河南省天一大聯(lián)考2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期末物理試題

絕密★啟用前試卷類型：B天一大聯(lián)考2023—2024學(xué)年（下）高一年級(jí)期末考試物理考生注意：1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將考生號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無(wú)效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1．關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法正確的是（）A．速度方向時(shí)刻變化 B．加速度方向時(shí)刻變化C．合力有可能沿軌跡切線方向 D．位移大小一定大于路程2．如圖所示，摩托車愛好者騎著摩托車在水平路面上遇到溝壑，摩托車以水平速度離開地面，落在對(duì)面的平臺(tái)上。若增大初速度，下列判斷正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng) B．速度變化量增大C．落地速度可能減小 D．落地速度與豎直方向的夾角增大3．如圖所示，O為地球的中心，OP垂直于赤道面。a為在赤道面的圓軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，b為在垂直赤道面的圓軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，c為平行于赤道面、以P為圓心的圓軌道，已知a衛(wèi)星和b衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑均為地球同步衛(wèi)星的一半，下列判斷正確的是（）A．b衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期一定大于8小時(shí) B．a(chǎn)衛(wèi)星和b衛(wèi)星的機(jī)械能一定相同C．c軌道可能成為地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道 D．a(chǎn)衛(wèi)星和b衛(wèi)星所受向心力一定相同4．如圖所示，豎直擋板放置在水平面上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的直桿一端可繞光滑固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球P，小球靠在豎直擋板上，擋板以水平速度v勻速向左運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g，當(dāng)直桿與豎直方向夾角為θ且小球未與擋板脫離時(shí)，下列判斷正確的是（）A．小球P的速度大小為 B．小球P的速度大小為C．小球重力做功的功率為 D．小球重力做功的功率為5．如圖所示，帶電絕緣圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，圓心為O，直徑MN左側(cè)均勻帶正電荷，MN右側(cè)均勻帶等量負(fù)電荷。絕緣桿OP豎直固定，一帶孔小球帶正電，小球與豎直桿間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。小球從O正上方某位置由靜止釋放，在運(yùn)動(dòng)到O之前，下列判斷正確的是（）A．小球的加速度一定一直減小 B．小球受到的摩擦力可能減小C．小球的動(dòng)能一定一直增大 D．小球受到的電場(chǎng)力逐漸增大6．如圖所示，水平粗糙桿OM和光滑豎直桿ON均固定。質(zhì)量均為m的帶孔小球P和Q穿在兩桿上，兩小球P和Q用輕質(zhì)細(xì)線相連，P與橫桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。P在水平拉力作用下向右運(yùn)動(dòng)，Q上升的速度恒為，在P向右運(yùn)動(dòng)位移為x的過(guò)程中，Q的重力勢(shì)能增加，P與橫桿間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為，拉力做功為W，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列判斷正確的是（）A． B．C． D．小球P做加速運(yùn)動(dòng)7．宇宙中存在一些距離其他恒星較遠(yuǎn)的兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體的引力作用。如圖所示，恒星P和Q繞連線上的O點(diǎn)（O點(diǎn)未畫出）做圓周運(yùn)動(dòng)，P和Q之間的距離為L(zhǎng)。行星a繞P做圓周運(yùn)動(dòng)，行星b繞Q做圓周運(yùn)動(dòng)，行星a、b的軌道半徑相同，運(yùn)動(dòng)周期之比為1∶2。行星質(zhì)量均遠(yuǎn)小于恒星的質(zhì)量，引力常量為G，下列判斷正確的是（）A．OP的距離為B．OQ的距離為C．若Q做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，則P做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為4vD．若Q的質(zhì)量為m，則P繞O做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8．如圖所示，豎直面內(nèi)光滑圓軌道的圓心為O，半徑為R。兩質(zhì)量不同的小球P和Q用一段輕質(zhì)桿相連，自圖示位置由靜止釋放。在P和Q兩球沿軌道滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是（）A．P和Q的向心加速度大小不相等 B．P和Q的向心力大小相等C．P和Q的速度大小相等 D．P和Q的角速度大小相等9．如圖所示，哈雷彗星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)的中心在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，P、Q為長(zhǎng)軸的兩端點(diǎn)，E、F為短軸的兩端點(diǎn)。橢圓軌道的近日點(diǎn)P到太陽(yáng)中心的距離為R，遠(yuǎn)日點(diǎn)Q到太陽(yáng)中心的距離為35R，引力常量為G。哈雷彗星在橢圓軌道運(yùn)行的周期為T，下列判斷正確的是（）A．哈雷彗星從P到Q的機(jī)械能先減小后增大B．太陽(yáng)的質(zhì)量為C．一個(gè)周期內(nèi)，哈雷彗星在EPF段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于D．假設(shè)另一行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為2R，則其運(yùn)動(dòng)周期為10．如圖所示，在O點(diǎn)固定一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷Q，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)輕質(zhì)絕緣絲線一端也固定在O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為的帶電小球P。對(duì)小球施加一個(gè)水平向右的拉力，小球靜止，此時(shí)絲線與豎直方向的夾角為。某時(shí)刻撤去拉力，撤去拉力瞬間小球的加速度大小為，絲線恰好對(duì)小球無(wú)拉力，此后小球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球的加速度大小為，點(diǎn)電荷Q所帶電荷量絕對(duì)值為。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（）A． B．C． D．若點(diǎn)電荷Q電荷量緩慢減少，小球到最低點(diǎn)時(shí)的加速度減小三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．（6分）用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)，將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上，鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)水平飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。重力加速度為g。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要器材_______________（填“彈簧秤”“重垂線”“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“天平”）。每次將小球由_______________（填“同一位置”或“不同位置”）靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)_______________（填“可以”或“不可以”）與木板上的白紙相接觸。（2）如圖2所示為小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)，其上覆蓋了一張透明的方格紙。已知方格紙每小格的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)。由圖2可知O點(diǎn)_______________（填“是”或“不是”）平拋運(yùn)動(dòng)的初位置，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為_______________。12．（10分）某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪，兩端各懸掛一只小球P和Q，P質(zhì)量比Q大。已知小球Q的直徑為d，重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)操作如下：①把實(shí)驗(yàn)裝置安裝好；②開始時(shí)固定小球P，使Q球與A位置等高，與P、Q相連的細(xì)線豎直。釋放P，記錄光電門顯示的遮光時(shí)間t，測(cè)量A與光電門的高度差H；③改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②，記錄t和H。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用_______________（填“實(shí)心小鐵球”“小木球”或“空心小鐵球”）。（2）驗(yàn)證P和Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，還需要的實(shí)驗(yàn)器材和對(duì)應(yīng)測(cè)量的物理量有_______________（填正確選項(xiàng)序號(hào)）。A．天平，測(cè)量小球P的質(zhì)量M和小球Q的質(zhì)量mB．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)量小球Q過(guò)光電門的速度vC．刻度尺，測(cè)量開始時(shí)兩小球的高度差h（3）想要驗(yàn)證P和Q的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，只需驗(yàn)證表達(dá)式。_______________（用已知量和測(cè)量量的字母表示）成立即可。（4）在坐標(biāo)紙上，以H為橫坐標(biāo)，以_______________（填“”“”或“”）為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)連線后得到一條直線，測(cè)得斜率為k，只需驗(yàn)證_______________（用已知量和測(cè)量量的字母表示）成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。13．（10分）如圖所示，光滑斜劈OAB中OA豎直，斜劈傾角。長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線一端固定在擋板（固定在斜劈上）上O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，細(xì)線初始時(shí)平行于斜劈，小球和斜劈一起繞豎直軸OA勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，。（1）若小球?qū)π迸鼊偤脽o(wú)壓力，求此時(shí)角速度的大?。唬?）若角速度，求小球穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)線拉力的大小。14．（12分）如圖所示，一傾角為的斜劈固定在水平面上，斜劈上表面光滑，一輕繩的一端固定在斜面上的O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球。在最低點(diǎn)垂直于繩給小球一初速度，使小球恰好能在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)。已知O點(diǎn)到小球球心的距離為l，重力加速度為g，。（1）求的大?。唬?）若在最低點(diǎn)垂直于繩給小球一初速度，求最高點(diǎn)的繩子拉力大小。15．（16分）如圖所示，質(zhì)量為m的三輪車靜止在水平地面上。此車通過(guò)鋼絲（繞過(guò)光滑定滑輪）將質(zhì)量為的石頭從洞中拉到洞口，地面上方部分鋼絲水平。三輪車以額定功率從靜止開始啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間三輪車達(dá)到行駛的最大速度，立刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，三輪車停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)石頭剛好到達(dá)洞口。若鋼絲不計(jì)質(zhì)量，石頭可視為質(zhì)點(diǎn)，三輪車行駛過(guò)程中所受地面的阻力為其重力的，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：（1）石頭從開始運(yùn)動(dòng)到洞口上升的高度是多少；（2）關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后瞬間鋼絲對(duì)石頭拉力的功率。天一大聯(lián)考2023—2024學(xué)年（下）高一年級(jí)期末考試物理（B卷）答案1~7題每小題4分，共28分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。8~10小題每小題6分，共18分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．答案A命題透析本題考查曲線運(yùn)動(dòng)概念，考查考生的物理觀念。思路點(diǎn)撥曲線運(yùn)動(dòng)所受合力方向與速度方向不一致，速度方向時(shí)刻變化，A正確，C錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)加速度恒定，B錯(cuò)誤；曲線運(yùn)動(dòng)位移大小一定小于路程，D錯(cuò)誤。2．答案D命題透析本題以摩托車飛越溝壑為背景，考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，考查考生的物理觀念。思路點(diǎn)撥摩托車從地面到平臺(tái)做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度h相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；時(shí)間不變，速度變化量不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；落在平臺(tái)時(shí)的豎直分速度，根據(jù)矢量合成可知，落地速度增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；落地時(shí)速度與豎直方向夾角的正切值增大，D項(xiàng)正確。3．答案A命題透析本題以衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)為背景，考查萬(wàn)有引力定律，考查考生的物理觀念。思路點(diǎn)撥c軌道的圓心為P，而不是O，可知萬(wàn)有引力和需要的向心力不在一條直線上，不可能成為地球衛(wèi)星軌道，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為小時(shí)，根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星a、b的運(yùn)動(dòng)周期為小時(shí)>8小時(shí)，A項(xiàng)正確；a、b兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，所受向心力大小關(guān)系和機(jī)械能大小關(guān)系無(wú)法比較，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．答案C命題透析本題以固定在直桿一端的小球隨擋板運(yùn)動(dòng)為背景，考查速度分解和功率，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥將小球速度進(jìn)行分解，如圖所示，由圖中的幾何關(guān)系可得，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功功率，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．答案D命題透析本題以帶電小球沿豎直桿下滑為背景，考查牛頓第二定律和動(dòng)能定理，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥MN左側(cè)和右側(cè)均勻分布等量異種電荷，根據(jù)對(duì)稱性可知，OP桿上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度都沿水平方向且垂直豎直桿，并且越靠近O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大，故受到的電場(chǎng)力逐漸增大，由小球水平方向合外力為0，可知小球受到桿的支持力增大，受到的摩擦力增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；小球受到的摩擦力可能先小于重力后大于重力，加速度先減小后增大，先加速后減速，動(dòng)能先增大后減小，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。6．答案A命題透析本題以兩球分別沿水平桿和豎直桿運(yùn)動(dòng)為背景，考查牛頓第二定律、速度分解、動(dòng)能定理和功能關(guān)系，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥細(xì)線與豎直方向夾角設(shè)為θ，P向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中θ增大，由速度分解有，可知P的速度減小，P做減速運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)P和Q，豎直方向平衡可知，橫桿對(duì)P的支持力，小球P克服摩擦力做功，A項(xiàng)正確；對(duì)P和Q，應(yīng)用功能關(guān)系可知，拉力做功，P的速度減小，P的動(dòng)能減小，，則，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。7．答案B命題透析本題以雙星繞連線上一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)為背景，考查萬(wàn)有引力定律，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥行星繞做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力有，行星a和b的運(yùn)動(dòng)半徑相同，可知，得。由雙星間萬(wàn)有引力提供繞O做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可知，則，又，解得，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；雙星的角速度ω相同，Q的速度設(shè)為v，根據(jù)可知P的速度為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Q質(zhì)量為，則P質(zhì)量為，P、Q做圓周運(yùn)動(dòng)分別有和，相加得，解得，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．答案CD命題透析本題以用輕桿相連的兩小球在豎直圓軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)為情景，考查向心加速度、線速度和角速度關(guān)系式，考查考生的物理觀念。思路點(diǎn)撥兩小球用輕桿相連，兩小球繞球心在相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，角速度ω相同，D項(xiàng)正確；根據(jù)向心力公式可知，向心加速度大小相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)：可知，兩小球線速度大小相等，C項(xiàng)正確；兩小球質(zhì)量不同，向心力大小不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤。9．答案BC命題透析本題以哈雷彗星繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)為背景，考查開普勒第二定律、機(jī)械能和萬(wàn)有引力定律，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥哈雷彗星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，只有萬(wàn)有引力做功，機(jī)械能守恒，A項(xiàng)錯(cuò)誤；哈雷彗星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸，與另一繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)半徑為18R的行星相比，二者運(yùn)行周期相同，萬(wàn)有引力提供向心力有：，解得，B項(xiàng)正確；根據(jù)開普勒第二定律可知，在EPF之間的速度比EQF關(guān)于EF對(duì)稱位置的速度都大，則EPF段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于FQE段，C項(xiàng)正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，解得，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．答案AC命題透析本題以帶電小球靜止撤去外力后的運(yùn)動(dòng)為背景，考查牛頓第二定律、庫(kù)侖定律、動(dòng)能定理和向心力公式，考查考生的科學(xué)思維。思路點(diǎn)撥撤去外力瞬間，垂直絲線方向應(yīng)用牛頓第二定律可知，此時(shí)小球加速度為，A項(xiàng)正確；撤去外力后，小球做圓周運(yùn)動(dòng)，絲線拉力和庫(kù)侖力均不做功，到最低點(diǎn)速度設(shè)為v，應(yīng)用動(dòng)能定理有，小球在最低點(diǎn)時(shí)加速度為，B項(xiàng)錯(cuò)誤；撤去拉力瞬間絲線恰好無(wú)拉力，有，解得，C項(xiàng)正確；庫(kù)侖力均不做功，點(diǎn)電荷減小不影響小球到最低點(diǎn)的速度和向心加速度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．答案（1）重垂線（1分）同一位置（1分）不可以（1分）（2）不是（1分）（，分）命題透析本題考查平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，考查考生的科學(xué)探究素養(yǎng)。思路點(diǎn)撥（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要重垂線來(lái)確定豎直方向，故選重垂線；為保證每次小球運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次必須由同一位置靜止釋放小球；為保證小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)只受到重力，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸。（2）由圖中連續(xù)兩點(diǎn)的水平距離相同可知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，設(shè)為t。豎直方向，自由落體運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間的位移之比應(yīng)為1∶3∶5，所以O(shè)不是拋出點(diǎn)；由豎直方向，B點(diǎn)豎直分速度，水平速度，根據(jù)矢量合成可知。12．答案（1）實(shí)心小鐵球（2分）（2）A（2分）（3）（2分）（4