安徽省淮南市第一中學(xué)2024-2025學(xué)年高一物理下學(xué)期期末考試試題含解析

PAGE17-安徽省淮南市第一中學(xué)2024-2025學(xué)年高一物理下學(xué)期期末考試試題（含解析）一、選擇題（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。多選題漏選得2分，選錯或不選得0分。）1.下列說法正確的是（）A.相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)徹底否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)B.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速物體，也適用于微觀高速物體C.開普勒的三大定律揭示了行星運動的規(guī)律，其中的第三定律只適用于橢圓軌道而不適用于圓形軌道D.卡文迪許通過“漂亮”的扭秤試驗測出了萬有引力常量的值，使得牛頓的萬有引力定律能夠定量解決更多的問題【答案】D【解析】【詳解】AB．我們現(xiàn)在的力學(xué)分為經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)，其中經(jīng)典力學(xué)是指以牛頓的三大定律為基礎(chǔ)的現(xiàn)代力學(xué)體系，其適用范圍是宏觀低速；在微觀高速狀況下，要用量子力學(xué)和相對論來說明，但是并不會因為相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，就否定了經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)仍舊是正確的，選項AB錯誤；C．開普勒的三大定律揭示了行星運動的規(guī)律，其中的第三定律即適用于橢圓軌道也適用于圓形軌道，選項C錯誤；D．卡文迪許通過“漂亮”的扭秤試驗測出了萬有引力常量的值，使得牛頓的萬有引力定律能夠定量解決更多的問題，選項D正確。故選D。2.如圖所示，物體A以速度沿桿勻速下滑，A用細(xì)繩通過定滑輪拉物體B，當(dāng)細(xì)線與水平方向的夾角為時，B的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】將A物體速度按圖示兩個方向分解，如圖所示由繩子速率而繩子速率等于物體B的速率，則有物體B的速率故ACD錯誤，B正確。故選B?！军c睛】物體A以速度v沿豎直桿勻速下滑，繩子的速率等于物體B的速率，將A物體的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向的分速度等于繩速，由幾何學(xué)問求解B的速率，再探討B(tài)的運動狀況。3.一河寬60m，船在靜水中速度為4m/s，水流速度為3m/s，則（）A.過河的最短時間為15s，此時的位移是75mB.過河的最短時間為12s，此時的位移是60mC.過河的最小位移是75m，所用時間是15sD.過河的最小位移是60m，所用時間是12s【答案】A【解析】【詳解】AB．當(dāng)靜水速的方向與河岸方向垂直時，渡河時間最短沿水流方向上的位移x=v水t=3×15m=45m此時船位移故A正確，B錯誤；CD．靜水速大于水流速，當(dāng)靜水速和水流速的合速度方向與河岸垂直時，將沿合速度方向運動，渡河位移最短，為60m．渡河的時間故CD錯誤。故選A。4.將一物體以初速度水平拋出，落地時速度大小為，不計空氣阻力，重力加速度為，則物體在空中的飛行時間為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】物體水平拋出后做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，由題意得落地時豎直方向的分速度為又聯(lián)立解得故選D。5.如圖所示，兩根細(xì)線長度之比為，兩小球質(zhì)量之比為，都繞點在光滑水平面上以相同的角速度做勻速圓周運動，保持在一條直線上。則細(xì)線上的張力大小之比是為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對A位置小球受力分析，可知對B位置小球受力分析，可知解得細(xì)線上的張力大小之比，A正確，BCD錯誤。故選A。6.如圖所示，小球以正對傾角為θ的斜面水平拋出，若小球到達(dá)斜面的位移最小，則飛行時間t為（重力加速度為g）（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】過拋出點作斜面的垂線，如圖所示：當(dāng)質(zhì)點落在斜面上的B點時，位移最小，設(shè)運動的時間為t，則水平方向豎直方向由幾何學(xué)問得解得故A正確。7.某質(zhì)量為的戰(zhàn)艦，其額定功率為，最大航速為。在一次航行中，戰(zhàn)艦上的速度計顯示速度為，已知此時戰(zhàn)艦以額定功率航行，則其加速度的大小是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】戰(zhàn)艦以最大航速勻速前進(jìn)時，有則在一次航行中，速度為有得又解得戰(zhàn)艦的加速度大小選項A正確，BCD錯誤。故選A。8.質(zhì)量為的物體從高出地面處由靜止自由下落，落至地面掉入沙坑處停止不考慮空氣阻力，物體在沙坑中受到的平均阻力為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】依據(jù)動能定理，對整個過程有解得故選C。9.已知太陽的質(zhì)量為，萬有引力常量為，某行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑為，下列表達(dá)式中正確的有（）A.該行星的線速度大小B.該行星的角速度大小C.該行星的向心加速度大小D.該行星的周期【答案】ABC【解析】【詳解】行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力由萬有引力供應(yīng)，則可得該行星的線速度大小該行星的角速度大小該行星的向心加速度該行星的周期故選項ABC正確，D錯誤。故選ABC。10.探討表明，地球自轉(zhuǎn)在漸漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時。假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，下列說法中正確的是（）A.地球兩極處重力加速度變小B.地球赤道處重力加速度變大C.地球第一宇宙速度不變D.地球同步衛(wèi)星的高度不變【答案】BC【解析】【詳解】A．物體在地球兩極處，不隨地球轉(zhuǎn)動，重力等于萬有引力解得地球自轉(zhuǎn)變慢，不會影響此處的重力加速度，故A錯誤；B．物體在赤道處，萬有引力與重力的差值供應(yīng)向心力地球自轉(zhuǎn)漸漸變慢，則周期T變大，地球赤道的重力加速度變大，故B正確；C．地球近地衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其速度大小等于第一宇宙速度，由萬有引力供應(yīng)向心力解得線速度隨著地球自轉(zhuǎn)漸漸變慢，自轉(zhuǎn)周期T增大，第一宇宙速度不變，故C正確；D．地球同步衛(wèi)星運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同周期T變大，則軌道半徑r增大，故D錯誤。故選BC。11.如圖所示，長為的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為的小球。給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，重力加速度為，下列表達(dá)式中正確的有（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】小球受重力和繩的拉力作用，二者合力供應(yīng)向心力，如圖所示：由幾何關(guān)系可得：，依據(jù)牛頓其次定律，有：所以：，，故：AC正確，BD錯誤；故選AC。12.如圖，一質(zhì)量為的光滑大圓環(huán)，其半徑，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)。套在大環(huán)上質(zhì)量為的小環(huán)（可視為質(zhì)點），從大環(huán)的最高處由靜止滑下。重力加速度。當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，小環(huán)對大環(huán)的擠壓力為，下列說法中正確的有（）A.小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為B.小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，小環(huán)的速度大小為C.小環(huán)從起先到第一次到達(dá)大環(huán)最低點過程克服阻力做功為D.從起先到小環(huán)最終停止，所產(chǎn)生的摩擦內(nèi)能肯定為【答案】AC【解析】【詳解】A．小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)受到重力和小環(huán)對大環(huán)向下的力、輕桿拉力，輕桿拉力等于大環(huán)重力與小環(huán)對大環(huán)的擠壓力之和，大小為24N，所以此時大環(huán)對輕桿拉力的大小為24N，A正確；B．小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，小環(huán)受到向上的彈力、重力，合力供應(yīng)向心力，由公式解得B錯誤；C．小環(huán)從起先到第一次到達(dá)大環(huán)最低點過程，由動能定理可得C正確；D．大環(huán)有摩擦，所以小環(huán)最終停止的位置不肯定是大環(huán)最低點，從起先到小環(huán)最終停止，重力勢能的減小等于摩擦生熱，則所產(chǎn)生的摩擦內(nèi)能不肯定等于D錯誤。故選AC。二、試驗題（每空2分，共14分）13.某試驗小組同學(xué)在“探討平拋物體的運動”試驗中，只畫出了如圖所示的曲線，于是他在曲線上取水平距離相等的三點，量得。又量出它們之間的豎直距離分別為，，（）利用這些數(shù)據(jù)，可求得：(1)物體拋出時的初速度大小為_____；(2)物體經(jīng)過時速度大小為_____?！敬鸢浮?1).(2).【解析】【詳解】(1)[1]物體在豎直方向上做自由落體運動，在水平方向上做勻速直線運動，依據(jù)題意可知從A到B的時間和從B到C的時間相同，故依據(jù)逐差法可得解得故拋出的初速度為(2)[2]豎直方向自由落體運動，依據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有14.某試驗小組“用落體法驗證機(jī)械能守恒定律”，試驗裝置如圖甲所示。讓重錘從高處由靜止起先下落，打點計時器在重錘拖著的帶上打出一系列的點，對圖中紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。(1)對于該試驗，下列操作中對減小試驗誤差有利的是_____。（雙選）A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．調(diào)整打點計時器的限位孔，使它在同一豎直線上C．精確測量出重物的質(zhì)量D．先釋放重物，再接通電源(2)選出一條清楚的紙帶如圖乙所示，其中點為打點計時器打下的第一個點，為三個計數(shù)點，打點計時器通以頻率為的交變電流。用分度值為的刻度尺測得，，，在計數(shù)點和、和之間還各有一個點，重錘的質(zhì)量為。重力加速度，甲同學(xué)依據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)打點計時器打到點時重錘的重力勢能比起先下落時削減了_____；此時重錘的速度_____，此時重錘的動能比起先下落時增加了_____。（三個空的結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）(3)大多數(shù)同學(xué)的試驗結(jié)果顯示，重力勢能的削減量大于動能的增加量，緣由是_____（單選）。A．利用公式計算重物速度B．利用公式計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采納多次試驗取平均值的方法【答案】(1).AB(2).1.85(3).1.90(4).1.81(5).C【解析】【詳解】(1)[1]A．運用質(zhì)量大，體積小重錘可以減小阻力的影響，即金屬錘的密度較大，故A正確；B．須要調(diào)整打點計時器的限位孔，使它在同始終線上，減小摩擦阻力，故B正確；C．由可知，重物質(zhì)量的大小并不影響測量結(jié)果，故C錯誤；D．打點計時器要先接通電源，再釋放重物，使紙帶利用率更高，故D錯誤。(2)[2]由題意知，打點計時器的頻率為f=50Hz，故打點計時器的打點周期為當(dāng)打點計時器打到B點時，重錘的重力勢能削減量為[3]打B點時重錘的速度為[4]此時重錘的動能增加量為(3)[5]AB．由兩個公式知，此時已經(jīng)默認(rèn)重物下落時的加速度為重力加速度，即相當(dāng)于已經(jīng)默認(rèn)了機(jī)械能守恒，故AB錯誤；C．重物重力勢能的削減量大于動能的增加量，因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，故C正確；D．采納多次試驗取平均值方法，則會使誤差減，但仍有重力勢能的削減量大于動能的增加量，故D錯誤。故選C。三、計算題（12分+12分+14分=38分。解題時應(yīng)寫出必要的文字說明、重要的物理規(guī)律，答題時要寫出完整的數(shù)字和單位，只有結(jié)果而沒有過程的不能得分。）15.若已知土衛(wèi)一繞土星公轉(zhuǎn)半徑為，公轉(zhuǎn)周期為，萬有引力常數(shù)為，土星半徑為，試求：(1)土星的平均密度；(2)土星表面的重力加速度大小。【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】(1)土星做圓周運動的向心力等于萬有引力聯(lián)立得(2)土星做圓周運動的向心力等于萬有引力聯(lián)立得16.如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點C時，對管壁下部的壓力為0.75mg．求：（1）A、B兩球分別通過C點的速度大小是多少？（2）A、B兩球落地點間的距離．【答案】（1），；（2）3R【解析】（1）兩個小球在最高點時，受重力和管壁的作用力，這兩個力的合力作為向心力，對A球：，得對B球：，得：（2）依據(jù)平拋運動的規(guī)律，兩球下落時間相等，，，水平方向做勻速運動，對A球：對B球：A、B兩球落地點間的距離【名師點睛】A球到達(dá)最高點時，管壁對球的彈力方向向下，大小為3mg，由重力和彈力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律求出A球在最高點速度．B球到達(dá)最高點時，管壁對球的彈力方向向上，大小為0.75mg，由重力和彈力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律求出B球在最高點速度．依據(jù)平拋運動的規(guī)律，分別求出水平位移，相減得出．17.如圖所示，將一可視為質(zhì)點質(zhì)量為的滑塊放在P點（此時彈簧已被壓縮），松開手在彈簧的作用下將其從靜止彈出，通過一段水平面再沿著半徑為的光滑圓形豎直軌道運動（O與分別為軌道的進(jìn)口和出口，二者并不重合。此裝置類似于過山車），滑塊在水平面PB上所受的阻力為其自身重力的0.5倍，PB長為，O為中點，面與水平面CD的高度差為，B點離C點的水平距離為。（不計空氣阻力，重力加速度大小取）。(1)若滑塊恰好能越過A點，試推斷滑塊能不能落到CD平面；(2)若滑塊能從B點平拋后落在C點，則原來彈簧的彈性勢能為多少；(3)要使滑塊能夠滑上圓軌道并且在圓軌道運動時不脫離軌道，求原來彈簧的彈性勢能應(yīng)滿意什么條