【物理】辽宁省抚顺市六校协作体2024-2025学年高一下学期7月期末联考试卷（解析版）

这是一份【物理】辽宁省抚顺市六校协作体2024-2025学年高一下学期7月期末联考试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
一、选择题：本题共10小题，共46分。第1~7题中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. 在建立物理概念过程中，学会像科学家那样运用物理思想，使用科学方法，往往比记住物理概念的词句或公式更重要。在高中物理学习内容中，线速度、角速度、电场强度这三者所体现的共同的物理思想方法是（ ）
A. 理想模型B. 微小量放大C. 等效替代D. 比值定义
【答案】D
【解析】线速度的定义式为（瞬时速度取极限）；角速度的定义式为；电场强度的定义式为。
三者均通过两个物理量的比值来定义，且定义的物理量（如、、）与分母物理量（如、）无关，仅反映物质或运动本身的属性。这种定义方法属于比值定义法。
A．理想模型（如质点）是对实际对象的抽象简化，与三者定义方式无关，故A错误；
B．微小量放大用于测量微小变化（如形变实验），与三者无关，故B错误；
C．等效替代（如合力替代分力）强调效果相同，与比值定义无关，故C错误；
D．比值定义是三者共同采用的方法，故D正确。
故选D。
2. 真空中有两个点电荷相隔一定距离r，相互作用力为F。若其中一个电荷的电量变为原来的4倍，为要保持原来的作用力大小不变，则两个电荷间的距离变为原来的多少倍（ ）
A. 4B. 1C. 2D. 8
【答案】C
【解析】根据
若其中一个电荷的电量变为原来的4倍，有
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
3. 一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一、已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（ ）
A. RB. 2RC. 3RD. 4R
【答案】B
【解析】对地面上的物体
对轨道卫星
解得h=2R
故选B。
4. 郑钦文在巴黎奥运会网球女单比赛中夺冠，创造了历史。她发球时将网球斜向下击出，不计空气阻力（ ）
A. 落地前，网球机械能减少
B. 落地前，在相同时间内，网球的动量变化相同
C. 落地前，在相同时间内，网球的动能变化相同
D. 若仅增大击球的初速度，网球在空中飞行的时间不变
【答案】B
【解析】AB．落地前，网球只受重力，且只有重力做功，所以球的机械能守恒，根据
可知在相同时间内，网球的动量变化相同，故A错误，B正确；
C．落地前，竖直方向网球做加速运动，在相同时间内，网球下落的高度不相等，重力做功不相等，则网球的动能变化不相同，故C错误；
D．若仅增大击球的初速度，则网球竖直向下分初速度增大，根据
可知网球在空中飞行的时间变少，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，质量相同两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列关于重力的功率的说法正确的是（ ）
\
A. 平均功率PA>PBB. 平均功率PA=PB
C. 瞬时功率PA=PBD. 瞬时功率PA＜PB
【答案】D
【解析】AB．设斜面的倾角为θ，高度为h，B做自由落体运动，由公式得运动时间
tB=
A做匀加速直线运动，则
a==gsinθ
根据
得
tA=
可知
tA>tB
重力做功相等，根据P=知
PA＜PB
故AB错误；
CD．根据动能定理
mgh=mv2
可知两物体到达地面时的速度大小均为
v=
A物体重力的瞬时功率
PA=mgvsinθ
B物体重力的瞬时功率
PB=mgv
则
PA＜PB
故C错误，D正确。
故选D。
6. 超市里用的购物车为顾客提供了购物方便，又便于收纳，收纳时一般采用完全非弹性碰撞的方式把购物车收到一起，如图甲所示。某兴趣小组在超市对同款购物车（以下简称“车”）的碰撞进行了研究，分析时将购物车简化为原来静止的小物块。已知车的净质量均为，将1号车以速度向右推出，先与2碰撞结合为一体后再撞击3，最终三车合为一体。忽略一切摩擦和阻力，则第二次碰撞过程中损失的机械能为（ ）
A. 18JB. 36JC. 54JD. 72J
【答案】B
【解析】依题意，碰撞过程系统动量守恒，可得
解得
，
则第二次碰撞过程中损失的机械能为
故选B。
7. 蹦极运动以其惊险刺激深得年轻人的喜爱，图示为某次蹦极运动中的情景，原长为l、劲度系数为k的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为m的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者距离机臂h时，下落至最低点。空气阻力恒为重力的，重力加速度为g。此过程中（ ）
A. 弹性绳增加的弹性势能为
B. 蹦极者减少的机械能为
C. 蹦极者的最大动能为
D. 蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为
【答案】A
【解析】C．根据题意可知，蹦极者下落l的过程中，蹦极者受重力和空气阻力，根据动能定理可知蹦极者此时动能为
此时蹦极者所受合力向下，蹦极者继续加速，则蹦极者的最大动能大于，故C错误；
B．蹦极者从静止开始运动到最低点的过程中，其动能变化量为0，所以其机械能的减少量为其重力势能减少量
故B错误；
A．弹性绳增加的弹性势能为蹦极者减少的机械能去掉克服阻力做的功，即
故A正确；
D．蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为整个过程克服阻力所做的功
故D错误。
故选A。
8. 若引力常量G已知，下列说法正确的是（ ）
A. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球密度
B. 已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球质量
C. 已知月球表面重力加速度及月球的半径，可以计算出月球的密度
D. 地球的所有静止卫星受到地球的万有引力大小均相等
【答案】BC
【解析】AB．根据万有引力提供向心力可得
可得
可知已知月球绕地球运行的周期及月地距离，可以计算出地球质量，但由于不知道地球的半径，所以不能计算出地球密度，故A错误，B正确；
C．在星球表面，根据
又
联立可得
已知月球表面的重力加速度及月球的半径，可以计算出月球的密度，故C正确；
D．根据万有引力表达式
由于不同静止卫星的质量可以不同，所以地球的所有静止卫星受到地球的万有引力大小不一定相等，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，五个点电荷电荷量大小均为q，其中一个电性为负，分别位于正五边形的顶点上，顶点与几何中心О间距离为r，则几何中心О处电场强度为（ ）
A 方向沿负电荷与圆心О连线指向负电荷
B. 方向沿负电荷与圆心О连线指向圆心О
C.
D.
【答案】AD
【解析】假设将负点电荷换成电荷量相等的正点电荷，则О处电场强度为0；可知图中四个正点电荷在О处的合电场强度方向由О指向负电荷，大小为
而图中负点电荷在О处的电场强度方向由О指向负电荷，大小为
故几何中心О处电场强度方向沿负电荷与圆心О连线指向负电荷，大小为
故选AD。
10. 如图所示，半径为、竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦。圆心点正下方放置质量为的小球，质量为的小球以初速度向左运动，与小球发生弹性碰撞。碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球的初速度可能为，重力加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】根据题意可知，小球B与小球A发生弹性碰撞，设碰撞后小球B的速度为，小球A的速度为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
由于碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球A未通过与圆心的等高点或通过圆弧最高点，若小球A恰好到达圆心的等高点，由能量守恒定律有
解得
解得
若小球恰好通过圆弧最高点，由能量守恒定律有
由牛顿第二定律有
解得
解得
则碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道，小球B的初速度取值范围为
或
故选BC。
二、填空题：本题共2小题，11题每空3分，12题每空2分，共14分。
11. 完成题中的实验后，某实验小组又对题述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的上端与水平槽等高且无缝连接。刚开始不放小球B，使小球A从斜槽上某固定点C由静止滚下，然后在水平槽末端放上小球B，使小球A仍从C点由静止滚下，得到两次球在斜面上的平均落点M、P、N。用刻度尺测得斜面上端到M、P、N三点的距离分别为、、。则验证两球碰撞过程中系统的动量守恒的表达式为________；如果两球碰撞过程中的机械能守恒，那么所需满足的表达式为_________________（用所测物理量的字母表示，小球A、B质量分别为、）。
【答案】
【解析】未放小球B时，小球A落在图中的P点，设其做平抛运动的初速度为。小球A和小球B发生碰撞后，小球A的落点是图中M点，设其做平抛运动的初速度为，小球B的落点是图中的N点，设其做平抛运动的初速度为。设斜面与水平地面的夹角为，由平抛运动规律得
解得
同理得
若动量守恒，则满足
代入可得验证两球碰撞过程中系统的动量守恒的表达式为
如果两球碰撞过程中机械能守恒，则有
又平抛运动时的初速度，所以
故需要满足的关系式为
12. 在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如乙图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.20s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度值比为2：9，则：
（1）由以上及图示信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为_______（结果保留到小数点后两位）。
（2）由以上及图示信息可以算出小球平抛的初速度是_______m/s（结果保留到小数点后两位）。
（3）若已知该星球的半径与地球半径之比为，则该星球的质量与地球质量之比________，第一宇宙速度之比_________（取）。
【答案】 （1）2.25 （2） 0.45 （3） 9：250 3：10
【解析】
【分析】
【解析】(1)由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同，设T，在竖直方向有：
所以
(2)小球平抛的初速度是
(3)根据万有引力等于重力
，
代入数据得，该星球的质量与地球质量之比
9:250
根据
，
代入数据得，第一宇宙速度之比
3:10
三、计算题：本题共3小题，共40分
13. 如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8求：
（1）小球所受电场力F的大小。
（2）小球的质量m。
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】（1）3.0×10-2 N；（2）4.0×10-3 kg；（3）2.0 m/s
【解析】（1）电场力
F=qE=3.0×10-2 N
（2）由
解得
m=4.0×10-3 kg
（3）由动能定理
解得
v=2.0 m/s
14. 晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。

(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
(3)改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
【答案】(1)v1=，v2=；(2)T=mg；
(3)当l＝时，x有极大值xmax＝d
【解析】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向有
水平方向有
联立解得
从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有
解得
(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有
解得
(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有
得
绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，根据平抛运动规律，竖直方向有
水平方向有
联立解得
根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，为
xmax＝d
15. 如图所示，木板A、B静止于光滑水平桌面上，B上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为μ，A、B由不可伸长的理想轻绳连接，绳子处于松弛状态，现在突然给C一个向右的速度2v0，让C在B上滑动，当C的速度为v0时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为，A、B、C的质量均为m。
（1）从C获得速度2v0开始经过多长时间绳子被拉直？
（2）拉断绳子造成的机械能损失为多少？
（3）若最终滑块C未脱离木板B，则木板B的长度至少为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）从C获得一个向右的速度2v0到绳子拉直的过程中，取向右为正方向，由动量定理有
得
（2）设绳刚被拉直时B的速度为vB，对BC系统分析，由动量守恒定律有
得
绳子拉断过程中，AB组成的系统动量守恒
得
绳子拉断过程中，AB系统由能量守恒得机械能的损失
得
（3）设C在拉断前的过程中相对于B的位移为L1，由能量守恒
设绳子拉断后C恰好滑到B的右端时又相对于B滑动了L2，对BC分析，根据动量守恒有
由能量守恒有
木板至少长
得