四川省 2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

2022—2023学年度下期高2025届期末考试物理试卷第I卷（选择题，共44分）一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意．）1.做简谐运动的质点在通过平衡位置时（　　）A.速度一定为零B.振幅一定为零C.合力一定为零D.回复力一定为零【答案】D【解析】【详解】A．做简谐运动的质点在通过平衡位置时，速度为最大值，故A错误；B．简谐运动过程中，振幅是不受质点所在位置影响的，故B错误；C．在单摆这种简谐运动中，通过平衡位置时，合力不为零，故C错误；D．根据回复力公式可知，当质点在平衡位置时，回复力一定为零，故D正确。故选D。2.如图所示，甲木块的质量为，以速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为的乙木块，乙上连有一轻质弹簧，甲木块与弹簧接触后（　　）A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成的系统的动能守恒【答案】C【解析】【详解】ABC．甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，即甲、乙两物体的动量均不守恒；但对于甲、乙所组成的系统因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故AB错误，C正确；D．甲、乙两木块所组成系统的动能一部分转化为弹簧的势能，故系统动能不守恒，故D错误。 故选C。3.如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。则下列说法正确的是（　　）A.A、B两点的线速度之比为B.A、C两点的角速度之比为C.A、D两点的线速度之比为D.A、C两点的向心加速度之比为【答案】C【解析】【详解】ABD．由图可知，，，根据，可知A、C两点的角速度之比为A、C两点的向心加速度之比为B、C两点的线速度之比为则A、B两点的线速度之比为故ABD错误；C．由于，根据可知C、D两点的线速度之比为 则A、D两点的线速度之比为故C正确。故选C。4.黄道（ecliptic），天文学术语，是从地球上来看太阳（视太阳）一年“走”过的路线，是由于地球绕太阳公转而产生的，该轨道平面称为黄道面。2023年6月21日是夏至日，视太阳于当日22时57分37秒运行至黄经90°位置。地球公转轨道的半长轴在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离（这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示）。已知火星公转轨道的半长轴是1.5AU，则下列说法正确的是（　　）A.火星的公转周期为地球公转周期的倍B.火星的公转周期为地球公转周期的倍C.夏至时，地球处于远日点，公转线速度最大D.夏至时，地球处于近日点，公转线速度最小【答案】A【解析】【详解】AB．根据开普勒第三定律可得可得火星的公转周期与地球的公转周期之比为故A正确，B错误；CD．夏至时，地球处于远日点，根据开普勒第二定律可知，公转线速度最小，故CD错误。故选A。5.如图所示，质量分别为M、m的两个小球静置于高低不同的两个平台上，a、b、c分别为不同高度的参考平面，下列说法正确的是（　　） A.若以c为参考平面，M的重力势能大B.若以b为参考平面，M的重力势能大C.若以a为参考平面，M的重力势能大D.无论如何选择参考平面，总是M的重力势能大【答案】B【解析】【详解】A．若以c为参考平面，M、m重力势能分别为，由于但由于两个物体的质量关系未知，所以不能比较重力势能的大小关系，故A错误；B．若以b为参考平面，M的重力势能为零，m的重力势能为负值，所以M的重力势能大，故B正确；CD．若以a为参考平面，M、m的重力势能分别为，两个物体相对a所在水平面的高度满足但由于两个物体的质量关系未知，所以不能比较重力势能的大小关系，故CD错误。故选B。6.A、B两物体的质量之比mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上仅在摩擦力作用下做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示．此过程中，A、B两物体受到的摩擦力分别为FA、FB，A、B两物体受到的摩擦力做的功分别为WA、WB，则（　　）A.B. C.D.【答案】D【解析】【详解】AB．由动能定理可知由于A、B两物体仅受摩擦力做功，质量之比mA：mB=2：1，因此两物体受到的摩擦力做的功之比为AB错误；CD．根据v-t图像的斜率可知两物体加速度之比为2:1，根据牛顿第二定律可得可得C错误，D正确故选D。7.质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其图像如图所示。则（　　）A.碰前m2速度为4m/sB.碰后m2的速度为4m/sC.若m1=2kg，则m2=3kgD.若m1=2kg，则m2=6kg【答案】D【解析】【详解】AB．根据图像的斜率表示速度可知碰前的速度为0；碰后的速度为故AB错误；CD．根据可知，碰前的速度为 碰后的速度为碰撞过程根据动量守恒可得若，可得故C错误，D正确。故选D。8.如图所示，在地面上固定的两根竖直杆a、b之间搭建两个斜面1、2，已知斜面1与a杆的夹角为，斜面2与a杆的夹角为．现将一小物块先后从斜面1、2的顶端(a杆处)由静止释放，两次到达斜面底端(b杆处)所用时间相等，若小物块与斜面1、2之间的动摩擦因数分别为µ1和µ2，则等于A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】令a、b之间的水平距离为L，当物体从斜面1运动时：物体在斜面2上运动时： 联立解得：故D正确，ABC错误。故选D．二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.）9.如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是（　　）A.小球受到重力、线的拉力和向心力三个力B.向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力C.向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量D.向心力的大小等于【答案】BC【解析】【详解】小球受到重力和线的拉力，线对小球的拉力和小球所受重力的合力提供向心力，向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量；则有故选BC。10.如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星，则以下判断正确的是（　　）A.卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度 B.A、B的线速度大小关系为C.周期大小关系为D.若卫星B要靠近C所在轨道，需要先依靠推进器加速【答案】CD【解析】【详解】A．地球的第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，则卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供向心力可得解得由于则有对于放在赤道上的物体A和地球同步卫星C具有相同的角速度，根据可得则有故B错误；C．对于放在赤道上的物体A和地球同步卫星C具有相同的周期，即有根据 解得由于则有所以周期大小关系为故C正确；D．因为若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速，做离心运动，故D正确。故选CD。11.如图，放在光滑水平桌面上的两个木块A、B中间夹一被压缩的弹簧，当弹簧被放开时，它们各自在桌面上滑行一段距离后飞离桌面落在地上，A的落地点与桌边的水平距离为0.5m，B的落地点与桌边的水平距离为1m，那么（　　）A.A、B离开弹簧时的速度之比为B.A、B质量之比为C.从释放到分离过程，A、B所受弹簧弹力冲量之比为D.从释放到分离过程，A、B所受弹簧弹力做功之比为【答案】AC【解析】【详解】A．A和B离开桌面后做平抛运动，由于下落高度相同，故运动时间相等，则A、B离开弹簧时的速度之比为 故A正确；B．两物体及弹簧组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得则A、B质量之比为故B错误；C．未离开弹簧时，两物体受到的弹力大小相等，力的作用时间相等，则所受冲量大小相等，则从释放到分离过程，A、B所受弹簧弹力冲量之比为，故C正确；D．从释放到分离过程，根据动能定理可得可知A、B所受弹簧弹力做功之比为故D错误。故选AC。12.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判断正确的是（　　）A.简谐运动的周期是1.25sB.h=1.7mC.0.6s内物块运动的路程是0.2m D.t=0.3s时，物块与小球运动方向相同【答案】BD【解析】【详解】A．简谐运动的周期为故A错误；B．t=0.6s时，物块的位移为对小球解得故B正确；C．因为周期是08s，所以0.6s内物块运动的路程是故C错误；D．t=0.3s大于，物块此时的状态为在平衡位置上方向下运动，与小球运动方向相同，D正确。故选BD。13.如图所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧，其左端自由伸长到b点，质量为2kg的滑块从a点以初速度v0=6m/s开始向右运动，与此同时，在滑块上施加一个大小为20N，与水平方向夹角为53°的恒力F，滑块将弹簧压缩至c点时，速度减小为零，然后滑块被反弹至d点时，速度再次为零，已知ab间的距离是2m，d是ab的中点，bc间的距离为0.5m．（g取10m/s2，sin53°≈0.8，cos53°≈0.6），则下列说法中正确的是（　　）A.滑块与水平面间的摩擦因数为0.3B.滑块从b点至c点的过程运动时间为 C.弹簧的最大弹性势能为36JD.滑块从c点至d点过程中的最大动能为25J【答案】CD【解析】【详解】A．滑块从a点到反弹到d点过程，根据动能定理可得根据题意有，解得故A错误；C．滑块从a点运动至c点过程，由于滑块运动到c点弹性势能最大，由于恒力做功与滑动摩擦力做功的代数和为0，则有故C正确；B．滑块从b点至c点的过程，由于可知滑块的合力大小等于弹簧弹力大小，可认为滑块做简谐运动，则滑块从b点至c点的时间为根据解得弹簧劲度系数为则有 故B错误；D．滑块从c点至d点过程中，当滑块的合力为零时，滑块的速度最大，动能最大，则有解得弹簧的压缩量为滑块从最大动能处至d点过程中，根据功能关系可得解得最大动能为故D正确。故选CD。第II卷（非选择题，共56分）三、实验探究题（本题共2小题，共14分）14.某学习小组用小球1与小球2正碰（对心碰撞）来验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。（1）在上述实验操作中，下列说法正确的是________。A．小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半径B．斜槽轨道末端必须调至水平 C．重复实验时，小球在斜槽上的释放点可以不在同一点D．实验过程中，白纸需固定，复写纸可以移动（2）以下提供的器材中，本实验必需的有_______。A．刻度尺B．游标卡尺C．天平D．秒表（3）设小球1的质量为m1，小球2的质量为m2，MP的长度为l1，ON的长度为l2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为____________________________________。【答案】①.BD##DB②.AC##CA③.【解析】【详解】（1）[1]A．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即小球1的质量应大于小球2的质量，两球必须对心碰撞，因此两球的半径大小必须相同，故A错误；B．为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须调至水平，故B正确；C．小球1每次必须从斜槽同一位置由静止滚下，才能保证每次小球1碰前的速度相同，故C错误；D．由于白纸固定不动，复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动，故D正确。故选BD。（2）[2]A．实验时需要测出小球落地点的水平位移，因此实验需要刻度尺，故A正确；C．实验过程中需要测量入射球与被碰球的质量，因此实验需要天平；故C正确；BD．实验过程中不需要测球的直径、不需要测小球的运动时间，因此不需要游标卡尺和秒表，故BD错误。故选AC。（3）[3]本实验要验证的动量守恒定律表达式两边乘以相同的平抛的运动时间t可得即为则15.用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落， 上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离已标注，打点计时器所接电源频率为50Hz。已知，，则（计算结果均保留两位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度___________m/s。（2）在打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能的增加量___________J，系统势能的减少量___________J。（当地的重力加速度g取）（3）若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度___________。【答案】①.2.4②.0.58③.0.60④.9.7【解析】【详解】（1）[1]在纸带上打下计数点5时速度（2）[2]在打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统动能的增加量[3]系统势能的减少量 （3）[4]若某同学作出图像如图丙所示，由机械能守恒则当地的重力加速度四、计算题（本题共4小题，共42分．解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的，不能得分．有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16.预计我国将在2030年前后实现航天员登月计划。若航天员登上月球后用摆长为L的单摆做小角度（）振动，测得摆球N次全振动所用时间为t。已知月球的半径为R，引力常量为G。求：（1）月球表面重力加速度g的大小；（2）月球的第一宇宙速度v的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）摆球做简谐运动，根据单摆公式可得又联立解得月球表面物体的重力为（2）月球表面物体的重力近似等于万有引力，则有在月球表面所需的最小发射速度即为第一宇宙速度，有 联立解得月球的第一宇宙速度为17.如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1m，BC段长L=1.5m。弹射装置将一个质量为0.1kg的小球（可视为质点）以v0=3m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平出，桌子的高度h=0.8m，不计空气阻力，g取10m/s2。求：（1）小球在半圆轨道上运动时，向心加速度an的大小；（2）小球在半圆轨道上运动时，圆管对小球弹力的大小；（3）小球落到地面D点时的速度。【答案】（1）；（2）；（3），与初速度方向夹角为【解析】【详解】（1）小球在半圆轨道上做匀速圆周运动，向心加速度为，则有解得（2）小球在半圆轨道上做匀速圆周运动，圆管支持力为，则有解得（3）小球水平抛出后，在竖直方向做自由落体运动，则有解得 落地时竖直方向的速度为落地时的速度大小为解得落地时的速度方向与初速度方向的夹角为θ，则有解得18.如图，光滑水平面上有一具有光滑曲面的静止滑块B，可视为质点的小球A从B的曲面上离地面高为h处由静止释放，且A可以平稳地由B的曲面滑至水平地面。已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度为g，试求：（i）A从B上刚滑至地面时的速度大小；（ii）若A到地面后与地面上的固定挡板P碰撞，之后以原速率反弹，则A返回B的曲面上能到达的最大高度为多少？【答案】(i)；(ii)【解析】【分析】【详解】(i)设A刚滑至地面时速度大小为v1，B速度大小为v2，由水平方向动量守恒mv1=3mv2由机械能守恒mgh=mv12+3mv22 由以上两式解得v1=，v2=(ii)A与挡板碰后开始，到A追上B并到达最高高度hˊ，两物体具有共同速度v，此过程系统水平方向动量守恒mv1+3mv2=4mv系统机械能守恒mgh=4mv2+mghˊ由以上两式解得hˊ=h19.在如图所示的水平轨道上，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处固定一个竖直挡板．零时刻，质量为的物体Q以向右的速度与静止在A点的质量为的物体P发生碰撞，探测器只在2s至4s内工作．已知物体P与水平轨道间的动摩擦因数为，物体Q与水平轨道间的动摩擦因数为，AB段长，P与Q以及P与竖直挡板之间的碰撞都是弹性碰撞（碰撞时间极短，可忽略不计），P、Q均可视为质点，取，，。求：（1）物体Q与P发生碰撞后，两者的速度大小；（2）物体P第二次经过B点时，能否被探测器探测到？请说明理由；（3）P、Q之间最终的距离。【答案】（1），；（2）会被探测到，见解析；（3）【解析】【详解】（1）零时刻，P和Q之间发生弹性碰撞，设碰撞后P的速度是v1，Q的速度是v2，由动量守恒定律和能量守恒定律可得解得 （2）P和Q发生碰撞后，P开始向右运动，设P的加速度大小为a1，由牛顿第二定律可知设经过时间t1，P与挡板碰撞后向左运动通过B点，由运动学规律可知解得（舍去）或由于，故P向左运动通过B点时，会被探测到。（3）发生碰撞后Q向左运动，设Q的加速度大小为a2，由牛顿第二定律可知Q向左运动的时间Q运动的时间小于P运动的时间，Q在发生碰撞后从A点开始向左运动的距离P从发生第一次碰撞到停止运动需通过的路程因为，所以P和Q会发生第二次碰撞。设第二次碰前P的速度为v3，则有解得P、Q第二次碰撞过程满足 解得此后两物体在摩擦力作用下减速到零，对P有对Q有两物体的间距为解得