河北省石家莊市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題

石家莊市2022~2023學(xué)年度第二學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量檢測高一物理（時長75分鐘，滿分100分）注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1.在雙縫干涉實驗中，光屏上P點到雙縫、的路程差為，現(xiàn)用頻率為的單色光照射雙縫，下列說法正確的是（）A.該單色光的波長是，P點出現(xiàn)暗條紋B.該單色光的波長是，P點出現(xiàn)亮條紋C.該單色光的波長是，P點出現(xiàn)暗條紋D.該單色光的波長是，P點出現(xiàn)亮條紋【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)光波的速度公式：則有：光的路程差跟光波長之比為即路程差為光的半個波長的偶數(shù)倍。因此，兩束光在該點振動加強，出現(xiàn)光的亮條紋。故選D。2.如圖所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像，下面關(guān)于該質(zhì)點的說法正確的是（）A.振動周期為2s B.在時正在向正方向運動C.在前3s內(nèi)的運動路程為 D.振動的表達(dá)式為【答案】C【解析】【詳解】A．由圖像可知振動周期為，故A錯誤；B．由圖像可知，在時質(zhì)點正在向負(fù)方向運動，故B錯誤；C．由圖像可知，在前3s內(nèi)的運動路程為故C正確；D．質(zhì)點的振動的表達(dá)式為故D錯誤。故選C。3.如圖所示，有一半徑為R、密度均勻的球體P，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)點，球體P和該質(zhì)點間的萬有引力大小為F?，F(xiàn)從球體P中心挖去半徑為的球體Q，則球體P的剩余部分對該質(zhì)點的萬有引力大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)球體P的密度為，質(zhì)點的質(zhì)量為，根據(jù)題意有從球體P中心挖去半徑為的球體Q，球體Q沒挖去前對質(zhì)點的萬有引力大小為則球體P的剩余部分對該質(zhì)點的萬有引力大小為故選D。4.一列橫波沿x軸的正方向傳播，時刻的波形如圖甲所示，圖乙表示某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖像。下列說法正確的是（）A.圖乙可能為N點的振動圖像 B.時質(zhì)點N正在沿y軸正方向運動C.該波的頻率為5.0 D.該波的波速為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)圖乙可知，該質(zhì)點在時處于平衡位置，且沿y軸正方向運動，在圖甲中根據(jù)同側(cè)法，時，質(zhì)點N處于平衡位置沿y軸負(fù)方向運動，質(zhì)點L處于平衡位置沿y軸正方向運動，則圖乙是質(zhì)點L的振動圖像，故A錯誤；B．由乙圖可知，該波的周期為0.4s，由于則根據(jù)上下坡規(guī)律，可知當(dāng)時質(zhì)點N正在沿y軸正方向運動，故B正確；C．波的頻率為故C錯誤；D．波的長度為2m，該波的波速為故D錯誤。故選B。5.如圖所示，一個儲油桶的底面直徑與高相等。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時，從點A恰能看到桶底邊緣的點B。當(dāng)桶內(nèi)裝滿油時，仍沿方向看去，恰能看到桶底上的中點C。由此可知油的折射率為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】當(dāng)桶內(nèi)裝滿油時，畫出光路圖從C點發(fā)出的光，經(jīng)油面折射后，射向A點，因為底面直徑與桶高相等，所以由于C為桶底中點，由幾何知識得由折射定律得，解得故選A。6.2022年11月20日蹦床世錦賽在保加利亞結(jié)束，中國蹦床隊奪得女子網(wǎng)上團體金牌。假設(shè)隊員胡譯乘質(zhì)量為50kg，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為0.8s，g=10m/s2規(guī)定豎直向下為正方向，則下列說法正確的是（）A.運動員與網(wǎng)剛分離時的動量為B.運動員與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)動量的改變量為C.網(wǎng)對運動員的平均作用力大小1625ND.從自由下落開始到蹦回離水平網(wǎng)面5.0m高處這一過程中運動員所受重力的沖量900N·s【答案】C【解析】【詳解】A．設(shè)運動員與網(wǎng)剛分離時的速度大小為，則豎直向上運動的過程，有解得則運動員與網(wǎng)剛分離時的動量為故A錯誤；B．設(shè)運動員自由下落著網(wǎng)時的速度大小為，則則運動員與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)動量的改變量為故B錯誤；C．運動員與網(wǎng)接觸的過程，由動量定理得解得網(wǎng)對運動員的平均作用力大小為故C正確；D．從自由下落開始到蹦回離水平網(wǎng)面5.0m高處的過程中，有動量定理得解得重力的沖量為故D錯誤。故選C。7.如圖所示是廣場噴泉噴出水柱的場景，噴泉噴出的水柱最大高度達(dá)到了20層樓的高度。已知噴管的直徑約為，水的密度為，重力加速度g取，請你據(jù)此估計用于給該噴管噴水的電動機輸出功率至少為（）A.8 B.80 C.160 D.560【答案】C【解析】【詳解】設(shè)噴泉噴出水的速度為，則有可得設(shè)給噴管噴水的電動機輸出功率為，在接近管口很短一段時間內(nèi)，水柱的質(zhì)量為根據(jù)動能定理可得聯(lián)立解得故選C。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8.木星有4顆衛(wèi)星是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中木衛(wèi)一、木衛(wèi)二的公轉(zhuǎn)周期之比為。若兩顆衛(wèi)星各自僅受木星引力作用，且運行軌道均為圓周，下列說法正確的是（）A.木衛(wèi)一和木衛(wèi)二的軌道半徑之比為B.木衛(wèi)一和木衛(wèi)二軌道半徑之比為C.木衛(wèi)一和木衛(wèi)二的線速度大小之比為D.木衛(wèi)一和木衛(wèi)二的線速度大小之比為【答案】BC【解析】【詳解】AB．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得可知木衛(wèi)一和木衛(wèi)二的軌道半徑之比為故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可得木衛(wèi)一和木衛(wèi)二的線速度大小之比為故C正確，D錯誤。故選BC。9.如圖所示，質(zhì)量的滑雪運動員從高度的坡頂由靜止無助力下滑，斜坡的傾角，滑雪板與雪面之間的動摩擦因數(shù)，重力加速度g取10，，，裝備質(zhì)量不計，空氣阻力不計，在運動員滑至坡底的過程中，下列說法正確的是（）A.運動員所受重力對他所做的功為B.運動員所受摩擦力對他所做的功為C.運動員滑至底端時的速度大小為D.運動員滑至底端時重力的瞬時功率為【答案】BD【解析】【詳解】A．由力對物體做功公式，可得運動員所受重力對他所做的功為A錯誤；B．運動員所受摩擦力對他所做的功為B正確；C．運動員在斜坡上運動，由牛頓第二定律可得解得加速度由速度位移關(guān)系公式，可得運動員滑至底端時的速度大小為C錯誤；D．運動員滑至底端時重力的瞬時功率為D正確。故選BD。10.兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波速均為v=0.4m/s，兩個波源分別位于x=0.2m和x=1.2m處，波源的振幅均為2cm。如圖所示為t=0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動，質(zhì)點M的平衡位置位于x=0.5m處。下列判斷正確的是（）A.質(zhì)點M剛開始振動時的方向沿y軸的正方向B.t＝1.75s時，質(zhì)點P、Q的位移均為2cmC.t＝0~2s時間內(nèi)，質(zhì)點M經(jīng)過的路程為32cmD.t＝2.5s時，兩波源間振動加強的點有7個【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)“上下坡”法，由于兩列波分別沿x軸正方向和負(fù)方向移動，可以P、Q兩質(zhì)點開始振動的方向均沿y軸負(fù)方向，質(zhì)點M到P、Q的距離相等，波速相等，則兩列波同時到達(dá)M點，M點開始振動的方向也是沿y軸負(fù)方向，故A錯誤；B．經(jīng)過t=1.75s兩列波均向前傳播的距離為此時P、Q兩點均為波峰和波谷疊加，故應(yīng)處于平衡位置，位移為零，故B錯誤；C．由圖可知，兩列波的波長均為所以周期為由題可知，M點為振動加強點，振幅為4cm，0~2s內(nèi)其振動的時間為所以M經(jīng)過的路程為故C錯誤；D．t=2.5s時，兩波源間的所有質(zhì)點均已振動，兩波源間振動最強的點到兩波源的距離應(yīng)該等于半波長的偶數(shù)倍，即，（0.2m<x<1.2m）（n=0，1，2……）解得，，，，，，故D正確。故選D。三、實驗題（本題共2小題，共16分。）11.某同學(xué)利用單擺測量重力加速度的裝置如圖甲所示。（1）關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是____________。A．?dāng)[線要選擇較細(xì)且伸縮性較小的，并且盡可能長一些B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量較大且體積較小的C．為使單擺的周期大一些，開始時要讓擺角盡可能大D．用刻度尺測量擺線的長度作為單擺的擺長（2）實驗時，測量擺長l和周期T，改變擺長，測出幾組擺長l和對應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，作出圖像如圖乙所示。①利用A、B兩點的坐標(biāo)求得的重力加速度表達(dá)式______________；②利用圖像計算重力加速度，可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差，請簡要說明理由____________?！敬鸢浮竣?AB##BA②.③.直線的斜率不變【解析】【詳解】（1）[1]A．為減小實驗誤差，擺線要選擇較細(xì)的，即質(zhì)量較小，且伸縮性較小的，即擺動中長度變化小，并且盡可能長一些，A正確；B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量較大且體積較小的，這樣擺線的質(zhì)量相對擺球影響會更小，在實驗中也可減小空氣阻力的作用，B正確；C．?dāng)[球的周期與擺角無關(guān)，且要求擺角要小于5°，否則擺球的運動就不能看成簡諧運動，C錯誤；D．用刻度尺測量擺線的長度與擺球的半徑之和作為單擺的擺長，D錯誤。故選AB。（2）①[2]由單擺的周期公式，可得則有圖像的斜率解得②[3]由以上分析計算可知，若擺球質(zhì)量分布不均勻，可圖像的斜率保持不變，因此可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差，即用圖像法測量計算的重力加速度值與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣日鎸嵵挡蛔儭?2.某同學(xué)用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。在長木板的右端利用小木塊微調(diào)木板的傾斜程度，以平衡摩擦力，使小車在木板上做勻速直線運動。小車A前端貼有橡皮泥，后端連接通過打點計時器的紙帶，接通打點計時器電源后，讓小車A以某速度做勻速直線運動，與置于木板上靜止的小車相碰并黏在一起，繼續(xù)做勻速直線運動，得到的紙帶如圖乙所示。已知打點計時器的電源頻率為，小車A（包括橡皮泥）的質(zhì)量為，小車的質(zhì)量為?；卮鹣铝袉栴}：（1）計算小車A碰撞前的速度大小應(yīng)選__________段，計算兩小車碰撞后的速度大小應(yīng)選__________段；（均填“”、“”、“”或“”）（2）碰前兩小車的總動量大小為__________，碰后兩小車的總動量大小為__________。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】①.BC##CB②.DE##ED③.0.570④.0.565【解析】【詳解】（1）[1][2]推動小車A使其由靜止開始運動，小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運動，因此選取BC段計算小車A碰前的速度大小，即碰撞過程是一個變速過程，A和B碰撞后黏連繼續(xù)做勻速直線運動，因此選取DE段計算兩車碰撞后的速度大小，即（2）[3][4]碰前兩小車的總動量大小碰后兩小車的總動量大小四、計算題（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.北京時間2023年5月30日，在航空航天指揮中心指揮下，“神舟十六號”載人飛船與“天和”核心艙成功對接，6名宇航員“勝利會師”。在指揮調(diào)度中，離不開現(xiàn)代通信技術(shù)，其中光導(dǎo)纖維在通信技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。光導(dǎo)纖維可簡化為長直玻璃絲，如圖所示，玻璃絲長為，、分別代表左、右兩平行端面。一單色光從端面以入射角射入玻璃絲，在面經(jīng)折射后恰好在面發(fā)生全反射，最后從端面射出。已知光在真空中的傳播速度為，求：（1）玻璃絲的折射率；（2）光在玻璃絲中傳播的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)在面折射角為，在面的臨界角為，面由折射定律得在面恰好發(fā)生全反射，有由幾何關(guān)系得聯(lián)立解得（2）設(shè)光在玻璃絲中傳播的路程為，根據(jù)幾何關(guān)系可得光在玻璃絲中的傳播速度為光在玻璃絲中傳播時間為聯(lián)立解得14.某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的8倍，半徑約為地球半徑的2倍，宇航員在該星球表面進(jìn)行如下實驗：如圖所示，輕彈簧左端固定，光滑水平面與固定在豎直面內(nèi)半徑為R的粗糙半圓形導(dǎo)軌在B點相切?，F(xiàn)用質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其在該星球所受重力的17倍，之后沿半圓軌道運動恰能到達(dá)最高點C，不計空氣阻力。已知地球表面重力加速度為g，求：（1）物體在A點時彈簧的彈性勢能；（2）物體從B點運動至C點的過程中克服摩擦力所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)星球表面萬有引力與重力近似相等，則有解得在B點，根據(jù)牛頓第二定律有物塊與彈簧組成的系統(tǒng)在段機械能守恒，則有解得（2）物體恰能過最高點C，則有從B到C過程中，根據(jù)動能定理有解得15.如圖甲所示，質(zhì)量均為的長板A和滑塊C靜置在光滑水平地面上，長板A上表面左端有一小部分光滑、其余部分粗糙，滑塊B（可視為質(zhì)點）置于A的左端?，F(xiàn)使A、B一起以速度向右運動，A與C發(fā)生碰撞（碰撞時間極短），經(jīng)過一段時間后A、B再次一起向右運動，且恰好不再與C相碰。以A與C發(fā)生碰撞時為計時起點，B的速度時間圖像如圖乙所示，重力加速度g取，求：（1）滑塊B的質(zhì)量；（2）長板A與滑塊C發(fā)生碰撞過程中損失的機械能；（3）長板