四川省眉山市仁寿县三校联考2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省眉山市仁寿县三校联考2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：100分钟 满分：100分
一、单项选择题（本题共7个小题，每题4分，共28分）
1. 下列说法符合史实的是（ ）
A. 伽利略提出了日心说B. 开普勒总结出了行星运动的三大规律
C. 卡文迪许发现了万有引力定律D. 牛顿发现万有引力定律并测出引力常量
2. 质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为θ，则物体是速度为（ ）
A. vcsθB. C. vsinθD. vtanθ
3. 如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh
B. 足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh
C. 足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh
D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少
4. 冬奥会跳台滑雪是很具有观赏性的项目，小明同学在观看完该项目后决定用所学的知识计算跳台滑雪的时间，他建立的模型如图所示，一个倾角为45°的斜劈固定在水平地面上，运动员（视为质点）从斜劈的顶端A点以15m/s的速度水平抛出飞离斜劈，最后落在斜劈上，则运动员在空中运动的时间为（）（ ）

A. 4sB. 3sC. 2sD. 1s
5. 如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 三个小球运动过程中重力做的功不相等
B. a、b落地时的速度相同
C. a、c落地时重力的瞬时功率相等
D. b、c运动过程中重力做功的平均功率相等
6. 粗糙的水平面上，有一质量为1kg物体在水平向左的恒力F=10N的作用下，以v=3m/s的初速度向右运动，如图所示。已知物体与水平面间摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体向右运动的最大距离为3m
B. 当物体回到出发点，摩擦力做功3J
C. 当物体回到出发点时，F做功为6J
D. 当物体回到出发点时，物体动能1.5J
7. 人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离的关系，图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与的关系。图乙中（地球半径）、为已知量，地球自转的周期为，引力常量为，下列说法正确的有（ ）
A. 太空电梯停在处时，航天员所受的重力为0
B. 地球的质量为
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 随着的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分）
8. 如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图中，从光滑滑梯上加速下滑的小朋友机械能守恒
B. 乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C. 丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D. 丁图中，气球匀速上升时，机械能不守恒
9. 一部电动机通过一轻绳从静止开始向上提起质量为m=4.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P额=600W工作，物体被提升至h=60m高度时恰好达到最大速度vm，上述过程的v-t图像如图所示（g取10m/s2，不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A. 物体的最大速度vm=15m/s
B. 物体速度v2=12m/s时加速度大小2m/s2
C. 物体从速度v1=10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功2000J
D. 物体从静止开始，到提升至60m高度时，所用时间为3.5s
10. 如图所示，倾角为37°的传送带沿逆时针方向以v0=6m/s的速度传动，将质量为m=1kg的可视为质点的物体无初速地放到传送带的顶端，经过一段时间物体到达传送带的底端，已知物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.75，传送带的总长度为L=6m，重力加速度g取10 m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则下列说法正确的是（ ）
A. 物体由顶端到底端的时间为1.25s
B. 物体由顶端到底端时，机械能增加
C. 物体克服传送带的摩擦力做功为36J
D. 物体由顶端到底端的过程中，因摩擦而产生的热量为9J
三、实验探究题（共14分）
11. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
（1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做______运动。
（2）图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做______运动。
（3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有（ ）
A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
C. 每次小球应从同一位置由静止释放
（4）如图所示，利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽滚下从桌边缘水平抛出。当恰好离开桌边缘时，小球B同时下落，两球恰在位置4相碰（g取10m/s2）。则A球离开桌面时的速度为v=______m/s。
12. 在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=10.0m/s2，重锤质量为m=1kg）
（1）图中的三个测量数据中不符合有效数读数要求的是______段的读数，应记作______cm；
（2）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，该过程中重锤的重力势能的减少量ΔEp=______J，该过程中重锤动能的增加量ΔEk=______J；
（3）这样验证的系统误差总是使ΔEk______ΔEp（选填“>”、“<”或“=”），其原因是______。
四、计算题（本大题共3小题，共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动，经过3s运动了9m。求：
（1）力F在3s内对物体所做的功；
（2）力F在3s内对物体做功平均功率；
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
14. 如图所示，质量为m的小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg，重力加速度为g，求：
（1）小球在最高点的速度大小；
（2）小球落地时，距最高点的水平位移大小。
15. 如图，在摩擦因数为水平桌面上，一质量为的小物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能。若打开锁扣K，弹性势能完全释放，小物块经过长为的桌面KA段后以初速度从A点沿水平桌面飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的BCD段粗糙，A与B之间的竖直高度。其中C为圆弧轨道的最低点，D为最高点，圆弧BC对应的圆心角为，圆弧轨道的半径为，，，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：
（1）小物块从A点飞出的初速度的大小；
（2）弹簧最初状态储存的弹性势能；
（3）若小物块恰好能通过最高点D，求圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。
仁寿县23级高一下期期末三校联考
物理试卷
考试时间：100分钟 满分：100分
一、单项选择题（本题共7个小题，每题4分，共28分）
1. 下列说法符合史实的是（ ）
A. 伽利略提出了日心说B. 开普勒总结出了行星运动的三大规律
C. 卡文迪许发现了万有引力定律D. 牛顿发现万有引力定律并测出引力常量
【答案】B
【解析】
【详解】A．哥白尼贡献是提出了日心体系，用“日心说”否定了“地心说”，故A错误；
B．开普勒在研究第谷的观察数据的基础上，提出了行星运动的三大定律，即开普勒三定律，故B正确；
CD．牛顿发现万有引力定律后，并没能测得万有引力常量，而是由卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，故CD错误。
故选B。
2. 质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为θ，则物体是速度为（ ）
A. vcsθB. C. vsinθD. vtanθ
【答案】A
【解析】
【详解】将小车的速度分解，如图所示
由几何关系有
= vcsθ
故选A。
3. 如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh
B. 足球由1运动到3过程中，重力做的功为2mgh
C. 足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh
D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少
【答案】C
【解析】
【详解】A．足球由1运动到2的过程中，高度增加，重力做负功，应用-mgh表示，A错误。
B．足球由1运动到3的过程中，足球的高度初末位置一致，重力不做功，B错误；
C．足球由2运动到3的过程中，足球的高度越来越低，重力做正功，重力势能减少，23两位置的高度差是h，所以重力势能减少了mgh，C正确；
D．分析重力势能的变化，只要找出高度的变化即可，与选不选参考平面没有关系，D错误。
故选C。
4. 冬奥会跳台滑雪是很具有观赏性的项目，小明同学在观看完该项目后决定用所学的知识计算跳台滑雪的时间，他建立的模型如图所示，一个倾角为45°的斜劈固定在水平地面上，运动员（视为质点）从斜劈的顶端A点以15m/s的速度水平抛出飞离斜劈，最后落在斜劈上，则运动员在空中运动的时间为（）（ ）

A. 4sB. 3sC. 2sD. 1s
【答案】B
【解析】
【详解】运动员最后落在斜劈上，则可知最后位移夹角为θ=45°，所以根据题意有
代入数据解得
故选B。
5. 如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 三个小球运动过程中重力做的功不相等
B. a、b落地时的速度相同
C. a、c落地时重力的瞬时功率相等
D. b、c运动过程中重力做功的平均功率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力做功为
由于三个小球质量相等，下落高度相同，则重力做的功相等，故A错误；
B．对于a、b两球，根据动能定理可得
解得
可知a、b落地时的速度大小相等，但方向不同，故B错误；
C．设斜面倾角为，则a球落地时重力的瞬时功率为
c球落地时重力的瞬时功率为
可知a、c落地时重力的瞬时功率不相等，故C错误；
D．b、c两球在竖直方向均做自由落体运动，下落时间相等，根据
可知b、c运动过程中重力做功的平均功率相等，故D正确。
故选D。
6. 粗糙的水平面上，有一质量为1kg物体在水平向左的恒力F=10N的作用下，以v=3m/s的初速度向右运动，如图所示。已知物体与水平面间摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体向右运动的最大距离为3m
B. 当物体回到出发点，摩擦力做功为3J
C. 当物体回到出发点时，F做功为6J
D. 当物体回到出发点时，物体动能为1.5J
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体向右运动时，根据牛顿第二定律可得
则物体向右运动的最大距离为
故A错误；
B．当物体回到出发点，摩擦力做功为
故B错误；
C．当物体回到出发点时，恒力F做功为0，故C错误；
D．当物体回到出发点时，根据动能定理可得
解得物体回到出发点的动能为
故D正确。
故选D。
7. 人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离的关系，图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与的关系。图乙中（地球半径）、为已知量，地球自转的周期为，引力常量为，下列说法正确的有（ ）
A. 太空电梯停在处时，航天员所受的重力为0
B. 地球的质量为
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 随着的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，太空电梯在时，航天员所受地球的引力完全提供其随地球自转所需的向心力，此时航天员与电梯舱间的弹力为0，但航天员所受的重力不为0，故A错误；
BC．太空电梯在时，由于航天员的引力完全提供其所需的向心力，设地球的质量为M，航天员的质量为m，则
解得
在地球表面轨道有
解得地球的第一宇宙速度为
故B正确，C错误；
D．随着r的增加，航天员所需的向心力
逐渐增加，在时，引力完全提供向心力，此时航天员与电梯舱的弹力为0；当时，电梯舱对航天员的弹力表现为支持力，根据
解得
随着r的增大而减小；当时，电梯舱对航天员的弹力表现为指向地心的压力，此时
随着r的增大而增大，故D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分）
8. 如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图中，从光滑滑梯上加速下滑的小朋友机械能守恒
B. 乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C. 丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D. 丁图中，气球匀速上升时，机械能不守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲图中，小朋友从光滑滑梯上加速下滑的过程中，只有重力做功，则小朋友机械能守恒，故A正确；
B．乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客动能不变，重力势能改变，游客机械能不守恒，故B错误；
C．丙图中，在光滑的水平面上，弹簧弹力做功，则小球和弹簧系统的机械能守恒，小球的机械能不守恒，故C错误；
D．丁图中，气球匀速上升时，动能不变，重力势能增加，机械能不守恒，故D正确。
故选AD。
9. 一部电动机通过一轻绳从静止开始向上提起质量为m=4.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P额=600W工作，物体被提升至h=60m高度时恰好达到最大速度vm，上述过程的v-t图像如图所示（g取10m/s2，不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A. 物体的最大速度vm=15m/s
B. 物体速度v2=12m/s时加速度的大小2m/s2
C. 物体从速度v1=10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功2000J
D. 物体从静止开始，到提升至60m高度时，所用时间为3.5s
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当拉力
F=mg
时，物体达到最大速度vm，由
P额=Fvm
解得
vm=15m/s
故A正确；
B．物体速度
v2=12m/s
时牵引力
加速度
故B错误；
C．物体速度
v1=10m/s
时上升高度
提升至60m高度，重力所做的功
即克服重力做功为2000J，故C正确；
D．根据
得
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，倾角为37°的传送带沿逆时针方向以v0=6m/s的速度传动，将质量为m=1kg的可视为质点的物体无初速地放到传送带的顶端，经过一段时间物体到达传送带的底端，已知物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.75，传送带的总长度为L=6m，重力加速度g取10 m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则下列说法正确的是（ ）
A. 物体由顶端到底端的时间为1.25s
B. 物体由顶端到底端时，机械能增加
C. 物体克服传送带的摩擦力做功为36J
D. 物体由顶端到底端的过程中，因摩擦而产生的热量为9J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物体刚开始下滑时，由牛顿第二定律可得
解得
物体加速到与传送带共速时的位移为
由于
可知共速后，物体与传送带保持相对静止一起向下运动到底端，则物体加速阶段和运动阶段时间分别为
，
物体由顶端到底端的时间为
故A正确；
BC．物体由顶端到底端时，机械能变化量为
可知物体由顶端到底端时，机械能减少，根据功能关系可知，物体机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，则物体克服传送带的摩擦力做功为，故BC错误；
D．物体由顶端到底端的过程中，物体与传送带发生的相对位移为
则因摩擦而产生的热量为
故D正确。
故选AD。
三、实验探究题（共14分）
11. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
（1）在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做______运动。
（2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做______运动。
（3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有（ ）
A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
C 每次小球应从同一位置由静止释放
（4）如图所示，利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽滚下从桌边缘水平抛出。当恰好离开桌边缘时，小球B同时下落，两球恰在位置4相碰（g取10m/s2）。则A球离开桌面时的速度为v=______m/s。
【答案】（1）自由落体
（2）匀速直线 （3）AC
（4）1.5
【解析】
【小问1详解】
在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球同时落地，则A、B两个小球在竖直方向具有相同的运动，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
【小问2详解】
在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则P、Q两个小球在水平方向具有相同的运动，说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
【小问3详解】
A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确；
BC．为了保证每次小球抛出时的速度相同，每次小球应从同一位置由静止释放，故B错误，C正确。
故选AC。
【小问4详解】
小球B做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论
解得
A球离开桌面时的速度为
12. 在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中。（已知当地的重力加速度g=10.0m/s2，重锤质量为m=1kg）
（1）图中的三个测量数据中不符合有效数读数要求的是______段的读数，应记作______cm；
（2）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，该过程中重锤的重力势能的减少量ΔEp=______J，该过程中重锤动能的增加量ΔEk=______J；
（3）这样验证的系统误差总是使ΔEk______ΔEp（选填“>”、“<”或“=”），其原因是______。
【答案】 ①. OC ②. 15.70 ③. 1.24 ④. 1.20 ⑤. < ⑥. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
【解析】
分析】
【详解】(1)[1][2] 图中的三个测量数据中不符合有效数读数要求的是OC段的读数，应记作15.70cm。
(2)[3][4] 重力势能的减小量为：
Ep减=mgxOB=1×10×12.42×10-2J≈1.24J
B点的瞬时速度为：
则动能的增加量为：
(3)[5][6] 这样验证的系统误差总是使ΔEk<ΔEp，原因是空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力做负功。
四、计算题（本大题共3小题，共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在光滑的水平面上，质量m=3kg的物体，在水平拉力F=6N的作用下，从静止开始运动，经过3s运动了9m。求：
（1）力F在3s内对物体所做的功；
（2）力F在3s内对物体做功的平均功率；
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
【答案】(1)54J；(2)18W；(3)36W
【解析】
分析】
【详解】(1) 力F在3s内对物体所做的功为
(2) 力F在3s内对物体做功的平均功率
(3)由
在3s末，物体的速度是
力F对物体做功的瞬时功率
14. 如图所示，质量为m的小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg，重力加速度为g，求：
（1）小球在最高点的速度大小；
（2）小球落地时，距最高点的水平位移大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球经过最高点时，根据牛顿第二定律可得
由题意小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg，根据牛顿第三定律可知
联立解得小球在最高点的速度大小
（2）小球离开轨道后做平抛运动，竖直方向有
解得
则小球落地时，距最高点的水平位移大小为
15. 如图，在摩擦因数为水平桌面上，一质量为的小物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能。若打开锁扣K，弹性势能完全释放，小物块经过长为的桌面KA段后以初速度从A点沿水平桌面飞出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的BCD段粗糙，A与B之间的竖直高度。其中C为圆弧轨道的最低点，D为最高点，圆弧BC对应的圆心角为，圆弧轨道的半径为，，，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：
（1）小物块从A点飞出的初速度的大小；
（2）弹簧最初状态储存的弹性势能；
（3）若小物块恰好能通过最高点D，求圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块从A点到B点的过程，做平抛运动，所以
解得，小物块从A点飞出的初速度的大小
（2）由能量守恒定律得
解得，弹簧最初状态储存的弹性势能为
（3）在B点，小物块的速度为
小物块恰好能通过D点，由牛顿第二定律得
小物块从B点到D点的过程，由动能定理得
代入解得，圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功为