吉林省普通高中G8教考联盟2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份吉林省普通高中G8教考联盟2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
高一年级物理
本试卷共8页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1．答卷前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题所给的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；在第题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。
1. 一质量为2kg的物体，运动速度为2m/s，该物体的动能是（ ）
A. 32JB. 16JC. 8JD. 4J
【答案】D
【解析】根据动能的公式可知，该物体的动能
故选D。
2. 下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ ）

A. 只有甲、乙B. 只有丙、丁
C. 只有甲、丙D. 只有乙、丁
【答案】C
【解析】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。
故选C。
3. 冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 在空气中，光波长较小
B. 冰晶对光的折射率较大
C. 光在冰晶中的传播速度较大
D. 通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大
【答案】D
【解析】B．、两种单色光进入冰晶时，入射角相同，但b光的偏折程度大，故冰晶对b光的折射率较大，故B错误；
A．因冰晶对b光的折射率较大，故b光的频率较大，由可知，在空气中b光的波长较小，故A错误；
C．根据可知，光在冰晶中的传播速度较小，故C错误；
D．根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大，故D正确。
故选D。
4. 2022年10月12日，中国航天员进行了第三次太空授课。在授课中刘洋用注射器喷出气体快速冲击水球，做了微重力作用下水球的振动实验。将注射器靠近水球，假设喷出的气体以速率v垂直冲击水球上面积为S的一小块区域（可近似看作平面），冲击水球后气体速率减为零，气体的密度为，则水球受到的平均冲击力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设时间冲击水球气体质量为
根据动量定理得
联立解得
故选B。
5. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，P、Q为介质中的两个质点，已知两质点平衡位置之间的距离为x=12m，t=0时刻，质点P、Q均已开始振动，P、Q的振动方程分别为、。则下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为24m
B. 若波速为4.8m/s，波沿x轴的负方向传播
C. 若波速为8m/s，波沿x轴的负方向传播
D. 波传播过程中，P、Q两质点可能同时位于各自平衡位置
【答案】B
【解析】A．由题知两质点的相位差为，当t=0时，质点P位于平衡位置向上运动，质点Q处在波峰处
若波沿x轴的正方向传播，则有
解得
若波沿x轴负方向传播，则有
解得
如果波长为24m，代入上述两式得n=−0.25或n=0.25，不符合要求，故波长不可能为24m，故A错误；
BC．由振动方程可知角速度为
则波的周期为
若波沿x轴正方向传播，波速
n=0时v=8m/s
若波沿x轴负方向传播，波速为
n=1时v=4.8m/s，故B正确，C错误；
D．由题知两质点的相位差为，所以两质点不可能同时位于各自平衡位置，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是（ ）
A. mgh－mv2B. mv2+mgh
C. －mghD.
【答案】A
【解析】根据系统机械能守恒可得
根据弹力做功与弹性势能的变化，有
所以
故选A。
7. 图为水面上的两列振动步调相同的相干波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知S1的振幅为4cm，S2的振幅为5cm，下列说法正确的是（ ）
A. 质点A、D在该时刻的高度差为9cm
B. B点到两波源的路程差为波长的整数倍
C. 质点C的振幅为1cm
D. 再过后的时刻A、B、C三个质点都将处于各自的平衡位置，因此都为振动最弱点
【答案】C
【解析】A．由图可知，两列波叠加，质点A为波峰与波峰叠加，质点D为波谷与波谷叠加，故质点A、D在该时刻都为振动加强的点，A在波峰，位移+9cm，D在波谷，位移−9cm，故质点A、D在该时刻的高度差为18cm，故A错误；
B．B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故B点到两波源的路程差为半波长的奇数倍，故B错误；
C．质点C点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，振动减弱点的振幅等于两列波振幅之差，故质点C的振幅为5cm−4cm=1cm，故C正确；
D．由图可知，再过后的时刻A、B、C三个质点都将处于各自的平衡位置，质点A仍然是振动加强点，质点B、C仍然是振动减弱点，故D错误。
故选C。
8. 关于光的性质与应用，下列说法正确的有（ ）
A. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振
B. 内窥镜利用了多普勒效应
C. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
D. 通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹是光衍射现象
【答案】AD
【解析】A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振，A正确；
B．内窥镜利用了光的全反射现象，B错误；
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，镜头表面涂覆一层透明物质，透明物质的两个表面反射的两列光发生干涉，C错误；
D．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹是光的衍射现象，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，细线一端固定在点，另一端拴一小球。将小球从细线水平且伸直的位置由静止释放，在小球运动到最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球重力的功率逐渐增大B. 细线拉力的功率始终为0
C. 所受合力的冲量水平向左D. 细线上拉力冲量水平向左
【答案】BC
【解析】A．释放时，小球速度为0，此时重力的功率为0，在最低点，速度与重力方向垂直，小球在最低点重力的功率也为0，可知，小球运动到最低点的过程中，重力的功率先增大后减小，故A错误；
B．细线的拉力方向始终与速度方向垂直，可知，细线拉力的功率始终为0，故B正确；
C．根据动量定理有
可知，小球运动到最低点的过程中，小球所受合力的冲量水平向左，故C正确；
D．结合上述，小球所受合力的冲量水平向左，重力的冲量方向竖直向下，根据矢量合成可知，细线上拉力冲量方向斜向左上方，故D错误。
故选BC。
10. 如下左图所示，劲度系数为的轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为的小球从点自由下落，至点时开始压缩弹簧，下落的最低位置为点。以点为坐标原点。沿竖直向下建立轴，定性画出小球从到过程中加速度与位移的关系，如下右图所示，重力加速度为。对于小球、弹簧和地球组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在点时的速度最大
B. 小球从到的运动为简谐运动的一部分，振幅大于
C. 小球从到，系统的重力势能与弹性势能之和先减小后增大
D. 图中阴影部分1和2的面积关系为：
【答案】BCD
【解析】A．小球至B点时开始压缩弹簧，一开始弹力小于重力，则小球继续向下加速运动，所以小球在B点时的速度不是最大，故A错误；
B．弹簧在平衡位置的压缩量为x1，设平衡位置为O，则有
设平衡位置O下方有一D点，且B、D相对于O点对称，根据对称性可知，小球到达D点的速度等于B点的速度，且B、D两点的加速度大小相等，即D点的加速度大小为g，则小球在最低点C点的加速度大于g，方向向上，根据牛顿第二定律可得kxC-mg=maC＞mg
可得最低点C的压缩量满足，则小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为，故B正确；
C．小球从B运动到C的过程中，开始时重力大于弹力，小球速度增加，当重力等于弹力时加速度为零，速度最大，以后弹力大于重力，则小球速度减小，则该过程中小球的动能先增加后减小；因小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒，可知系统的重力势能与弹性势能之和先减小后增大，故C正确；
D．根据a-x图像与横轴围成的面积表示速度变化量，由于整个下落过程小球的速度变化量为0，图中横轴上方面积等于下方面积，则图中阴影部分1的面积小于阴影部分2的面积，故D正确。
故选BCD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题：
（1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的___________（填“a”“b”或“c”）点。
（2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有___________。（填字母）
A.小球的直径d
B.小球1、小球2的质量、
C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x
D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、
（3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式___________成立。（用需要测量的物理量的符号表示）
【答案】（1）c （2）BD##DB （3）
【解析】（1）由图可知，两个小球打在竖直挡板上，由于三次碰撞的水平位移大小相等，则可知水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，由碰撞规律可知，碰后被碰小球的速度最大，则碰后小球2下落的高度最小，而碰后入射小球的速度最小，其下落的高度最大，由此可知碰后小球1在竖直挡板上的碰撞点为c；
（2）根据平抛运动规律可知，下落时间
则可知速度
碰前小球1的速度大小为
碰后小球1、小球2速度分别为
若两球碰撞过程动量守恒，则应有
由以上整理得
因此需要测量小球1、球2的质量、及图中a、b、c三点到O点的距离、、，选项BD正确。
（3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式
成立。
12. 某课外兴趣小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，测得摆球经过次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题：
（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的最___________点（选填“高”或者“低”）；
（2）重力加速度的表达式为___________（用题目中给出的字母表示）
（3）如果测得的值偏小，可能的原因是___________
A. 测摆长时，摆线拉的过紧
B. 摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C. 开始计时时，停表过迟按下
D. 实验时误将51次全振动记50次
（4）某同学在做实验时将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于），计算机屏幕上得到如图所示的图像，由图像可确定：
①此单摆的周期为___________s；
②此摆球的质量为___________（g取，结果保留一位有效数字）
【答案】（1）低 （2） （3）BD
（4） ①. ②. 0.05
【解析】
【小问1解析】
计时开始的标记应该放置在摆球摆动的最低点；
【小问2解析】
单摆的周期
根据
可得重力加速度的表达式为
【小问3解析】
根据
A．测摆长时，摆线拉的过紧，使得L测量值偏大，则g测量值偏大，A错误；
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，而计算时仍用原来较小的摆长计算，则g测量值偏小，B正确；
C．开始计时时，停表过迟按下，则周期测量值偏小，则g测量值偏大，C错误；
D．实验时误将51次全振动记为50次，则周期测量值偏大，则g测量值偏小，D正确；
故选BD。
【小问4解析】
①此单摆的周期为；
②当摆线拉力最小时
摆球总最高点到最低点时由机械能守恒定律
且，其中
解得摆球的质量为
13. 我国新能源汽车发展迅猛，常州已成为新能源之都。质量为的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动，经过t1时间功率达到额定功率，此后保持额定功率行驶，其v-t图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为，汽车所受阻力大小恒为。求：
（1）汽车行驶过程中能达到的最大速度vm
（2）汽车匀加速的最大速度v1及所用时间t1
（3）若，汽车在t1~t2时间走过的路程s。
【答案】（1）30m/s （2）12m/s，6s （3）916.5m
【解析】
【小问1解析】
当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
【小问2解析】
根据牛顿第二定律
解得，匀加速时汽车的牵引力为
当汽车达到额定功率时，匀加速的速度达到最大，为
所用时间为
【小问3解析】
设汽车在t1~t2时间内，根据动能定理
解得s=916.5m
14. 一透明介质做成的四棱柱的横截面如图所示，其中，。现有一束单色光从图示的位置E平行AB面入射，该透明介质的折射率为，已知E到AB面和BC面的距离分别为a和，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）光在DC面上的折射角θ2；
（2）通过计算判断光能否在AB面上发生全反射，
（3）计算单色光在该透明介质中的传播时间。（不考虑光在介质中的多次反射）
【答案】（1）30° （2）能发生全反射 （3）
【解析】
【小问1解析】
由，，结合几何知识可知光在E点的入射角
由折射率公式可知，
解得
【小问2解析】
由几何关系可知
则
由，
所以
所以光在AB面上发生全反射，且光线垂直BC射出。
【小问3解析】
由几何关系可知
F到BC面的距离
光在介质中传播的速度
则单色光在该透明介质中的传播时间
15. 如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中a，与a瞬间粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时，b解除锁定开始运动。已知a的质量，b的质量，方形物体的质量，重力加速度大小，弹簧的劲度系数，整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量），所有过程不计空气阻力。求：
（1）小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小v1、v2
（2）小球与a粘在一起后的整体速度大小v3
（3）弹簧弹性势能最大时，b的速度大小vb及弹性势能的最大值EPm
【答案】（1）6m/s，方向水平向左，，方向水平向右
（2）2m/s （3），
【解析】
【小问1解析】
根据题意可知，小球从开始下落到P处过程中，水平方向上动量守恒，则有
由能量守恒定律有
联立解得
即小球速度为6m/s，方向水平向左，方形物块速度为，方向水平向右。
【小问2解析】
由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0，小球和物块a水平方向上动量守恒，则有
解得
【小问3解析】
设当弹簧形变量为x1时物块b的固定解除，此时小球和物块a的速度为v4，根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得
固定解除之后，小球、物块a和物块b组成的系统动量守恒，当三者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有
解得
由能量守恒定律可得，最大弹性势能为