[物理][期末]陕西省安康市教育联盟2023-2024学年高一下学期期末考试试卷(解析版)

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全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容：必修第一、二册。
一、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. 2023年诺贝尔物理学奖授予阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶三位教授，他们因为“研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”而获奖。“阿秒脉冲光”是一种阿秒量级的光脉冲，即。则下列说法正确的是（ ）
A. 时间在国际单位制的基本单位是秒，所以阿秒不是表示时间的单位
B. 阿秒是国际单位制的基本单位，其对应的物理量是标量
C. 非常的短，故1阿秒表示时刻
D. 虽然非常的短，但1阿秒仍表示时间间隔
【答案】D
【解析】AB．国际单位制中时间的基本单位是秒，不是阿秒，但阿秒仍是表示时间的单位，且时间是标量，故AB错误；
CD．虽然非常的短，但仍表示的是一段很短的时间间隔，故C错误，D正确。
故选D。
2. 翼装飞行是一项极具刺激的娱乐项目，亚洲翼装飞行第一人张树鹏的飞行梦始于张家界天门山。如图所示为张树鹏完成比赛时的情景，张树鹏由高空静止跳下，在空中滑行一段距离后安全地着陆在山脚下。则张树鹏在空中下落的过程中（ ）。
A. 机械能守恒B. 重力势能的减少大于动能的增加
C. 合力做功等于重力势能的减少量D. 重力做的功等于机械能的减少量
【答案】B
【解析】A．张树鹏在下落的过程中，重力做正功，空气的阻力做负功，所以机械能不守恒，故A错误；
B．由动能定理可知
所以重力做的功大于动能的增加，即重力势能的减少大于动能的增加，故B正确；
C．由动能定理可知合力的功等于动能的增加量，故C错误；
D．阻力的功等于机械能的减少量，故D错误。
故选B。
3. 2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示为返回舱着陆瞬间的照片。已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离，则在此段过程中（ ）
A. 伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力大小
B. 伞绳对返回舱的拉力大于返回舱对伞绳的拉力大小
C. 返回舱中宇航员处于失重状态
D. 返回舱中宇航员处于超重状态
【答案】D
【解析】AB．伞绳对返回舱的拉力与返回舱对伞绳的拉力是一对相互作用力，大小一定相等，故AB错误；
CD．返回舱减速下降，故加速度方向向上，处于超重状态，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，两岸平行的河流宽为。现要求一汽艇船（可视为质点）从岸边的某点能以最短位移渡河。已知汽艇船在静水中的速度大小为5m/s，水流速度v的大小恒为3m/s，则此过程汽艇船渡河的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由于船在静水中的速度大于水流的速度，设开船时，船头与上游河岸间夹角为时，可知船头垂直渡河即以最短位移过河，则有
解得
则船渡河的合速度大小为
则过河时间为
解得
故选C。
5. 投石机是古代的一种攻城武器，可把巨石或火药投进敌方的城墙和城内，造成破坏。已知杆上的A、B两点到转轴的距离之比为，则投石机在某次攻城的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的周期之比为B. A、B两点的线速度之比为
C. A、B两点角速度之比为D. A、B两点向心加速度之比为
【答案】B
【解析】A．A、B两点角速度相同，由公式可知，A、B两点的周期相同，A错误；
BC．A、B两点在环绕转轴转动的过程中具有相同的角速度，则由公式可知，A、B两点的线速度与半径成正比，则A、B两点的线速度之比为，B正确，C错误；
D．由公式可知A、B两点的向心加速度与半径成正比，则A、B两点的向心加速度之比为，D错误。
故选Ｂ。
6. 如图所示，两小球A、B通过轻质细杆相连，斜靠在车厢里，两小球及车厢均处于静止状态，则下列说法不正确的是（ ）
A. A球可能受到3个力的作用B. A球可能受到4个力的作用
C. B球一定仅受到3个力的作用D. B球一定仅受到4个力的作用
【答案】C
【解析】AB．A球受重力、杆的支持力、车厢的支持力，而车厢的摩擦可能有，也可能没有，则A、B正确；
CD．B球一定受到重力、车厢的支持力轻杆的弹力、车厢的摩擦力，4个力作用，故C错误，D正确。
故选Ｃ。
7. 如图所示是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图及其示意图。货物（可视为质点）从传送带A端传送到B端的弯道可以看成是一段半径为R的半圆弧，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间始终不打滑，已知货物与传送带间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则货物在此过程中（ ）
A. 所受合力为零B. 所受合力做正功
C. 所受摩擦力对货物做负功D. 传送速率不能超过
【答案】D
【解析】A．货物做匀速圆周运动，合力提供向心力，则所受合力不为零，故A错误；
BC．受力分析可知，货物的合力等于摩擦力，则摩擦力提供向心力，摩擦力方向与货物的速度方向垂直，故摩擦力不做功，故BC错误；
D．临界状态下，最大静摩擦力提供向心力
解得
则货物始终不打滑的传送速率不能超过，故D正确。
故选D。
二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 目前新能源的开发和使用已经非常的普遍了。如图所示是某同学自制的太阳能驱动小车，光电板利用太阳能产生电流经电动机带动小车前进。若小车在一段平直路面上做直线运动，由静止开始匀加速启动，经过时间t，速度达到最大值，已知电动机的额定输出功率为P，整个过程小车所受的阻力恒定。则下列说法正确的是（ ）
A. 小车运动过程所受阻力大小为
B. 小车匀加速阶段的加速度大小为
C. 小车匀加速运动结束时达到最大速度，此后做匀速直线运动
D. 小车匀加速运动结束后，做加速度减小的加速运动至达到最大速度后做匀速直线运动
【答案】AD
【解析】BCD．小车由静止匀加速启动，匀加速结束后，功率达到额定功率，此后功率不变，速度增大，则牵引力减小，做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大值，此后做匀速直线运动，故匀加速阶段的加速度大小不为，故BC错误，D正确；
A．结合上述可知，匀速阶段牵引力大小等于阻力大小，速度达到最大值，则有
故A正确；
故选AD。
9. 2024年4月25日，神舟十八号载人飞船进入预定轨道，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速对接，并与神舟十七号航天员乘组进行在轨轮换。对接前，空间站、神舟十八号均绕地球沿顺时针方向转动，图乙中A为空间站的在轨位置。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 对接前，神舟十八号飞船可能在B位置绕行
B. 对接前，神舟十八号飞船环绕速度大于空间站的环绕速度
C. 对接的瞬间，神舟十八号飞船的加速度大于空间站的加速度
D. 已知空间站的环绕速度与环绕周期，则可求地球的质量
【答案】BD
【解析】A．神舟十八号欲与天和空间站实现对接，神舟十八号应由低轨道点火加速，做离心运动与空间站对接，因此对接前神舟十八号不可能与空间站同一轨道上运行，A错误；
B．对接前神舟十八号应在低轨道上环绕地球做匀速圆周运动，则由
得
即对接前神舟十八号飞船的环绕速度大于空间站的环绕速度，B正确；
C．对接的瞬间，神舟十八号飞船、空间站到地心的距离相等，则由
得
对接瞬间，二者的加速度大小相等，C错误；
D．空间站环绕地球运行时，万有引力提供向心力，由
整理得
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，竖直平面内半径为的半圆形轨道固定在水平地面上，为圆心，与等高，为竖直直径。一长为的轻杆两端分别固定质量均为的小球甲、乙（均可视为质点），初始时轻杆与直径重合处于静止状态，甲球位于点，带有小孔的乙球穿在轨道上位于点。某时刻对乙球轻微扰动，使其沿半圆轨道下滑，重力加速度为，不计一切摩擦及空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对甲球做正功
B. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，乙球的机械能守恒
C. 乙经过点时，甲的速度大小为
D. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对乙球做功为
【答案】AC
【解析】AB．乙沿着半圆轨道从滑到的过程，甲、乙球组成的系统机械能守恒，甲球沿水平面运动，动能增大，则轻杆对甲球做正功，根据能量守恒可知，乙球的机械能减小，故A正确，B错误；
CD．当乙运动到点时，设轻杆与水平方向的夹角为，乙球速度竖直向下，将其分解为沿杆和垂直杆的方向，如图所示，则有乙和甲沿杆方向的速度大小相等，由图可得
由几何关系可得
解得
对甲、乙系统由机械能守恒定律有
联立解得
，
对乙球由动能定理有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 实验探究小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板C到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板B到各自转轴的距离相等，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。橫臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。
（1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是______（填字母）。
A. 探究一根弹簧弹力与形变量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力、质量的关系
（2）关于本实验，下列说法正确的______（填字母）。
A. 探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
B. 探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处
C. 探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
D. 探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处
（3）若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、，某次实验使；将质量相同的小球分别放在A、B两处，左、右两侧露出的标尺格数之比为______。
【答案】（1）C （2）BD （3）
【解析】
【小问1详解】
A．本实验采用了控制变量法进行实验研究，探究弹簧弹力与形变量的关系没有涉及多个变量的相互影响，没有使用控制变量法，故A错误；
B．探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法，故B错误；
C．探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法，故C正确。
故选C。
【小问2详解】
AB．当探究向心力和角速度的关系时，应使两个质量相同的小球放到半径相同的挡板处，以不同的角速度转动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处，故A错误，B正确；
C．探究向心力和半径的关系时，应使两个质量相等的小球放在半径不同的挡板处，以相同的角速度运动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，故C错误；
D．探究向心力和质量的关系时，应使两个质量不同的小球放到半径相同的挡板处，以相同的线速度运动，因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处，故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
两塔轮用皮带传动，所以塔轮边缘线速度大小相等，根据
解得
所以A、B两处的角速度之比为。由于
解得
所以B、C两处小球所需向心力之比，即左、右标尺露出的长度（格数）之比为。
12. 某同学用如图甲所示的装置利用自由落体法验证机械能守恒定律，请完成下列实验过程中的问题：
（1）下列操作的先后顺序正确的是______（填字母）。
A. 先接通电源后放手B. 先放手后接通电源
C. 接通电源和放手应同时D. 以上说法都不对
（2）实验中，按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=______，动能变化量ΔEk=______。（均用题中相关字母表示）
（3）分析结果，若发现重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是______（填字母）。
A. 纸带受到阻力较大B. 先放手后接通电源
C. 先接通电源后放手D. 阻力与重力之比很小
【答案】（1）A （2） （3）B
【解析】
【小问1详解】
为了充分利用纸带，避免纸带上出现大量的空白段落，实验中先接通电源后放手，释放纸带。
故选A。
【小问2详解】
O为起始点，即打点O时速度为0，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打B点的速度为
vB=hC-hA2T
动能变化量
解得
【小问3详解】
正常情况下实验中，由于各种阻力的存在，会导致机械能有损耗，即重力势能的减小量总略大于动能的增加量，而此实验恰相反，可知是实验操作错误引起的，可能是物体实际上具有初速度，而数据处理时认为初速度为0，即可能的原因是先放手后接通电源。
故选B。
13. 滑滑梯是孩子们最喜爱的项目之一，如图甲所示。若将滑梯看成如图乙所示的斜面轨道AB，E、F相当于滑梯两侧的扶手，斜面与水平面间的夹角为θ=37°。现有一小孩（可视为质点）从滑梯顶端A由静止沿直线匀加速下滑，经2s到达底端B。已知小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）小孩沿滑梯匀加速下滑阶段的加速度大小a；
（2）小孩滑到底端B时速度大小v及A、B间的距离L。
【答案】（1）2m/s2；（2）4m/s；4m
【解析】（1）根据牛顿第二定律可知
解得
a=2m/s2
（2）小孩滑到底端B时的速度大小
v=at=4m/s2
A、B间的距离
14. 如图所示，在竖直平面内固定半径为r的粗糙半圆轨道PDF和半径为的光滑圆弧轨道MON，、分别为它们的圆心，P、F为半圆轨道的最高点和最低点，N为圆弧轨道的最高点，且P、F、N、、五点在同一竖直线上。质量为m、可视为质点的小球从P点以大小为的速度水平向左进入轨道PDF，然后从N点进入轨道MON并恰好能沿轨道MON做圆周运动。已知小球直径略小于NF间距，重力加速度为g。求：
（1）小球经过轨道PDF的过程中克服摩擦力做的功；
（2）小球经过M点时对轨道压力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小球从N点进入轨道MON后恰好能沿轨道做圆周运动，设N点的速度大小为，
得
则从P到F的过程，设小球克服摩擦力做功为，由动能定理有
解得
（2）设小球在M点时的速度为，从N到M的过程由动能定理有
解得
在M点有
解得
由牛顿第三定律得经过M点时，小球对轨道的压力大小为。
15. 如图所示，一人站在山崖上以与水平方向夹角为斜向上、大小为的初速度抛出一个小石块（可视为质点）。已知抛出点到水平地面高度为，石块质量为，重力加速度，不计空气阻力，以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面，，。求；
（1）石块被抛出后的机械能E的大小；
（2）石块从抛出到落地所经历的时间t；
（3）石块落地时速度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面，则刚抛出时石块的重力势能
刚抛出时石块的动能为
由于抛出后石块机械能守恒，则石块被抛出后的机械能
（2）从抛出到最高点经历时间为
此时上升高度为
设从最高点落地的时间为，则有
代入数据解得
石块从抛出到落地所经历的时间
（3）从抛出到落地由机械能守恒定律有
代入数据解得