2024漳州高一下学期7月期末考试物理含解析

这是一份2024漳州高一下学期7月期末考试物理含解析，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.物体运动轨迹如图中曲线所示，运动到 M点时受到的合外力F方向可能是( )
A. B.
C. D.
2.消防员驾驶小船救援被困于礁石上的人员，如图所示， A、B为河岸上间距适当的两个位置， B距离礁石最近。假设小船在静水中的运动速率不变，则要使小船在最短时间内抵达礁石，可行的方案是( )
A. 从A处出发，船头垂直于河岸B. 从A处出发，船头朝着礁石方向
C. 从B处出发，船头垂直于河岸D. 从B处出发，船头朝着上游方向
3.如图(a)，安检机在工作时，通过水平传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端，其过程可简化为如图(b)所示。已知传送带长L=2m，速度v=3m/s，质量m=1kg的被检物品(可视为质点)与传送带的动摩擦因数μ=0.3，g取10m/s2。若被检物品无初速度放在传送带A端，则( )
A. 物品加速阶段，传送带对物品的摩擦力做负功
B. 物品加速阶段，传送带对物品的摩擦力不做功
C. 从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为4.5J
D. 从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为9J
4.农村建房时，常采用图中的滑轮装置向楼上运送建筑材料。工人通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一袋质量为 m的水泥，工人拉着绳子 A端以速度v从滑轮正下方向右匀速运动，经时间t绳子AO段与竖直方向成θ角，重力加速度为g，则在此过程中( )
A. 水泥向上做匀速运动
B. 水泥向上做减速运动
C. t时刻水泥的速度为vsinθ
D. 绳子拉力对水泥做的功为mg(vtsinθ−vttanθ)
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
5.牛顿经典力学与爱因斯坦的相对论是物理学史上的两座里程碑。关于经典力学与相对论，下列说法中正确的是( )
A. 爱因斯坦的狭义相对论全面否定了牛顿经典力学
B. 牛顿经典力学只适用于宏观低速领域
C. 在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样
D. 在地面上观察，接近光速飞行的飞船在运动方向上会变长
6.华为发布的某新款手机具有卫星通话功能，是利用“天通一号”系列同步卫星进行信号中转的。如图所示，“天通一号”卫星发射时，先进入近地圆轨道，然后从近地点 P变轨至椭圆轨道运行，再从椭圆轨道远地点Q变轨至圆形同步轨道，则卫星( )
A. 在同步轨道上运行时可能经过漳州正上方
B. 在同步轨道运行的线速度小于7.9km/s
C. 在椭圆轨道上运行时，经过P点时的线速度小于经过Q点时的线速度
D. 在椭圆轨道上经过Q点时的线速度小于在同步轨道上经过Q点时的线速度
7.2024年4月中国女排第50次回漳州“娘家”集训，如图是某运动员将排球从 M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击回，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点， N点与P点等高，两轨迹的最高点 Q与M等高，不计空气阻力，则排球( )
A. 经过Q点时，重力的瞬时功率为零B. 从P到N的过程机械能先减小后增大
C. 离开M点的速率比经过Q点的速率大D. 从M到P与从P到N所用时间相等
8.近年我国新能源汽车行业得到了长足的进步。某品牌的小型电动汽车进行测试，在平直的公路上由静止起动，前8s内做匀加速直线运动，8s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，18 s末恰好达到最大速度10m/s，其v−t图像如图所示。设汽车质量为200kg，额定功率为8000W，运动过程中阻力不变，则( )
A. 汽车受到的阻力为800NB. 汽车在匀加速阶段的牵引力为800N
C. 加速过程中汽车牵引力做的功为8×104JD. 在8s∼18s内汽车位移大小为95.5m
三、填空题：本大题共2小题，共8分。
9.如图甲是医用体温计甩降器，图乙是其简图，管口离转轴比管底离转轴近，把用过的体温计放入甩降器管中，利用甩降器的转动将水银柱甩回玻璃泡内，则体温计放入甩降器管中时，体温计玻璃泡的一端应放在__________(填“管口处”或“管底处”)，该装置设计的原理是利用__________现象。
10.如图是一种古老的舂米机，舂米时，稻谷放在石臼 A中，横梁可以绕O转动，在横梁前端B处固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C处踏板上往下压时，舂米锤便向上抬起，然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打 A中的稻谷，使稻谷的壳脱落。已知OB四、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验， g取9.8m/s2。
(1)释放纸带前，合理的操作是__________(填正确答案标号)
A.
B.
C.
D.
(2)如图为实验中获取的一条纸带， O为计时器打下的第一个点， A、B、C为连续打出的三个点，它们到O点的距离分别为3.13cm、4.86cm、7.02cm，相邻计数点时间间隔为0.02s。
①打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB=__________m/s(结果保留2位有效数字);
②从点O到打下计数点B的过程中，通过计算可得，重物重力势能的减少量ΔEp__________动能的增加量ΔEk(选填“>”“=”或“<”)，产生误差的主要原因是__________。
12.为了“探究向心力大小与角速度的关系”，某班级同学分成两个实验小组：
第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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钢球所受向心力的比值。
第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力 F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为 d，光电门可以记录遮光片遮光的时间，测得旋转半径为 r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组拉力 F和角速度ω的数据。
(1)第一小组在某次实验时，加速转动手柄，标尺上显示的格数将__________(填“增加”或“减少”)，若皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比r1:r2=2:1，则塔轮1和2的角速度之比ω1:ω2=__________;
(2)第二小组在某次实验时，遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则滑块运动的角速度ω=__________(用Δt、r、d表示)。然后通过测得多组数据经拟合后得到F−ω2图像如图丙所示，由此可得的实验结论是__________。
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.“天问一号”是执行中国首次火星探测任务的探测器，该名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。“天问一号”在离火星表面高 h处绕火星做匀速圆周运动。已知火星的质量为M，火星的半径为 R，万有引力常量为 G，求：
(1)火星表面的重力加速度大小g;
(2)“天问一号”运动的线速度大小v。
14.如图，光滑斜面倾角为θ，轻弹簧上端固定在斜面顶端，下端连接质量为m的物块P(可视为质点)。物块P静止时恰好位于O点，现将物块 P推至弹簧弹力刚好为零的A点由静止释放。已知OA=L，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 g。
(1)求从A到O过程重力对物块做的功W;
(2)求该弹簧的劲度系数k;
(3)弹簧弹性势能表达式EP=12kx2(x为弹簧形变量)，求物块P在运动过程中的最大速度vm;
15.某校校园文化艺术节举行无线遥控车大赛，其赛道如图所示。质量为m=1kg的遥控车(可视为质点)以额定功率P0=15W在水平轨道的A点由静止开始加速，经过时间t0=2s到达B点，此时通过遥控关闭其发动机，B点右侧轨道均视为光滑轨道。遥控车经C点进入半径R=0.1m的竖直圆轨道，恰好经过圆轨道最高点 D后，再次经过C点沿着轨道CF运动，最终从平台末端F点水平飞出后落到水平轨道EG上。g取10m/s2，求：
(1)遥控车经过D点时的速度大小vD;
(2)遥控车经过C点时，受到轨道的支持力大小FN;
(3)遥控车在AB段克服摩擦力所做的功Wf;
(4)平台末端F的高度h为多少时，遥控车在水平轨道 EG上的落点与F点的水平距离最大。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
做曲线运动的物体，合外力的方向指向轨迹的凹侧；故B正确。
2.【答案】A
【解析】【分析】
详细解答及解析过程见【答案】
【解答】
根据运动的合成与分解，若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且出发点应位于礁石上游，使合速度方向指向被困于礁石上的人员，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3.【答案】C
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
AB.物品放传送带上时在摩擦力作用下做匀加速运动，摩擦力的方向与物品运动的方向相同，传送带对物品的摩擦力做正功；故AB错误；
CD.物品先在传送带加速运动，由牛顿第二定律可得
a=μmgm=μg=0.3×10m/s2=3m/s2
物品加速阶段的位移为
x1=v22a=322×3m=1.5m物品匀加速运动的时间为t1
t1=va=33s=1s
此过程中传送带的位移为x2=vt1=3m;
两者的相对位移x=x2−x1=1.5m
传送带因摩擦产生的热量Q=μmgx=4.5J；故D错误；C正确。
4.【答案】C
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
ABC、设绳子与水平方向的夹角为α，将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于水泥的速度，根据平行四边形定则得，vG=vcsα=vsinθ，人在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为α减小，所以水泥的速度增大，水泥做加速上升运动，故AB错误，C正确；
D、根据动能定理可知W−mgℎ=12mv2，解得W=mg(vtsinθ−vttanθ)+12m(vsinθ)2，故D错误。
5.【答案】BC
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
A.爱因斯坦的狭义相对论，并没有全面否定了牛顿的经典力学规律，故A错误。
B.牛顿经典力学只适用于宏观低速领域，故B正确；
C.根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样，故 C正确；
D.按照狭义相对论的尺缩效应，沿接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度总比静止时的短，故D错误；
故选BC。
6.【答案】BD
【解析】A、同步卫星轨道在地球赤道上空，不可能经过漳州，故A错误；
B、因近地卫星的速度为7.9Km/s，由v= GMr 可知半径大的速度小，在同步轨道运行的线速度小于7.9Km/s，故B正确；
C、根据开普勒第二定律可知，在椭圆轨道上运行时，经过P点时的线速度大小于经过Q点时的线速度，故C错误；
D、卫星在椭圆轨道Q处需要点火加速变轨到同步轨道上，因此卫星在椭圆轨道上经过Q点时的速度小于在同步轨道上经过Q点时的速度，故D正确。
7.【答案】AC
【解析】【分析】
本题主要考查平抛运动及斜抛运动，解决本题的关键在于根据竖直高度相同确定飞行时间，从而确定速度关系，
【解答】
D.排球从M点水平抛出的做平抛运动，运动时间为ℎ=12gt2，解得t= 2ℎg，故从P点抛出的小球做斜抛的时间为从M点抛出的小球的运动时间的2倍，故D错误；
B.从P到N的过程只有重力做功机械能守恒，故B错误；
C.排球从M到P和从Q到N都是平抛运动，在M、Q点均只有水平方向的速度，高度h相同，由 ℎ=12gt2 知运动时间相同，第一次的水平距 x1 大于第二次的水平距离 x2 ，由 x=v0t 可推出离开M点的速度大于经过Q点的速度，故C正确；
A.经过Q点时速度水平向右，重力方向竖直向下，根据P=mgvcsθ，重力的瞬时功率为零，故A正确。
8.【答案】AD
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
A.当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，则汽车的最大速度为f=Pvm=8×10310N=800N;故A正确；
B.前8s内，由图有：a=ΔvΔt=1m/s2
由牛顿第二定律：F−f=ma
解得：F=1000N，故B错误；
C.匀加速直线运动的位移x1=12×8×8m=32m，匀加速汽车牵引力做的功W1=Fx1=3.2×104J，
变加速阶段W2=Pt2=8×104J，加速过程中汽车牵引力做的功为W=W1+W2=1.12×105J;故C错误；
D.在8s∼18s内根据动能定理，W2−fx2=12mvm2−12mv12，解得x2=95.5m；故D正确。
9.【答案】管底处；离心。
【解析】将体温计放入甩降器管中时，体温计玻璃泡的一端应放在管底处，使得水银柱受到的力不足以提供做圆周运动的向心力而做离心运动，从而甩回玻璃泡里，所以该装置设计的原理是利用离心现象。
10.【答案】小；小。
【解析】由题意可知，B与C属于同轴转动，则它们的角速度是相等的，即ωB=ωC，由于OB11.【答案】(1)C;(2)①0.97;②>;实验中存在阻力
【解析】(1)为减小摩擦阻力，纸带应竖直；为有效的利用纸带，钩码靠近打点计时器；故合理的操作是C;
(2)①根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打B个点时的速度为：
vB=xAC2T=7.02−3.132×0.02×10−2m/s=0.97m/s
②系统的初速度为零，所以动能的增加量为：
△Ek=12mvB2=0.470mJ
系统重力势能的减小量等于砝码重力做功，故：
△EP=W=mgℎ=m×9.8×4.86×10−2J=0.476mJ；
物重力势能的减少量ΔEp 大于动能的增加量ΔEk；产生误差的主要原因是实验中存在阻力。
12.【答案】(1)增加； 1:2；(2)dΔt⋅r ；在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比。
【解析】(1)加速转动手柄，物体做圆周运动的加速度将增大，物体质量不变，物体受到的向心力将增大，标尺显示的格数将增加。皮带连接的两个塔轮线速度相等，根据v=ωr可知，若两个塔轮1和2的半径之比r1:r2=2:1，则角速度之比为ω1:ω2=1:2。
(2)根据ω=vr=dΔtr=dΔt⋅r，通过F−ω2图像是过原点的倾斜直线得出：在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比。
13.【答案】解：(1)对火星表面的物体，有GMmR2=mg，解得火星表面的重力加速度大小g=GMR2；
(2)依题意，对“天问一号”，由万有引力提供向心力有GMm(R+ℎ)2=mv2(R+ℎ)，解得v= GMR+ℎ。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1) 依题意得，从A到O过程重力对物块做的功W=mgLsinθ；
(2)P在O点时，有mgsinθ=kL，解得k=mgsinθL；
(3)P在O点速度最大，由A运动到O的过程由机械能守恒定律得mgLsinθ=12mvm2+12kL2，
解得vm= gLsinθ。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)遥控车恰好经过圆轨道最高点D，由牛顿第二定律得mg=mvD2R，解得vD=1m/s；
(2)遥控车从C到D，由动能定理得−mg⋅2R=12mvD2−12mvC2，在C点由牛顿第二定律得FN−mg=mvC2R，
解得FN=60N；
(3)由题可知vC=vB，从A运动到B点过程中，由动能定理得P0t0−Wf=12mvB2，
解得：遥控车在AB段克服摩擦力所做的功Wf=27.5J；
(4)遥控车从C运动到F点过程中，由动能定理得−mgℎ=12mvF2−12mvC2，车从F点飞出后做平抛运动，设运动时间为t，则竖直方向有ℎ=12gt2，水平方向有x=vFt，
联立以上表达式并化简得x= (vC2−2gℎ)×2ℎg= −4ℎ2+ℎ= −4(ℎ−18)2+116，
则当ℎ=18m=0.125m时，x有最大值。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】