹从爆炸到落地的时间之比为，故D正确。
故选D。
7. 一滴雨滴在空中由静止开始下落，雨滴只受空气阻力和重力，且受到的空气阻力与速率成正比。以地面为零势能面，下列关于雨滴下落过程中雨滴（未达到匀速）的速率-时间图像、重力势能-时间图像、机械能-下落高度图像、动能-下落高度图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．雨滴下落时的加速度为
则雨滴做加速度减小的加速运动，则v-t图像不是直线，选项A错误；
B．雨滴做加速下落，速度越来越大，则相等时间内重力势能的变化越来越快，即EP-t图像的斜率越来越大，选项B错误；
C．雨滴的机械能
即机械能随h的增加逐渐减小，随v的增加E-h图像的斜率逐渐变大，选项C正确；
D．雨滴的动能
因v逐渐变大，则Ek-h图像的斜率减小，选项D错误。
故选C。
8. 2024年5月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟十一号遥四运载火箭，成功将武汉一号卫星、超低轨技术试验卫星等4颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于人造地球卫星的说法正确的是（ ）
A. 绕地球做椭圆运动的卫星在近地点的速度大于在远地点的速度
B. 同一颗卫星绕地球做圆周运动的轨道高度越高，机械能越小
C. 卫星由较低轨道变轨至更高轨道时需要加速
D. 相对于地面静止的同步轨道卫星可能处于辽宁某地正上方
【答案】AC
【解析】A．根据开普勒第二定律可知，绕地球做椭圆运动的卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，选项A正确；
B．同一颗卫星绕地球做圆周运动的轨道高度越高，发射卫星所需的能量越大，则卫星的机械能越大，选项B错误；
C．卫星由较低轨道变轨至更高轨道时需要加速做离心运动，选项C正确；
D．相对于地面静止的同步轨道卫星只能定点在赤道的正上方，不可能处于辽宁某地正上方，选项D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动；如图乙所示，质量为m的小球能在半径为R的竖直光滑圆形管道内做完整的圆周运动（圆形管道的管径略大于小球的直径，但远小于R）。已知重力加速度大小为g，两小球均可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中小球通过最高点的最小速度为0
B. 图乙中小球通过最低点的最小速度为
C. 图乙中小球通过最高点时速度越大，对管道的作用力一定越大
D. 图甲中小球通过最低点时对轨道的作用力比通过最高点时大
【答案】BD
【解析】A．由圆周运动知，图甲中小球通过最高点时，重力提供小球做圆周运动的向心力，则
解得
A错误；
B．在管状模型中通过最高点最小速度为0，由动能定理知
代入得
B正确；
C．图乙中小球通过最高点时，当，小球对下管道有压力，速度越大对下管道压力越小，当，小球对管道无压力，当，小球对上管道有压力，速度越大对上管道压力越大，C错误；
D．设在最高点压力为，速度为，最低点压力为，速度为，则由圆周运动知，在最高点有
根据动能定理知
在最低点有
则
D正确；
故选BD。
10. 如图所示，光滑水平地面上的轻弹簧一端拴接着质量为的物块Q，初始时弹簧处于原长，Q静止在光滑水平地面上，质量为的物块P静止在距弹簧右端一定距离处。现给物块P一方向水平向左、大小为的瞬时冲量，从物块P开始接触弹簧到离开弹簧的过程中，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧压缩量最大时物块Q的速度最大
B. 物块Q的最大速度为
C. 弹簧的最大弹性势能为9J
D. 物块P离开弹簧时的速度大小为
【答案】BD
【解析】A．当弹簧弹力为零时，物块Q的加速度为零，此时Q的速度最大，即弹簧压缩量最大时物块Q的速度不是最大，选项A错误；
BD．当物块Q的速度最大时，弹簧在原长，则
其中
解得
，
即物块Q的最大速度为，此后物块P与弹簧分离，即物块P离开弹簧时的速度大小为，选项BD正确；
C．弹簧的弹性势能最大时，两物块共速，则
解得弹簧的最大弹性势能为
EP=3J
选项C错误。
故选BD。
二、非选择题：共54分。
11. 某同学用如图所示的装置来做“验证动量守恒定律”实验。其实验步骤为：
A.用天平测出滑块A、B的质量，；
B.用细线将滑块A、B连接，使A、B间的轻弹簧处于压缩状态；
C.剪断细线，滑块A、B离开弹簧后均沿光滑操作台的台面运动，最后都滑离台面，记录滑块A、B的落地点M、N；
D.用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离、。
请根据实验步骤完成下列填空：
（1）实验前，需要将光滑操作台的台面调节至______，其目的是确保滑块滑离台面后做______运动。
（2）若选取的滑块A、B的质量，之比为，则当______（在误差允许范围内成立）时，可以证明滑块A、B组成的系统在台面上运动时动量守恒。
【答案】（1）水平 平抛 （2）
【解析】
【小问1详解】
实验前，需要将光滑操作台面调为水平，其目的是保证滑块离开台面做平抛运动。
【小问2详解】
取滑块A的初速度方向为正方向，两滑块质量和平抛初速度分别为mA、，v1、v2，平抛运动的水平位移分别为x1、x2，平抛运动的时间为t。根据动量守恒定律得
又
代入得到
若
则当
（在误差允许范围内成立）时，可以证明滑块A、B组成的系统在台面上运动时动量守恒。
12. 某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x，改变滑块的初速度，重复以上操作，已知重力加速度大小为g。
（1）实验前测得遮光条的宽度为d，含遮光条的滑块质量为m，则滑块经过光电门时的动能____（用给定的物理量符号表示）。
（2）下列关于本实验的说法正确的是 。
A. 多次实验时一定要确保滑块从同一位置开始运动
B. 实验时可以不用测量含遮光条的滑块质量
C. 遮光条的宽度宽些能减小实验误差
（3）实验时获得多组数据后，得出图像如图乙所示，该图像的纵坐标为x，则横坐标为____（填“”“”或“”）。若直线的斜率为k，则滑块与木板之间的动摩擦因数____（用题中物理量的符号d，k和g表示）。
【答案】（1） （2）B （3）
【解析】
【小问1详解】
由公式知
代入得
【小问2详解】
AB．根据动能定理有
整理得
故实验时不需要确保滑块从同一位置开始运动，只需要实验操作时测量出滑块静止时遮光条到光电门的距离，不用测量含遮光条的滑块质量，A错误，B正确；
C．实验中用平均速度代表瞬时速度，故遮光条的宽度宽些能增大实验误差，C错误；
故选B。
【小问3详解】
由公式知
变形得
由表达式可知，横坐标为。
若直线的斜率为k，根据表达式可知，则滑块与木板之间的动摩擦因数为
13. 如图所示，固定在水平地面的竖直轻质弹簧处于原长，O点为弹簧最上端位置。可视为质点的物块从O点正上方的A点由静止释放，落在弹簧上运动到的最低点为B点。已知物块的质量，O、A两点间的高度差，O、B两点间的高度差，取重力加速度大小，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。
（1）求物块运动到O点时的速度大小；
（2）求弹簧被压缩至B点时的弹性势能E；
（3）若将物块更换为质量，可视为质点的小球，把小球放置在弹簧上端，将外力作用在小球上使得弹簧被压缩至B点，撤去外力后小球由静止开始运动，求小球经过O点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物块从A点运动到O点，有
解得
（2）物块从A点运动到B点，有
其中
解得
（3）小球从B点运动到O点，有
解得
14. 如图所示，固定的水平薄板上放置物块，一端连接着物块的轻绳通过光滑的小滑轮悬挂小球，薄板上方的轻绳与薄板平行，小球到滑轮部分的绳长。当小球以悬挂点正下方某点为圆心在水平面内做匀速圆周运动时，物块刚好不滑动。已知物块、小球均可视为质点，物块的质量，小球的质量，物块与薄板间的动摩擦因数，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。
（1）求连接小球的轻绳与竖直方向夹角的余弦值；
（2）求时小球的角速度大小；
（3）若仅小球的角速度大小变为，使得小球绕悬挂点正下方另一点做匀速圆周运动，物块仍相对于薄板不滑动，求物块受到的摩擦力大小f。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对物块受力分析，有
对小球受力分析，竖直方向上有
解得
（2）对小球受力分析，水平方向上有
其中
解得
（3）设此时轻绳与竖直方向的夹角为，对小球受力分析
水平方向上有
其中
对物块受力分析有
解得
15. 如图所示，固定在水平地面上的光滑圆弧（O点为圆心，且水平、竖直）与光滑水平地面平滑连接，在水平地面上的C点静置着滑块P，离C点一段距离处放置着光滑圆弧凹槽M，凹槽左侧与水平地面在D点相切。滑块Q从A点正上方一定高度处由静止释放，经过圆弧末端B时对圆弧轨道的压力大小，滑块P，Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后，滑块Q恰好能运动到A点（此时取走滑块Q），滑块P恰好能运动到凹槽M的最高点。已知圆弧的半径，凹槽M的半径，滑块Q的质量，滑块P，Q均可视为质点，取重力加速度大小，求：
（1）滑块Q初始释放时距离A点的高度h；
（2）滑块P，Q发生碰撞后瞬间滑块P的速度大小；
（3）凹槽M的质量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设滑块Q第一次运动到B点时的速度大小为，有
其中
根据动能定理有
解得
，
（2）设滑块P，Q碰撞后瞬间滑块Q的速度大小为，滑块P的质量为，滑块P，Q发生弹性碰撞，有
滑块Q碰撞后返回A点，有
解得
，，
（3）滑块P碰后恰好能运动到凹槽M的最高点，此时两者共速，速度大小设为，滑块P与凹槽M构成的系统水平方向上动量守恒，有
该系统机械能守恒，有
解得