2023-2024学年吉林省吉林市高一（下）期末考试物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2023-2024学年吉林省吉林市高一（下）期末考试物理试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.北京时间2024年3月24日，地球出现了地磁暴。受地磁暴的影响，某卫星绕地飞行的轨道高度略有降低，卫星轨道变化前后均可视为做匀速圆周运动。卫星的轨道高度降低后，下列物理量有所减小的是( )
A. 线速度大小B. 角速度大小C. 向心力大小D. 周期
2.如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用
B. 三位运动员各自的加速度恒定
C. 若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足aA>aB>aC
D. 若此时三位运动员线速度大小相等，则他们的角速度大小关系满足ωA>ωB>ωC
3.手机上一般会有两个麦克风，顶部的麦克风为降噪麦克风。降噪麦克风产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪效果。理想情况下的降噪过程如图所示，下列说法正确的是( )
A. 降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
B. 降噪声波的频率与环境噪声的频率不相同
C. 降噪声波与环境噪声声波的波长大小不相等
D. 再经过四分之一周期P点振动加强
4.北京时间2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国海南文昌航天发射场点火发射；用时近7小时顺利实现与中国空间站天和核心舱的交会对接，下列说法中正确的是( )
A. 火箭发射升空过程中，发动机喷出燃气推动空气，空气推动火箭上升
B. 火箭喷出燃气速度一定，喷出物质与火箭本身质量之比越大，火箭获得速度越大
C. 对接后的组合体仍做匀速圆周运动，则其运行速度大于7.9km/s
D. 要实现对接，天舟六号货运飞船应在天和核心舱相同轨道处加速
5.一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动，圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示(以竖直向上为正方向)，下列说法正确的是( )
A. t=1s到t=2s小球所受的回复力增加，且方向向上
B. t=2s到t=3s小球运动方向向上，且动能增大
C. 若圆盘以30r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D. 若圆盘正以30r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
6.如图所示，水面上有一透明均质球，其半径为R，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有点光源，均质球对此光的折射率为1.5，为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射(不考虑光线在球内反射后的折射)，则点光源到水面的最大距离为( )
A. 23RB. RC. 2 55RD. 3R
7.极限跳伞(skydiving)是世界上最流行的空中极限运动，伞打开前可看做是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落．如果用h表示人下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示人的重力势能，Ek表示人的动能，E表示人的机械能，v表示人下落的速度，在整个过程中，忽略伞打开前空气阻力，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则选项图象可能符合事实的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.彩超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成彩超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发射的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107Hz。下列说法正确的是( )
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.0×103m/s
B. 质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C. 0∼1.25×10−7s内，质点M运动的路程为3mm
D. t=1.50×10−7s时，质点N恰好处于波谷
9.质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力200N
B. 汽车的最大牵引力为1000N
C. 8s∼18s过程中汽车牵引力做的功为3.6×103J
D. 汽车做变加速运动过程中的位移大小为95.5m
10.如图所示，水平地面上固定着一足够长的木板，板上静置b、c两小球。一轻质弹簧的左端固定在球b上，右端与球c接触但未连接。一带有四分之一圆弧轨道的小车d紧靠木板放置，半径为5m，其轨道底端的切线与木板上表面重合，紧靠车左端有一挡板e。现让小球a从轨道顶端由静止滑下，当球a离开车后，立即撤去挡板。球a与球b碰撞时间极短，碰后球a返回到车轨道底端时的速度大小为5m/s。已知球a、b、c及车的质量分别为ma=1kg、mb=3kg、mc=2kg、md=4kg。小球均可视为质点，不计所有阻力，取重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。说法正确的是( )
A. 球a、b碰撞结束时球b的速度大小为5m/s
B. 弹簧最大弹性势能为10J
C. 球a冲上车的最高点距轨道底端的高度为1m
D. 球a冲上车后再次回到轨道底端时对轨道的压力为15N
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)实验中，需先接通电源，再由静止开始释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图。已知重物质量m=1.00kg，重力加速度g=9.80m/s2，打点计时器打点的周期为T=0.02s，那么打点计时器打下计数点B时，重物的瞬时速度vB=_______m/s；O点到B点过程中重物的重力势能减少量为_______J。(结果均保留三位有效数字)
(2)用纵轴分别表示重物动能增加量ΔEk及重力势能减少量ΔEp，用横轴表示重物下落的高度h。某同学在同一坐标系中做出了ΔEk−h和ΔEp−h图像，如图丙所示。由于重物下落过程中受阻力作用，可知图线_______(填“①”或“②”)表示ΔEk−h图像。
(3)该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度h，以h为纵坐标，以v2为横坐标，建立坐标系，作出h−v2图像，如图丁所示，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的h−v2图像的斜率为k，可求得当地的重力加速度g=_______。
12.如图所示，用双线悬挂小球的这种装置称为双线摆，可使小球稳定在同一竖直平面内运动，能避免单摆稳定性差的问题。某实验小组用双线摆测量当地的重力加速度。
(1)如图所示的双线摆能够稳定的在________(填“平行”或“垂直”)纸面的竖直平面内稳定的摆动。
(2)将小球拉离平衡位置一小段距离后由静止释放，小球经过最低点时开始计时并计数为1，之后每次小球经过最低点时计数加1，若测得小球第50次经过最低点时的时间为t，则该小球摆动的周期为T=________(用t表示)。
(3)用刻度尺测量出两细线AO、BO的长度均为L，悬点AB之间的距离为d，小球的直径远小于细线的长度，则当地的重力加速度g=________(用L、d和T表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.每年8月至10月是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。若有一质量为m1=1.0kg的花盆从高为h1=30.50m的11层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为h0=1.70m的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间t1=0.25s，不计空气阻力，求：
(1)花盆刚砸中该居民头顶前的速度大小；
(2)花盆对该居民的平均撞击力有多大。
五、计算题：本大题共2小题，共28分。
14.如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径R=0.4m的半圆形轨道BC，将其竖直放置并将B点与一水平轨道相连。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B至墙壁的距离为弹簧的自然长度。将一个质量m=0.8kg的小滑块放在弹簧的右侧，向左推滑块，压缩弹簧使弹簧右端至A处，然后将滑块由静止释放，滑块进入半圆轨道继续滑行(不计滑块与轨道的碰撞)。已知滑块运动到B处刚刚进入半圆轨道时对轨道的压力F1=58N，水平轨道AB长度l=0.3m，滑块与轨道的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)弹簧压缩到A处时的弹性势能；
(2)小滑块运动到轨道最高处C点时对轨道的压力大小。
15.如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=1kg的小车，小车左边部分为半径R=1.2m的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度L=3.8m的水平粗糙面，粗糙面右端是一挡板。有一个质量为m=0.5kg的小物块(可视为质点)从小车左侧圆弧轨道顶端A点静止释放，小物块和小车在粗糙区域的滑动摩擦因数μ=0.06，小物块与挡板的碰撞无机械能损失，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)小物块运动到圆弧末端时速度大小；
(2)物块从圆弧末端到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间；
(3)小物块将与小车右端发生多次碰撞最终相对小车静止，求：
①求整个运动过程中，小物块与小车因摩擦产生的热量；
②求整个运动过程中小车发生的位移。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】根据题意，由万有引力提供向心力有Fn=GMmr2=mv2r=mω2r=m4π2T2r
解得Fn=GMmr2 ， v= GMr ， ω= GMr3 ， T= 4π2r3GM
可知，卫星的轨道高度降低后，向心力变大，线速度变大，角速度变大，周期变小。
故选D。
2.【答案】C
【解析】A.三位运动员受重力、支持力，还可能受摩擦力作用，向心力是效果力，不是物体受的力，选项A错误；
B.三位运动员各自的加速度大小相等，但是方向不断变化，则加速度不是恒定的，选项B错误；
C.若此时三位运动员角速度相等，则根据a=ω2r
因rA>rB>rC
可知，他们的向心加速度大小关系满足aA>aB>aC
选项C正确；
D.若此时三位运动员线速度大小相等，则ω=vr
因rA>rB>rC
可知，根据他们的角速度大小关系满足ωA