陜西省咸陽市2023-2024學年高一下學期7月期末考試物理試題（解析版）

咸陽市2023~2024學年度第二學期普通高中期末質(zhì)量檢測高一物理試題注意事項：1.本試題共6頁，滿分100分，時間90分鐘。2.答卷前，考生務必將自己的姓名和準考證號填寫在答題卡上。3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。4.考試結束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（本大題共12小題，每小題4分，計48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求；第9~12題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分）1.下列有關說法正確的是（）A.速度、功是標量，加速度、功率是矢量B.北斗導航衛(wèi)星的發(fā)射速度小于7.9km/sC.牛頓通過地月引力計算首先推算出了引力常量D.在研究箭船分離姿態(tài)時，火箭和飛船都不能看作質(zhì)點【答案】D【解析】【詳解】A．速度、速度是矢量，功、功率是標量，故A錯誤；B．北斗導航衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s，故B錯誤；C．卡文迪什通過實驗推算出引力常量，故C錯誤；D．在研究箭船分離姿態(tài)時，火箭和飛船的形狀大小都不能忽略不計，所以火箭和飛船都不能看作質(zhì)點，故D正確。故選D。2.6月16日，在世界女排聯(lián)賽中國香港站比賽中，中國隊3比0戰(zhàn)勝波蘭隊。如圖所示為排球運動員“攔網(wǎng)”瞬間。若排球觸手后水平反彈，不計空氣阻力和旋轉(zhuǎn)的影響，其反彈至觸地的過程可視為平拋運動，則此過程所用時間（）A.與球的質(zhì)量有關B.與球的材料有關C.與球觸手反彈時的高度有關D.與球觸手反彈時的速度大小有關【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，反彈至觸地的過程可視為平拋運動，平拋運動豎直方向做自由落體運動解得可知平拋運動過程所用時間與球觸手反彈時的高度有關。故選C。3.夏季易發(fā)生洪澇災害，當?shù)缆肥軗p嚴重時，人們多采用航空救援。如圖所示是航空救援直升機正在向受災中心運送救援人員。a、b是螺旋槳上同一葉片上的兩點，當葉片轉(zhuǎn)動時（）A.兩點的角速度 B.兩點的線速度C.兩點的周期 D.兩點的向心加速度【答案】B【解析】【詳解】a、b是螺旋槳上同一葉片上的兩點，所以a、b兩點的角速度相等，周期相等；根據(jù)，由于，則有，故選B。4.桿秤是延續(xù)千年的華夏國粹，如圖所示，三根輕繩與秤盤的捆綁點E、F、G將圓形秤盤三等分，每段輕繩與豎直方向的夾角為，秤盤的質(zhì)量為80g，重力加速度g取。某次稱量藥材時，保持桿秤靜止，稱得盤中藥材的質(zhì)量為120g，則此時每根繩子的拉力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】以秤盤和盤中藥材為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得每根繩子的拉力大小為故選A。5.節(jié)氣是指二十四個時節(jié)和氣候，是中國古代訂立的一種用來指導農(nóng)事的補充歷法，是中華民族勞動人民經(jīng)驗的積累和智慧的結晶。二十四節(jié)氣代表著地球在公轉(zhuǎn)軌道上的二十四個不同的位置。從天體物理學可知，地球沿橢圓軌道繞太陽運動所處如圖所示的四個位置分別對應我國的四個節(jié)氣，以下說法正確的是（）A.夏至時線速度最大B.從冬至到春分的運行時間為公轉(zhuǎn)周期的C.太陽既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點上D.可根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期求出地球的質(zhì)量【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)開普勒第二定律可知，地球沿橢圓軌道繞太陽運動在近日點速度最大，遠日點速度最小，則夏至時線速度最小，故A錯誤；B．由于從冬至到夏至過程，地球的運動速度逐漸減小，則從冬至到春分的運行時間小于從春分到夏至的運行時間，所以從冬至到春分的運行時間小于公轉(zhuǎn)周期的，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第一定律可知，太陽既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，故C正確；D．行星繞太陽轉(zhuǎn)動模型只能求出中心天體太陽的質(zhì)量，無法求出行星的質(zhì)量，故D錯誤。故選C。6.隨著人工智能技術的發(fā)展，無人駕駛汽車已經(jīng)成為智能科技的焦點。某品牌無人駕駛汽車進行剎車性能測試，得到汽車在平直路面上緊急剎車（車輪抱死）過程中的位移隨時間變化的規(guī)律為（x的單位是m，t的單位是s），則下列說法不正確的是（）A.該汽車剎車的初速度為24m/sB.該汽車剎車的加速度為C.剎車后2s末的速度為12m/sD.剎車后5s內(nèi)的位移為25m【答案】D【解析】【詳解】AB．已知汽車剎車過程中的位移隨時間變化的規(guī)律為結合勻變速直線運動位移時間公式可得汽車剎車時的初速度和加速度大小分別為，故AB正確，不滿足題意要求；C．剎車后2s末的速度為故C正確，不滿足題意要求；D．汽車從剎車到停下所用時間為則剎車后5s內(nèi)的位移為故D錯誤，滿足題意要求。故選D。7.5月2日至3日，來自全國各地的近200位青少年滑板運動員參與2024年中國青少年U系列滑板巡回賽（上海站）的比賽。假如比賽中某運動員以同一姿態(tài)沿軌道下滑了一段距離，該過程中重力對他做功為800J，他克服阻力做功為200J，不計其他作用力的功，則該運動員在此過程中（）A.動能可能不變 B.動能增加了600JC.重力勢能減少了600J D.機械能增加了200J【答案】B【解析】【詳解】AB．設克服摩擦力做功為，由動能定理可得得動能增加了故A錯誤，B正確；C．重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力做的功，即重力勢能減少了800J，故C錯誤；D．除了重力做功以外的其他外力做的功等于機械能的變化量，即解得故機械能減少了200J，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，水平桌面上的小物塊a通過輕繩跨過光滑定滑輪連接小物塊b，物塊a與物塊b的質(zhì)量之比為。將物塊a從P點由靜止釋放，1s后到達桌面上距離P點1m的Q點（b未落地），不計空氣阻力，重力加速度，則物塊a與桌面間的動摩擦因數(shù)為（）A.0.1 B.0.2 C.0.4 D.0.5【答案】B【解析】【詳解】設繩子拉力為F，對a、b分別應用牛頓第二定律可得聯(lián)立可得由運動學公式可得聯(lián)立，代入相關已知數(shù)據(jù)求得故選B。9.下列有關生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是（）A.甲圖：汽車水平轉(zhuǎn)彎時速度過大，可能因離心運動造成交通事故B.乙圖：秋千擺至最低點時，秋千對兒童的支持力大小等于其重力C.丙圖：汽車安全通過半徑為R的拱橋的最高點時速度應滿足D.丁圖：鐵路彎道處的外軌比內(nèi)軌高，是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側壓力幫助火車轉(zhuǎn)彎【答案】AC【解析】詳解】A．甲圖：汽車水平轉(zhuǎn)彎時速度過大，可能摩擦力不足以提供向心力，汽車因離心運動造成交通事故，故A正確；B．乙圖：秋千擺至最低點時，加速度方向向上，若兒童在圓心方向板只有支持力，兒童處于超重狀態(tài)，秋千對兒童的支持力大小大于其重力，故B錯誤；C．丙圖：汽車安全通過半徑為R的拱橋的最高點時，根據(jù)牛頓第二定律可得可得速度應滿足故C正確；D．丁圖：鐵路彎道處的外軌比內(nèi)軌高，是為了利用重力和支持力的合力提供向心力，減小輪緣與軌道的側壓力，故D錯誤。故選AC。10.某地區(qū)人們用手拋撒谷粒進行播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運動軌跡如圖所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點均為O，且軌跡交于P點，拋出時谷粒1和谷粒2的初速度分別為和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空氣阻力，兩谷粒質(zhì)量相同，關于兩谷粒在空中的運動，下列說法正確的是（）A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2從O到P的運動時間大于谷粒1C.谷粒2的水平分速度等于D.兩谷粒從O到P過程重力做功相等【答案】BD【解析】【詳解】A．由題意，可知谷粒1做平拋運動，谷粒2做斜上拋運動，拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，所以谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，故A錯誤；D．兩谷粒從O點運動到P點，兩谷粒質(zhì)量相同，下落高度相同，則重力做功相等，故D正確。BC．兩谷粒從O點運動到P點，在豎直方向上，谷粒2做豎直上拋運動，谷粒1做自由落體運動，二者在豎直方向上位移相同，則可知谷粒2運動時間較長；在水平方向上，二者做勻速直線運動，水平位移相等，由于谷粒2運動時間較長，則可知谷粒2的水平分速度小于，故B正確，C錯誤。故選BD。11.如圖所示是即將開通的西安高新云巴。假設列車質(zhì)量為m，某次列車由靜止出發(fā)在水平軌道做加速度為a的勻加速直線運動，列車所受的阻力恒定為f，達到列車的額定功率P后，列車保持額定功率做變加速運動，再經(jīng)時間t，速度達到最大，然后以最大速度勻速運動，對此下列說法正確的是（）A.列車勻速運動的速度為B.列車做勻加速運動的時間為C.從靜止到加速到速度最大的過程牽引力所做的功為D.列車保持額定功率做變加速運動時間t內(nèi)的位移為【答案】BD【解析】【詳解】A．當牽引力等于阻力時，列車做勻速運動，則列車勻速運動的速度為故A錯誤；B．列車做勻加速運動過程，根據(jù)牛頓第二定律可得列車做勻加速運動結束時的速度大小為則列車做勻加速運動的時間為故B正確；C．列車達到額定功率P后，列車保持額定功率做變加速運動，再經(jīng)時間t，速度達到最大，列車達到額定功率后到速度最大過程牽引力所做的功則從靜止到加速到速度最大的過程牽引力所做的功故C錯誤；D．設列車保持額定功率做變加速運動時間t內(nèi)的位移為，根據(jù)動能定理可得解得故D正確故選BD。12.天文觀測已經(jīng)證實，三星系統(tǒng)是常見的，甚至在已知的大質(zhì)量恒星群中占主導地位。如圖所示，質(zhì)量相等的P、O、S三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，已知等邊三角形邊長為l，三顆星做勻速圓周運動的周期為T，萬有引力常量為G，忽略其他星體對它們的引力作用。則下列說法正確的是（）A.三顆星的線速度大小均為B.三顆星的質(zhì)量均為C.任意兩顆星間的萬有引力大小為D.任意一顆星所受向心力大小為【答案】AD【解析】【詳解】A．三顆星的軌道半徑等于等邊三角形外接圓的半徑，則有則三顆星的線速度大小均為故A正確；B．根據(jù)對稱性可知，三顆星的質(zhì)量相等，設三顆星的質(zhì)量均為，根據(jù)牛頓第二定律可得解得三顆星的質(zhì)量均為故B錯誤；C．任意兩顆星間的萬有引力大小為故C錯誤；D．任意一顆星所受的向心力大小為故D正確。故選AD。第Ⅱ卷（非選擇題共52分）二、實驗探究題（本大題共2小題，計16分）13.利用手機內(nèi)置加速度傳感器可實時顯示手機加速度的數(shù)值。小明通過智能手機探究加速度與合外力的關系，實驗裝置如圖甲所示，已知當?shù)刂亓铀俣葹間。實驗步驟如下：①輕彈簧上端固定，下端與手機相連接，手機下端通過細繩懸掛小瓶子（帶蓋）；②向瓶子內(nèi)裝適量細沙，整個實驗裝置處于靜止狀態(tài)；③打開手機軟件，剪斷細繩，通過手機軟件記錄豎直方向加速度a隨時間t變化的圖像，并用彈簧測力計測出瓶子和細沙的重力G；④改變瓶子中細沙質(zhì)量，重復步驟③，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。（1）某次實驗中，通過手機軟件記錄豎直方向加速度a隨時間變化的圖像如圖乙所示，剪斷細繩瞬間手機的加速度對應圖中的________（選填“A”“B”或“C”）點；剪斷細繩瞬間手機受到的合力大小F等于________（選填“瓶子和細沙的重力G”或“手機的重力”）。（2）根據(jù)實驗獲得多組實驗數(shù)據(jù)繪制圖像如圖丙所示，由圖可得結論：在誤差允許的范圍內(nèi)，____________。（3）若某同學在處理數(shù)據(jù)時，測得圖丙中圖線的斜率為k，則可推算出手機的質(zhì)量為________（選用k、g表示）。【答案】（1）①.A②.瓶子和細沙的重力G（2）當手機的質(zhì)量一定時，手機的加速度與手機所受合外力成正比（3）【解析】【小問1詳解】[1]前面的數(shù)據(jù)波動是保持平衡時的輕微擾動，后續(xù)的數(shù)據(jù)波動是因為手機在做（近似）往復運動，故第一個峰值即為繩子被剪斷時的瞬時加速度，則剪斷細繩瞬間手機的加速度對應圖中的A點；[2]剪斷細繩前，根據(jù)受力平衡可知，彈簧的彈力等于手機的重力與瓶子和細沙的重力G之和；剪斷細繩瞬間，彈簧的彈力大小不變，則手機受到的合力大小F等于瓶子和細沙的重力G?！拘?詳解】由丙圖知，圖像為過原點的一條直線，由圖可得結論：在誤差允許的范圍內(nèi)，當手機的質(zhì)量一定時，手機的加速度與手機所受合外力成正比?！拘?詳解】設手機質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知圖像的斜率為可得手機的質(zhì)量為14.為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖甲所示的氣墊導軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字毫秒計）進行實驗，在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門Ⅰ、Ⅱ，并連接數(shù)字計時器，遮光條的寬度d已知。（1）該實驗還必須使用的實驗器材有：________。（2）該實驗過程中，不必要測量的物理量是________。（填正確選項前的字母）A.A、B之間的距離lB.滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間、C.A、B點到水平桌面的高度、（3）在誤差允許范圍內(nèi)，若滑塊下滑過程中機械能守恒，則________（用上述必要測量物理量的符號表示，已知重力加速度為g）。（4）若實驗過程中光電門Ⅰ發(fā)生故障，該同學繼續(xù)使用該裝置完成實驗：讓滑塊由靜止釋放，記錄釋放點到桌面的高度h、滑塊通過光電門Ⅱ的時間，改變滑塊釋放位置獲得多組數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的圖像，由該圖像可以得出的實驗結論是___________；該實驗方案中產(chǎn)生誤差的主要原因：__________。（已知重力加速度）【答案】（1）刻度尺（2）A（3）（4）①.在誤差允許的范圍內(nèi)，滑塊下滑過程中機械能守恒②.滑塊在下滑過程中受到空氣阻力作用【解析】【小問1詳解】該實驗還必須使用的實驗器材為刻度尺，用來測量A、B點到水平桌面的高度。【小問2詳解】滑塊下滑過程中機械能守恒，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，有整理得可知，必要測量的物理量為滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間、以及A、B點到水平桌面的高度、，不必要測量的物理量是A、B之間的距離l。故選A?！拘?詳解】根據(jù)上面分析可得【小問4詳解】[1]依題意，有即可知，圖線的斜率滿足解得實驗結論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，滑塊下滑過程中機械能守恒。[2]實驗方案中產(chǎn)生誤差主要原因是滑塊在下滑過程中受到空氣阻力作用。三、計算題（本大題共4小題，計36分。解答應寫出文字說明、計算過程或演算步驟，只寫出結果的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖所示，在一次雜技表演中，女演員被男演員拉著離開地面在空中做水平面內(nèi)的勻速圓周運動，在轉(zhuǎn)動過程中男演員的身體近似處于豎直狀態(tài)，每2s恰好轉(zhuǎn)1圈，女演員重心所在位置為O點，手臂與水平面的夾角為，已知女演員質(zhì)量為，男演員的質(zhì)量為，重力加速度，，，求：（1）女演員做圓周運動所需的向心力大?。唬?）女演員重心O對應的半徑r及O點的線速度大小。（結果用分式表示）【答案】（1）；（2），【解析】【詳解】（1）設男演員對女演員的拉力大小為，以女演員為對象，豎直方向有水平方向有聯(lián)立解得女演員做圓周運動所需的向心力大?。?）由題意可知女演員做圓周運動的周期為，則有根據(jù)向心力表達式可得聯(lián)立解得，16.中國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權的“神舟”飛船，目前已經(jīng)優(yōu)于國際第三代載人飛船技術。如圖所示，其發(fā)射過程簡化如下：飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，由“長征”運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，飛船通過變軌進入預定圓軌道。已知：點A距地面的高度為，設飛船在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R。求：（1）飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點A時的加速度大?。唬?）B距地面的高度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）在地球表面有可得飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點A時，根據(jù)牛頓第二定律可得解得加速度大小為（2）設B距地面的高度為，飛船在預定圓軌道上飛行的周期為由萬有引力提供向心力可得聯(lián)立解得17.小明通過拉輪胎跑訓練體能。如圖所示，小明腰部系著輕繩拖著輪胎，已知輪胎的質(zhì)量為10kg，繩與地面的夾角，輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)。小明拉著輪胎從靜止開始全力奔跑