新疆维吾尔自治区喀什地区疏附县2023-2024学年高一下学期期末测试物理试卷（解析版）

这是一份新疆维吾尔自治区喀什地区疏附县2023-2024学年高一下学期期末测试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：90分钟，满分：100分）
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题（本题共12小题，每题4分。其中1-9题为单选题，10-12题为多选题，多选题每题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分，共48分。）
1. 在物理学的发展进程中，许多科学家做出了重要贡献，下列叙述不符合史实的是（ ）
A. 卡文迪什采用“微小量放大法”测出万有引力常量，被称为“第一个能称出地球质量的人”
B. 海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的
C. 开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，总结出了行星运动的三大定律
D. 胡克总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律
【答案】D
【解析】A．卡文迪什采用“微小量放大法”测出万有引力常量，并由此计算出地球质量，被称为“第一个能称出地球质量的人”，故A正确，不满足题意要求；
B．海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的，故B正确，不满足题意要求；
C．开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，总结出了行星运动的三大定律，故C正确，不满足题意要求；
D．行星运动规律由开普勒总结，万有引力定律由牛顿发现，胡克未完成这两项工作，故D错误，满足题意要求。
故选D。
2. 关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体加速度的大小和方向可能均保持不变
B. 物体速度的大小和方向可能均保持不变
C. 物体的速度方向可能不变，但大小一定时刻改变
D. 物体所受合外力方向可能与速度方向相同
【答案】A
【解析】A．做曲线运动的物体加速度的大小和方向可能均保持不变，例如平抛运动，选项A正确；
BC．做曲线运动的物体的速度大小可能保持不变，但是方向一定不断变化，选项BC错误；
D．做曲线运动的物体所受合外力方向与速度方向一定不相同，选项D错误。
故选A。
3. 如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为、，半径大小分别为、，则两球间的万有引力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式可知两球间的万有引力大小为
故选D。
4. 以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，上升的最大高度是h，如果空气阻力大小恒为Ff，从抛出到落回出发点的整个过程中，小球克服空气阻力做的功为（ ）
A. 0B. FghC. mghD. 2Ffh
【答案】D
【解析】上升过程空气阻力对小球做的功为
下降过程空气阻力对小球做的功为
所以整个过程中，空气阻力对小球做的功为
所以从抛出到落回出发点整个过程中，小球克服空气阻力做的功为。
故选D。
5. 如图1所示是一家刀削面馆，门前安放着一个刀削面机器人。当开动机器时，随着机械臂轻快地挥动，一根根面条飞出，落进前方一个大圆锅中，短短二三十秒，就有了三个人的量。假设机器人每次削的面条质量相同，从同一位置依次削出的两块面条，分别落在水面上的A、B两点，若面条可视为质点，其运动可视为平抛运动，轨迹如图2所示，忽略空气阻力影响，下列说法正确的是（ ）
A. 落在B点的面条初速度比落在A点的初速度大
B. 落在B点的面条的速度与水平方向的夹角比落在A点的大
C. 落在B点的面条在空中运动的时间大于落在A点的面条
D. 落在B点的面条空中运动的加速度比落在A点的面条大
【答案】A
【解析】CD．面条在空中做平抛运动，面条的加速度均为重力加速度；两落点的面条下落高度相同，根据，可知两落点的面条在空中运动的时间相等，故CD错误；
A．水平方向根据
由于两落点的面条在空中运动的时间相等，落在B点的面条的水平位移较大，所以落在B点的面条初速度比落在A点的初速度大，故A正确；
B．面条落点的速度与水平方向夹角的正切值为
由于落在B点的面条初速度较大，则落在B点的面条的速度与水平方向的夹角比落在A点的小，故B错误。
故选A。
6. 如图所示，轻杆两端分别固定着可视为质点的小球A、B，放置在光滑水平面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量相等，A、B到O点的距离之比为，当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）

A. 小球A的周期小于小球B的周期
B. 轻杆对小球A的作用力小于对小球B的作用力
C. 小球A的线速度大小等于小球B的线速度大小
D. 小球A的向心加速度大于小球B的向心加速度
【答案】B
【解析】A．两球同轴转动，角速度相等，则小球A的周期等于小球B的周期，选项A错误；
B．根据
可知，轻杆对小球A的作用力小于对小球B的作用力，选项B正确；
C．根据
可知小球A的线速度大小小于小球B的线速度大小，选项C错误；
D．根据
小球A的向心加速度小于小球B的向心加速度，选项D错误。
故选B。
7. 三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则对于三颗卫星，下列关系正确的是（ ）
A. 运行线速度关系为
B. 运行周期关系为
C. 向心力大小关系为
D. 运行半径与周期关系为
【答案】A
【解析】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
可得，
由于，则有，，故A正确，B错误；
C．根据
由于，，则有，，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知，运行半径与周期关系为，故D错误。
故选A
8. 如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在1 min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，则她每次坐起克服重力做的功W和仰卧起坐的功率P约为（ ）
A. W=150 J，P=125 W
B. W=150 J，P=250 W
C. W=90 J，P=75 W
D. W=90 J，P=150 W
【答案】C
【解析】每次上半身重心上升的高度均为0.3 m，则她每次克服重力做的功
每次仰卧起坐的时间为t=1.2s，则相应的平均功率约为
故ABD错误；C正确。
故选C。
9. 2024年5月3日嫦娥六号探测器在中国文昌航天发射场发射升空，开启了全球瞩目的月背出差之旅，并于6月4日完成人类首次月球背面采样，在月背挖出一个“中”字。如图所示，假设嫦娥登月探测器在环月轨道1上的远地点P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近地点Q点进入圆轨道3，已知轨道1的半径为3r，轨道3的半径为r，登月探测器在轨道3的运行周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在地面上的发射速度为7.9km/s
B. 探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度小于在轨道2上运行经过P点时的加速度
C. 探测器在轨道2上运行的周期为
D. 探测器从轨道2上的Q点进入圆轨道3时，需要点火加速
【答案】C
【解析】A．探测器在地面上的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可得
可得
可知探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度等于在轨道2上运行经过P点时的加速度，故B错误；
C．探测器在轨道2上运行时的轨道半长轴为
探测器在轨道2和轨道3上运行时，根据开普勒第三定律可得
解得，故C正确；
D．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，则探测器从轨道2上的Q点进入圆轨道3时，需要点火减速，故D错误。
故选C。
10. 小芳同学与秋千板的总质量为m（可将其整体视为质点），她在荡秋千时，A和B分别为其运动过程中的最低点和最高点，如图所示，两根秋千绳长均为L，小芳运动到A位置时的速度大小为v。重力加速度为g，忽略空气阻力和秋千绳的重力，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的高度差为
B. 在A位置时，小芳和秋千板的重力势能一定为零
C. 从B位置运动到A位置的过程中，机械能守恒
D. 从B位置运动到A位置的过程中，重力势能减少了
【答案】ACD
【解析】A．小芳从最高点运动到最低点的过程有
所以，故A正确；
B．由于参考平面不确定，所以在A位置时，小芳和秋千板的重力势能可能为零，也可能不为零，故B错误；
C．从B位置运动到A位置的过程中，只有重力做功，则机械能守恒，故C正确；
D．从B位置运动到A位置的过程中，机械能守恒，即重力势能减少量等于动能的增加量，所以重力势能减少，故D正确。
故选ACD。
11. 关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能与其被拉伸（或压缩）的长度有关
B. 弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关
C. 对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大
D. 弹性势能大小与使弹簧发生形变的物体有关
【答案】ABC
【解析】理解弹性势能时要明确研究对象是发生弹性形变的物体，而不是使之发生形变的物体。弹簧弹性势能的大小跟形变量有关，对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大。弹簧的弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大，则弹簧的弹性势能越大，ABC正确，D错误。
故选ABC。
12. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率又运动15s恰好到达最大速度，其v-t图像如图所示，已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则（ ）
A. 汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B. 此过程车的总位移为70m
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为30m/s
【答案】CD
【解析】A．前5s内，由图线的斜率可得
由题意可知，汽车受到的阻力为
f=0.1×2×103×10N=2×103N
由牛顿第二定律可得
F-f=ma
联立解得
A错误；
C．t=5s末功率达到额定功率为
P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kw
C正确；
D．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度为
D正确；
B．汽车匀加速度过程的位移为
汽车变加速过程由动能定理有
联立解得
所以汽车此过程中的位移为
B错误。
第II卷（非选择题）
二、实验题（本大题共2小题，共16分，每空2分）
13. 实验小组的同学探究平抛运动的规律。
（1）如图甲所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平。在两轨道上与轨道末端高度相同处各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动，以相同的速度同时到达圆弧轨道的末端，A球离开轨道在空中运动，B球则进入与轨道末端相连接的光滑水平轨道运动。则离开圆弧轨道后，A球做__________运动，B球在进入光滑的水平轨道后做__________运动；实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出结论：___________。
（2）安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_______。
A. 保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B 保证小球飞出时，初速度水平
C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等
D. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线
（3）图乙中C为弹性铁片，它位于B球的左面并夹紧A球，开始时两球均静止，当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，对该实验出现的现象或应得出的结论是：______
A. 两球在空中运动时，两者高度始终相同
B. 两球必定同时落地
C. 实验表明，平抛运动就是自由落体运动
D. 实验表明，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
【答案】（1）平抛 匀速直线 平抛运动在水平方向做匀速直线运动
（2）B （3）AB
【解析】
【小问1解析】
A球离开圆弧轨道后做平抛运动，B球进入光滑的水平轨道后做匀速直线运动，实验过程中观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
【小问2解析】
安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时，初速度水平。
故选B。
【小问3解析】
当小锤D下摆时打击铁片C，使B球做平抛运动，同时使A球自由下落，可知两球下降的高度相同，同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
故选AB。
14. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

①除电火花计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、及开关外，在下列器材中，必须使用的还有___________；（选填器材前面的字母）
A.大小合适的铁质重锤
B.体积较大木质重锤
C.刻度尺
D.秒表
②下列实验操作或数据处理，正确的是__________；
A.释放重锤前，纸带要保持竖直
B.实验时先松开纸带再通电
C.可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据
D.电火花计时器应接在电压为8V的交流电源上
③某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒，不考虑实验中阻力，他得到的图像是_________。
A. B.
C. D.
【答案】①. AC##CA ②. AC##CA ③. A
【解析】①AB．为了减小阻力的影响，应选用密度大，体积小的重锤，故A正确，B错误；
C．处理纸带数据需要用刻度尺测量计数点间的距离，故C正确；
D．打点计时器可以计时，不需要秒表，故D错误。
故选AC。
②A．为了减小阻力影响，释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，故A正确；
B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重锤的纸带，故B错误；
C．重物由静止释放做初速度为零的自由落体运动，在第一个0.02s内的位移为2mm,应选择点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带来处理数据，故C正确；
D．电火花打点计时器需要220V交流电，故D错误。
故选AC。
③不考虑下落时所受阻力，由动能定理得
整理得
v2-h图像为图线A。
故选A。
三、计算题（本大题共3小题，共36分。答题时，要求有必要的文字说明）
15. 有一辆质量为900kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥，不计空气阻力，。
（1）汽车到达桥顶时速度为6m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？
【答案】（1）8190N （2）20m/s
【解析】
【小问1解析】
汽车到达桥顶时速度为6m/s，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可得，汽车对桥的压力大小为。
【小问2解析】
设汽车以速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力，根据牛顿第二定律可得
解得
16. 如图所示，光滑水平面AB与光滑竖直半圆形轨道在B点平滑连接，半圆形轨道半径R=0.4m。一个质量为m=0.1kg的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力的作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点后滑上半圆形轨道，恰能通过半圆形轨道最高点C点。重力加速度g=10m/s2，求：
（1）物体运动至C点的速度v2；
（2）物体经过B点时的速度v1；
（3）求弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep；
（4）若半圆形轨道粗糙，且已知物体经过B点的速度v′1=6m/s，求此情况下物体从B点运动到恰能通过半圆形轨道最高点C点的过程中阻力所做的功Wf。
【答案】（1）2m/s，方向水平向左 （2），方向水平向右
（3）1J （4）-0.8J
【解析】
【小问1解析】
物体运动至C点时，根据牛顿第二定律可得
所以
方向水平向左；
【小问2解析】
物体从B点运动到C点，根据机械能守恒定律有
解得
方向水平向右；
【小问3解析】
根据能量守恒定律可得
【小问4解析】
物体从B点运动到C点，根据动能定理有
解得
17. 我国北斗卫星导航系统（BDS）已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能，这些卫星中有一部分是地球同步卫星。已知地球同步卫星的周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G。忽略地球自转的影响。求：
（1）地球质量M及密度；
（2）地球的第一宇宙速度v；
（3）地球同步卫星的运行轨道距离地球表面的高度h。
【答案】（1），
（2） （3）
【解析】
【小问1解析】
在地球表面有
可得地球质量为
又
可得地球密度为
【小问2解析】
地球的第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度，则有
可得
【小问3解析】
地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得