吉林省吉林市友好学校2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题（解析版）

2023—2024学年度友好学校高一年级下学期期末联考物理全卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。5.本卷主要考查内容：必修第二册第6~8章，选择性必修第一册第1~3章。一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.鸡蛋落到瓷砖上会摔碎，但是将鸡蛋从同样的高度落到海绵坐垫上，鸡蛋就不会摔碎。下列关于不会摔碎的原因分析正确的是（）A.减小鸡蛋着地过程中所受冲量B.减小鸡蛋着地过程的动量变化量C.延长鸡蛋与地面冲击时间，从而减小相互作用力D.增大鸡蛋对地面的压强，压强越大鸡蛋越不容易碎【答案】C【解析】【详解】鸡蛋从同样的高度落下，到达地面和到达海绵坐垫前瞬间的速度相等，最后末速度均为0，所以着地过程的动量变化量相同，所受冲量相同，根据动量定理由于鸡蛋落到海绵坐垫上，延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力，使得鸡蛋不会摔碎，压强越小鸡蛋越不容易碎。故选C。2.翼装飞行是一项极具刺激的娱乐项目，亚洲翼装飞行第一人张树鹏的飞行梦始于张家界天门山。如图所示为张树鹏完成比赛时的情景，张树鹏由高空静止跳下，在空中滑行一段距离后安全地着陆在山脚下。则张树鹏在空中下落的过程中（）。A.机械能守恒 B.重力势能减少大于动能的增加C.合力做的功等于重力势能的减少量 D.重力做的功等于机械能的减少量【答案】B【解析】【详解】A．张树鹏在下落的过程中，重力做正功，空气的阻力做负功，所以机械能不守恒，故A错误；B．由动能定理可知所以重力做的功大于动能的增加，即重力势能的减少大于动能的增加，故B正确；C．由动能定理可知合力的功等于动能的增加量，故C错误；D．阻力的功等于机械能的减少量，故D错误。故选B。3.对于做简谐运动的物体，下列说法正确的是（）A.做简谐运动的物体在四分之一周期内通过的路程可能大于一个振幅B.做简谐运动的物体在四分之一周期内通过的路程一定大于一个振幅C.做简谐运动的物体在四分之一周期内通过的路程一定小于一个振幅D.做简谐运动的物体在四分之一周期内通过的路程一定等于一个振幅【答案】A【解析】【详解】物体在一个周期内通过的路程一定等于四个振幅；物体在四分之一周期内通过的路程可能等于一个振幅，也可能小于一个振幅，也可能大于一个振幅；当物体从平衡位置或最大位移处开始计时，则物体在四分之一周期内通过的路程等于一个振幅；当物体处于平衡位置向最大位移振动过程的某个位置计时，则物体在四分之一周期内通过的路程小于一个振幅；当物体处于最大位移向平衡位置向振动过程的某个位置计时，则物体在四分之一周期内通过的路程大于一个振幅。故选A。4.如图所示，某人造地球卫星对地球张角为，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，万有引力常量为，由此可估算地球的平均密度为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设地球半径为，卫星的轨道半径为，根据几何关系有由牛顿第二定律有解得又可得故选B。5.如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，O为平衡位置，现将弹簧振子从平衡位置向下拉一段距离，释放后振子在M、N间振动，且，振子第一次由M到N的时间为，不计一切阻力，下列说法中正确的是（）A.振子振动的振幅为、频率为B.振子由M到O的时间为C.从释放振子开始计时，振子在内通过的路程为D.从释放振子开始计时，振子在末偏离平衡位置的位移大小为【答案】C【解析】【详解】A．从题图可知，振子振动的振幅为，振子第一次由M到N的时间为，则有可得周期为则频率为故A错误；B．根据简谐运动的对称性可知，振子由M到O的时间与振子由O到N的时间相等，均为，故B错误；C．弹簧振子的振幅，由于则从释放振子开始计时，振子在内通过的路程为故C正确；D．10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，故D错误。故选C。6.如图所示，是一个摆长为的圆锥摆。当摆球以角速度在水平面内做匀速圆周运动时，悬点到摆球运动的水平面的距离为；调整摆球的角速度，当它以角速度在水平面内做匀速圆周运动时，悬点到摆球运动的水平面的距离为，则下列四幅图中正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】由圆锥摆模型可得得于是有可得因此图线为过原点的斜率为的直线。故选C。7.科技改变生活，在很多地区，无人机快递业务已经应用得越来越广泛了.假设某次无人机装载质量为的快递箱后，由静止开始竖直向上做加速度为的匀加速直线运动，达到发动机的额定功率后，保持额定功率竖直向上继续做变加速运动，再经时间速度达到最大，然后以最大速度匀速上升。已知重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.无人机做匀加速运动的时间为B.无人机匀速运动的速度大小为C.根据题目条件不能求出无人机保持额定功率做变加速度运动过程中的位移大小D.根据题目条件可以求出无人机从静止至加速到速度最大的过程发动机所做的功【答案】D【解析】【详解】A．无人机做匀加速运动阶段有又，解得匀加速运动的时间A错误；B．无人机匀速运动时有又此时所以匀速运动的速度B错误；C．变加速运动阶段，根据动能定理有又结合可得无人机保持额定功率做变加速度运动时间内的位移C错误；D．无人机做匀加速运动阶段有从静止到加速到速度最大的过程，根据动能定理有解得此过程中发动机所做的功D正确。故选D二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.目前，多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应，下列说法正确的是（）A.科学家用激光测量同步卫星与地球间的距离运用了多普勒效应原理B.医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小D.交通警察利用超声波的多普勒效应，可以监测汽车是否超速【答案】BD【解析】【详解】A．同步卫星与地球间的距离保持不变，所以科学家用激光测量同步卫星与地球间的距离不是运用了多普勒效应原理，故A错误；B．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，故B正确；C．某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，故C错误；D．根据物体远离或靠近声源，接受到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，所以交通警察利用超声波的多普勒效应，可以监测汽车是否超速，故D正确。故选BD。9.2024年4月25日，神舟十八号载人飞船进入预定轨道，将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速对接，并与神舟十七号航天员乘组进行在轨轮换。对接前，空间站、神舟十八号均绕地球沿顺时针方向转动，图乙中A为空间站的在轨位置。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（）A.对接前，神舟十八号飞船可能先在B位置所在轨道绕行，再加速变轨与空间站对接B.对接前，神舟十八号飞船的环绕速度小于空间站的环绕速度C.对接的瞬间，神舟十八号飞船的加速度与空间站的加速度大小相等D.对接后，由于组合体质量变大，则与地球间万有引力变大，故运行的角速度增大【答案】AC【解析】【详解】A．神舟十八号欲与天和空间站实现对接，神舟十八号应由低轨道点火加速，做离心运动与空间站对接，因此对接前神舟十八号可能先在B位置所在轨道绕行，故A正确；B．对接前神舟十八号应在低轨道上环绕地球做匀速圆周运动，则由得即对接前神舟十八号飞船的环绕速度大于空间站的环绕速度，故B错误；C．对接的瞬间，神舟十八号飞船、空间站到地心的距离相等，则由得对接瞬间，二者的加速度大小相等，故C正确；D．由，可知m约去，故组合体质量变大，不影响角速度，故D错误。故选AC。10.如图所示，光滑水平面上有质量相等的两个球A、B两球在同一直线相向运动，A球的速度是4m/s，B球的速度是－2m/s。一段时间后，A、B两球发生了正碰。对于碰撞之后A、B两球的速度可能值，下列选项正确的是（）A.，B.，C.，D.，【答案】AB【解析】【详解】以下计算过程均是无量纲的数值计算（单位已统一），设每个球的质量均为m，取向右为正方向，则碰前系统总动量碰前的总动能为A．若，，碰后总动量则动量守恒，碰后总动能为动量守恒，机械能不增加，符合实际，A正确；B．若，，碰后总动量总动能为动量守恒，机械能守恒，符合实际，B正确；C．若，，碰后总动量为则动量守恒，碰后总动能为动量守恒，机械能增加，不符合实际，C错误；D．若，，碰后总动量为动量不守恒，不符合实际，D错误。故选AB。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学用实验验证碰撞过程系统的动量守恒，装置如图所示。滑块A的总质量（包括尖锥，图中未画出）为，滑块B的总质量（包括橡皮泥，图中未画出）为，两滑块上有宽度均为的遮光片（质量不计），操作过程如下：①让气垫导轨保持水平，给气垫导轨充气，让滑块B静止在两个光电门之间；②滑块A以一定的初速度从光电门1的左边出发向右运动，经过光电门1后与滑块B碰撞并通过尖锥和橡皮泥粘结在一起，然后通过光电门2；③光电数字计时器自动记下遮光片近过光电门时的遮光时间分别为。回答下列问题：（1）滑块A与B碰后粘在一起的速度大小为___________（保留3位有效数字）；（2）系统碰前的动量为___________，系统碰后的动量为___________（计算结果均保留3位有效数字），可得在误差允许的范围内碰撞过程系统的动量是守恒的。【答案】（1）（2）①.0.247②.0.241【解析】【小问1详解】滑块A与B碰后粘在一起的速度大小为【小问2详解】[1]碰前A的速度为碰前系统的动量为[2]碰后系统的动量为12.某实验小组在实验室做“单摆测定重力加速度”的实验，如图甲所示。（1）测出摆球的直径为d。（2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，N次全振动的总时间为t。则单摆周期为___________（用N、t表示），当地的重力加速度大小为___________（结果用L、d、N、t等字母表示）。（3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①___________；②___________【答案】①.②.③.应在摆球通过平衡位置时开始计时④.测量单摆多次全振动的时间，再求平均值作为周期的测量值【解析】【详解】（2）[1]由题意可知单摆的周期为[2]根据单摆周期公式有解得（3）[3][4]测量周期时，应在摆球通过平衡位置时开始计时，当摆球完成N次全振动过平衡位置时结束计时，这样可以减小开始计时和结束计时的误差；测量单摆多次全振动的时间，再求平均值作为周期的测量值，这样多次测量取平均值减小偶然误差。13.如图甲、乙所示是一列简谐横波在传播方向上的两个质点P、Q的振动图像，已知两质点平衡位置间相距。求：（1）该简谐横波的波速v；（2）内，质点P运动的路程s。【答案】（1）（n=0,1,2,3…）（2）m【解析】【小问1详解】由图可知波的周期为4s，甲、乙所示是一列简谐横波在传播方向上的两个质点P、Q的振动图像，则有m（n=0,1,2,3…）则波速为（n=0,1,2,3…）【小问2详解】质点P振动的方程为3.5s时P点的位移为m4.5s时P点的位移为m则内，质点P运动的路程m14.如图所示，在水平面上放置一半径为的半圆槽，A、B为槽左、右两端的最高点且位于同一水平线上，C为圆槽最低点。现让一个小球（可视为质点）从槽右侧最高点B无初速释放。已知小球和半圆槽的质量分别为和，不计一切摩擦阻力，重力加速度为。求：（1）小球第一次通过C点时的速度的大小；（2）整个运动过程中，半圆槽向右运动的最大距离。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】从B点释放后到C点，根据水平方向的动量守恒有根据能量守恒定律有解得【小问2详解】由水平方向动量守恒有可得同时可得15.如图所示，水平传送带左端与左侧光滑水平地面平滑对接，右端与右侧粗糙水平地面平滑对接，传送带顺时针转动且速度大小可调。左侧地面上固定一竖直挡板，轻质弹簧的一端固定在挡板上，可视为质点的小物块A与弹簧另一端接触但未拴接，右侧地面与相距的点与半径为的竖直光滑半圆轨道的最低点平滑连接，为圆心，和圆心等高，段为光滑圆管（圆管直径略大于物块