山西省长治市2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高一物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在试卷和答题卡指定位置上。2.回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识。关于科学家对行星和恒星的观测及理论研究，下列说法正确的是（）A.开普勒通过研究行星运动的规律发现了万有引力定律B.第谷提出行星绕太阳运动的轨道都是椭圆C.恒星的寿命主要取决于它的质量D.所有恒星最终都将变成“黑洞”〖答案〗C〖解析〗A．牛顿通过研究行星运动的规律发现了万有引力定律，故A错误；B．开普勒提出行星绕太阳运动轨道都是椭圆，故B错误；C．恒星的寿命主要取决于它的质量，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧，故C正确；D．并不是所有的恒星最终都会变成更为神奇的天体—黑洞，变成黑洞的恒星的质量要足够大才行，故D错误。故选C。2.北京正负电子对撞机（）中有一台长的直线加速器，用于加速正负电子束。设该加速器能对电子施加一恒力，使电子从静止开始长时间地加速。对于这个过程，下列判断可能正确的是（）A.电子的速度将不断增大，最终将超过光速B.电子先做加速运动，最后以光速做匀速直线运动C.电子的速度接近光速时，牛顿运动定律将不再适用D.电子是微观粒子，整个加速过程完全不能用牛顿运动定律解释〖答案〗C〖解析〗电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较小，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为它在被加速的最初阶段做匀加速运动。随着电子速度的增大，当接近光速时，相对论效应越来越显著，质量增大也来越明显，电子不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用。故选C。3.在某景区内，两根长长的绳索拴在高大的椰树上，构成一个巨型秋千。体验者坐在秋千板上，每当秋千荡到最低点时，工作人员助跑后用力推（拉）动秋千，使秋千越荡越高。不考虑空气及摩擦阻力，对于秋千和体验者组成的系统，下列说法正确的是（）A.在任何过程中，其机械能始终守恒B.任何过程中，其机械能始终不守恒C.工作人员用力推动秋千，使系统机械能减小D.工作人员用力推动秋千，使系统机械能增加〖答案〗D〖解析〗ACD．因为当秋千荡到最低点时，工作人员助跑后用力推（拉）动秋千，有外力对秋千做正功，所以在工作人员推秋千的过程中，秋千和体验者组成的系统，机械能增加，不守恒，故AC错误，D正确；B．在秋千自由荡动时，只有重力做功，秋千和体验者组成的系统，机械能守恒，故B错误。故选D。4.如图，一物体位于光滑水平面上，在两竖直平面内恒力、的作用下，物体水平向右发生了一段位移，与水平方向的夹角为，做的功为，与水平方向的夹角为，做的功为，则物体动能的增加量为（）A.B.C.D.〖答案〗D〖解析〗两个力对物体做功为W=W1+W2=14J根据动能定理可知，物体动能的增加量为14J。故选D。5.2024年最令人期待的天象之一就是C/2023A3彗星（紫金山-阿特拉斯彗星或Tsuchinshan-ATLAS）了。这是一颗大彗星，将于9月27日通过近日点，在10月12日通过近地点，在这段时间中，我们可以用肉眼直接观察到它的到来。如图所示，只考虑太阳对彗星的引力作用，将彗星视为质点，则在彗星从位置经（近日点）运动到的过程中，下列说法正确的是（）A.从到的过程中，彗星与太阳的引力势能一直减小B.从到的过程中，彗星的动能一直减小C.从经到的过程中，太阳引力方向与彗星速度方向间的夹角先增大后减小D.从经到的过程中，彗星的机械能一直减小〖答案〗A〖解析〗AB．从到的过程中，太阳对彗星的引力做正功，则彗星与太阳的引力势能一直减小，彗星的动能一直增加，选项A正确，B错误；C．从经到的过程中，太阳引力方向与彗星速度方向间的夹角一直增大，选项C错误；D．从经到的过程中，只有太阳的引力做功，彗星的机械能不变，选项D错误。故选A。6.已知月球表面的重力加速度约为地球的，半径约为地球的，地球上第一宇宙速度约为，则探测器离开月球时的最小“起飞”速度约为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗根据可得则可得故选B。7.如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过点后进入斜坡沿直线上升一段距离。若始终保持油门不变（即发动机功率不变），且全程所受摩擦和空气阻力大小不变，不计通过点前后能量的损失，则下列关于汽车通过点后运动情况的表述，正确的是（）A.先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动B.先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动C.速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速后保持匀速运动D.速度突然减小，之后保持匀速运动〖答案〗A〖解析〗汽车在平直公路上匀速运动，牵引力等于阻力，当到达斜坡后此时的牵引力小于阻力，故做减速运动，速度减小，由P=Fv可知，汽车的牵引力逐渐增大，做加速度减小的变减速运动，当牵引力等于阻力时，此后做匀速运动，故先做加速度越来越小的变减速运动，最后以比v小的速度做匀速运动，故A正确，BCD错误。故选A。8.舰载机在航空母舰的水平甲板上着舰并成功钩住阻拦索时，飞机的动力系统立即关闭，此后在阻拦索的作用下，飞机在甲板上滑行后停下。已知阻拦索对飞机的阻力与飞机滑行的距离间的关系如图所示，飞机钩住阻拦索时的速率为，不考虑其他阻力的作用，下列说法正确的是（）A.飞机的质量为B.滑行到处时，飞机的加速度大小为C.在滑行的过程中，飞机的机械能减少D.滑行到处时，飞机克服阻拦索阻力做功的功率为〖答案〗D〖解析〗A．飞机仅在阻力F的作用下做匀减速直线运动，根据动能定理其中围成的面积表示阻力做的功的大小，有所以故A错误；B．滑行到50m处时由牛顿第二定律有飞机的加速度大小为故B错误；C．在滑行90m时对应的的过程中，飞机的机械能减少故C错误；D．滑行到80m处时，飞机速度为，有其中得克服阻拦索阻力做功的功率为故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.关于功和能的关系，下列说法中正确的是（）A.从高处落下的水流可以推动水轮机转动，所以从高处落下的水具有机械能B.功的产生需要力和位移这两个条件，而能量是物体的固有属性，不需要条件C.功是一个状态量，它仅与物体的初未状态有关，而与路径无关D.能表示物体具有做功的本领，功与能的意义是相同的〖答案〗AB〖解析〗A．高处的水具有重力势能，从高处落下的水流可以推动水轮机转动，可以认为从高处落下的水具有机械能，故A正确；B．根据力做功的条件可知，功的产生需要力和位移这两个条件，而能量是物体的固有属性，故B正确；C．功是一个过程量，它与物体沿力方向的位移有关，故C错误；D．能表示物体具有做功的本领，但功与能的本质不相同，故D错误；故选AB。10.“跳跳杆”是一种锻炼反应能力和平衡感的运动器材，其结构如图所示。某男子踩着“跳跳杆”由人在最低点到支杆离开地面的过程中（）A.“跳跳杆”内的弹簧弹力做负功，弹性势能减小B.“跳跳杆”内的弹簧弹力做正功，弹性势能减小C.重力对人做正功，人的动能增大D.重力对人做负功，人的动能增大〖答案〗B〖解析〗AB．踩着“跳跳杆”由人在最低点到支杆离开地面的过程中，弹簧从压缩状态变成刚好恢复原长，弹簧弹力一直对人做正功，弹性势能减少，故A错，B正确；CD．“跳跳杆”由人在最低点到支杆离开地面的过程中，弹簧从压缩状态变成刚好恢复原长，弹力不断减少。弹力一开始比重力大，人向上做加速运动，然后某个位置弹力等于重力，此时速度达到最大值，弹力继续减少，小于重力，人向上做减速运动，所以踩着“跳跳杆”由人在最低点到支杆离开地面的过程中，重力一直对人做负功，人的动能先增大再减少，故CD错误。故选B。11.如图所示，土卫一（M）和土卫二（E）是土星（S）的两个卫星，土卫二绕土星的公转半径约为土卫一公转半径的2倍，某一时刻两卫星呈如图所示位置，且公转方向均为逆时针方向。则在土卫一公转一周的时间内，关于两卫星的位置关系，下列图像大致正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗详析】由开普勒第三定律可知其中解得在土卫一公转一周的时间内，土卫二公转了圈，故逆时针看，土卫二在土卫一的后面。故选A。12.资料显示，质量为的某型号小汽车，其轮胎的最大承重为，超过该值将会爆胎。某次汽车以的速度匀速通过一段凸凹不平的路面时，将这段路面简化为弧形，其最高点和最低点分别为A、B，对应圆弧的半径均为，两圆弧的圆心连线与竖直方向间的夹角为，取，则汽车（）A.从点到点的过程中重力做功约为B.通过最高点时对路面的压力为C.通过最低点时不会爆胎D.若以的速度匀速通过该路段时，不会脱离路面〖答案〗BD〖解析〗A．根据做功的公式可知重力做功为J故A错误；B．根据牛顿第二定律有解得N根据牛顿第三定律可知，通过最高点时对路面的压力为，故B正确；C．在最低点，根据牛顿第二定律有解得N根据牛顿第三定律可知，通过B时对路面的压力为N，不会爆胎，故C错误；D．脱离路面的最小速度满足解得m/s若以38m/s的速度匀速通过该路段时，不会脱离路面，故D正确；故选BD。三、实验题：本题共2小题，共16分。13.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，打点计时器接在频率为的交流电源上。先接通电源，使重物由静止自由下落，打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出起始点点、计数点1、2、3、…、6，相邻计数点之间还有1个计时点，测得各计数点到起始点点的距离分别为、、、…、。（1）关于本实验，下列说法正确的是___________（填序号，多选）；A.重物的体积越大越好B.实验前必需用天平测出重物的质量C.实验时先通电，打点稳定后再释放纸带D.将纸带沿竖直方向穿过限位孔，并让重物尽量靠近打点计时器（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________（填序号）；A.动能变化量和势能变化量B.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量（3）如图为纸带的一部分，当打下计数点5时，重物下落的速度___________（结果保留3位有效数字）；（4）已知当地重力加速度为，计数点5到起始点的距离为，若重物下落过程机械能守恒，则物理量、、，应该满足的关系式为___________；（5）多次实验结果显示，重物的重力势能减少量略大于其动能增加量，造成这一结果的原因是___________。〖答案〗（1）CD（2）A（3）1.91（4）（5）重物下落时受阻力影响〖解析〗【小问1详析】A．重物应该选择密度较大、体积较小的，以减小阻力的影响，选项A错误；B．要验证的表达式两边都有质量，则不需用天平测出重物的质量，选项B错误；C．实验时先通电，打点稳定后再释放纸带，选项C正确；D．将纸带沿竖直方向穿过限位孔，并让重物尽量靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项D正确。故选CD。【小问2详析】为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量和势能变化量，故选A；【小问3详析】当打下计数点5时，重物下落的速度【小问4详析】若重物下落过程机械能守恒，则应该满足的关系式为即【小问5详析】重物的重力势能减少量略大于其动能增加量，造成这一结果的原因是重物下落时受阻力影响。14.某实验小组利用图1的装置探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，已知滑块的总质量为m，遮光片的宽度为d，实验过程如下：A.打开气源，将滑块置于气垫导轨上，调节气垫导轨水平；B.将一根橡皮筋一端固定在滑块上，另一端固定在气垫导轨右端的立柱上；C.拉伸橡皮筋，将滑块自气垫导轨上某一位置点由静止释放，滑块上的遮光片通过光电门时测得遮光时间为，求出滑块通过光电门的速度为，设橡皮筋做的功为；D．改将2根、3根、4根……n根同样的橡皮筋固定在滑块和气垫导轨右端的立柱上，重复步骤C，算出橡皮筋做的总功，测得遮光时间分别为、、、…、；E．绘制图像，进行数据分析。（1）___________；（2）利用计算机绘制的图像如图2所示，这一图像也可以认为是橡皮筋对滑块做的功（W）与滑块___________的关系图像；（3）由图2可得，力对原来静止的物体做的功（W）与物体获得的速度（v）的关系为___________。〖答案〗（1）（2）见〖解析〗（3）见〖解析〗〖解析〗【小问1详析】由光电门工作原理有【小问2详析】根橡皮筋对滑块做的功为可见与成正比例，所以图2也可以认为是橡皮筋对滑块做的功（W）与滑块过光电门的时间的平方的倒数的关系图像。即图像。【小问3详析】因为滑块过光电门的速度为所以由（2）知与成正比，所以有力对原来静止的物体做的功（W）与物体获得的速度（v）的平方成正比。四、计算题：本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分，有数值计算的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。15.某居民楼发生火灾时，二楼的住户从阳台的窗户爬出后准备跳楼逃生。为防止跳下时摔伤，邻居们齐拉被子接住了跳下的人。已知人的重心从放手到脚接触被面期间下降了，从接触被面到静止又下降了。已知逃生人员质量约为，不考虑空气阻力，取，求：（1）人在脚接触被面时的速度；（2）被面对人的平均作用力的大小。〖答案〗（1）；（2）3000N〖解析〗（1）根据自由落体运动规律有解得（2）根据动能定理有解得N16.北京时间2024年5月8日，“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施减速制动，进入近月点约、周期的椭圆环月轨道Ⅰ；之后探测器在近月点进行第二次减速制动，进入周期的椭圆环月轨道Ⅱ运行；最后探测器在近月点进行第三次减速制动，进入周期为半径为的圆形环月轨道Ⅲ运行20天后开展下降着陆任务。已知引力常量为，月球半径为，求：（1）轨道Ⅰ的半长轴与轨道Ⅱ的半长轴之比；（2）月球的质量及月球表面的重力加速度。〖答案〗（1）；（2）；〖解析〗（1）由开普勒第三定律可知解得轨道Ⅰ的半长轴与轨道Ⅱ的半长轴之比（2）由万有引力提供向心力解得月球的质量为在月球表