[物理][期末]山东省济南市2023-2024学年高一下学期7月期末考试试题(解析版)

这是一份[物理][期末]山东省济南市2023-2024学年高一下学期7月期末考试试题(解析版)，共22页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，9km/s，选项C错误；等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，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，再选涂其他答案标号。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A. 只受重力的运动是平抛运动
B. 平抛运动是物体不受任何外力作用的运动
C. 做平抛运动的物体在竖直方向的初速度为0
D. 做平抛运动的物体在水平方向做匀加速运动
【答案】C
【解析】AB．平抛运动是物体只在重力作用下的初速度为水平方向的运动，AB错误；
CD．做平抛运动的物体在竖直方向初速度为0，水平初速度不为零且水平方向为匀速直线运动，C正确，D错误。
故选 C。
2. 如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式中正确的是（ ）
A. va > vbB. ta > tbC. va = vbD. ta = tb
【答案】B
【解析】BD．由平抛运动在竖直方向为自由落体可知
又因为小球a的下落高度大，故ta > tb，B正确、D错误；
AC．由a，b两个小球的水平位移相等，可知
vata = vbtb
又因为
ta > tb
所以
va < vb
AC错误。
故选B。
3. 如图所示，将湿透雨伞水平匀速旋转，保持伞边缘到水平地面的高度一定，水滴自雨伞边缘被甩出，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 雨伞转得越快，水滴落地的时间就越长
B. 水滴离开伞边缘后将沿切线方向做直线运动
C. 水滴在空中运动过程中，其速度方向与水平方向的夹角越来越大
D. 水滴沿雨伞边缘的切线方向被甩出是因为水滴受到离心力的作用
【答案】C
【解析】A．水滴自雨伞边缘被甩出后做平抛运动，根据可知，落地时间与转动速度无关，故A错误；
B．水滴离开伞边缘后将沿切线方向水平抛出，做曲线运动，故B错误；
C．设速度方向与水平方向的夹角为，飞出雨伞时的速度为，竖直方向任意时刻的速度为，可知雨滴在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，因此有
可知空中运动过程中，其速度方向与水平方向的夹角越来越大，故C正确；
D．旋转雨伞，水滴与雨伞一起做圆周运动，当旋转速度增大时，雨滴在雨伞上的附着力不足以提供雨滴做圆周运动的向心力，雨滴做了离心运动，并不是因为水滴受到离心力的作用力，故D错误。
故选 C。
4. 如图所示，有一款自行车大齿轮总齿数为48，小齿轮总齿数为20。将自行车的后轮抬起，转动脚踏板，若链条始终不打滑，小齿轮与后轮同轴转动，当大齿轮转5圈时，后轮转动的圈数是（ ）
A. 6圈B. 9圈C. 12圈D. 15圈
【答案】C
【解析】大齿轮齿数为48，小齿轮齿数为20，可知大齿轮与小齿轮的半径比为
用同一根链条连接，齿轮边缘的线速度相等，由可知大齿轮与小齿轮的转动角速度比为
故当大齿轮转5圈时，小齿轮转动12圈，由于小齿轮与后轮同轴转动，角速度相等，故后轮转动12圈。
故选C。
5. 如图所示，水平圆台转动的角速度，质量为的小物块A放在距离轴心处与圆台相对静止一起转动，小物块受到的静摩擦力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】所需的向心力由静摩擦力提供
故选A。
6. 中国北斗卫星导航系统是当今世界上规模最大的卫星导航系统，该系统包含5颗地球同步轨道卫星。关于同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 同步卫星处于平衡状态
B. 同步卫星可以位于北京上空
C. 同步卫星的运行速率一定大于
D. 同步卫星绕地心转动的角速度与地球自转的角速度相同
【答案】D
【解析】A．卫星做匀速圆周运动，有向心加速度，不处于平衡状态，选项A错误；
B．同步卫星只能定点在赤道的上空，不可以定位于北京的上空，选项B错误；
C．同步卫星的运行速率一定小于地球最大环绕速度7.9km/s，选项C错误；
D．同步卫星与地球周期相同，绕地心转动的角速度与地球自转的角速度相同，选项D正确。
故选D。
7. 如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力大小为f，射入的深度为d，在此过程中木块位移的大小为s，关于此过程下列说法正确的是（ ）
A. 子弹克服阻力做的功为fsB. 子弹动能的损失为
C. 木块动能的增加量为D. 子弹和木块组成的系统机械能守恒
【答案】B
【解析】A．子弹克服阻力做的功为
选项A错误；
B．根据动能定理可知，子弹动能的损失为
选项B正确；
C．根据动能定理可知，木块动能的增加量为
选项C错误；
D．子弹射入木块时要有内能产生，可知子弹和木块组成的系统机械能不守恒，选项D错误。故选B。
8. 如图所示，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上的O点，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。一物块由斜面上A点上方某位置由静止释放，将弹簧压缩至最低点B，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 物块运动到A点时的动能最大
B. 物块从A点运动到B点过程中机械能守恒
C. 物块运动到B点后将在B点保持静止状态
D. 弹簧弹性势能的最大值等于物块从O点到B点重力势能的减少量
【答案】D
【解析】A．物块运动到A点时，弹力为零，合力不为零，则物块有沿斜面向下的加速度，则此时速度不是最大，即动能不是最大，选项A错误；
B．物块从A点运动到B点过程中弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能不守恒，选项B错误；
C．物块运动到B点后合力沿斜面向上，则将沿斜面向上运动，不会在B点保持静止状态，选项C错误；
D．由能量关系可知，弹簧弹性势能的最大值等于物块从O点到B点重力势能的减少量，选项D正确。
故选D。
9. 如图所示，大小为、方向竖直向下的匀强电场中有相距的O、C两点，其连线与电场方向垂直。若在O点处放置电荷量为的正点电荷，静电力常量，则C点电场强度的大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】O点的正点电荷在C点产生的电场强度为
方向水平向左，根据电场强度的叠加原理，C点电场强度
解得
故选A。
10. 如图所示，虚线为一正点电荷电场的等势面，P、Q两个带电粒子，以相同的速率沿不同的方向从A点飞入电场，分别沿不同的径迹1和2运动。若取无穷远处电势为零，且不计两个粒子之间的相互作用和粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两粒子电性相同
B. P、Q两粒子的电势能均先增加后减少
C. P、Q两粒子经过B、C两点时的速率可能相等
D. P经过B点时的电势能一定高于Q经过C点时的电势能
【答案】D
【解析】A．根据轨迹的弯曲方向可判断出粒子P受到排斥力，其电性与场源电荷的电性相同，粒子Q受到吸引力与场源电荷电性相反，所以两粒子的电性一定相反，A错误；
B．电场力对粒子P先做负功，后做正功，则电势能先增加后减少；电场力对粒子Q先做正功，后做负功，则电势能是先减少后增大。B错误；
C．两个粒子初速率相等，而粒子P从A到B、粒子Q从A到C电场力做功不同，则经过B、C两点两粒子的速率一定不相等，C错误；
D．粒子P电性与场源电荷的电性相同，若取无穷远处为零电势，则P粒子经过B点时的电势能为正值；粒子Q电性与场源电荷的电性相反，若取无穷远处为零电势，则Q粒子经过C点时的电势能为负值；所以P粒子经过B点时的电势能大于Q粒子经过C点时的电势能，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11. 2024年5月，受到地磁暴的影响，我国运行在高度近圆轨道上的空间站轨道高度出现了下降。若下降后空间站的运动依然可以看做匀速圆周运动，则空间站下降后（ ）
A. 周期变大B. 线速度变大
C. 加速度变大D. 合外力变大
【答案】BCD
【解析】根据
解得
，，
可知周期变小，线速度变大，加速度变大，合外力变大。
故选BCD。
12. 2024年4月261日，神舟十八号载人飞船成功与天宫空间站实现径向对接。对接前二者保持一定间距且同步绕地球转动，其简化模型如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 对接前飞船的线速度比空间站的小
B. 对接前飞船的线速度比空间站的大
C. 对接前飞船的向心加速度比空间站的小
D. 对接前飞船的向心加速度比空间站的大
【答案】AC
【解析】由图知，神舟十八号载人飞船（下面简称飞船）的轨道半径较小，根据题意可知，飞船和空间站角速度相等
AB．根据可知对接前飞船的线速度比空间站的小，故A正确，B错误；
CD．根据可知对接前飞船的向心加速度比空间站的小，故C正确，D错误。
故选AC。
13. 一小球从空中某点水平抛出，先后经过A、B两点，已知小球在A点的速度大小为、方向与水平方向成角，小球在B点的速度方向与水平方向成角。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. B点的速度大小为
B. A点到B点所用时间为
C. A点到B点的距离为
D. A点到B点的速度变化量大小等于
【答案】AC
【解析】A．小球在水平方向做匀速直线运动，则有
解得B点的速度大小为
故A正确；
BD．小球在竖直方向做自由落体运动，则A点到B点所用时间为
A点到B点的速度变化量大小为
故BD错误；
C．A点到B点的水平距离为
A点到B点的竖直距离为
则A点到B点的距离为
故C正确。
故选AC。
14. 跳绳是一种健身运动。一位同学在原地跳绳过程中，离开地面后竖直方向的速率-时间图像如图所示。已知该同学的质量m和图像中的数据，重力加速度为g，不计阻力，下列对该同学跳绳过程中的说法正确的是（ ）
A. 该同学重心上升的最大高度为
B. 该同学重心上升的最大高度为
C. 该同学克服重力做功的平均功率约为
D. 该同学克服重力做功的平均功率约为
【答案】BD
【解析】AB．根据竖直上抛规律，可知离开地面后瞬间速度为
速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，可知该同学重心上升的最大高度
故B正确，A错误；
CD．一个周期内克服重力做功
克服重力做功的平均功率
解得
故C错误，D正确。
故选BD 。
15. 如图所示，水平地面上有一边长为a的正方形地砖，砖上有以C为圆心过BD两点的圆弧。从距离A点正上方a处的A1点，沿不同方向水平抛出若干相同的可视为质点的小球。已知O点为A1C连线的中点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 轨迹过O点的小球与轨迹过C点的小球初速度之比为1:2
B. 轨迹过O点的小球与轨迹过C点的小球从抛出到下落到地砖上所用时间相同
C. 能落到地砖上的小球刚要落到地砖上时重力的瞬时功率均相同
D. 落在圆弧上的小球，初速度最大值与最小值之比为
【答案】BCD
【解析】A．根据平抛运动得

解得

轨迹过O点的小球与轨迹过C点的小球初速度之比为

A错误；
B．根据

解得

轨迹过O点的小球与轨迹过C点的小球从抛出到下落到地砖上的高度h相同，所以所用时间相同，B正确；
C．根据


解得

能落到地砖上的小球的高度h相同，刚要落到地砖上时重力的瞬时功率均相同，C正确；
D．落在圆弧上的小球，下落的高度h相同，水平射程x不同，x的最小值和最大值分别为


初速度最大值与最小值之比为

D正确。
16. 光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。时刻，将一质量为、电荷量为的带电小物块从A点由静止释放，小物块沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的图像如图乙所示，其中B点的切线已画出且此时斜率最大，下列说法正确的是（ ）
A. 两点电荷均为正电荷
B. 中垂线上B点电场强度最大，最大值为
C. 电势差
D. ，且
【答案】BD
【解析】A．负电荷从A到B再到C一直做加速运动，可知两点电荷均为负电荷，选项A错误；
B．由图可知，在B点时的加速度最大，则在中垂线上B点电场强度最大，最大值为
选项B正确；
C．从B到C由动能定理
解得电势差
选项C错误；
D．因为是等量负电荷的电场，则
从A到B由动能定理
解得电势差
则
即
选项D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共6小题，共46分。
17. 玩具枪是一种以枪模型为基础的儿童玩具，深受孩子们的喜爱。玩具枪每次打出的子弹出射速度大小近似相等，飞行过程中所受空气阻力忽略不计。某同学为了测量子弹的出射速度，设计了如下实验：
（1）如图甲所示，调整支撑杆至竖直，然后固定转轴，使上方玩具枪水平射出子弹，测出了子弹下降高度y和水平射程x，已知重力加速度为g，则子弹的出射速度___________。（用x、y、g表示）。
（2）第二次实验过程如图乙所示，枪口已正对竖直墙面调至水平。该同学朝墙面开枪，第一枪子弹落点为A；后退，在相同高度处开了第二枪，落点为B；再后退，在相同高度处开了第三枪，落点为C。测得，。重力加速度，则子弹从枪口射出的初速度大小为___________，子弹落到B点时的速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） （2）2.0 2.8
【解析】
【分析】
【小问1详解】
根据平抛运动规律可知，弹丸在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则
方程联立解得
【小问2详解】
根据匀变速直线运动规律可知，连续相等的时间内位移之差为
代入数据可得第三枪弹丸运动时间比第二枪多
出枪口时的初速度为
子弹落到B点时的竖直速度大小
B点时的速度大小为
18. 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，接通电源待打点计时器工作稳定后释放纸带，让重物自由下落。
（1）若打点计时器的工作电压为，则选用___________（填写A或B）打点计时器。
（2）已知打点计时器所用电源的频率为，查得当地的重力加速度，测得所用重物的质量为。如图乙所示为某次实验打出的一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离，AC间的距离，CE间的距离，根据这些条件计算重物从O点到C点，重力势能减少了___________J，动能增加了___________J （结果均保留3位有效数字）。
【答案】（1）B （2）0.425 0.410
【解析】
【小问1详解】
若打点计时器的工作电压为，则为电火花计时器，则选用B打点计时器。
【小问2详解】
重物从O点到C点，重力势能减少了
因打C点时的速度
动能增加了
19. 如图所示，某同学从A点将同一个飞镖（可视为质点）先后沿着AO和斜向上两个方向掷出，两次掷出的速度大小均为。飞镖的运动轨迹分别如图中①、②所示，并分别击中靶心O点正下方处的P点和靶心O。已知A点和O点在同一水平面上，忽略空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）AO的距离；
（2）沿轨迹②运动的飞镖的初速度方向与水平方向的夹角。
【答案】（1）；（2）或
【解析】（1）依题意，飞镖平抛运动过程，有
解得
可得
（2）根据斜抛运动的对称性，可知
，
整理可得
解得
，
20. 我国发射的嫦娥六号是执行人类首次月背采样并返回任务的探测器。嫦娥六号探测器在月背着陆前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，在时间t内绕月球转了n圈。已知引力常量为G，月球的半径为R，忽略其他天体对探测器的引力作用，求：
（1）探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小；
（2）月球的质量；
（3）月球表面的重力加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）嫦娥六号探测器绕月运动的周期
探测器绕月做匀速圆周运动线速度大小
解得
（2）探测器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
解得
（3）在月球表面有
结合上述解得
21. 如图所示，竖直平面内一倾斜光滑直轨道与水平地面在A点平滑连接，一半径的光滑半圆轨道BDC与水平地面相切于B点。小滑块从斜面上距水平地面高度为h处由静止下滑，经过水平地面后进入圆轨道。已知小滑块质量，AB段长度，小滑块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力。
（1）若小滑块释放后恰好能到达最高点C，求h；
（2）若，求：
（ⅰ）小滑块经过与圆心等高的D点时对轨道的压力；
（ⅱ）小滑块刚要脱离半圆轨道时距地面的高度。
【答案】（1）2.4m；（2）（ⅰ）3N，方向水平向右，（ⅱ）1.12m
【解析】（1）若小滑块释放后恰好能到达最高点C，根据牛顿第二定律有
小球从释放到最高点过程，根据动能定理有
解得
（2）（ⅰ）小滑块运动至与圆心等高的D点过程，根据动能定理有
在D点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得
方向水平向右。
（ⅱ）令小滑块刚要脱离半圆轨道时对应半径与水平方向夹角为，脱离瞬间有
小滑块从释放到脱离过程有
滑块刚要脱离半圆轨道时距地面的高度
解得
22. 绝缘的粗糙水平地面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域由三个水平边长是L，竖直边长是的小矩形区域组成，从左到右依次为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，且矩形区域的下边OC与桌面相接。为方便描述建立如图所示的平面直角坐标系；区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别存在沿y轴负方向、y轴正方向、y轴正方向的匀强电场，其场强大小比例为。现有一带正电的滑块（可视为质点）以某一初速度（未知）从O点沿x轴正方向进入区域Ⅰ，滑块最终从P点（图中未标出）离开区域Ⅲ。已知滑块在区域Ⅰ中所受静电力与所受重力大小相等，地面与滑块间的动摩擦因数为0.125，重力加速度为g。求：
（1）滑块进入区域Ⅲ时的速度大小；
（2）滑块在矩形区域运动的总时间；
（3）若滑块以相同大小的初速度（未知）从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，试确定滑块离开电场区域的位置（Q点）坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）在区域Ⅱ中由于所受静电力与所受重力大小相等，则滑块做匀速直线运动，区域Ⅲ做类平抛运动，竖直方向加速度
根据类平抛运动规律
解得
，
（2）滑块进入区域Ⅲ时，根据动能定理
解得
在区域Ⅰ运动时间
运动的总时间
（3）从P点沿x轴负方向进入区域Ⅲ，则在区域Ⅲ运动时间仍为，竖直方向偏转
竖直方向速度为
区域Ⅱ中做匀速直线运动，区域Ⅰ中做类斜抛运动、水平速度不变，从出区域Ⅲ到上升到最高点竖直位移
由于
y'+y3+12L>2L
可知上升到最高点之前就从上边缘出电场区域。
则在区域Ⅰ中，竖直方向运动实际距离
故滑块离开电场区域的位置即为