福建省漳州市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（解析版）

漳州市2023-2024学年（下）期末高中教学质量检测高一物理（必修2）试题全卷满分100分。考试用时75分钟。一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求的。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.【答案】B【解析】【详解】物体做曲线运动所受合力一定位移轨迹的凹侧，所以物体运动到M点时受到的合外力F方向可能是B。故选B。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【答案】A【解析】【详解】要使小船在最短时间内抵达礁石，则应使垂直河岸方向分速度最大，即船头应垂直于河岸；由于沿河岸方向会发生一定位移，则小船应从A处出发。故选A。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，g取。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4.5JD.从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为9J【答案】C【解析】【详解】AB．物品加速阶段，物品相对传送带向后运动，物品受到向前的摩擦力作用，传送带对物品的摩擦力做正功，故AB错误；CD．物品刚放在传送带上时相对传送带滑动，做初速度为零的匀加速直线运动，对物品由牛顿第二定律得解得假设物品可以加速到与传送带共速，则加速运动的时间为物品加速运动的距离为则物品先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动；物品做匀加速直线运动阶段传送带运动的距离从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为故C正确，D错误。故选C。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D.绳子拉力对水泥做的功为【答案】C【解析】【详解】ABC.水泥的速度沿绳子方向，人的速度在绳子方向上的速度分量为人沿水平面匀速运动，所以水泥的速度逐渐变大，做加速运动，故AB错误，C正确；D.绳子拉力对水泥做的功转化为水泥的机械能增加量故D错误。故选C。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0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【答案】BC【解析】【详解】AB．爱因斯坦的狭义相对论并没有全面否定牛顿经典力学，牛顿经典力学仍适用于宏观低速领域，故A错误，B正确；C．在一切惯性系中，真空中测得的光速都一样，故C正确；D．在地面上观察，接近光速飞行的飞船在运动方向上会变短，故D错误。故选BC。6.华为发布某新款手机具有卫星通话功能，是利用“天通一号”系列地球静止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变轨至圆形静止轨道，则卫星（）A.在静止轨道上运行时可能经过漳州正上方B.在静止轨道运行的线速度小于7.9km/sC.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静止轨道上经过Q点时的线速度【答案】BD【解析】【详解】A．卫星在静止轨道上运行时轨道在赤道的上空，不可能经过漳州正上方，故A错误；B．由可得则卫星在静止轨道运行的线速度小于第一宇宙速度，故B正确；C．由开普勒第二定律可知在椭圆轨道上运行时，经过P点时的线速度大于经过Q点时的线速度，故C错误；D．在椭圆轨道上经过Q点万有引力大于所需向心力，需要加速进入静止轨道，在静止轨道上经过Q点时万有引力正好等于所需向心力，所以卫星在椭圆轨道上经过Q点时的线速度小于在静止轨道上经过Q点时的线速度，故D正确。故选BD。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【答案】AC【解析】【详解】A．根据题意可知，Q点为最高点，竖直分速度为零，则重力的瞬时功率为零，故A正确；B．不计空气阻力，从P到N的过程只有重力做功，机械能守恒，故B错误；CD．竖直方向上由可知，从M到P的时间为由对称性可知，从P到N所用时间为水平方向上有可得即离开M点的速率比经过Q点的速率大，故C正确，D错误。故选AC。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，18s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800NC.加速过程中汽车牵引力做的功为D.在8s~18s内汽车位移大小为95.5m【答案】AD【解析】【详解】A．18s末恰好达到最大速度10m/s时，由，可得解得汽车受到的阻力为故A正确；B．汽车在匀加速阶段的加速度大小为由牛顿第二定律得解得汽车在匀加速阶段的牵引力为故B错误；C．汽车在匀加速阶段的牵引力做功为在变加速阶段的牵引力做功为加速过程中汽车牵引力做功为故C错误；D．在8s~18s内对汽车由动能定理得解得故D正确。故选AD。三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。考生根据要求作答。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。【答案】①.管底处②.离心【解析】【详解】[1][2]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，应将体温计玻璃泡的一端远离离心机的转轴，即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圆周运动所需的向心力，做离心运动而甩回玻璃泡里；该装置设计的原理是利用离心现象。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，则舂米锤向上抬起的过程B的线速度比C的________（填“大”或“小”），B的向心加速度比C的________（填“大”或“小”）。【答案】①.小②.小【解析】【详解】[1][2]由于B、C两点同轴转动，所以B、C两点角速度相等，根据，由于，可知舂米锤向上抬起的过程B的线速度比C的小，B的向心加速度比C的小。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。（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________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________动能的增加量（选填“>”“=”或“<”），产生误差的主要原因是________。【答案】（1）C（2）①.0.97②.>③.实验中存在空气阻力和摩擦阻力【解析】【小问1详解】为了减小纸带与限位孔间的摩擦，应手提着纸带上端，使纸带处于竖直方向，为了充分利用纸带，应使重物靠近打点计时器。故选C。【小问2详解】①[1]打点计时器打下计数点B时，重物的速度为②[2]设重物的质量为，从点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量为动能的增加量为则有。[3]产生误差的主要原因是：实验中存在空气阻力和摩擦阻力，使得减少的重力势能有一部分转化为内能。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，则塔轮1和2的角速度之比________；（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，则滑块运动的角速度ω=________（用、r、d表示）。然后通过测得多组数据经拟合后得到图像如图丙所示，由此可得的实验结论是________。【答案】（1）①增加②.1∶2（2）①.②.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】【小问1详解】[1]标尺上显示的格数越多表示向心力越大，第一小组在某次实验时，加速转动手柄，可知向心力增大，标尺上显示的格数将增加；[2]皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，皮带连接的两个塔轮边缘部分线速度大小相等，由，可知【小问2详解】[1]遮光片通过光电门时速度大小由，可得滑块运动的角速度[2]图像是一条过原点的倾斜的直线，可得的实验结论是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.“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。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在火星表面，有解得火星表面的重力加速度大小为（2）“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得解得“天问一号”运动的线速度大小为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（x为弹簧形变量），求物块P在运动过程中的最大速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）从A到O过程重力对物块做的功为（2）P在O点时，根据受力平衡可得可得弹簧的劲度系数为（3）P在O点速度最大，由A运动到O的过程由系统机械能守恒得解得最大速度为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）以额定功率在水平轨道的A点由静止开始加速，经过时间到达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，求：（1）遥控车经过D点时的速度大小；（2）遥