【物理】山西省部分学校2024-2025学年高一下学期7月期末考试试卷（学生版+解析版）

这是一份【物理】山西省部分学校2024-2025学年高一下学期7月期末考试试卷（学生版+解析版），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列说法正确的是( )
A．匀速圆周运动属于变速运动
B．只受恒力的物体不可能做曲线运动
C．物体在变力作用下一定做曲线运动
D．做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
【答案】A
【解析】A．匀速圆周运动中速度方向不断变化，速度是矢量，方向变化即速度变化，因此属于变速运动，故A正确。B．物体受恒力时，若初速度方向与力方向不共线，会做匀变速曲线运动(如平抛运动)，故B错误。C．若变力方向始终与速度方向共线，物体仍做直线运动(如变加速直线运动)，故C错误。D．匀速圆周运动的合力指向圆心，但非匀速圆周运动的合力存在切向分量，方向不指向圆心，故D错误。故选A。
2．我国第五代制空战斗机歼-20(如图所示)具备高隐身性、高机动性。在某次垂直飞行测试实验中，歼-20离地后，在竖直方向上，歼-20经10s时间速度大小从0匀加速到850 m/s。不考虑其水平方向上的情况。在这10 s内，该歼-20在竖直方向上的加速度大小为( )
A．850 m/s2B．42.5 m/s2
C．85 m/s2D．170 m/s2
【答案】C
【解析】根据加速度定义式a=ΔvΔt，代入数据可得该歼-20在竖直方向上的加速度大小为a=ΔvΔt=85010m/s2=85m/s2，故选C。
3．电动机皮带轮与机器皮带轮通过皮带连接(不打滑)，机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，如图所示。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度大小为0.12m/s2，机器皮带轮上A点到转轴O的距离与电动机皮带轮的半径相等，下列说法正确的是( )
A．电动机皮带轮边缘上质点与机器皮带轮上A点的线速度大小相等
B．电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比为1：3
C．A点的向心加速度大小为0.04m/s2
D．电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度与A点的向心加速度相等
【答案】C
【解析】皮带与两轮之间不发生滑动，因此两轮边缘上各点的线速度大小相等，则电动机皮带轮边缘上质点与机器皮带轮上A点的线速度大小不相等，A错误；设电动机皮带轮与机器皮带轮边缘上的点的线速度大小分别为v1、v2，角速度大小分别为ω1、ω2，边缘上的点运动的半径分别为r1、r2，根据线速度与角速度的关系v=ωr，有v1=v2，v1=ω1r1，v2=ω2r2，根据角速度与转速的关系ω=2πn，可得电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比为n1:n2=ω1:ω2=r2:r1=3:1，B错误；A点的向心加速度大小为aA=ω22rA=ω22r23=0.04m/s2，C正确；根据两轮边缘上各点的线速度大小与向心加速度的关系，有a=v2r，可知a1r1=a2r2，电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度为a1=a2r2r1=0.12×31m/s2=0.36m/s2，D错误。故选C。
4．某质量m=2kg的机器人(视为质点)进行翻跟头表演。机器人从静止竖直向上起跳，上升的最大高度h=0.8m。忽略空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。机器人在起跳过程中，下列说法正确的是( )
A．地面对机器人的冲量大小为8N·s
B．地面对机器人的冲量大小为6N·s
C．机器人受到的合力产生的冲量大小为8N·s
D．机器人受到的合力产生的冲量大小为6N·s
【答案】C
【解析】根据竖直上抛运动的规律得v2=2gℎ，解得机器人的运动速度为v=4m/s，根据动量定理，机器人受到的合力产生的冲量大小为I合=mv=8N⋅s，C正确，D错误；地面对机器人的冲量为支持力的冲量为I支持力，根据动量定理，有I合=I支持力−mgt，即地面对机器人的冲量为I支持力=I合+mgt，其中t为起跳时间，由于题目未提供，故无法计算I支持力的具体值，AB错误。故选C。
5．一质量为80 kg的梅花鹿(视为质点)做匀变速直线运动，其运动的位置-时间图像(x−t图像)如图中实线所示，其中虚线为t1时刻图像的切线，已知当t=0时梅花鹿的速度大小不为零，且t1=2 s，x1=5 m，x2=15 m，则梅花鹿受到的合力大小为( )
A．1600 NB．800 N
C．600 ND．400 N
【答案】D
【解析】x−t图像切线的斜率表示速度，由图可知，t1时刻梅花鹿的速度为v1=0−x2t1=0−152m/s=−7.5m/s，设t=0时刻梅花鹿的速度为v0，根据匀变速直线运动的推论可得−x1=v0+v12t1，解得梅花鹿的初速度为v0=2.5m/s，根据匀变速直线运动的速度-时间公式，可知梅花鹿的加速度为a=v1−v0t1=−7.5−2.52m/s2=−5m/s2，根据牛顿第二定律可得，梅花鹿受到的合力大小为F合=ma=80×5N=400N，故选D。
6．如图甲、乙、丙所示，各图中均有两个叠放的物块，物块均无相对滑动地沿斜面一起以加速度a=gsinθ匀加速下滑，斜面的倾角均为θ。甲图中的A、B两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力大小为f1，乙图中的C、D两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力大小为f2，丙图中的E、F两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力大小为f3，重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A．f1=0，f2≠0，f3=0
B．f1≠0，f2=0，f3≠0
C．f1≠0，f2≠0，f3≠0
D．f1=0，f2≠0，f3≠0
【答案】D
【解析】斜面的倾角相同，两个叠放的物块无相对滑动地沿斜面一起匀加速下滑，整体沿斜面下滑，根据牛顿第二定律，可知物块的加速度为a=gsinθ，斜面一定是光滑的。题中甲、乙、丙图，可知上方物块所受重力沿斜面向下的分力均为mgsinθ，甲图上方物块所受支持力的方向垂直于斜面，沿斜面方向没有分力，乙图和丙图上方物块所受支持力沿斜面方向均有分力，仅靠重力和支持力无法提供沿斜面的加速度，必须有摩擦力才能使合力为mgsinθ。故选D。
7．我国的天链一号卫星是地球同步卫星，可为中、低轨道资源卫星提供数据中继服务。图为天链一号卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球三者间的位置关系示意图，O为地心，卫星a的轨道半径是卫星b 的轨道半径的4倍。已知卫星a、b绕地球同向运行，卫星a的周期为T。下列说法正确的是( )
A．卫星a的线速度是卫星b的线速度的4倍
B．卫星a的线速度是卫星b的线速度的2倍
C．卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为T7
D．卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为T14
【答案】D
【解析】设卫星a、b的轨道半径分别为r1和r2，地球半径为R，根据万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r，则卫星的线速度表达式为v=GMr，卫星a的轨道半径是卫星b 的轨道半径的4倍，即r1=4r2，卫星a的线速度是卫星b的线速度的12，AB错误；同理，根据牛顿第二定律和向心力公式，有GMmr2=mr(2πT)2，可得卫星a的运动周期为T=2πr3GM，可得卫星b的周期为T8，根据圆周运动的周期性可知卫星a、b从相距最近到相距最远满足(2πT8−2πT)t1=π，解得最短时间为t1=T14，C错误、D正确。故选D。
二、多选题
8．关于开普勒定律及万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法正确的是( )
A．开普勒第三定律中r3T2=k，k是一个与中心天体的质量有关的常量
B．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
C．牛顿通过“月—地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
D．海王星是英国物理学家卡文迪什经过大量计算而发现的，被人们称为“笔尖上的行星”
【答案】AC
【解析】开普勒第三定律中r3T2=k，k是一个与中心天体的质量有关的常量，A正确；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，同一轨道上行星与太阳连线扫过的面积相等，适用条件是同一行星与太阳的连线，由于火星与木星处于不同轨道，所以相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积与木星与太阳连线扫过的面积不相等，B错误；牛顿通过“月—地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从万有引力定律这一同样的规律，C正确；海王星是亚当斯和勒维耶经过大量计算而发现的，被人们称为“笔尖上的行星”，卡文迪许的主要贡献是利用扭称实验测出了引力常量G，D错误。故选AC。
9．2025年5月27日，中国选手在广东东莞卫冕女子斯诺克世锦赛冠军。在某一杆中，杆击打球A后瞬间，球A的动量大小pA0=1.6kg⋅m/s，球B静止，球A和球B碰撞(时间极短)前瞬间，球A的动量大小pA=1.28kg⋅m/s，球A和球B碰撞前后都在同一直线上，球A 和球B碰撞后瞬间，球B的动量大小pB'=0.9kg⋅m/s，已知球A的质量mA=160g，下列说法正确的是( )
A．杆击打球A后瞬间，球A的速度大小为16m／s
B．球A和球B碰撞前瞬间，球A的速度大小为8m／s
C．球A和球B碰撞后瞬间，球A的动量大小为0.38kg·m／s
D．球B的质量一定为150g
【答案】BC
【解析】由动量的表达式p=mv，可得杆击打球A后瞬间，球A的速度大小为10m/s，球A和球B碰撞前瞬间，球A的速度大小为8m/s，A错误，B正确；斯诺克碰撞过程遵守动量守恒定律，有pA=pA'+pB'，解得碰撞后瞬间球A的动量大小为pA'=0.38kg·m/s，碰撞后瞬间球B的速度未知，故不能求出球B的质量，C正确、D错误。故选BC。
10．小明和小聪两位同学在空旷的草地上投掷飞镖，飞镖投出点的高度h均为1.8m。小明站在A点先投掷飞镖1，飞镖1初速度的大小v0=10m/s，与水平方向的夹角为53°，最终从P点插入水平地面。然后小聪站在B点投掷飞镖2，飞镖2初速度水平，最终也从P点插入地面，且插入地面的方向与飞镖1插入地面的方向相同。已知两飞镖质量相同，飞镖的飞行轨迹如图所示，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin53°=0.8，下列说法正确的是( )
A．飞镖1在最高点时距地面的高度为3.2m
B．飞镖1在最高点时的速度大小为6m/s
C．落地瞬间，飞镖1与飞镖2重力的功率之比为5：4
D．落地瞬间，飞镖1与飞镖2的动能之比为25：9
【答案】BD
【解析】根据几何关系，可知飞镖1水平方向的速度大小为vx=v0cs53∘=6m/s，竖直方向的初速度大小为vy=v0sin53∘=8m/s，竖直方向上，根据自由落体运动的规律，可知从离手的位置到最高点的高度和时间分别为ℎ1=vy22g=3.2m，t1=vyg=0.8s，飞镖1飞行过程中离地面的最大高度H=3.2m+1.8m=5.0m ，A错误、B正确；飞镖1从最高点到P点做平抛运动，根据自由落体运动的规律，可知飞镖下落时间t2=2Hg=1s，设飞镖1下落到P点时与水平方向的夹角为α，满足sinα=gt2v1，飞镖2做平抛运动的时间t3=2ℎg=0.6s，设飞镖2下落到P点时与水平方向的夹角α，满足sinα=gt3v2，重力的瞬时功率为PG=mgvy'=mg2t，飞镖1、2下降的时间之比为5：3；所以落地瞬间重力的功率之比为5：3，根据动能表达式Ek=12mv2=12mgtsinα2∝t2，可得动能之比为25：9，C错误、D正确。故选BD。
实验题
11．两组同学利用相同的实验器材进行平抛运动和碰撞的实验研究。
(1)第一组实验中，老师叮嘱让钢球多次从斜槽上滚下，并在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中可以看出同学甲的错误最可能是_______，同学乙的错误最可能是_______。(均填正确选项前面的字母)
A．每次由静止释放小球的位置不同
B．小球与斜槽之间的摩擦力太大
C．小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高
D．斜槽末端不水平
(2)第二小组同学，把复写纸和白纸铺在水平地面上，如图丙所示，O为斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，b为未放被碰小球B时入射小球A的平均落点，a为与被碰小球B 碰后入射小球A的平均落点，c为被碰小球B的平均落点。a、b、c均在同一水平地面上。已知小球A、B的质量之比m1:m2=2:1，三个平均落点位置与O点的距离分别为Oa=s1、Ob=s2、Oc=s3。在实验误差允许范围内，当关系式s2= _______(用s1、s3表示)成立时，可证明两球碰撞时动量守恒，同时若关系式s22=_______(用s1、s3表示)成立，则说明两球发生了弹性碰撞。
【答案】(1)D，A；(2)s1+s32，s12+s322
【解析】(1)每次由静止释放小球的位置不同，小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小不同，即小球每次运动的抛物线轨迹不同，从而使记录的点迹呈现无规律的情况，会造成题图乙中出现的错误；只要保证小球每次在斜槽上的运动过程相同，小球与斜槽之间的摩擦力对实验无影响，不会出现题图甲、乙中的错误；小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高，从斜槽末端抛出时速度较大，会使记录的点迹所描绘的抛物线开口较大，不会出现题图甲、乙中出现的错误；斜槽末端不水平，使小球抛出时速度方向不水平，会造成题图甲中出现的错误。
(2)小球从同一位置开始做平抛运动，因为小落高度相同，根据自由落体运动的规律可知小球在空中的运动时间相同，水平位移与抛出的初速度成正比，根据动量守恒定律，有m1v0=m1v1+m2v2，结合水平匀速直线运动的规律s=vt，可知s2=s1+s32，若两球发生弹性碰撞，则同时满足动能不损失，即12m1v02=12m1v12+12m2v22，结合前面分析有s22=s12+s322
12．某实验小组利用打点计时器测量加速度和速度。
(1)关于实验操作的时间顺序，下列说法正确的是___________。
A．先接通电源，再释放纸带
B．先释放纸带，再接通电源
C．先释放纸带或先接通电源都可以
(2)利用打点计时器来研究做匀变速直线运动的小车的运动情况时，实验中获得一条纸带如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所接电源的频率为50 Hz，则小车运动的加速度a=___________ms2。(结果保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率小于50 Hz，而实验小组的同学并不知道，仍按照50 Hz进行数据处理，那么打某点时小车速度的测量值与实际值相比___________。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)A；(2)0.32；(3)偏大
【解析】(1)实验操作的时间顺序是先接通电源，再释放纸带。故选A。
(2)打点计时器的打点周期为0.02s，由于两相邻计数点间有四个点未画出，所以两相邻计数点之间的时间间隔为T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论，可知小车运动的加速度a＝xBD−xOB4T2=12.30−5.52−5.524×0.12×10−2m/s2=0.32m/s2
(3)由v=ΔxΔt，如果当时电网中交变电流的频率小于50Hz，则实际周期偏大，计算所用T偏小，运动时间Δt偏小，那么速度的测量值与实际值相比偏大。
四、解答题
13．如图所示，在光滑的水平地面上，有一质量m1=0.1kg的物块A以v0=6m/s的速度向右运动，与质量m2=0.2kg的静止物块B发生弹性碰撞(时间极短)。碰撞后物块B 滑上一固定在地面上的粗糙斜面(足够长)，斜面与水平地面间通过一小段光滑圆弧相连，斜面倾角θ=37∘，物块B与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)。物块A、B均可视为质点，求：
(1)两物块碰撞后瞬间物块A、B的速度；
(2)物块B在斜面上能上升的最大高度。
【答案】(1)2m/s，水平向左；4m/s，水平向右；(2)0.48m
【解析】(1)设两物块碰撞后瞬间物块A、B的速度分别为v1、v2，以向右为正方向两物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v2
根据机械能守恒定律有12m1v02=12m1v12+12m2v22
解得两物块碰撞后瞬间物块A、B的速度分别为v1=−2m/s，v2=4m/s，负号表示方向向左
(2)物块B沿斜面上升时，根据动能定理
有−m2gℎ+μm2gcsθ⋅ℎsinθ=0−12m2v22
解得物块B在斜面上能上升的最大高度为ℎ=0.48m
14．如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直14圆轨道相切于B点，一质量m=2kg的滑块(视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道BC后从C点离开做平抛运动落到河对岸的水平地面上。已知光滑圆弧轨道的半径R=0.8m，水平轨道BC的长度s=0.7m，点到对面河岸的水平距离d=3m，河岸边缘D点与水平轨道BC的高度差ℎ=5m，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)求滑块第一次经过B点时对轨道的压力；
(2)若滑块恰好落在河岸边缘D点，求滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)60N，方向竖直向下；(2)0.5
【解析】(1)根据题意，滑块从A到B的过程中，由机械能守恒定律有mgR=12mvB2
解得滑块第一次经过B点时的速度vB=4m/s
在B点，对滑块受力分析，由牛顿第二定律和向心力公式
有FN−mg=mvB2R
解得轨道对滑块的支持力大小为FN=60N
由牛顿第三定律可知，滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小F'N=FN=60N
方向竖直向下。
(2)滑块从C点运动到D点，做平抛运动，竖直方向，有ℎ=12gt2
水平方向，有d=vCt
滑块在水平轨道BC上运动
由动能定理有−μmgs=12mvC2−12mvB2
解得滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.5
15．某实验小组为了研究滑块的运动情况设计了如图所示的实验装置，该装置主要由光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道、水平轨道BD、水平传送带DE和足够长的落地区FG组成，各部分平滑连接，圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开，滑块落到FG区域后立即停止运动。现将一质量m=0.2kg的滑块从轨道AB上距BD的高度为h(未知)处由静止释放，已知圆轨道半径R=0.2m，水平轨道BD的长度x1=4m，DE与FG的高度差H=0.2m，滑块与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，传送带以恒定速率v0=4m/s逆时针转动(不考虑传送带轮的半径对运动的影响)，当释放高度h1=3m时，滑块恰好不从传送带右端滑出，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)要使滑块不脱离圆轨道且能经过C点，求释放滑块的最小高度hmin；
(2)求传送带的长度x2；
(3)若滑块第一次通过D点时的速度大小v1=4m/s，求此时的释放高度h2；
(4)若h>h2，求滑块静止时距B点的水平距离x与h的关系。
【答案】(1)hmin=0.5m；(2)x2=11m；(3)h2=1.6m；(4)见解析
【解析】(1)要使滑块恰好能经过C点，重力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式，有mg=mvC2R
解得滑块经过C点的速度大小为vC=2m/s
根据机械能守恒定律，有mgℎmin=12mvC2+mg×2R
解得释放滑块的最小高度为ℎmin=0.5m
(2)根据动能定理，有−μmgx1+x2+mgℎ1=0
解得传送带的长度为x2=11m
(3)由动能定理，有mgℎ2−μmgx1=12mv12
解得此时的释放高度ℎ2=1.6m
(4)当ℎ2ℎ1时，滑块从传送带右侧滑出，根据动能定理，有mgℎ−μmgx1+x2=12mv'2
设滑块做平抛运动的水平位移大小为x＇
根据平抛运动规律，竖直方向，有H=12gt2，水平方向，有x'=v't
此时滑块静止时距B点的水平距离为x=x1+x2+x'=25ℎ−155+15m