【物理】陕西省汉中市2024-2025学年高一下学期7月期末试题（解析版）

这是一份【物理】陕西省汉中市2024-2025学年高一下学期7月期末试题（解析版），共15页。
1．本试题共6页，满分100分，时间75分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。
第Ⅰ卷（选择题共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 如图，某同学去公园玩，向河中抛出一石块，石块在空中运动的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A. 石块的速度方向时刻在发生变化
B. 石块的加速度方向一定沿曲线每一点的切线方向
C. 石块速度方向与加速度方向可能在同一直线上
D. 石块的运动为非匀变速曲线运动
【答案】A
【解析】A．石块做曲线运动，速度的方向沿曲线每一点的切线方向，速度方向不断改变，故A正确；
BD．石块只受重力作用，加速度为重力加速度，其方向竖直向下，跟速度方向不在同一直线上，也不沿曲线的切线方向，石块做匀变速曲线运动，故BD错误；
C．物体做曲线运动的条件是速度与加速度不在同一条直线上，故C错误。
故选A。
2. 如图所示，一辆汽车在水平路面上行驶，正在通过环形路段。汽车的运动轨迹可以认为是某个圆的一段圆弧。公路急转弯处通常是交通事故多发地带。为了减少交通事故的发生，下列措施可行的是（ ）
A. 提高汽车转弯时的速度
B. 将路面的转弯半径设计的小一些
C. 将路面修成内侧高外侧低
D. 将路面修成内侧低外侧高
【答案】D
【解析】AB．根据
可知，提高汽车转弯时的速度或者将路面的转弯半径设计的小一些，汽车转弯需要的向心力都增大，当超过最大静摩擦力时容易发生侧滑，选项AB错误；
CD．将路面修成内侧低外侧高，当汽车转弯不受侧向力时，则满足
这样当汽车的速度为
时车轮不受侧向的摩擦力即可安全转弯，则选项C错误，D正确。
故选D。
3. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（ ）
A. mgLB. mgLC. mgLD. mgL
【答案】A
【解析】毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为
故选A。
4. 如图是一个内壁光滑的圆锥形农具，若两个质量相同的黄豆和（可视为小球）贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，以下关于两黄豆做圆周运动时的线速度、角速度、加速度和周期的关系式一定正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】支持力和重力的合力提供向心力，如图所示
根据牛顿第二定律有
又因为
所以，，
根据可知
故选D。
5. 我国的无人机在各行各业中有着广泛的应用。在一次高空摄影过程中，地面测控系统测出无人机从地面起飞，其竖直方向上的速度v随时间t的变化规律如图所示，t4时刻无人机回到地面。关于无人机的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 0~t2时间内，无人机先失重后超重
B. t1时刻，无人机上升到最高位置
C. t3~t4时间内，无人机的加速度方向先向下后向上
D. 0~t2时间内与t3~t4时间内的平均速度相同
【答案】C
【解析】A．v−t图像的斜率等于加速度，可知0~t2时间内，无人机的加速度先向上后向下，故无人机先超重后失重，故A错误；
B．0~t2时间内速度一直为正，则无人机一直上升，故t2时刻无人机上升到最高位置，故B错误；
C．t3~t4时间内，无人机向下先加速后减速，故加速度方向先向下后向上，故C正确；
D．0~t2时间内无人机上升，t3~t4时间内无人机下降并回到地面，可知0~t2时间内与t3~t4时间内的位移大小相等，但时间关系未知，故无法确定平均速度大小关系，故D错误。
故选C。
6. 2025年4月24日，“神舟二十号”载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将三名航天员送上空间站。如图所示，其发射过程简化如下：飞船先送入近地点为、远地点为的椭圆轨道Ⅱ上，然后自点变轨进入空间站运行的圆形轨道Ⅰ，两轨道相切于点。下列说法正确的是（ ）

A. 载人飞船在轨道Ⅰ上的速度大于地球的第一宇宙速度
B. 载人飞船从轨道Ⅱ变到轨道Ⅰ需要在点点火加速
C. 载人飞船在轨道Ⅱ上经过点的加速度小于在轨道I上经过点的加速度
D. 在相同时间内，载人飞船沿轨道I运行时与地心连线扫过的面积和沿轨道Ⅱ运行时与地心连线扫过的面积相等
【答案】B
【解析】A．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，所以载人飞船在轨道Ⅰ上的速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B．航天飞船在A点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ做离心运动，要点火加速，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
飞船不管在轨道Ⅱ还是在轨道Ⅰ，两者的受力是相等的，因此加速度相等，故C错误；
D．根据开普勒第二定律可知，同一轨道上相同时间内载人飞船运行时与地心连线扫过的面积才相同，故D错误。
故选B。
7. 某同学在拍球的过程中发现，让球从离地1m高处由静止下落并自由反弹，弹起的最大高度为80cm。设球在运动过程中受到的空气阻力大小恒定，已知球的质量为900g，重力加速度g=10m/s2，不考虑球与地面相互作用时能量的损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 球在运动过程中受到的空气阻力大小为1N
B. 球在运动过程中受到的空气阻力大小为2N
C. 球下落到地面的过程中，阻力所做的功为1.5J
D. 球下落到地面时的速度大小为5m/s
【答案】A
【解析】AB．根据动能定理，球落地前的动能为（mg−f）h1，反弹后的动能为（mg+f）h2
因碰撞无能量损失，两阶段动能相等
代入，，
解得，故A正确，B错误；
C．下落过程中阻力做功为，故C错误；
D．由动能定理
解得，故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 图甲为斧头劈开树桩的实例，树桩容易被劈开是因为劈形的斧锋在砍进木桩时，斧刃两侧会对木桩产生很大的侧向压力，将此过程简化成图乙模型，斧头截面为等腰三角形，斧锋夹角为，且被施加一个竖直向下的力，则下列说法正确的是（ ）
A. 斧锋夹角越小，斧头对木桩的侧向压力越大
B. 斧锋夹角越大，斧头对木桩的侧向压力越大
C. 施加的力越小，斧头对木桩的侧向压力越小
D. 施加力越大，斧头对木桩的侧向压力越小
【答案】AC
【解析】将力F分解为垂直截面的两个分力，则
即
则斧锋夹角θ越小，斧头对木桩的侧向压力越大；施加的力F越大，斧头对木桩的侧向压力越大。
故选AC。
9. 中国计划2033年前后实施金星探测任务，采用“打水漂”采样等创新技术，突破极端环境材料与控制难题，聚焦大气演化、磷化氢来源及生命迹象，填补观测空白。技术领先且与国际任务互补，推动金星研究从观测到采样返回的跨越，助力行星科学发展，彰显航天实力与科学探索深度。已知某探测器绕金星运动的周期为，金星的半径为，金星探测车的质量为，在金星表面的重力大小为，万有引力常量为，忽略金星的自转，则下列正确的是（ ）
A. 金星的质量为
B. 金星表面的重力加速度为
C. 金星的平均密度为
D. 该探测器距金星地面的高度为
【答案】BC
【解析】B．金星表面的重力加速度为，选项B正确；
A．根据
金星的质量为，选项A错误；
C．金星的平均密度为，选项C正确；
D．该探测器根据
解得该探测器距金星地面的高度为，选项D错误。
故选BC。
10. 复兴号电力动车组是由我国铁路总公司牵头组织研制，具有完全自主知识产权，达到世界先进水平的电力动车组的统称，其中由CR400系列担当的部分车次是世界上商业运营时速最高的动车组列车。若某“复兴号”列车的额定功率为，列车的质量为，列车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍。列车在水平轨道上行驶，受到的阻力保持不变，重力加速度取。下列选项正确的是（ ）
A. 若列车保持额定功率行驶，当列车行驶速度为时，列车的加速度大小为
B. 列车保持额定功率行驶能达到的最大速度为
C. 若列车由静止开始，以的加速度做匀加速直线运动的最长时间为
D. 若列车由静止开始，以的加速度做匀加速运动，则末列车的瞬时功率为
【答案】AD
【解析】A．当列车行驶速度为20m/s时，解得牵引力
根据牛顿第二定律有
解得，故A正确；
B．列车保持额定功率行驶，列车达到最大速度后受力平衡，则有
解得，故B错误；
C．若列车由静止开始，保持以的加速度做匀加速运动，根据牛顿第二定律有
解得
则匀加速末状态有
匀加速过程，根据速度公式有
解得
即匀加速运动的最长时间为50s，故C错误；
D．若列车由静止开始，保持以加速度做匀加速运动则25秒末的速度
此时的瞬时功率，故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题共54分）
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示装置探究小球做平抛运动的规律。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）该实验必须满足的条件有_____。
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段必须水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点，在确定轴时________（选填“需要”或“不需要”）轴与重锤线平行。
（3）该同学通过实验得到小球做平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。由图中所给的数据可求出：图中的坐标原点________（选填“是”或“不是”）小球做平抛运动的抛出点，小球做平抛运动的初速度大小为________。（取）
【答案】（1）BD （2）需要 （3）不是 4
【解析】
【小问1解析】
ABD．实验过程应保证钢球每次平抛运动的初速度相同，故每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，且斜槽末段水平。斜槽不需要光滑，故A错误，BD正确；
C．实验中只需要记录小球下落在不同高度时的位置即可，挡板高度不需要等距变化，故C错误。
故选BD。
【小问2解析】
取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的球心对应白纸上的位置为原点，钢球在竖直方向做自由落体运动，在确定轴时，需要轴与重锤线平行。
【小问3解析】
根据初速度为0的匀加速直线运动的物体，在连续相等时间内通过的位移之比为
由图乙所给的数据可看出，小球在连续相等时间内在竖直方向上的位移之比为
显然，不满足，所以可知图中坐标原点不是小球做平抛运动的抛出点；
根据图乙数据可知，
可求得小球做平抛运动的初速度大小为
12. 如图1是验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.8m/s2）
（1）下列做法正确有______。
A. 必须要称出重锤的质量
B. 图中打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上
C. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
D. 可以用计算某点速度
（2）选出一条清晰的纸带如图2所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器连接频率为的交变电流。用刻度尺测得A、B、C三点到点的距离如图2所示，重锤的质量为。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J，此时重锤的动能为______J。（结果均保留三位有效数字）
（3）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，然后以为横轴、以为纵轴作出了如图3所示的图线，发现图线明显未过原点，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是______。
【答案】（1）B （2）1.85 1.81 （3）先释放纸带后接通电源打点
【解析】
【小问1解析】
A．若从打点计时器打下的第一个点开始，根据机械能守恒定律有
重锤质量可以消去，可知，实验中，不需要称出重锤的质量，故A错误；
B．为了减小纸带与限位孔之间阻力的影响，图中打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上，故B正确；
C．为了减小实验测量误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，故C错误；
D．实验中根据全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解某点的速度，不能够用计算某点速度，故D错误。
故选B。
【小问2解析】
点为打点计时器打下的第一个点，当打点计时器打B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
打点计时器连接频率为的交变电流，打点周期
匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打B点的速度
则重锤的动能为
【小问3解析】
根据图3可知，图像纵轴截距为正值，表明为0时，速度不等于0，即表明乙同学利用他自己实验时打出的纸带中打点计时器打下的第一个点的速度不等于0，原因可能是先释放纸带后接通电源打点。
13. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外．刀削面全凭刀削，因此得名．如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快的水平削下一片片很薄的面片儿，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m．要想使削出的面片落入锅中．
(1)面片从抛出到锅的上沿在空中运动时间？
(2)面片的水平初速度的范围？（）
【答案】（1）0.4s （2）
【解析】试题分析：面片做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间；平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，抓住最小位移和最大位移得出面片初速度的范围．
（）根据得，代入数据解得：．
（）因为平抛运动的水平位移．
在水平方向上有：，
代入数据，得出初速度的范围为．
点睛：本题主要考查了平抛问题，决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住临界情况，结合运动学公式即可解题．
14. 有研究表明，在银河系中至少一半以上的恒星系统都是由双星构成的。由恒星1、2（可视为质点）组成的双星系统如图所示，两恒星以相等的角速度绕两者连线上的点做匀速圆周运动，测得恒星1、2到点的距离分别为，引力常量为。忽略其他星体的影响，求：
（1）恒星1、2的质量之比；
（2）恒星1的质量；
（3）恒星1、2之间万有引力大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
恒星1、2的向心力均由彼此间的万有引力提供，有
解得
【小问2解析】
恒星2做匀速圆周运动，可得
解得
【小问3解析】
恒星1、2之间万有引力大小
15. 如图所示，为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在端的竖直墙壁上，质量的小物块（视为质点）将弹簧的另一端压缩到点，之后由静止释放，离开弹簧后从点水平飞出，恰好从点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道（小物体与轨道间无碰撞）。为圆轨道的圆心，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径。小物块运动到点后，冲上足够长的斜面，斜面与圆轨道相切于点，小物体与斜面间的动摩擦因数。，重力加速度。不计空气阻力，求：
（1）弹簧最初具有的弹性势能；
（2）小物块第一次到达圆弧轨道的点时对轨道的压力大小；
（3）通过计算判断小物块沿斜面第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的点？
【答案】（1） （2） （3）不能
【解析】
【小问1解析】
设小物块在点的速度为，根据题意可知，小物块从到做平抛运动，在点速度沿切线方向，将点速度分解为水平和竖直分量，则在D点有
设弹簧最初具有的弹性势能为，则有
解得
【小问2解析】
设小物块在点的速度为，由动能定理可知，从到的过程中有
解得
设在点，圆轨道对小物块的支持力为，则有
解得
由牛顿第三定律可知，小物块第一次到达圆弧轨道的点时对轨道的压力大小为
【小问3解析】
设小物块在点的速度为，由动能定理可知，从到的过程中有
解得
设小物体沿斜面上滑的最大距离为，从到最大距离的过程中有
解得
设小物块由点冲上斜面到滑下斜面第一次经过点时的速度为，此过程根据动能定理有
解得
小物块再从回到，在点，设此时小物块的速度为，此过程根据动能定理有
解得
设小物块再由点上升的到速度为0的最大高度为，此过程根据动能定理有
解得
而由点到点的高度为
由于，故小物块沿斜面第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的点。