湖南省邵陽市隆回縣2023-2024學年高一下學期期末考試物理試題（解析版）

2024年上學期高一期末質(zhì)量檢測試題卷物理溫馨提示：1．本學科試卷分試題卷和答題卡兩部分；2．請你將自己的姓名、準考證號等相關(guān)信息按要求填涂在答題卡上；3．請你在答題卡上作答，做在本試題卷上的答案無效。一、選擇題：本大題共6個小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.做勻速圓周運動的物體，其加速度的下列表達式錯誤的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】ABC．向心加速度的表達式為又有整理可得故ABC正確；D．由牛頓第二定律可知解得故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。2.如圖所示為一條河流。河水流速為v?！淮瑥腁點先后兩次渡河到對岸。船在靜水中行駛速度為u。第一次船頭朝著AB方向行駛。渡河時間為t1，船的位移為s1，第二次船頭朝著AC方向行駛。渡河時間為t2，船的位移為s2。若AB、AC與河岸的垂線方向的夾角相等。則有A.t1>t2s1<s2B.t1<t2s1>s2C.t1＝t2s1<s2D.t1＝t2s1>s2【答案】D【解析】【詳解】因為AB、AC與河岸的垂線方向的夾角相等，則在垂直于河岸方向上的分速度相等，渡河時間所以兩次渡河時間相等。船頭向著AB方向行駛時，沿河岸方向的分速度v∥=ucosθ+v船頭向著AC方向行駛時，沿河岸方向行駛的分速度v∥′=v-ucosθ＜v∥水平方向上的位移x1＞x2根據(jù)平行四邊形定則，則s1＞s2故D正確，ABC錯誤。故選D?！久麕燑c睛】解決本題的關(guān)鍵將小船的運動分解為沿河岸方向和垂直于河岸方向，分運動和合運動遵循平行四邊形定則，知道分運動與合運動具有等時性。3.如圖所示，一物體自傾角為θ的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上．物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角φ滿足()A.tanφ＝sinθ B.tanφ＝cosθC.tanφ＝tanθ D.tanφ＝2tanθ【答案】D【解析】【詳解】豎直速度與水平速度之比為豎直位移與水平位移之比為故tanφ=2tanθ故選D．4.如圖，一同學表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10m，該同學和秋千踏板的總質(zhì)量約為50kg。繩的質(zhì)量忽略不計，當該同學蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為8m/s，此時每根繩子平均承受的拉力約為（）A.200N B.400N C.600N D.800N【答案】B【解析】【詳解】在最低點由知T=410N即每根繩子拉力約為410N，故選B。5.如圖，abc是豎直面內(nèi)光滑固定軌道，ab水平，長度為2R；bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點。一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始向右運動。重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】由題意知水平拉力設小球運動到c點的速度大小為，則小球從a到c的過程，由動能定理得解得小球離開c點后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，豎直方向做豎直上拋，設小球從c到達最高點的時間為，則有此段時間，分析小球在水平方向的運動有x聯(lián)立解得則小球從a點開始運動到其軌跡最高點，小球在水平方向位移為此過程中小球的機械能增量為故選C。6.科學家對銀河系中心附近的恒星S2進行了多年的持續(xù)觀測，給出1994年到2002年間S2的位置如圖所示?？茖W家認為S2的運動軌跡是半長軸約為（太陽到地球的距離為）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項研究工作獲得了2020年諾貝爾物理學獎。若認為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設太陽的質(zhì)量為M，可以推測出該黑洞質(zhì)量約為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，S2繞黑洞的周期T=16年，地球的公轉(zhuǎn)周期T0=1年，S2繞黑洞做圓周運動的半長軸r與地球繞太陽做圓周運動的半徑R關(guān)系是地球繞太陽的向心力由太陽對地球的引力提供，由向心力公式可知解得太陽的質(zhì)量為根據(jù)開普勒第三定律，S2繞黑洞以半長軸繞橢圓運動，等效于以繞黑洞做圓周運動，而S2繞黑洞的向心力由黑洞對它的萬有引力提供，由向心力公式可知解得黑洞的質(zhì)量為綜上可得故選B。二、選擇題：本大題共4個小題，每小題5分，共20分。全部選對得5分，錯選得0分，少選得3分。7.高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動，在啟動階段，列車的動能（）A.與它所經(jīng)歷的時間的平方成正比 B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比 D.與它的牽引力成正比【答案】AB【解析】【詳解】ABC．根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律，其動能可表示為可知列車的動能與它的速度的平方成正比，與所經(jīng)歷的時間的平方成正比，與位移成正比，故AB正確，C錯誤；D．根據(jù)動能定理可知列車的動能不與它的牽引力成正比，故D錯誤。故選AB。8.水平桌面上，一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F拉動下從靜止開始運動，物體通過的路程等于時，速度的大小為，此時撤去F，物體繼續(xù)滑行的路程后停止運動，重力加速度大小為g，則（）A.在此過程中F所做的功為B.在此過中外力的總功為零C.物體與桌面間的動摩擦因數(shù)等于D.F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的2倍【答案】BC【解析】【詳解】A．水平恒力F拉動下從靜止開始運動，物體通過的路程等于時，速度的大小為，有則在此過程中F所做的功為故A錯誤；B．物體從靜止出發(fā)先加速后減速到零，全過程由動能定理可知外力的總功為零，故B正確；C．撤去F后物體繼續(xù)滑行的路程后停止運動，有解得物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為故C正確；D．對全過程由動能定理有則F的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的3倍，故D錯誤。故選BC。9.質(zhì)量為m的小木塊從半球形的碗口右側(cè)最高點A處以某豎直向下的速度開始下滑，恰好能到達左側(cè)最高點C，如圖所示，已知木塊與碗內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為，木塊滑到最低點B時的速度為v，則下列說法正確的是（）A.木塊在AB段產(chǎn)生的熱量等于在BC段產(chǎn)生的熱量B.木塊在AB段克服摩擦的功等于在BC段克服摩擦的功C.木塊滑到最低B時受到的摩擦力為D木塊一定不能從C點返回到A點【答案】CD【解析】【詳解】AB．木塊在AB段和BC段克服摩擦力做功產(chǎn)生熱量，因AB段的速率大于BC段的速率，由徑向合力提供向心力，可知在AB段的支持力大于BC段的支持力，而兩段的動摩擦因數(shù)和路程相同，則木塊在AB段克服摩擦的功大于在BC段克服摩擦的功，即木塊在AB段產(chǎn)生的熱量大于在BC段產(chǎn)生的熱量，故AB錯誤；C．木塊滑到最低B時，由牛頓第二定律有則木塊受到的摩擦力為故C正確；D．木塊從C點向右換到A點的過程，一直有摩擦力做負功，則木塊的機械能一直減少，它一定不能到A點，故D正確。故選CD。10.2012年11月，“殲15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖（a）為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止，某次降落，以飛機著艦為計時零點，飛機在時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度—時間圖線如圖（b）所示。假如無阻攔索，飛機從著艦到停止需要的滑行距離約1000m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g，則（）A.從著艦到停止，飛機在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的B.在0.4s~2.5s時間內(nèi)，阻攔索的張力隨時間增加而減小C.在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小不會超過2.5gD.在0.4s~2.5s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率幾乎不變【答案】AB【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像的面積表位移，由圖可知，有阻攔索時從著艦到停止，飛機在甲板上滑行的距離為即約為無阻攔索時的，故A正確；B．由圖可知，在0.4s~2.5s時間內(nèi)，飛機做勻減速運動，設阻攔索的張力為，夾角為，如圖所示由牛頓第二定律有逐漸減小，逐漸增大，則減小，即阻攔索的張力隨時間增加而減小，故B正確；C．成功鉤住阻攔索后加速度最大，由圖可知，加速度為則有即飛行員所承受的加速度大小最大約為，故C錯誤；D．阻攔系統(tǒng)對飛機做功功率為由于不變，減小，則阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率減小，故D錯誤。故選AB。三、非選擇題：本大題共5個小題，共56分11.如圖甲所示為某實驗小組“探究物體加速度與所受合外力關(guān)系”的實驗裝置。他們調(diào)整長木板和滑輪，使長木板水平放置且細線平行于長木板（沒有平衡摩擦力）；在托盤中放入適當?shù)捻来a，接通電源，釋放物塊，多次改變托盤中砝碼的質(zhì)量，記錄傳感器的讀數(shù)F，測出加速度a。請回答下列問題：（1）本實驗選用______（選填“電磁”或“電火花”）打點計時器時誤差更??；（2）如果本實驗中托盤和砝碼的質(zhì)量用m表示，物塊的質(zhì)量用M表示，則______；A. B.C.m應大于某值 D.m與M之間的大小關(guān)系不做要求（3）實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶，已知交流電頻率為50Hz的交流電，兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，根據(jù)紙帶可求出物塊的加速度為______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（4）以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的圖像是一條直線如圖丙所示，求得圖線的斜率為k，橫軸截距為，若傳感器的質(zhì)量為，則物塊的質(zhì)量為______；（5）如果摩擦阻力只考慮物塊與長木板之間的摩擦阻力，若已知重力加速度為g，物塊與長木板動摩擦因數(shù)為______?！敬鸢浮浚?）電火花（2）CD（3）2.00（4）（5）【解析】【小問1詳解】電磁打點計時器的振針，打到紙帶上時阻力較大，會增大實驗誤差，為減小實驗誤差，應選擇電火花打點計時器?！拘?詳解】本實驗可通過拉力傳感器直接測得繩子的拉力，故實驗中不需要托盤和砝碼的質(zhì)量遠遠小于物塊的質(zhì)量，但托盤和砝碼的質(zhì)量也不能過小，本實驗沒有平衡摩擦力，太小會導致物塊仍保持靜止或加速度過小。故選CD?！拘?詳解】兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，則，用逐差法可求出物塊的加速度【小問4詳解】根據(jù)牛頓第二定律由題得圖線的斜率為，可知則物塊的質(zhì)量【小問5詳解】由圖線可知，當時，此時有解得物塊與長木板動摩擦因數(shù)為12.某同學利用如圖甲所示裝置驗證“機械能守恒定律”。（1）用彈簧測力計測量重物的重力時，測量結(jié)果如圖乙所示，則重物的重力______N；（2）實驗時，按甲圖中所示用手拿好紙帶之后，應該______；A.先接通打點計時器電源，后釋放紙帶B.先釋放紙帶，后接通打點計時器電源C.釋放紙帶與接通打點計時器電源沒有嚴格的先后順序（3）在打好點的紙帶中他挑選出一條點跡清晰的紙帶，如圖丙所示。把第一個點記作O，從O點后某個點開始，依次為1、2、3、…，分別測出各個記數(shù)點到O點的距離，已標在圖丙中，已知打點計時器打點周期為，則打第4個標記點時重物的速度______；（4）若重物的重力大小為（1）中測量值，當?shù)刂亓铀俣却笮?，則從開始下落到打第4個標記點時重物的機械能損失為______J（保留一位有效數(shù)字）；（5）請分析重物機械能損失的主要原因______?！敬鸢浮浚?）1.70（2）A（3）1.95（4）0.003（5）空氣阻力，紙帶與打點計時器間阻力【解析】【小問1詳解】根據(jù)彈簧測力計讀數(shù)，可知?！拘?詳解】為了能穩(wěn)定地打出足夠多的點，應先接通打點計時器電源，后釋放紙帶，故選A?！拘?詳解】打第4個標記點時重物的速度【小問4詳解】由題圖丙可知從下落剛開始到打第4個標記點時，下落高度已知重力，取，則此過程中重物的機械能損失【小問5詳解】重物在下落時存在機械能損失，其原因主要是重物在下落過程中受空氣阻力，紙帶與打點計時器間存在摩擦力，使得重力勢能沒有完全轉(zhuǎn)化成動能。13.早在20多年前，“神舟”六號飛船一飛沖天，一舉成功，把中國人“巡天遙看一天河”的陸地夢想變成“手可摘星辰，攬明月”的太空現(xiàn)實，“神舟”六號飛船點火發(fā)射時，飛船處于一個加速過程，在加速過程中宇航員處于超重狀態(tài)。人們把這種狀態(tài)下宇航員所受支持力與在地表面時重力mg的比值k稱為載荷值。“神舟”六號飛船發(fā)射成功后，進入圓形軌道穩(wěn)定運行，運轉(zhuǎn)一圈的時間為T，地球的半徑為R，表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G（R、g、T、G為已知量）。（1）求人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度；（2）假設宇航員聶海勝和費俊龍在超重狀態(tài)下載荷值的最大值為，飛船帶著宇航員豎直向上發(fā)射時的加速度a的最大值為多大？已知地球表面的重力加速度；（3）“神舟”六號飛船發(fā)射成功后，進入圓形軌道穩(wěn)定運行，試求這一圓形軌道距離地面的高度H?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度等于衛(wèi)星在地球表面軌道繞地球做勻速圓周運動的線速度，由萬有引力提供向心力得又解得人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為（2）假設宇航員聶海勝和費俊龍在超重狀態(tài)下載荷值的最大值為，根據(jù)牛頓第二定律可得解得飛船帶著宇航員豎直向上發(fā)射時的加速度的最大值為（3）“神舟”六號飛船發(fā)射成功后，進入圓形軌道穩(wěn)定運行，由萬有引力提供向心力得聯(lián)立解得14.我國自主研制了運-20重型運輸機。飛機獲得的升力大小F可用描寫，