河南省南陽市金科新未來2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期7月期末考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1金科?新未來2023~2024學(xué)年度下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高一物理全卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。注意事項(xiàng)：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．請按題號(hào)順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選〖答案〗的標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。4．考試結(jié)束后，請將試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列關(guān)于功、能量、動(dòng)量、沖量的說法正確的是（）A.功是標(biāo)量，故、、，其中最大的是B.物體位于參考平面以上重力勢能為正值，在參考平面以下為負(fù)值，故重力勢能的正負(fù)表示方向C.質(zhì)量一定的物體的動(dòng)能發(fā)生變化，則動(dòng)量一定變化；它的動(dòng)量發(fā)生變化，但動(dòng)能不一定變化D.沖量反映了力的作用對時(shí)間的累積效應(yīng)，故為標(biāo)量〖答案〗C〖解析〗A．功是標(biāo)量，但正負(fù)不代表大小，故、、，其中最大的是，A錯(cuò)誤；B．重力勢能是標(biāo)量，其正負(fù)不代表方向，B錯(cuò)誤；C．動(dòng)能是標(biāo)量，質(zhì)量一定，則動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，速度的大小一定變化，故動(dòng)量一定變化，但動(dòng)量變化也可能僅為速度的方向變化，故動(dòng)能不一定變化，C正確；D．沖量反映了力的作用對時(shí)間的累積效應(yīng)，沖量是矢量，D錯(cuò)誤。故選C。2.在一場公路自行車比賽中，一名運(yùn)動(dòng)員正減速向左轉(zhuǎn)通過一轉(zhuǎn)彎處，則下列關(guān)于該運(yùn)動(dòng)員此刻的運(yùn)動(dòng)的加速度與速度的矢量關(guān)系圖可能正確的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗曲線運(yùn)動(dòng)合外力指向軌跡凹側(cè)，一名運(yùn)動(dòng)員正減速向左轉(zhuǎn)通過一轉(zhuǎn)彎處；A．根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，運(yùn)動(dòng)員減速向右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，運(yùn)動(dòng)員減速向左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；C．根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，運(yùn)動(dòng)員加速向右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，運(yùn)動(dòng)員加速向左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。3.一固定在水平面上的磁吸式車載手機(jī)支架，現(xiàn)牢牢吸住一部手機(jī)，手機(jī)屏幕正對司機(jī)，角度如圖所示，始終保持相對靜止。則該車在水平路面上勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（）A.手機(jī)所受重力做正功B.手機(jī)所受的支持力不做功C.手機(jī)所受摩擦力方向一定沿支架平面向上D.手機(jī)有可能只受三個(gè)力作用〖答案〗C〖解析〗A．車在水平路面上運(yùn)動(dòng)，重力方向豎直向下，重力方向與速度方向垂直，手機(jī)所受重力不做功，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖中所示可知，手機(jī)傾斜放置，手機(jī)所受支持力與速度方向不垂直，可知，手機(jī)所受的支持力做功，故B錯(cuò)誤；D．根據(jù)平衡條件可知，手機(jī)受到重力、支持力、支架對手機(jī)的吸引力與靜摩擦力，合計(jì)四個(gè)力作用，故D錯(cuò)誤；C．結(jié)合上述可知，手機(jī)在重力作用下，有沿支架向下運(yùn)動(dòng)的趨勢，則手機(jī)所受摩擦力方向一定沿支架平面向上，故C正確。故選C。4.2024年6月2日上午6時(shí)23分，嫦娥六號(hào)著陸器和上升器組合體在鵲橋二號(hào)中繼星支持下，成功著陸在月球背面的南極—艾特肯盆地。鵲橋二號(hào)中繼星于4月2日按計(jì)劃進(jìn)入周期為24小時(shí)環(huán)月橢圓“使命軌道”，為嫦娥六號(hào)在月球背面進(jìn)行月球樣品采集任務(wù)提供通訊支持。如圖所示，此次任務(wù)完成后，鵲橋二號(hào)擇機(jī)在P點(diǎn)調(diào)整至12小時(shí)環(huán)月橢圓軌道，為后續(xù)月球探測任務(wù)提供服務(wù)。則下列說法正確的是（）A.圖中橢圓軌道Ⅱ?yàn)椤笆姑壍馈盉.鵲橋二號(hào)由“使命軌道”調(diào)整到12小時(shí)環(huán)月橢圓軌道，需在P點(diǎn)加速C.鵲橋二號(hào)在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度比在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大D.橢圓軌道Ⅰ的半長軸與橢圓軌道Ⅱ的半長軸之比為〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)開普勒第三定律可知，軌道的半長軸越大，軌道對應(yīng)運(yùn)動(dòng)的周期越大，“使命軌道”的周期大一些，可知圖中橢圓軌道Ⅰ為“使命軌道”，故A錯(cuò)誤；B．在軌道Ⅰ相對于軌道Ⅱ是高軌道，由高軌道變軌到低軌道，需要在切點(diǎn)位置減速，即鵲橋二號(hào)由“使命軌道”調(diào)整到12小時(shí)環(huán)月橢圓軌道，需在P點(diǎn)減速，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得可知，鵲橋二號(hào)在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)開普勒第三定律有結(jié)合題中數(shù)據(jù)解得故D正確。故選D。5.如圖甲所示，質(zhì)量的小物體放在長直的水平地面上，用水平細(xì)線繞在半徑的薄圓筒上。時(shí)刻，圓筒由靜止開始繞豎直的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，小物體和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取，則在時(shí)細(xì)線力的瞬時(shí)功率等于（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)圖像可知角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為圓筒邊緣線速度與物塊前進(jìn)速度大小相同聯(lián)立解得物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律解得細(xì)線拉力的瞬時(shí)功率故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。6.如圖所示，在光滑的水平面上靜置一質(zhì)量為的光滑半圓形軌道，半徑為，最低點(diǎn)為C，兩側(cè)最高點(diǎn)A、B等高，現(xiàn)有一特技運(yùn)動(dòng)員踩著滑板（運(yùn)動(dòng)員與滑板始終相對靜止，可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)員與滑板的總質(zhì)量為，已知，重力加速度為，則在運(yùn)動(dòng)過程中（）A.軌道與運(yùn)動(dòng)員和滑板整體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.運(yùn)動(dòng)員和滑板整體的機(jī)械能守恒C.運(yùn)動(dòng)員和滑板整體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)對軌道的壓力大小為D.軌道向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為〖答案〗C〖解析〗A．軌道與運(yùn)動(dòng)員和滑板整體組成系統(tǒng)滿足水平方向動(dòng)量守恒，但運(yùn)動(dòng)員和滑板豎直方向有加速度，所用系統(tǒng)豎直方向的合外力不為0，系統(tǒng)豎直方向不滿足動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)員與滑板和半圓形軌道組成系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒，但運(yùn)動(dòng)員和滑板整體的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．由水平方向動(dòng)量守恒和系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得，解得，在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得解得根據(jù)牛頓第三定律可知，運(yùn)動(dòng)員和滑板整體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)對軌道的壓力大小為，故C正確；D．由水平方向的動(dòng)量守恒可得又，，聯(lián)立解得軌道向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為故D錯(cuò)誤。故選C。7.燃放炮竹是我國很多地方春節(jié)期間的習(xí)俗，其中有一種“沖天炮”的炮竹，可以從地面上升到空中爆炸．若有一顆“沖天炮”從水平地面發(fā)射到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)爆炸成質(zhì)量比為的兩部分1和2，如圖所示。已知爆炸后瞬間部分1的初速度大小為，方向斜向上與豎直方向成53°角。測得部分1的落地點(diǎn)到爆炸點(diǎn)間的水平距離為，重力加速度，不計(jì)空氣阻力，，。則下列說法正確的是（）A.爆炸后瞬間部分2的速度大小為B.爆炸點(diǎn)離地的高度為C.部分1、2落地的時(shí)間差為D.部分1、2落地點(diǎn)間的距離為〖答案〗D〖解析〗A．由動(dòng)量守恒有解得A錯(cuò)誤；B．爆炸后1做斜拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向分速度為則1上升到最高點(diǎn)的時(shí)間為上升的高度為在水平方向分速度為則從爆炸后到1落地共經(jīng)歷時(shí)間則從最高點(diǎn)到地面經(jīng)歷時(shí)間為則最高點(diǎn)到地面高度為故爆炸點(diǎn)離地面高度為B錯(cuò)誤；C．部分2豎直向下分速度為則有解得則部分1、2落地的時(shí)間差為C錯(cuò)誤；D．部分2水平向左的分速度為則2落地點(diǎn)水平位移則兩部分落地點(diǎn)間的距離為D正確。故選D。二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖甲所示，鋪設(shè)鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌?，F(xiàn)有一列火車以恒定速率v通過一彎道（視為水平圓周運(yùn)動(dòng)），火車的輪緣恰好不對內(nèi)、外軌道擠壓。如圖乙所示為轉(zhuǎn)彎時(shí)一節(jié)車廂內(nèi)，放在桌面上的水杯與火車保持相對靜止，且杯內(nèi)的水面與軌道所在平面平行，已知火車軌道所在平面與水平面間的夾角為，彎道的轉(zhuǎn)彎半徑為R，水杯與水的總質(zhì)量為m，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A. B.C.水杯對桌面的靜摩擦力大小為0 D.水杯對車廂側(cè)壁的壓力大小為0〖答案〗ACD〖解析〗AB．根據(jù)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由重力和支持力的合力提供，有解得故A正確，B錯(cuò)誤；CD．火車的向心加速度大小為水杯的向心加速度大小與其相等，由此可知水杯重力與桌面對其的支持力的合力提供向心力，故水杯對桌面的靜摩擦力大小為0，水杯對車廂側(cè)壁的壓力大小為0，故CD正確。故選ACD。9.將一木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距地面處由靜止釋放，其下落過程中動(dòng)能及機(jī)械能隨木塊下落高度的變化如圖所示，已知重力加速度，則下列說法正確的是（以地面為重力勢能為零的參考平面）（）A.圖線Ⅰ表示木塊機(jī)械能變化，圖線Ⅱ表示木塊動(dòng)能變化B.木塊質(zhì)量為C.整個(gè)下落過程中，木塊所受的合力做的功為25JD.木塊所受的阻力大小為〖答案〗BC〖解析〗A．下落過程受阻力作用，故機(jī)械能減小，動(dòng)能增大，可知圖線Ⅰ表示木塊動(dòng)能變化，圖線Ⅱ表示木塊機(jī)械能變化，A錯(cuò)誤；B．在釋放點(diǎn)木塊具有機(jī)械能為代入數(shù)據(jù)有B正確；C．由動(dòng)能定理可知合力做的功等于動(dòng)能變化量，由圖可知，合力做的功為，C正確；D．由功能關(guān)系可知，阻力做功大小等于機(jī)械能的變化量，則有解得D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，長木板A靜止在光滑水平面上，某時(shí)刻一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊B從A的左端滑上長木板，恰好運(yùn)動(dòng)到A的右端時(shí)兩者相對靜止。已知該過程中，長木板A的動(dòng)能增加量為，小物塊B的動(dòng)能減少量為，A、B間摩擦產(chǎn)生的熱量為。關(guān)于、、的值，下列可能正確的是（）A.，，B.，，C.，，D.，，〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)能量守恒可知該過程小物塊B和長木板A速度一時(shí)間圖線如圖所示，設(shè)板長為，此過程A、B對地位移大小分別為、，由圖像面積表示位移可知，它們的大小關(guān)系為又則有綜上可知AD正確，BC錯(cuò)誤。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學(xué)用如圖所示的裝置研究小球碰撞過程的動(dòng)量守恒：水平桌面上固定末端水平的斜槽，斜面體固定在水平地面上，斜槽末端與斜面體頂端等高且無縫對接，進(jìn)行如下操作（不計(jì)空氣阻力的影響）：a．先讓質(zhì)量為的小球1從斜槽上適當(dāng)高度由靜止釋放，從末端平拋后落在斜面體上，記錄落點(diǎn)位置以及從斜槽末端水平飛出至點(diǎn)的時(shí)間為；b．再將質(zhì)量為的小球2靜置于斜槽末端，讓小球1再次從斜槽由靜止滑下，碰后兩球均落在斜面體上，分別記錄小球1、2落點(diǎn)位置、以及從斜槽末端水平飛出至、點(diǎn)的時(shí)間為、。回答下列問題：（1）為完成實(shí)驗(yàn)，小球1、2的直徑應(yīng)滿足________，步驟b中小球1再次釋放的高度應(yīng)________步驟a中釋放的高度（均選填“大于”“等于”或“小于”）；（2）為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需驗(yàn)證等式________成立即可（用題中所給字母表示）。〖答案〗（1）等于等于（2）〖解析〗【小問1詳析】保證正碰使碰撞前后小球速度均沿水平方向，且保證小球1兩次下滑到斜槽末端時(shí)的速度大小相等，故小球直徑應(yīng)相等，兩次釋放高度也要相等；【小問2詳析】小球飛離斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，有解得由動(dòng)量守恒定律有即化簡可得12.某同學(xué)用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)。半徑均為R的光滑半圓軌道和光滑四分之一圓弧軌道固定在同一豎直面內(nèi)，過部分最高點(diǎn)D的切線水平，A、C、B在同一水平面上，在D點(diǎn)固定一個(gè)力傳感器，D點(diǎn)在水平地面的投影為O，從A點(diǎn)正上方足夠高的P點(diǎn)處由靜止釋放一個(gè)小球，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)通過D點(diǎn)的力傳感器可測得此時(shí)對軌道的壓力F。（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，小球可視為質(zhì)點(diǎn)）（1）為了完成該實(shí)驗(yàn)，還需要測量____________（填選項(xiàng)前的字母序號(hào)）；A.釋放點(diǎn)P到A的高度hB.小球的質(zhì)量mC.小球從P到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t（2）若滿足關(guān)系式____________，則驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（用題中和所選的測量量的字母符號(hào)表示）；（3）多次改變P到A的高度h，使小球始終能通過D，測得多組h和F的數(shù)據(jù)，以F為縱軸、h為橫軸建立坐標(biāo)系，作出圖像，若圖像是一條傾斜直線，圖像與縱軸的截距大小為____________，圖像斜率為____________，則驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論成立?！即鸢浮剑?）AB（2）（3）〖解析〗【小問1詳析】驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則從P到D的過程中，重力勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)換，則需測出從P到A的高度h，但由于需要求解F的大小進(jìn)行研究，故需要測量質(zhì)量，也不需要測量時(shí)間。故選AB?！拘?詳析】假設(shè)從P到D的過程中機(jī)械能守恒，則在D點(diǎn)，根據(jù)牛頓第三定律可知壓力大小等于支持力大小，根據(jù)牛頓第二定律可知?jiǎng)t【小問3詳析】根據(jù)上式可知圖像與縱軸的截距大小為，圖像斜率為。13.如圖所示，軌道由傾角為的斜面和半徑為R的半圓弧兩部分連接組成，連接點(diǎn)M處有一輕質(zhì)定滑輪，圓心O在斜面的延長線上，N為圓弧最低點(diǎn)且，斜面的底端固定一擋板P。物塊B、C間由一輕質(zhì)彈簧拴接置于斜面上（彈簧平行于斜面），其中C緊靠在擋板P處，B用跨過滑輪的不可伸長的輕繩與小球A相連，開始時(shí)將小球A鎖定在M處，此時(shí)輕繩與斜面平行，且恰好伸直但無張力，B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻解鎖小球A，當(dāng)小球A沿圓弧運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)N時(shí)（物塊B未到達(dá)M點(diǎn)），物塊C對擋板的作用力恰好為0。已知小球A的質(zhì)量為，物塊B、C的質(zhì)量均為，重力加速度為g，小球與物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切摩擦。求：（1）彈簧勁度系數(shù)k；（2）小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，物塊A、B的速度大小。〖答案〗（1）；（2），〖解析〗（1）解鎖小球A之前，對B進(jìn)行分析有小球A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，對C進(jìn)行分析有根據(jù)幾何關(guān)系有解得（2）小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，令物塊A、B的速度大小分別為、，則有根據(jù)速度分解有解得，14.如圖所示，光滑水平面上放有A、B兩小球，B球靜止，某時(shí)刻給A球一個(gè)水平向右的速度，一段時(shí)間后A、B發(fā)生正碰，已知A球質(zhì)量為A、B兩球碰撞過程的相互作用時(shí)間為。（1）若B球質(zhì)量為，且碰后B球獲得水平向右的速度。求碰后A球的速度以及碰撞過程中A、B兩球之間的平均作用力的大?。唬?）若B球質(zhì)量可調(diào)節(jié)，A球仍以速度與靜止的B球正碰，碰后A、B兩球的動(dòng)量大小為。求B球的質(zhì)量的范圍。〖答案〗（1），方向水平向右（2）或〖解析〗（1）以水平向右方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律有代入數(shù)據(jù)解得即碰后球速度大小為，方向水平向右；對B由動(dòng)量定理有代入數(shù)據(jù)解得（2）以水平向右方向?yàn)檎较颍銮癆球動(dòng)量為設(shè)碰后球動(dòng)量為，B球動(dòng)量為，若碰后A、B同向運(yùn)動(dòng)，則有由動(dòng)量守恒有碰后應(yīng)滿足A球速度小于B球速度，則有碰后系統(tǒng)機(jī)械能不增加，則有聯(lián)立解得若碰后A、B反向運(yùn)動(dòng)，則有由動(dòng)量守恒有碰后系統(tǒng)機(jī)械能不增加，則有聯(lián)立解得綜上可得：碰后A、B同向運(yùn)動(dòng)，則；碰后A、B反向運(yùn)動(dòng)，則。15.如圖所示，豎直平面內(nèi)固定的半圓軌道BC和半圓管道CD在C點(diǎn)平滑連接，C、D分別為半圓軌道和管道的最高點(diǎn)，分別為半圓軌道和管道的圓心。光滑水平地面與半圓軌道最低點(diǎn)B平滑連接，D點(diǎn)