第1頁/共1頁鄭州市2023-2024學年下期期末考試高一物理試題卷注意事項：本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。考試時間90分鐘，滿分100分。考生應首先閱讀答題卡上的文字信息，然后在答題卡上作答，在試題卷上作答無效。交卷時只交答題卡。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）1.如圖所示，在“神舟十一號”沿曲線從M點到N點的飛行過程中，速度逐漸增大。在此過程中“神舟十一號”所受合力F的方向可能是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】AD．做曲線運動物體所受合力的方向總是指向曲線凹側，故AD錯誤；BC．由于速度逐漸增大，故合力F的方向沿切線方向的分力與速度方向相同，故B正確，C錯誤。故選B。2.某次滅火時，消防員在A處用高壓水槍將水噴出，水柱經最高點B后落在失火處C，已知噴出的水在空中的運動軌跡在同一豎直面內，A、B間的高度差與B、C間的高度差之比為，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.水從A處到B點與從B點到C處的時間之比為B.水從A處到B點與從B點到C處的水平位移大小之比為C.水從A處到B點與從B點到C處的速度變化量大小之比為D.水在A處的速度大小與在C處的速度大小之比為【答案】A【解析】【詳解】ABC．設水從A運動到B點的時間為，從B點運動到C處的時間為，豎直方向有，所以水從A處運動到B點與從B點運動到C處的時間之比為根據水從A處運動到B點與從B點運動到C處的速度變化量大小之比為由于水從A處運動到B點與從B點運動到C處的水平位移大小之比為故A正確，BC錯誤；D．豎直方向有水在A處的豎直分速度大小與在C處的豎直分速度大小之比為水在A處的速度大小與在C處的速度大小之比滿足故D項錯誤。故選A。3.腳踏自行車的傳動裝置簡化圖如圖所示，各輪的轉軸均固定且相互平行，甲、乙兩輪同軸且無相對轉動。已知甲、乙、丙三輪的半徑之比為，傳動鏈條在各輪轉動中不打滑，則當丙轉一圈時，乙轉過的圈數為（）A.1 B.2 C.3 D.12【答案】C【解析】【詳解】甲和丙鏈條傳動，所以其線速度大小相等，根據所以有甲乙同軸傳動，所以其角速度相等由于所以當丙轉一圈時，乙轉3圈。故選C。4.體驗式學習是一種非常有效的學習方法。如圖所示，某同學按照課本“做一做”的建議對向心力進行了親身感受：他用一段細繩一端系一小沙袋，另一端握在手中，將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做勻速圓周運動。關于該實踐活動，下列說法中正確的是（忽略空氣阻力）（）A.沙袋做勻速圓周運動的半徑等于沙袋與“握點”間的繩長B.手通過繩對沙袋的拉力等于沙袋做勻速圓周運動的向心力C.若沙袋質量及沙袋與“握點”間的繩長保持不變，當沙袋做圓周運動的速度增大時，沙袋所需向心力及繩受到的拉力均減小D.若沙袋質量及沙袋做圓周運動的角速度保持不變，當沙袋與“握點”間的繩長增加時，沙袋所需向心力及繩受到的拉力均增大【答案】D【解析】【詳解】AB．依題意，沙袋在水平面內做勻速圓周運動，受自身重力和細繩拉力作用，沙袋所受合力即拉力沿半徑方向的分力提供向心力。拉力的豎直分力與重力平衡，繩子不是水平的，勻速圓周運動的圓心在“握點”下方。沙袋做勻速圓周運動的半徑一定不等于沙袋與“握點”間的繩長。故AB錯誤；C．設繩子與水平方向夾角為，根據牛頓第二定律有解得可知當沙袋及沙袋與“握點”間的繩長保持不變時，當沙袋做圓周運動的速度增大時，繩子與豎直方向的夾角變大，沙袋所受的向心力增大，則拉力的水平分力增大，又豎直方向上拉力的分力與小球的重力大小相等，由可知繩子拉力增大，故C錯誤；D．設繩子與水平方向夾角為，根據牛頓第二定律有得若沙袋質量及沙袋做圓周運動的角速度保持不變，當沙袋與“握點”間的繩長增加時，應該變大，沙袋所受的向心力增大，由平衡條件有繩子拉力為可知繩子拉力增大。故D正確。故選D。5.洗衣機的水桶示意圖如圖所示，它是以轉桶帶動衣物高速旋轉的方式將濕衣服甩干的。甩干過程中的某一時段，濕衣服緊貼在勻速旋轉的轉筒的豎直筒壁上，與桶壁相對靜止，在濕衣服的水被逐漸甩出的過程中，關于濕衣服的受力情況，下列判斷正確的是（）A.受筒壁的彈力減小 B.受筒壁的彈力不變C.受筒壁的摩擦力增大 D.受筒壁的摩擦力不變【答案】A【解析】【詳解】AB．對衣服水平方向筒壁對衣服的彈力充當向心力，則則隨著質量的減小，衣服受筒壁的彈力減小，選項A正確，B錯誤；CD．豎直方向則隨著質量減小，衣服受筒壁的摩擦力減小，選項CD錯誤。故選A。6.2024年3月20日，我國成功發射“鵲橋二號”中繼星，通過近地點200公里、遠地點42萬公里的地月轉移軌道，最后進入環月橢圓使命軌道。則（）A.鵲橋二號的發射速度應大于11.2km/sB.鵲橋二號在近地軌道的周期大于地球同步衛星的周期C.鵲橋二號在使命軌道上的加速度大小保持不變D.鵲橋二號在使命軌道“近月點”處時速度最大【答案】D【解析】【詳解】A．鵲橋二號登月后，依然繞地球運動，則的發射速度應大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A錯誤B．根據開普勒第三定律可知，鵲橋二號在近地軌道的周期小于地球同步衛星的周期，故B錯誤；C．根據牛頓第二定律有解得則鵲橋二號在使命軌道上的加速度大小改變，故C錯誤；D．根據開普勒第二定律可知，鵲橋二號在使命軌道“近月點”處時速度最大，故D正確；故選D。7.如圖所示，傳送帶以恒定速率順時針運行。一個小物塊無初速放在傳送帶底端，第一階段物塊被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法中正確的是（）A.第一階段和第二階段的摩擦力均對小物塊做正功B.第一階段摩擦力對小物塊做功的功率保持不變C.第二階段傳送帶克服摩擦力做功的功率逐漸增大D.整個過程摩擦力對小物塊和傳送帶做的總功為正值【答案】A【解析】【詳解】A．第一階段物體受到沿斜面向上的滑動摩擦力，則滑動摩擦力對小物體做正功，第二階段物體受向上的靜摩擦力，則靜摩擦力對小物體也做正功，故A正確；B．第一階段摩擦力對物體做功的功率為滑動摩擦力大小不變，物體速度增大，所以摩擦力的功率逐漸增大，故B錯誤；C．第二階段有根據功率公式P=fv=摩擦力大小不變，傳送帶速度不變，可知，第二階段傳送帶克服摩擦力做功的功率恒定，故C錯誤；D．第一階段物體的位移傳送帶的位移第一階段滑動摩擦力對小物體和傳送帶做的總功為第二階段物塊與傳送帶相等靜止，摩擦力不做功。所以整個過程摩擦力對小物塊和傳送帶做的總功為負值，故D錯誤。故選A。8.無人機快遞將會逐漸普及，無人機配送將在未來重塑物流行業。某次無人機載重測試，無人機在8個相同旋轉葉片的帶動下豎直上升，其動能隨位移x變化的關系如圖所示。已知無人機及其載重總質量為，重力加速度大小為，不考慮阻力，則（）A.加速階段，每個葉片提供的升力大小為8NB.減速階段，每個葉片提供的升力大小為6NC.的上升過程中，無人機及其載重的機械能增加了1000JD.的上升過程中，無人機受到的升力的平均功率為180W【答案】C【解析】【詳解】A．根據的圖像可得。在加速階段，有動能定理有即圖像的斜率表示其所受到的合力，有圖像可知。其合力為64N。每個葉片提供的升力大小為F，有解得故A項錯誤；B．減速階段，同理可知，圖線斜率的絕對值表示合力大小，設此階段升力的大小為，合力為，有解得故B項錯誤；C．的上升過程中，無人機及其載重的機械能增加量等于升力所做的功，而在整個上升過程中，升力做功為所以其機械能的增加量為故C項正確；D．設的上升過程中無人機的加速度大小為a，則由牛頓第二定律有上升到5m時的速度為v，有的上升時間為t，有該過程中升力做功為該過程中無人機受到的升力的平均功率為故D項錯誤。故選C。9.生活中有很多圓周運動的應用實例，下面列出了三種常見的圓周運動模型。如圖甲所示是圓錐擺，系于同一位置的兩根細線長度不同、與豎直方向的夾角不同，兩小球在同一水平面內做勻速圓周運動；圖乙為火車轉彎時軌道與車輪的示意圖，兩個輪緣間的距離略小于鐵軌間的距離；圖丙中A、B兩物體的材質相同，A的旋轉半徑比B大、質量比B小，A、B一起隨水平轉臺繞豎直中心軸勻速轉動。則下列說法正確的是（）A.圖甲中，兩小球做勻速圓周運動的周期相等B.圖乙中，火車轉彎低于規定速度行駛時，外軌將對火車輪緣產生向內的擠壓C.圖丙中，隨著轉臺的角速度緩慢增大，A先發生相對滑動D.圖丙中，A、B兩物體相對轉臺靜止時，A所受摩擦力一定更大【答案】AC【解析】【詳解】A．圖甲中，物體做圓周運動，有整理有又因為故A項正確；B．圖乙中，火車轉彎低于規定速度行駛時，火車輪緣將對內軌產生擠壓作用，由牛頓第三定律可知，內軌將對火車輪緣產生向外的擠壓，故B項錯誤；C．物體放在勻速轉動的水平轉臺上隨轉臺一起做圓周運動，摩擦力提供向心力，最大角速度對應最大靜摩擦力整理有由于A的旋轉半徑比B大，所以A物體先發生相對滑動，故C項正確；D．A、B一起繞豎直中心軸勻速轉動時角速度大小相等，由所以由于A的旋轉半徑比B大、質量比B小，所以A所受摩擦力不一定更大，故D項錯誤。故選AC。10.將一個小球從P點以大小為的初速度斜向上拋出，初速度與水平方向的夾角為，小球恰好能垂直打在墻上，不計小球的大小，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，若改變小球從P點拋出的初速度大小或方向，則關于小球從P點拋出到打到墻面上過程，下列說法正確的是（）A.僅將變小，小球到達墻面時間變短B.僅將變小，小球不可能垂直打在墻面上C.僅將變大，小球到達墻面時間不變D.將變大，同時將變小，小球仍可能垂直打墻面上【答案】AD【解析】【詳解】A．僅將變小，則其水平方向分速度變大，而水平方向小球做勻速直線運動，其有所以運動時間變短，故A項正確；B．對小球，水平方向有豎直方向有整理有由此可知，如果開始時大于，僅將變小，小球仍有可能垂直打在墻面上，故B項錯誤；C．僅將變大，由其運動時間變短，故C項錯誤；D．由之前分析有可知若開始時小與，當變大，同時將變小，等式仍可能成立，即小球仍可能垂直打在墻面上，故D項正確。故選AD。11.2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星（雙星）合并的引力波。根據科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100秒時，它們間的距離為，繞兩者連線上的某點每秒轉動n圈，將兩顆中子星都看作質量均勻分布的球體，忽略其他星體的影響，已知引力常量為G，下列說法正確的是（）A.兩顆中子星轉動的速度與它們的轉動半徑成反比B.兩顆中子星轉動時所需向心力與它們的轉動半徑成正比C.兩顆中子星的轉動半徑與它們的質量成反比D.兩顆中子星的質量之和為【答案】CD【解析】【詳解】A．兩顆中子星屬于同軸轉動，角速度相同，則根據可知，兩顆中子星轉動的速度與它們的轉動半徑成正比，故A錯誤；B．設兩顆星的質量分別為、，兩顆中子星轉動時所需的向心力由二者之間的萬有引力提供，即向心力大小均為故B錯誤；CD．設兩顆星的軌道半徑分別為、，根據萬有引力提供向心力有可得即兩顆中子星的轉動半徑與它們的質量成反比，又聯立可得，兩顆中子星的質量之和為故CD正確。故選CD。12.如圖所示，物塊a、b通過輕彈簧連接，物塊b、c用不可伸長的細線繞過輕質定滑輪連接，將物塊c放置于足夠長的固定斜面上，細線與斜面平行。移動物塊c，當物塊b、c之間的細線伸直且無作用力時，將物塊c由靜止釋放。物塊a放置在水平面上，a、b間的彈簧及b與定滑輪間的細線均處于豎直方向，物塊a、b、c的質量分別為、和，斜面傾角為30°，若彈簧的勁度系數。（為已知量，g為重力加速度），整個過程a未離開水平面，不計空氣阻力及一切摩擦，彈簧始終在彈性限度內，下列說法正確的是（）A.物塊b、c組成的系統機械能守恒B.釋放物塊c瞬間，物塊c的加速度大小為C.物塊b上升時速度最大D.物塊c的最大速度為【答案】BD【解析】【詳解】A．物塊b、c組成的系統，由于彈簧彈力做功，則系統機械能不守恒，選項A錯誤；B．開始時對b可得釋放物塊c瞬間，對bc整體由牛頓第二定律解得物塊c的加速度大小為選項B正確；C．由可知物塊b上升時彈簧在原長，此時可知bc整體加速度不為零，此時速度不是最大，選項C錯誤；D．物塊c的速度最大時加速度為零，此時解得即此時彈簧伸長量等于剛開始時的壓縮量，則由能量關系可知解得為選項D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共52分）二、實驗題（本題共2小題，每空2分，共14分。請按題目要求作答）13.在“研究小球做平拋運動的規律”的實驗中：（1）如圖甲所示的實驗中，觀察到兩球同時落地，說明平拋運動在豎直方向做_______；（2）如圖乙所示的實驗：將兩個光滑軌道固定在同一豎直面內，軌道末端水平，把兩個質量相等的小鋼球，從斜面的相同高度由靜止同時釋放，球1落到水平板上時_______（選填“能”或“不能”）擊中球2；（3）該同學用頻閃照相機拍到如圖所示的小球平拋運動的照片，照片中小方格的邊長，小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋運動的初速度_______（取當地重力加速度）。【答案】（1）自由落體運動（2）能（3）【解析】【小問1詳解】用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動。【小問2詳解】兩球從斜面的相同高度由靜止同時釋放，兩球在水平方向上具有相同的速度，所以球1落到水平板上時能擊中球2。【小問3詳解】在豎直方向上，根據勻變速直線運動的規律可得得可得小球初速度為14.為驗證機械能守恒定律，班級各學習小組分別采用不同的方案進行實驗。（1）用圖1裝置中重錘的自由下落進行驗證。①下列選項正確的是_______；A．實驗中，必須用天平稱出重錘的質量B．實驗時，應先接通電源，然后松開紙帶讓重錘下落C．實驗中，打點計時器可以使用直流電源D．重錘下落的高度h用刻度尺直接測量，速度可以用來計算②實驗中，打點計時器所接交流電頻率為50Hz，實驗選用的重錘質量，紙帶上打點計時器打下的計數點A、B、C到打下第一點O的距離如圖所示，相鄰兩計數點間還有一個點沒有標出。則從O點至打下B點的過程中，重錘動能的增加量為_______J。（計算結果保留3位有效數字）（2）用圖2裝置在氣墊導軌上驗證滑塊沿斜面下滑過程中機械能守恒，已知滑塊質量為m，滑塊上遮光條寬度為d，通過光電門時間為t，則滑塊從釋放到經過光電門過程，動能的增加量為_______（用題中所給物理量的字母表示）（3）用圖3裝置進行驗證，將氣墊導軌調成水平，滑塊在砝碼盤拉力作用下從靜止開始運動，遮光條的寬度為d，滑塊靜止時遮光條到光電門的距離為l，砝碼和砝碼盤的總質量為m，滑塊總質量為M，當地重力加速度為g。由靜止釋放滑塊，遮光條通過光電門的時間為t。實驗中如果滿足關系式_______（用題中所給物理量的字母表示），則系統機械能守恒。【答案】（1）①.B②.1.20（2）（3）【解析】【小問1詳解】[1]A．實驗中，驗證機械能守恒時，需要驗證減小的重力勢能mgh與增加的動能的關系，其中重錘質量m可以約掉，所以不必用天平稱出重錘的質量，故A錯誤；B．實驗時，應先接通電源，然后松開紙帶讓重錘下落，故B正確；C．實驗中，打點計時器使用交流電源，故C錯誤；D．重物下落的高度一定用刻度尺直接測量，但速度不可以用來計算，否則就默認了機械能守恒，失去了驗證意義，故D錯誤。故選B。[2]由于相鄰兩計數點間還有一個點沒有標出，則相鄰計數點間的時間間隔為則打點計時器打下的計數點B時，重錘的速度為則從O點至打下B點的過程中，重錘動能的增加量為【小問2詳解】滑塊經過光電門時速度為則滑塊從釋放到經過光電門過程，動能的增加量為【小問3詳解】在整個過程中，系統減少的重力勢能為遮光條通過光電門時，滑塊、砝碼和砝碼盤的速度大小都為則在整個過程中，系統增加的動能為故實驗中如果滿足減少的重力勢能等于增加的動能，則系統機械能守恒，即三、計算題（本題共4小題，共38分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須寫出數值和單位。）15.2024年4月下旬，我國神舟十八號載人飛船將3名宇航員送入中國空間站“天宮”與神舟十七號宇航員進行交接。飛船進入空間站前需先進入近地軌道（繞行半徑約為地球半徑），再通過變軌進入空間站軌道。已知近地軌道和空間站軌道均為圓周軌道，地球半徑為R，空間站離地面高度為h，地球表面重力加速度為g，求：（1）神舟十八號在近地軌道的運行周期；（2）神舟十八號在空間站軌道運行時的速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）對神州十八號在近地軌道有在地球表面有解得（2）空間軌道有解得16.如圖所示，沙灘排球比賽中，球員將球在邊界中點正上方沿中線水平向右擊出，空氣阻力忽略不計。（1）若球剛好過網落在對方場地中間位置，求擊球高度H與球網高度h之比；（2）若已知球網高度h、半個球場的長度x，重力加速度為g，為使水平向右擊出的排球既不觸網又不出界，求擊球高度H的最小值。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）由平拋運動規律有排球落在對方場地中間位置，水平位移為排球剛好過網，則聯立解得（2）為使水平向右擊出的排球既不觸網又不出界，則只需滿足球若不觸網時擊球高度最小，則解得17.電池技術作為電動汽車的核心和瓶頸，是電動汽車研究的重點和熱點方向。國內某公司研發的全氣候電池，在低溫條件下，能實現充電時間縮短到1h內，-10℃環境下電池總能量最多可釋放80％。搭載該型號電池的國產電動汽車作為交通服務用車為北京冬奧會提供了交通保障。已知該型號電動汽車配置的全氣候電池總能量是80kW·h，汽車電動機最大功率是60kW，最大車速是180km/h，在平直公路上行駛過程中受到的阻力