山西省吕梁市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份山西省吕梁市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了答题时使用0，保持卡面清洁，不折叠，不破损等内容，欢迎下载使用。
本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上。
注意事项：
1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
一、选择题（共10个小题，共46分。其中1~7小题为单选，每题4分；8~10小题为多选，全部选对得6分，选不全得3分，错选或不选得0分）
1. 如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速滑行，则他（ ）
A. 所受的合力为零，做匀速圆周运动
B. 所受的合力大小恒定，加速度大小也恒定
C. 所受的合力恒定，加速度也恒定，做匀变速运动
D. 所受的合力变化，加速度也变化，但速度不变
【答案】B
【解析】AD．运动员沿圆弧形弯道匀速率滑行，可看做匀速圆周运动。首先，匀速圆周运动虽然速度大小不变，但速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动必然是变速运动，且所受的合力不为零，故AD错误；
BC．向心力大小恒定，方向不断变化但始终指向圆心，根据牛顿第二定律，加速度大小也恒定，方向不断变化但始终指向圆心。所以所受合力不恒定，加速度也不恒定，不是匀变速运动，故B正确，C错误。
故选B。
2. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。在一次自由式滑雪空中技巧比赛中，他沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，此过程中重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J，则他的（ ）
A. 动能增加了1800J
B. 动能增加了2000J
C. 机械能减小了1800J
D. 机械能减小了2000J
【答案】A
【解析】AB．根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受各力做功的代数和，即增加的动能为
解得
故A正确，B错误；
CD．根据功能关系知机械能的减少量等于物体克服阻力做的功，等于100J，故CD错误。
故选A。
3. 我国夏天雨水比较集中，导致不少江河流域形成洪涝灾害，冲锋舟是常用的救援船只。在一次救援过程中，一冲锋舟船头垂直河岸，把灾民从一边运送到河对岸安全救援点。已知越靠近河流中心的河水流速越大，冲锋舟在静水中速度保持不变。下列说法中正确的是（ ）

A. 冲锋舟位移方向垂直河岸
B. 冲锋舟的行驶轨迹是一条直线
C. 冲锋舟的速度先增大后减小
D. 在河宽一定的前提下，河水流速越大渡河时间越长
【答案】C
【解析】A．冲锋舟船头垂直河岸，则沿垂直河岸方向和平行河岸方向都有位移，可知合位移方向不是垂直河岸，选项A错误；
BC．冲锋舟垂直河岸方向做匀速运动，沿水流方向先加速后减速，可知其行驶轨迹不是一条直线，且合速度先增大后减小，选项B错误，C正确；
D．在河宽一定的前提下，渡河的时间由船在垂直河岸方向的速度决定，因船头垂直河岸，则渡河的时间为
与河水流速无关，选项D错误。
故选C。
4. 如图当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点各自做圆周运动，P、Q到轴的距离分别为、，已知篮球半径为R，则P、Q两点做圆周运动的（ ）
A. 半径之比为1∶1
B. 角速度之比为
C. 线速度大小之比为
D. 向心加速度大小之比为
【答案】C
【解析】A．由图可知，球面上P、Q两点做圆周运动的半径分别为与，，A错误；
B．由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴转动，角速度大小相等，B错误；
C．由v=ωr可知，球面上P、Q两点做圆周运动的线速度大小之比为：，C正确；
D．由可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度大小之比为：，D错误。
故选C。
5. 如图所示为某幼儿园六一儿童节亲子抛圈套物游戏的示意图。大人与小孩在同一地点，水平抛出套圈套奖品。套圈游戏中，大人和小孩抛出圈的出手点高度均不变，且大人的出手点比小孩高，某次游戏中，小孩刚好套中A奖品，大人刚好套中B奖品，不计空气阻力，则（ ）
A. 大人小孩抛出的套圈在空中运动时间相同
B. 大人抛出套圈时的初速度一定大于小孩抛出套圈时的初速度
C. 若抛出套圈时的初速度不变，大人要想套中奖品A，只需后退适当距离
D. 小孩在原地要想套中B奖品，他可以在初速度大小不变的条件下将套圈斜向下抛出
【答案】C
【解析】A．根据平抛运动规律有
解得
由于下落高度不同，则下落时间不同，故A错误；
B．平抛运动水平方向做匀速直线运动，则有
结合上述解得
由于下降高度与水平位移关系不确定，则初速度无法确定，故B错误；
C．高度一定，大人抛出套圈时的初速度不变，结合上述可知，水平分位移一定，则大人想要套中奖品A，则大人应向后退适当距离，故C正确；
D．小孩在原地要想套中B奖品，如果抛出套圈的初速度大小不变，斜向下抛出，则套圈的水平分速度将变小，竖直方向上由于具有了向下的初速度，套圈在空中的运动时间将减小，水平位移更小，不可能套中更远的B奖品，故D错误。
故选C。
6. 一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示。在物体向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示（空气阻力不计），当位移为时物体到达最高点。已知曲线上点A处（位移为）的斜率最大，位移为时，曲线的斜率恰好为零，重力加速度为g，则（ ）
A. 物体在位移为时的合力一定最大
B. 物体在位移为时的速度一定最大
C. 物体在位移为时开始减速
D. 物体在位移为时的加速度为g
【答案】D
【解析】AB．机械能的变化量等于除重力以外的其他力做功。的过程中曲线斜率越来越大，说明拉力越来越大；处拉力最大，不一定合力最大，也不一定速度最大，AB错误。
CD．过后曲线斜率为零，对应于拉力为零，合力为向下，加速度为，物体已经处于减速阶段，则C错误，D正确。
故选D。
7. 近年来，我国新能源汽车产量呈现爆发式增长，中国新能源汽车产销量已经连续9年位居全球第一。一辆新能源汽车在实验测试阶段瞬时速度随时间的变化情况如图所示，图中前后两段直线均与中间曲线相切。已知测试汽车在平直的公路上由静止开始启动，汽车的额定功率为7kW，汽车所受阻力大小恒定不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车前8s运动过程中功率恒定
B. 汽车的最大牵引力为700N
C. 汽车在匀加速运动过程中牵引力做的功为J
D. 汽车在8s~18s内的位移大小为95.5m
【答案】D
【解析】A．根据功率的计算公式有P=Fv，前8s匀加速阶段，牵引力F恒定，v增加，故功率增加，故A错误；
B．汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有
故B错误；
C．汽车在匀加速运动过程中牵引力做的功为W = Fl
其中l = 32m，F = 875N
解得W = 2.8 × 104J
故C错误；
D．8s ~ 18s内汽车做变加速运动，根据动能定理得
其中在汽车匀速阶段有P = fvm
在汽车匀加速阶段有F－f = ma
解得f = 700N，m = 175kg，s = 95.5m
故D正确。
故选D。
8. 2024年4月26日，神舟十八号飞船自主交会对接天和核心舱。5月28日，航天员乘组完成了8.5小时的出舱活动任务。如图为飞船变轨前后的示意图，变轨前Ⅰ轨道为近地圆轨道，地球半径为R，F为地心，B为椭圆Ⅱ轨道的远地点，。则（ ）
A. 飞船在Ⅱ轨道上A点的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
B. 出舱时宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
C. 飞船在Ⅱ轨道上运行的周期是在Ⅰ轨道上运行周期的两倍
D. 在B点要变轨到更高的圆轨道，需要点火使飞船加速
【答案】AD
【解析】A． 飞船在近地圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，速度大小与第一宇宙速度相等，从Ⅰ轨道A点点火加速到Ⅱ轨道，未脱离地球，故飞船在Ⅱ轨道上A点的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，故A正确；
B．出舱时宇航员完全失重，但依然受到地球的引力，故B错误；
C．根据开普勒第三定律有
解得
故C错误；
D．在B点要变轨到更高的圆轨道，需要点火使卫星加速，使卫星做离心运动，故D正确；
故选AD。
9. 如图为杭州亚运会体操赛场场景，“单臂大回环”是体操运动中的高难度动作，运动员单臂抓杠，以单杠为轴完成圆周运动，不考虑手和单杠之间的摩擦和空气阻力，将“单臂大回环”看成竖直平面内的圆周运动，等效半径为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 单杠对运动员既可能提供拉力，也可能提供支持力
B. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则在最高点处时，运动员速度大小为零
C. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则在最高点处时，运动员与单杠之间无作用力
D. 从最高点到最低点的过程中，单杠对运动员的作用力做正功
【答案】AB
【解析】ABC．运动员在做圆周运动的过程中，单杠对运动员可能为拉力（过圆心的水平线以下），也可能为支持力（过圆心的水平线以上），若运动员恰好能够完成此圆周运动，则运动员在最高点的速度为零，此时手臂与单杠之间支持力大小等于运动员的重力大小，故AB正确，C错误；
D．从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力一直与速度方向垂直，不做功，故D错误。
故选AB。
10. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上一个具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为时刻，记录小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿传送带向上的运动方向为正方向，其中速度大小）。已知传送带的速度保持不变，则下列判断正确的是（ ）
A. 传送带沿顺时针方向运动
B. 若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则
C. 时间内，传送带对物块做的功为
D. 物块克服摩擦力做的功一定等于物块机械能的减少量
【答案】ABD
【解析】A．通过图像分析可知，物块先向下做匀减速直线运动，再向上做匀加速直线运动，最后向上做匀速直线运动，可得传送带的运动方向是沿顺时针方向，A正确；
B．在~时间内，物块沿传送带向上加速运动，则有>
可见>
B正确；
C．由图像与时间轴围成的面积表示位移可知，0~时间内，物块的总位移沿传送带向下，高度下降，重力必然对物块做正功，根据动能定理可知，0~时间内，合外力对物块做的功等于，传送带对物体做功不等于，C错误；
D．由能量守恒可知，物块克服摩擦力做的功一定等于物块机械能的减少量，D正确。
故选ABD。
二、实验题（本题共两个小题，共16分。11题8分，12题8分）
11. 某实验小组利用图（a）所示装置研究小球平抛运动的特点。实验时，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，建立坐标系。然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹。上下调节挡板进行多次实验。实验结束后，测量各印迹中心点、、…的坐标，并填入表格中，计算对应的x²值。
（1）根据上表数据，在图（b）给出的坐标纸上补上数据点，并绘制“”图线____。
（2）由图线可知，小球下落的高度y与水平距离的平方成______（填“线性”或“非线性”）关系，由此判断小球下落的轨迹是抛物线。
（3）若已知小球平抛运动的初速度为，当地重力加速度为g，理论上该图像的表达式为______，其斜率______。（用与g表示）
【答案】（1）见解析 （2）线性 （3）
【解析】
【小问1解析】
根据上表数据在坐标纸上描出数据点，并绘制图像如图所示
【小问2解析】
由图线为一条倾斜的直线可知，小球下落的高度与水平距离的二次方成线性关系。
【小问3解析】
小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
消去时间，联立可得
斜率
12. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器：
（1）下列关于该实验说法正确的是（ ）
A. 必须在接通电源的同时释放纸带
B. 利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量
C. 为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
（2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重锤重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。
（3）该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。
【答案】（1）B （2）1.00 1.07 （3）不合理
【解析】
【小问1解析】
A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误；
B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确；
C．验证机械能守恒的表达式为
为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故C错误；
故选B。
【小问2解析】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打C点时的瞬时速度为
在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为
在打O点到C点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为
【小问3解析】
根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足
消去重锤的质量可得，做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒；因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。
三、解答题（本题共3个小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 中国嫦娥六号是人类首个从月球背面实施采样返回地球的探测器。嫦娥六号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成。轨道器和返回器组合体留在环月轨道飞行，着陆器和上升器组合体经过反推、减速、悬停、避障等阶段最终降落在月球背面艾特肯盆地。在距离月球表面高度为h时，着陆器和上升器组合体在大推力发动机的作用下处于悬停状态，已知悬停时发动机提供的推力为F，着陆器和上升器组合体的质量为m，月球半径为R，万有引力常量为G（只考虑探测器受到月球的引力作用）。
（1）求月球的质量M；
（2）若轨道器和返回器组合体在距离月球表面高度为H的圆轨道做匀速圆周运动，求运动的周期T；
（3）若着陆器和上升器组合体完成采集月壤任务，能再次进入环绕月球表面做匀速圆周运动，求至少以多大速度v从月球表面发射该组合体。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
结合万有引力定律，对着陆器和上升器组合体受力分析可知

解得
【小问2解析】
由万有引力提供向心力得
解得
【小问3解析】
根据题意可知
解得
14. 运动员为了练习腰部力量，在腰部拴上轻绳然后沿着斜面下滑，运动的简化模型如图所示，倾角为37°的光滑斜面固定放置，运动员与重物的质量均为m，他们通过轻质细绳连接，细绳跨过天花板上的两个定滑轮，运动员从斜面上的某点由静止开始下滑，当运动到A点时速度大小为，且此时细绳与斜面垂直。当运动到B点时，细绳与斜面的夹角为37°，已知A、B两点之间的距离为L，重力加速度为g，运动员在运动的过程中一直未离开斜面，细绳一直处于伸直状态，不计细绳与滑轮之间的摩擦，运动员与重物（均视为质点）总在同一竖直面内运动（已知：，）。求运动员从A点滑到B点过程中：
（1）重物上升的高度；
（2）运动员和重物组成的系统重力势能的减少量；
（3）运动员到达B点时的速度大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
运动员从A点运动到B点，重物上升的高度
解得：
【小问2解析】
运动员从A点运动到B点，重物重力势能的增加量为
运动员的重力势能减少
所以系统总重力势能的减少量为
【小问3解析】
运动员与重物沿绳方向的速度相等，设运动员的速度为v，则重物的速度
根据系统机械能守恒可知，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，有
可得运动员在B点时，其速度大小为
15. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道，半径m，下端恰好与光滑水平面OA平滑连接，质量为kg的铁球（可视为质点）由圆弧轨道顶端无初速度释放，后从A点冲上倾角为的光滑斜面且无机械能损失，铁球在斜面上运动s到达B点，然后从B点冲出斜面。（，，重力加速度取m/s2）求：
（1）铁球运动到圆弧轨道最底端时对轨道压力的大小；
（2）斜面AB的长度；
（3）在B点左侧1.6m处竖直放置一足够大挡板，铁球与挡板碰撞时速度的大小。
【答案】（1）30N （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
根据题意，设铁球运动到圆弧轨道最底端时速度的大小为，铁球从圆弧轨道顶端滑到轨道底端，根据机械能守恒定律得
解得
在最底端有
解得
由牛顿第三定律知，铁球对轨道压力大小
【小问2解析】
设铁球在斜面上的加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
由运动学规律得铁球运动到点的速度
斜面的长度
【小问3解析】
将铁球在点的速度沿着水平和竖直方向分解有 ，
从B抛出到与挡板碰撞时间内，铁球水平方向
解得 t=0.4s
竖直方向上，以竖直向下为正方向

则铁球与挡板碰撞时的速度大小
y/cm
2.95
6.52
9.27
13.20
16.61
19.90
x/cm
5.95
8.81
10.74
12.49
1405
15.28
x2/cm
35.4
77.6
115.3
156.0
197.4
233.5