[物理][期末]河南省信阳市潢川县第一中学等二校2023-2024学年高一下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[物理][期末]河南省信阳市潢川县第一中学等二校2023-2024学年高一下学期7月期末试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了考试结束，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试时间为75分钟
注意事项∶
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上；
2.考试结束，将答题卡交回。
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，只有一项是符合题目要求的。）
1. 下雨时，某外卖员在平直的道路上以4m/s的速度骑行，已知雨滴以3m的速度竖直下落，则该外卖员感觉到雨滴的速度的大小和方向分别是（ ）
A. 3m/s；竖直向下B. 3m/s；斜向下
C. 5m/s；竖直向下D. 5m/s；斜向下
【答案】D
【解析】外卖员感觉到雨滴的速度是雨滴相对外卖员的速度，由相对速度公式知
矢量图如下
由勾股定理，雨滴相对外卖员的速度大小为
方向斜向下，故ABC都错误，D正确。
故选D。
2. 如图所示，从倾角为θ的固定斜面上的某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上，当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速度为v2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2，不计空气阻力，则（ ）
A. 当v1>v2时，α1>α2
B 当v1>v2时，α1<α2
C. 无论v1、v2关系如何，均有α1=α2
D. α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
【答案】C
【解析】小球从斜面上的某点水平抛出后落到斜面上，小球的位移方向与水平方向的夹角等于斜面倾角θ，即
小球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角的正切值
故可得
只要小球落到斜面上，位移方向与水平方向的夹角就总是θ，则小球的速度方向与水平方向的夹角也总是，故速度方向与斜面的夹角总是相等，与v1、v2的关系无关。
故选C。
3. 某同学在操场练习掷铅球，第一次以速度水平掷出铅球，第二次以与水平方向成角斜向上掷出铅球，结果铅球都落到了P点。已知铅球两次出手时的高度和速度大小均相同，两次铅球的水平射程均为x，重力加速度大小为g，则铅球出手时的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】本题考查抛体运动，目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力。设铅球以仰角掷出后，在空中做斜抛运动，则
即
上式变形有
、为二次方程的两个根，根据韦达定理有
解得
故选D。
4. 如图是一电场中某区域的电场线分布，A、B为电场中的两点，比较这两点场强的大小和电势的高低，下列判断正确的是（ ）
A. ，A点电势较高B. ，B点电势较高
C. ，A点电势较高D. ，B点电势较高
【答案】C
【解析】电场线的疏密表示电场的强弱，a点的电场线密，所以其场强大，即
等势面和电场线垂直，过A、B两点分别做等势面，如图所示
因电场的方向从高电势指向低电势，所以A点电势较高，故C正确。
故选C。
5. 如图，A、B两个相同的茶杯放在餐桌上的自动转盘上，B离中心的距离比A离中心距离大，一个杯中装满水，另一个是空杯，转盘在电动机的带动下匀速转动，A、B两杯与转盘保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A. 装满水的杯子受到的摩擦力大
B. 杯子B受到的摩擦力大
C. 若增大转动的角速度，空杯一定先滑动
D. 若增大转动的角速度，杯子B先滑动
【答案】D
【解析】AB．转动过程中，杯子受到的摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知
由于不明确A、B哪个装满了水，也不明确A、B到中心距离的倍数关系，因此不能确定哪个受到的摩擦力大，故AB错误；
CD．杯子刚要滑动时，有
解得
因此离中心远的B杯子先滑动，故C错误，D正确。
故选D。
6. “打水漂”是一种常见的娱乐活动，以一定的高度水平扔出的瓦片，会反复在水面上弹跳前进，假设瓦片和水面相撞后，在水平方向，速度没有损失，而在竖直方向，碰撞后并不能原速弹回，而是变小，以下四幅图有可能是瓦片轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】瓦片和水面相撞后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向，速度没有损失，而在竖直方向，碰撞后并不能原速弹回，而是变小，可知竖直小球上升的高度逐渐减小，在竖直方向上，利用逆向思维，根据对称性有
解得
可知瓦片在空中的时间逐渐减小，水平方向有
可知瓦片在空中通过水平位移逐渐减小，可知，只有第四个选择项符合要求。
故选D。
7. 2024年5月21日12时15分，中国快舟十一号固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，顺利将武汉一号等四颗卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星到地面的距离为h，引力常量为 G，则卫星的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据牛顿第二定律可知
则卫星的加速度大小为
故选B。
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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. “嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示．关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（ ）

A. 沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ
B. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
C. 沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度
D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变
【答案】AD
【解析】在轨道I上运动，从P点开始变轨，可知嫦娥三号做近心运动，在P点应该制动减速以减小向心力，通过做近心运动减小轨道半径，故A正确；轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于轨道I上的周期，故B错误；在轨道Ⅱ上运动时，卫星只受万有引力作用，在P点时的万有引力比Q点的小，故P点的加速度小于在Q点的加速度，故C错误；根据开普勒第二定律可知，知在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对嫦娥三号做正功，嫦娥三号的速度逐渐增大，动能增加，重力势能减小，机械能不变，故D正确．故选AD.
9. 如图所示为一简化后的滑雪的滑道示意图，质量为的运动员从高处的a点沿倾斜滑道ab滑入水平滑道bc，两滑道在b点平滑连接，运动员（可视为质点）与两滑道的动摩擦因数相同，在a、c两点时的速度大小均为，ab长度与bc长度相等，忽略空气阻力，重力加速度大小g取，则（ ）
A. 运动员在ab段过程中重力势能减小
B. 运动员从b运动到c的过程中动能逐渐减少
C. 运动员在bc过程克服摩擦力做的功等于
D. 运动员在ab段克服摩擦力做功小于在bc段克服摩擦力做功
【答案】ABD
【解析】A．运动员在ab段过程中高度减小，重力势能减小，故A正确；
B．由题意知，在运动员从b运动到c的过程中，由于摩擦力做负功，动能在逐渐减少，故B正确；
CD．运动员从a到c根据动能定理可得
可得全程克服阻力做功为
运动员在ab段正压力小于bc段的正压力，故运动员在ab段克服摩擦力做功小于bc段克服摩擦力做功，故运动员在bc过程克服阻力做的功满足
故C错误，D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M=2m．与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为3m，定滑轮大小及质量可忽略．现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是
A. A、C间距离为4m
B. 小环最终静止在C点
C. 小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能
D. 当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2：1
【答案】AD
【解析】A项：由机械能守恒得：，解得：，故A正确；
B项：设小环静止于C点，绳中的拉力等于2mg，对小环有：，小环不能静止，所以假设不成立，故B错误；
C项：由机械能守恒可知，小环下落过程中减少的重力势能转化为物块增加的机械能和水环增加的动能，故C错误；
D项：将小环的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的速度即为物块的速度即为，由动能表达式可知，小环与物块的动能之比为2：1，故D正确．
故选AD．
三、非选择题（共54分。）
11. 如图所示为“研究平抛物体的运动”实验，
(1)在该实验中，下列说法正确的是 _____；
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D．为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
(2)如图所示为实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、b、c和d为轨迹上的四点，小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度大小v0= _______ ，经b点时速度大小vb = ______ 。
【答案】（1）CD （2）
【解析】（1）AC．为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑，故A错误，C正确；
B．为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故B错误；
D．为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确。
故选CD。
（2）在竖直方向上，根据
得相等的时间间隔
则小球平抛运动的初速度
b点的竖直分速度
根据平行四边形定则知，b点的速度
12. “验证机械能守恒定律”实验有很多情形可以选择。
（1）第一实验小组用图甲装置验证，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁打点计时器使用的是交流220V电压
B 体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力越小
C. 利用本实验装置验证机械能守恒定律，可以不测量重锤的质量
（2）第二实验小组用频闪法验证，得到小球由静止下落过程中的频闪照片如图乙所示，实验小组对每次闪光时小球的位置进行编号，用刻度尺正确量出所得照片中对应频闪点球心位置到0点的距离，数据如下表，已知频闪周期，小球的质量m=20.0g，当地重力加速度g取9.8m/s2。
①小球运动到编号8位置时的动能Ek=___________J，小球从释放到编号8位置过程中减小的重力势能∆Ep=___________J。（结果均保留三位有效数字）
②通过计算多组数据对比，该组同学发现小球下落的某一过程中增加的动能总是略小于减小的重力势能，其原因是___________。
【答案】（1）C （2） ①. 0.0671 0.0676 ②. 小球下落过程中，空气阻力对小球做负功
【解析】
【小问1详解】
A．电磁打点计时器使用的是交流6~8V的电压，故A错误；
B．体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受空气阻力的相对影响越小，而不是所受阻力越小，故B错误；
C．利用本实验装置验证机械能守恒定律，重锤的质量可以消去，所以可以不测量重锤的质量，故C正确。
故选C。
小问2详解】
小球在编号8位置时，速度大小为
则
小球下落过程中受空气阻力作用，阻力做负功，使得小球下落某一过程中增加的动能总是小于减小的重力势能。
13. 如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球，三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：（三个小球均可视为点电荷）
（1）C球的电性和电荷量大小；
（2）水平力F的大小。
【答案】（1）负电，2q；（2）
【解析】（1）运动过程中间距不变，则三球加速度相同，水平向右；设C球所带电量为Q，对A球受力分析可知C球带负电，且
解得
即C球带负电，其电荷量大小为2q；
（2）对A球受力分析，可知
解得
再对整体受力分析可知
即水平力F的大小为。
14. 物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，长度、倾角为的倾斜滑轨与水平滑轨平滑连接。若有一质量的货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数，货物可视为质点（取cs24°=0.9，sin24°=0.4，g取）。求：
（1）货物在倾斜滑轨上滑行时受到的摩擦力f的大小；
（2）货物在倾斜滑轨上滑行时的时间；
（3）若货物到达货箱时速度为1m/s，则货物在水平轨道上克服阻力做功多少？
【答案】（1）2N；（2）2s；（3）7.5J
【解析】（1）货物在倾斜滑轨上滑行时，对货物进行分析有
，
解得
（2）货物在倾斜滑轨上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解得
（3）货物倾斜滑轨上做匀加速直线运动，根据速度公式有
根据动能定理有
解得
15. 追寻守恒量是物理学的重要研究内容，在高中阶段我们探索守恒量时，除了实验手段，也常借助已有理论来进行分析。已知重力加速度为g。
（1）如图1所示，A和B两位置分别距离地面高度为hA和hB，质量为m的物体（可视为质点）在A和B两位置的速度大小分别为vA和vB。
a．以地面为参考平面，分别写出物体在A和B两位置的机械能EA和EB；
b．利用动能定理和重力做功的特点，证明沿光滑曲面下滑的物块在A位置的机械能与在B位置的机械能相等。
（2）供暖系统、自来水系统都是通过管道运送液体的。管内液体稳定流动时具有这样的特点：①管内各处液体体积无法压缩且密度均相同；②管内各处液体流速不随时间改变。
如图2所示，选取横截面C和横截面D之间的液体为研究对象，当C处液体流动很小一段距离，到达C´时，D处液体正好流动到D´处。已知液体密度为ρ，C处的压强为p1、流速为u1、高度为h1，D处的压强为p2、流速为u2、高度为h2，C处管道半径为R，C与C´间距离为d，且R、d均远远小于h2。不计管道对液体的阻力，不考虑液体的黏滞性。在C、D间的液体流动至Cʹ、Dʹ的过程中
a．求横截面C左侧液体对研究对象所做的功W1；
b．求重力对研究对象所做的功WG；
c．研究表明，可运用动能定理对C、D间的液体进行分析。请依据动能定理探索压强p、流速u、高度h是否也存在着某种守恒的关系。若存在，请写出关系式；若不存在，请说明理由。
【答案】（1）a. ，；b.见解析；（2）a. ；b. ；c.见解析
【解析】（1）a．以地面为参考平面，物体在A位置的机械能

物体在B位置的机械能
b．物体从A位置运动到B位置，重力做功

根据动能定理，合外力做功
从A位置运动到B位置，由于曲面光滑，仅有重力做功
即
因此

可得
即物体在A位置的机械能与在B位置的机械能相等。
（2）a．横截面C左侧液体对研究对象所做的功

b．C、D间液体流动至C´、D´间，可等效为C´、D间液体位置不变，C、C´间液体流动至D、D´间。C、C´间液体质量
重力对研究对象所做的功
c．在相同的时间内，流过C处截面水的体积与流过D处截面水的体积∆V相同。
由C、C´间液体体积
可知
设D处管道面积为S2，D、D´间距离为x，则D、D´间液体体积
横截面D右侧液体对研究对象所做的功

由动能定理，合外力做功
即

整理得

所以压强、流速、高度是满足守恒的关系

即为守恒量。
位置编号
0
7
8
9
10
11
12
xn
x0
x7
x8
x9
x10
x11
x12
xn/cm
0.00
26.40
34.49
43.65
53.89
65.21
77.60