北京市通州區(qū)2023-2024學年高一下學期7月期末物理試卷

通州區(qū)2023—2024學年第二學期高一年級期末質量檢測物理試卷2024年7月考生須知1.本試卷共兩部分，共8頁。滿分為100分，考試時間為90分鐘。2.試題答案一律填涂在答題卡上，在試卷上作答無效。3.在答題卡上，選擇題用2B鉛筆作答，其他試題用黑色字跡簽字筆作答。4.考試結束，請將答題卡交回。第一部分選擇題（共60分）一、單項選擇題（本題共20小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題意的。每題3分，共60分）請閱讀下述文字，完成各題。天問一號火星探測器于2020年7月發(fā)射升空，歷經(jīng)200多天的飛行于2021年5月成功降落火星表面。天問一號在火星上首次留下中國印跡，首次實現(xiàn)通過一次任務完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標。天問一號對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣、電離層、磁場等的科學探測，實現(xiàn)了中國在深空探測領域的技術跨越而進入世界先進行列。1.關于天問一號發(fā)射速度的大小，下列說法正確的是（）A.等于第一宇宙速度B.介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間C.小于地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度D.大于第二宇宙速度2.天問一號在圖1中橢圓軌道Ⅰ運行時，下列說法正確的是（）A.在M點的速度大于在N點的速度B.在M點的速度等于在N點的速度C.在M點的加速度小于在N點的加速度D.在M點的加速度等于在N點的加速度3.天問一號著陸火星之前需要在M點由橢圓軌道Ⅰ變軌至圓軌道Ⅱ，下列說法正確的是（）A.在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時的速度小于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的速度B.在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時速度大于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的速度C.在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時的加速度小于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的加速度D.在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時的加速度大于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的加速度4.火星和地球繞太陽運動均可視為勻速圓周運動，若已知火星和地球公轉周期之比，則下列比例關系可以確定的是（）A.火星和地球的質量之比B.火星和地球的半徑之比C.火星和地球公轉軌道半徑之比D.火星和地球星球表面重力加速度之比5.開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動。天問一號繞火星運行軌道半徑為r，周期為T，由開普勒第三定律可得，關于k的值，下列說法正確的是（）A.由太陽質量決定B.與天間一號軌道半徑三次方成正比C.與天問一號運行周期二次方成反比D.與天問一號軌道半徑和運行周期無關【答案】1.D2.A3.B4.C5.D【解析】【1題詳解】天問一號發(fā)射后圍繞火星做圓周運動，則發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間，即天問一號的發(fā)射速度大于地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度。故選D。【2題詳解】AB．由開普勒第二定律可知，天問一號在橢圓軌道Ⅰ運行時，在M點的速度大于在N點的速度，故A正確，B錯誤；CD．由萬有引力提供向心力有解得可知，在M點的加速度大于在N點的加速度，故CD錯誤。故選A。【3題詳解】AB．天問一號在M點由橢圓軌道Ⅰ變軌至圓軌道Ⅱ，需要減速做近心運動，則在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時的速度大于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的速度，故A錯誤，B正確；CD．由萬有引力提供向心力有解得可知，在軌道Ⅰ運行經(jīng)過M點時的加速度等于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過M點時的加速度，故CD錯誤。故選B。【4題詳解】ABC．由萬有引力提供向心力有解得可知，已知火星和地球公轉周期之比，可求火星和地球公轉軌道半徑之比，不可求火星和地球的質量之比和火星和地球的半徑之比，故AB不符合題意，C符合題意；D．由萬有引力等于重力有解得可知，不可求火星和地球星球表面重力加速度之比，故D不符合題意。故選C?！?題詳解】由萬有引力提供向心力有解得可知，值與火星的質量有關，與天問一號軌道半徑和運行周期無關。故選D。請閱讀下述文字，完成各題。如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸轉動的水平轉臺上，轉臺轉軸與過陶罐球心O的對稱軸重合。轉臺以一定角速度勻速轉動，一質量為m的小物塊緩慢放在陶罐邊緣A點，經(jīng)過一段時間后小物塊隨陶罐一起轉動且相對罐壁靜止，此時小物塊受到的摩擦力恰好為0，且它和O點的連線與之間的夾角為60°。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。6.物塊相對罐壁靜止時轉動半徑為（）A.R B. C. D.7.相對罐壁靜止時物塊對罐壁的壓力大小為（）A. B. C. D.8.轉動轉臺的角速度為（）A B. C. D.9.從物塊放入陶罐內到相對罐壁靜止的過程中摩擦力對物塊做功（）A. B. C. D.10.保持物塊與罐壁相對靜止，逐漸增加轉臺轉速，下列說法正確的是（）A.支持力對物塊做正功 B.支持力對物塊做負功C.摩擦力對物塊做正功 D.摩擦力對物塊做負功【答案】6.B7.A8.A9.A10.C【解析】【6題詳解】由圖可知，物塊相對罐壁靜止時的轉動半徑為故選B?！?題詳解】物塊的受力情況如圖所示物塊受到的支持力為根據(jù)牛頓第三定律，物塊對罐壁的壓力等于物塊受到的支持力。故選A。【8題詳解】物塊受到的支持力和重力的合力提供物塊做圓周運動的向心力，則有解得故選A?！?題詳解】根據(jù)動能定理其中解得故選A。【10題詳解】逐漸增加轉臺轉速過程中，根據(jù)可知，物塊的線速度增大，動能增大。支持力與物塊運動方向垂直，不做功；根據(jù)動能定理，摩擦力做正功使物塊動能增大。故選C請閱讀下述文字，完成各題。把質量是0.2kg的小球放在豎立的彈簧上，并把小球往下按至A的位置，如圖甲所示。由靜止釋放小球，彈簧把小球彈起，小球升至最高位置C（圖乙），途中經(jīng)過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)。已知B、A的高度差為0.1m，C、B的高度差為0.2m，忽略彈簧質量和空氣阻力，g取。11.小球由位置A向位置B運動的過程中（）A.彈簧彈力先減小后增大 B.彈簧彈力先增大后減小C.小球所受合力先減小后增大 D.小球所受合力先增大后減小12.小球由位置A向位置B運動的過程中（）A.彈簧彈性勢能先減少后增加 B.彈簧彈性勢能先增加后減少C.小球動能先減少后增加 D.小球動能先增加后減少13.小球由位置A向位置C運動的過程中（）A.小球動能和重力勢能之和先減小后增加 B.小球動能和重力勢能之和先增加后減小C.彈簧彈性勢能和小球重力勢能之和先減小后增加 D.彈簧彈性勢能和小球動能之和先增加后減小14.小球在位置A時彈簧的彈性勢能為（）A.0.1J B.0.2J C.0.4J D.0.6J15.小球在位置B時的動能為（）A.0.1J B.0.2J C.0.4J D.0.6J【答案】11.C12.D13.C14.D15.C【解析】【11題詳解】AB．小球由位置A向位置B運動的過程中彈簧的形變量減小，根據(jù)胡克定律可知，彈簧的彈力始終減小，故AB錯誤；CD．小球由位置A向位置B運動的過程中彈簧豎直向上的彈力減小到零，豎直向下的重力不變，所以合力先豎直向上減??；當彈力等于重力時合力為零；此后彈力減小到零，合力向下增加。故C正確，D錯誤。故選C。【12題詳解】AB．小球由位置A向位置B運動的過程中彈簧的彈力豎直向上，一直做正功，所以彈簧的彈性勢能一直減小，故AB錯誤；CD．小球的合力先向上后向下，根據(jù)動能定理，合力先做正功后做負功，所以小球的動能先增加后減小，故C錯誤，D正確。故選D?！?3題詳解】AB．小球由位置A向位置B運動的過程中彈簧的彈力豎直向上，一直做正功，所以小球的機械能增加；小球由位置B向位置C運動的過程中，只有重力做功，小球的機械能不變，故AB錯誤；C．小球由位置A向位置C運動的過程中，只有彈簧的彈力和小球的重力做功，則彈簧和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒。小球的動能先增加后減小，所以彈簧彈性勢能和小球重力勢能之和先減小后增加，故C正確；D．小球由位置A向位置C運動的過程中，只有彈簧的彈力和小球的重力做功，則彈簧和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒。小球的重力勢能一直減小，所以彈簧彈性勢能和小球動能之和一直減小，故D錯誤。故選C?！?4題詳解】根據(jù)彈簧和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，所以故選D?！?5題詳解】小球由位置B向位置C運動的過程中，根據(jù)動能定理解得故選C。請閱讀下述文字，完成各題。如圖所示某同學嘗試把石子準確投入桶中。桶高0.6m，該同學把質量為20g石子由A點以1m/s的速度水平拋出，經(jīng)過桶口B點后石子進入桶內，最后落到桶底C點。其中石子由A點運動到B點的時間恰好是全程的一半。運動過程中石子不與桶接觸，取桶口所在平面為參考平面，忽略空氣阻力和石子大小，g取。16.石子進入桶內之后做（）A.勻速直線運動 B.自由落體運動 C.勻速圓周運動 D.勻變速曲線運動17.石子由A點運動到B點的過程中重力做功（）A.0.04J B.0.12J C.0.16J D.0.24J18.石子運動到C點時（碰到桶底之前）重力的功率（）A.0.16W B.0.2W C.0.4W D.0.8W19.下列說法正確的是（）A.石子由A點拋出時的機械能是0.04J B.石子運動到B點時的動能是0.05JC.石子運動到C點時的重力勢能是0.12J D.石子由A運動到C的過程中機械能減少20.表示石子動能，表示重力勢能，t表示石子運動的時間，h表示石子下落的高度，下列圖像能正確反映石子由A點運動到B點過程各物理量關系的是（）A. B. C. D.【答案】16.D17.A18.D19.B20.B【解析】【16題詳解】石子進入桶內之后只受重力作用，合外力不變，方向豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律可知，石子的加速度豎直向下不變，所以石子做勻變速曲線運動。故選D。【17題詳解】石子被拋出后做平拋運動，在豎直方向上自由落體，設石子由A點運動到B點的過程用時為t，則全程用時為2t，則其中，桶高解得石子由A點運動到B點的過程中重力做功為故選A?！?8題詳解】石子運動到C點時（碰到桶底之前）豎直方向的分速度大小為則重力的功率為故選D?！?9題詳解】A．取桶口所在平面為參考平面，則石子由A點拋出時的機械能故A錯誤；B．石子運動到B點時，豎直方向的分速度大小為則，石子運動到B點時的速度為所以，石子運動到B點時的動能是故B正確；C．取桶口所在平面為參考平面，石子運動到C點時的重力勢能是故C錯誤；D．忽略空氣阻力，石子由A運動到C的過程中只有重力做功，所以石子的機械能守恒，故D錯誤。故選B。【20題詳解】A．石子的動能為其中整理可得故A錯誤；B．重力勢能為其中整理可得故B正確；C．石子的動能為其中整理可得故C錯誤；D．石子下落過程中，機械能守恒，即與之和不變，故D錯誤。故選B。第二部分非選擇題（共40分）二、填空題（本題共1道題，共12分）21.某學生小組用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，已知當?shù)刂亓铀俣葹間。（1）除重物、打點計時器（含紙帶）、鐵架臺（含夾子）、導線及開關外，還需要的器材是______（填選項前字母）A.刻度尺 B.秒表 C.天平（含砝碼） D.交流電源（2）下列關于實驗操作的說法不正確的是______（填選項前字母）A.釋放紙帶前應先接通電源B.釋放紙帶時，夾子應貼近打點計時器C.用秒表測出重物下落的時間D.用刻度尺測出物體下落的高度h，通過計算出瞬時速度v（3）該小組學生按照正確的操作進行實驗，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起點O的距離分別為。打點計時器打點的周期為T。設重物的質量為m，從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少了______，動能增加了______。（4）下列操作可以減小實驗誤差的是______（填選項前字母）A.打點計時器兩個限位孔在同一豎直面內盡量上下對正B.選用質量和密度較大的重物。C.實驗前先用天平精確測量重物和夾子的質量D.盡量選擇距離O點近一些的點進行測量（5）從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點下落的高度h，并計算出各點速度的平方，以為縱軸，h為橫軸建立直角坐標系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出如圖所示的圖線。在實驗誤差允許范圍內，若圖像斜率為______，則驗證了機械能守恒定律?！敬鸢浮浚?）AD（2）CD（3）①.②.（4）AB（5）g【解析】【小問1詳解】電磁打點計時器需要連接交流電源；打點計時器為測量時間的工具，不需要秒表；需要用到刻度尺測量紙帶上計數(shù)點之間的距離；由于驗證機械能守恒的表達式中質量可以約去，所以不需要天平（含砝碼）。故選AD。【小問2詳解】A．實驗過程中應先接通電源，等打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，故A正確；B．釋放紙帶時，為了充分利用紙帶，夾子應貼近打點計時器，故B正確；C．重物下落的時間可由打點計時器得到，不需要秒表測量，故C錯誤；D．若由計算出瞬時速度v，則機械能一定守恒，實驗無意義，故D錯誤。本題選擇不正確的，故選CD?！拘?詳解】[1]重物的重力勢能減少了[2]打B點時的瞬時速度為動能增加了【小問4詳解】A．打點計時器兩個限位孔在同一豎直面內盡量上下對正，可以減小紙帶和限位孔間的摩擦，故A正確；B．選用質量和密度較大的重物，減小空氣阻力對實驗的影響，故B正確；C．重物和夾子的質量在驗證機械能守恒的表達式中可以消掉，故C錯誤；D．為了減小測量誤差，盡量選擇距離O點遠一些的點進行測量，故D錯誤。故選AB?！拘?詳解】根據(jù)機械能守恒整理得所以，圖線的斜率為g。三、計算及論述題（本題共4小題。第22題5分、第23題5分、第24題8分、第25題10分，共28分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結果。有數(shù)字計算的題，結果必須明確寫出數(shù)值和單位。22.清沙是夏季海灘非常流行的娛樂項目。如圖所示某滑沙項目滑道傾角30°，人和裝備總質量為50kg的滑沙愛好者從距滑道底端高12m的起點由靜止開始下滑，下滑過程中所受阻力大小為重力的，g取。求：（1）下滑過程中阻力對滑沙愛好者做功；（2）滑沙愛好者到達滑道底端時的速度大小v?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）下滑過程中所受阻力大小為則下滑過程中阻力對滑沙愛好者做功為（2）滑沙愛好者下滑到滑道底端的過程，根據(jù)動能定理代入數(shù)據(jù)，解得23.自2000年10月31日將第一顆北斗導航實驗衛(wèi)星送入太空，到目前為止我國一共發(fā)射了58顆北斗衛(wèi)星，為全球200多個國家和地區(qū)用戶提供服務。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中有相當一部分是地球同步衛(wèi)星，它們位于地面上方一定高度處。已知地球質量M，地球自轉周期T，引力常量G。求：（1）地球同步衛(wèi)星的軌道半徑r；（2）地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)萬有引力提供向心力其中，地球同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉周期T，解得（2）地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小為24.脈沖水槍是夏季流行的一種水槍玩具，如圖所示的脈沖水槍扣動一次扳機可以發(fā)射一顆出水時間很短的水流“子彈”。某同學在距地面高h處扣動一次扳機，“子彈”水平飛