吉林地区普通高中友好学校联合体2024-2025学年高一下学期期末物理试卷（解析版）

这是一份吉林地区普通高中友好学校联合体2024-2025学年高一下学期期末物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名，考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
高一物理试题
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，将答题卡交回。
一、选择题（共46分。1-7为单选每题4分；8-10为多选每题6分，对而不全得3分）
1. 高楼玻璃日渐成为鸟类飞行的杀手，一只质量约为50g的麻雀以10m/s的速度水平飞行，撞到竖直的透明窗户玻璃上后水平速度减为0，麻雀与玻璃的碰撞时间约为0.01s，则窗户玻璃受到的平均冲击力的大小约为（ ）
A. 10NB. 50N
C. 100ND. 500N
【答案】B
【解析】由动量定理可得
Ft=mv
带入数据解得
F=50N
故选B。
2. 如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（ ）
A. A与B的角速度大小之比为1∶2B. B与C的线速度大小之比为1∶1
C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1D. 大小齿轮的转动方向相同
【答案】A
【解析】AD．同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，方向相反，根据
可知线速度一定时，与r成反比，由于大小齿轮的半径之比为2∶1，所以A与B的角速度大小之比为1∶2，故A正确，D错误；
B．AC同轴转动，角速度相同，线速度与半径成正比，题意知AC半径比为2：1，则AC线速度之比为2：1，即B与C的线速度大小之比为2：1，故B错误；
C．A与C的向心加速度大小之比
故C错误。
故选A。
3. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是（ ）
A. 物体A的速度大小为vsinθ
B. 物体A的速度大小为vcsθ
C. 汽车匀速行驶的过程中，物体A处于失重状态
D. 汽车匀速行驶的过程中，物体A向上做匀加速运动
【答案】B
【解析】小车以速度v匀速向右运动，将小车速度分解为沿绳子分速度和垂直绳子分速度，当绳子与水平面夹角为时，则物体A的速度大小为
在汽车匀速行驶过程中，逐渐减小，则物体A向上做加速运动，物体A超重状态；当趋近于0时，物体A的速度趋近于汽车速度，可知物体A不是向上做匀加速运动。
故选B。
4. 2020年12月3日23时10分，“嫦娥五号”上升器3 000 N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定高度的环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞。假设上升器绕月球做圆周运动的半径为r1、周期为T1；月球绕地球做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G。根据以上条件能得出（ ）
A. 月球的平均密度B. 地球对月球的引力
C. “嫦娥五号”上升器的质量D. 关系式
【答案】B
【解析】A．由题知，上升器绕月球做圆周运动，则有
解得
则月球的密度为
由于月球半径未知，所以无法求出月球密度，故A错误；
B．根据月球绕地球做圆周运动，地球对月球的引力提供向心力，则有
因月球的质量可以求出，故B正确；
C．由题知，上升器绕月球做圆周运动，则有
可知上升器的质量m被约掉，无法求解，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知
应该是同一中心体才成立，故D错误。
故选B。
5. 如图，要使地球静止卫星进入预定轨道Ⅲ，需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ，卫星在轨道Ⅰ的A点变轨进入转移轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点B再次变轨进入轨道Ⅲ。下列说法正确的是（ ）
A. 地球静止卫星可以静止在成都上空
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率大于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度
【答案】B
【解析】A．地球静止卫星的轨道在赤道面上，所以不可以静止在成都上空，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小，故B正确；
C．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时点火加速做离心运动可以变轨进入轨道Ⅲ，所以星在轨道上经过B点时的速率小于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率，故C错误；
D．根据
解得
可知卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度等于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度，故D正确。
故选B。
6. 5月2日至3日，来自全国各地的近200位青少年滑板运动员参与2024年中国青少年U系列滑板巡回赛（上海站）的比赛。假如比赛中某运动员以同一姿态沿轨道下滑了一段距离，该过程中重力对他做功为800J，他克服阻力做功为200J，不计其他作用力的功，则该运动员在此过程中（ ）
A. 动能可能不变B. 动能增加了600J
C. 重力势能减少了600JD. 机械能增加了200J
【答案】B
【解析】AB．设克服摩擦力做功为，由动能定理可得
得动能增加了
故A错误，B正确；
C．重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做的功，即重力势能减少了800J，故C错误；
D．除了重力做功以外的其他外力做的功等于机械能的变化量，即
解得
故机械能减少了200J，故D错误。
故选B。
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时，才能发生明显的衍射现象
B. 频率相同的两列波相遇，波谷和波谷相遇处为振动加强点
C. 增大单摆的摆长，单摆摆动的频率将减小
D. 弹簧振子的振幅越小，其振动频率将减小
【答案】BC
【解析】A．当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象，故A错误；
B．频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点振动是加强点，故B正确；
C．根据
可知当摆长增大时，单摆的周期增大，频率减小，故C正确；
D．根据简谐运动的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期的关系为，即频率与振幅也无关，故D错误；
故选BC。
9. 某校黎主任把木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）
A. a和b与弹簧组成的系统机械能守恒
B. a离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒
C. a离开墙壁后，a和b组成的系统的动量守恒
D. a离开墙壁后，a和b组成的系统机械能守恒
【答案】ABC
【解析】A．当撤去外力后，a和b与弹簧组成的系统只有弹力做功，则系统机械能守恒，选项A正确；
B．a离开墙壁前，a和b组成的系统由于受到墙壁的作用力，则合力不为零，则系统的动量不守恒，选项B正确；
C．a离开墙壁后，a和b组成的系统受合外力为零，则系统的动量守恒，选项C正确；
D．a离开墙壁后，a和b以及弹簧系统机械能守恒，但是a和b组成的系统机械能不守恒，选项D错误。
故选ABC。
10. 图（a）为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图（b）为质点P的振动图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴正方向运动
C. 该波的传播速度大小为3m/s
D. 0∼2s内，质点Q运动的路程为40cm
【答案】AD
【解析】A．由质点P的振动图像可知，t=1s时刻质点P向上振动，可知该波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．波的周期为T=2s，则t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴负方向运动，选项B错误；
C．该波的传播速度大小为
选项C错误；
D．0∼2s内，即一个周期内质点Q运动的路程为s=4A=40cm
选项D正确。
故选AD。
二、实验题（每空2分，共14分。）
11. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则重力加速度______。（用L、T表示）
（2）在这个实验中，应该选用下列哪两组材料构成单摆？______（选填选项前的字母）。
A. 长约1m的细线
B. 长约1m的橡皮绳
C. 直径约1cm的均匀铁球
D. 直径约1cm的塑料球
（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是（ ）______（选填选项前的字母）。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
【答案】（1） （2）AC （3）BC
【解析】
【小问1解析】
根据单摆的振动周期公式
可得重力加速度为
【小问2解析】
AB．在这个实验中，应该选用长约1m的不可伸长的细线，不能用橡皮绳，否则摆长会发生改变，A正确，B错误；
CD．为了减小阻力产生的误差，可选用直径约1cm的均匀铁球，C正确，D错误。
故选AC。
【小问3解析】
A．测出摆线长加上摆球的半径作为单摆的摆长，A错误；
B．把单摆从平衡位置拉开一个很小角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动，B正确；
C．摆球在平衡位置处速度最大，测量误差小，在摆球经过平衡位置时开始计时，C正确；
D．用秒表测量单摆完成至少30次全振动所用时间，求出周期的平均值作为单摆的周期，D错误。
故选BC。
12. 某实验小组设计了如图甲所示实验装置测速度并验证动量守恒定律。
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度________cm；
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则、应满足的关系是______（填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和，碰前A的速度大小为________m/s；
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式______（用字母表示），则可认为验证了动量守恒定律。
【答案】（1）0.545 （2）
（3）0.545 （4）
【解析】
【小问1解析】
遮光片的宽度
0.5cm+0.05mm×9=0.545cm
【小问2解析】
A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹；实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则、应满足的关系是
【小问3解析】
碰前A的速度大小为
【小问4解析】
碰后B、A的速度大小分别为
若动量守恒，则满足
即
可得
三、解答题（共40分）
13. 如图所示，图中的实线是一列正弦波在时刻的波形曲线。图中的虚线是这列正弦波在时刻的波形曲线。设该波的周期大于，求：
（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
【答案】（1）0.06m/s，4s； （2），
【解析】（1）该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，则波的速度是
周期为
（2）该波的周期大于，如果波是向右传播的，波的速度是
周期为
14. 如图所示，小物块A、B的质量均为m = 0.10 kg，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v0与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h = 0.45 m，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s = 0.30 m，取重力加速度g = 10 m/s2。求：
（1）两物块在空中运动的时间t；
（2）两物块碰前A的速度v0的大小；
（3）两物块碰撞过程中损失的机械能。
【答案】（1）0.30 s；（2）；（3）
【解析】（1）竖直方向为自由落体运动，由
得
t = 0.30 s
（2）设A、B碰后速度为，水平方向为匀速运动，由
得
根据动量守恒定律，由
得
（3）两物体碰撞过程中损失的机械能
得
15. 如图所示，一轨道由曲面AB、竖直圆轨道、水平轨道BD和固定斜面DEF平滑连接组成，其中曲面和圆轨道光滑，水平轨道和斜面粗糙且动摩擦因数均为，圆轨道最低点B相互错开。现将一质量为m=0.5kg的滑块（可看成质点）从AB轨道上距离地面某一高度由静止释放，若已知圆轨道半径R=0.8m，一水平面的长度BD=9m，斜面宽度DF=2m，倾角，g取10m/s2，滑块从h=2.4m高处由静止开始滑下，求：
（1）滑块运动至圆轨道最高点 C点对轨道压力大小；
（2）滑块在斜面上向上运动最大距离：
（3）滑块最终停止的位置（用距离D点描述）。
【答案】（1） （2） （3）滑块停在D点左侧2m处
【解析】
【小问1解析】
滑块从静止开始滑下到C过程，根据动能定理可得
解得
在C点，根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2解析】
滑块从静止开始滑下到第一次到达D点过程，根据动能定理可得
解得
滑块在斜面上向上运动过程，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得滑块在斜面上向上运动的最大距离为
【小问3解析】
设滑块最终停止的位置与D点的距离为，滑块从斜面上下滑到最终停止过程，
解得
则滑块停在D点左侧2m处。