云南省临沧地区中学等校2024-2025学年高一(下)期末质量检测物理试卷(含解析)

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云南省临沧地区中学等校2024-2025学年高一(下)期末质量检测物理试卷(含解析)

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云南省临沧地区中学等校2024-2025学年高一(下)期末质量检测物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.如图中实线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度入水,图中与入水速度方向可能相同的位置是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
2.一物体做平抛运动,从抛出时开始计时,第内的位移为,第内的位移为,第内的位移为,已知,则为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,左图为甲、乙两质点的图像,右图是在同一直线上运动的物体丙、丁的图像。下列说法正确的是( )
A. 质点甲、乙的速度相同
B. 丙的运动速率大于丁的运动速率
C. 丙的出发点在丁前面处
D. 不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大
4.我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星简称“量子卫星”“墨子号”发射升空.已知引力常量为,地球半径为,“墨子号”距地面高度为,线速度为,地球表面的重力加速度为,第一宇宙速度为,下列说法正确的是 ( )
A. B. 此卫星距离地面的高度可用来表示
C. 地球的质量可表示为 D. 此卫星角速度大于
5.磁吸式手机支架可通过磁力将手机吸附在磁吸平面上。如图所示,质量为的手机静置在倾角为的磁吸平面上时,手机受到磁吸平面的磁力方向垂直于平面向下、大小为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 手机受到的力只有磁力、摩擦力、重力
B. 手机受到的摩擦力大小为
C. 磁吸平面对手机的作用力方向垂直于磁吸平面
D. 磁吸平面对手机的支持力大小为
6.如图所示,为某种自行车的大齿轮、链条、小齿轮、脚踏板、后轮示意图,在骑行过程中,脚踏板和大齿轮同轴转动,小齿轮和后轮同轴转动,已知大齿轮与小齿轮的半径之比为:,后轮与小齿轮半径之比为:,当使后轮离开地面,扭动脚蹈板带动后轮一起匀速转动时( )
A. A、两点的线速度
B. A、两点的角速度
C. A、两点的周期
D. A、两点的向心加速度
7.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为、、的木块、、,和及和间分别用原长为、劲度系数为的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为,现用水平细绳将木块固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速转动,当三个木块达到平衡后,、两木块之间的距离是( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8.年月,某校举行了春季运动会,同学们展现了良好的精神面貌,下列说法正确的是( )
A. 在高一男子米比赛中,某同学以秒的成绩获得冠军,则他的平均速度大小小于
B. 百米赛跑时,某同学用时,则他撞线时的速度大小为
C. 高一女子米年级纪录为,其中为时间间隔
D. 高一女子实心球年级纪录为,其中为实心球出手后的位移大小
9.一辆汽车沿平直的公路行驶,经过一段时间开始刹车,通过计算机描绘了该汽车刹车后的平均速度随时间的变化规律,如图所示则下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车时的加速度大小为
B. 汽车经的时间停止运动
C. 汽车刹车的位移为
D. 汽车刹车后与刹车后的位移大小之比为:
10.如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,斜面底端固定一轻质弹簧,弹簧轴线与斜面平行,弹簧处于原长时弹簧上端位于点。将质量的物块可视为质点从斜面顶端点由静止释放,物块第一次运动到最低点时弹簧的压缩量。已知物块与斜面间的动摩擦因数,点间的距离,取重力加速度大小,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A.
物块第一次经过点时的速度大小为
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 物块第二次经过点时的动能为
D. 物块第二次经过点后能上升的最高点到点的距离为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.某同学用如图所示装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。
电火花打点计时器所接的电源应为___________的___________填“交流”或“直流”电源。
下列实验操作中正确的是___________。
A.调节定滑轮的高度使细线与长木板平行
B.释放小车前,应让小车靠近打点计时器
C.接通电源的同时,释放小车
D.用刻度尺测量纸带上两点间距离时,应移动刻度尺分别测量每段长度
实验打出的纸带如图所示,图上各点为计数点,相邻两计数点间还有四个计时点未标出,打点计时器所接电源的频率为,根据打出的纸带算出小车运动的加速度_____结果保留位有效数字。
该同学想用图像法处理数据求出、、、、各点对应小车的速度,其中打点时小车的速度_______,将求出的各点的速度在坐标系中描点作图,作出的图像如图所示,图像与纵轴的交点表示________。结果保留位小数
12.某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验时测得滑块含遮光条的质量,钩码的质量,当地重力加速度大小,滑块左、右端固定有相同的遮光条、,遮光条的宽度,遮光条、中心的距离。
实验时滑轮到滑块段的细线__________填“需要”或“不需要”平行于气垫导轨。在__________填“挂”或“不挂”钩码的情况下轻推滑块,根据遮光条、通过光电门的遮光时间可以判断气垫导轨是否水平。
按正确实验步骤完成实验,测得遮光条、通过光电门时的遮光时间分别为、,由此可知遮光条通过光电门时滑块的速度大小__________。从遮光条通过光电门到遮光条通过光电门的过程中,滑块和钩码构成的系统重力势能的减少量__________,系统动能的增加量__________。计算结果均保留三位有效数字
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13.如图所示,两根直木棍和相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径、质量的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下,已知两木棍间距,与水平面的夹角。取。
两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小;
每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数;
将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动,所需最小拉力
14.如图所示,质量为的物块从空中的点以速度,与水平方向成角抛出,恰好沿传送带方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角,传送带以的速度顺时针转动,物块与传送带间的动摩擦因数为,传动带长,重力加速度取,物块可看成质点,求:
物块从点抛出到进入传送带的时间;
物块从传送带的最下端运动到最上端的时间;
物块从传送带的最下端运动到最上端因摩擦产生的热量。
15.如图所示,圆心为、半径的光滑圆弧轨道与光滑水平地面在点相切,与倾角、长度的斜面在点相切,圆心为、半径的光滑圆弧轨道与斜面在点相切,竖直。水平地面左侧竖直挡板处固定有水平轻质弹簧,弹簧原长位置在点左侧。将可视为质点、质量的物块压缩弹簧至不同位置由静止释放,某次释放后物块经过圆弧轨道的点时对轨道的压力大小,物块恰好运动到斜面上的点。取重力加速度大小,,。
求这次释放物块时弹簧的弹性势能
求物块与斜面间的动摩擦因数
为确保物块能沿圆弧轨道运动到点,求释放物块时弹簧的弹性势能的取值范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】运动员做曲线运动,入水时速度方向竖直向下;
由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,如图所示,
由图可知,只有图中的点位置速度方向与入水时速度方向相同,故B正确,ACD错误。
故选:。
2.【答案】
【解析】设第内水平方向的位移为、竖直方向的位移为,则第内水平方向的位移为、竖直方向的位移为,第内水平方向的位移为、竖直方向的位移为,
可知第内的位移,第内的位移,第内的位移,
由解得,A正确。
故选A。
3.【答案】
【解析】A.由图读出,甲、乙两物体的速度大小都是,甲的速度沿正方向,乙的速度沿负方向,说明两物体速度方向相反,而速度是矢量,则质点甲、乙的速度不同,故A错误;
D.由于甲乙出发点的位置关系未知,无法判断它们之间的距离如何变化,故D错误;
C.由图看出丙由距原点正方向处出发沿正方向做匀速直线运动,丁从原点出发沿同一方向做匀速直线运动,所以丙的出发点在丁前面处,故C正确;
B.丙图线的斜率小于丁图线的斜率,则丙的运动速率小于丁的运动速率,故B错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】由万有引力提供向心力,对量子卫星有,第一宇宙速度,得,选项A错误;
由,解得,代入,解得,,选项B错误;
由,解得,选项C正确;
由,代入,得此卫星角速度为,选项D错误.
5.【答案】
【解析】A.对手机受力分析,手机受到重力、垂直于平面向下的磁力、支持力和沿平面向上的摩擦力四个力的作用,故A错误;
B.手机处于平衡状态,在沿平面方向上,由平衡条件可知,手机受到的摩擦力大小,故B正确;
C.磁吸平面对手机的作用力是磁力、支持力和摩擦力的合力,手机静止,处于平衡状态,磁吸平面对手机的作用力和重力大小相等方向相反,所以磁吸平面对手机的作用力方向竖直向上,故C错误;
D.对手机在垂直斜面方向进行分析,由平衡条件可得,磁吸平面对手机的支持力大小,故D错误。
6.【答案】
【解析】由图可知,大齿轮与小齿轮为同缘传动,因此
由于大齿轮与小齿轮的半径之比为:,根据 可得
小齿轮与后轮为同轴传动,因此
因此
后轮与小齿轮半径之比为:,因此
因此、两点的线速度之比为
故AB错误;
C.根据 可得
故C正确;
D.根据 可得
故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】对木块分析,摩擦力与弹簧弹力平衡,有:,
则,
对木块和整体分析,摩擦力和弹簧弹力平衡,有:,
则,
则、两木块的距离,故B正确,ACD错误。
故选:。
8.【答案】
【解析】A.由于运动场的跑道没有的直道,所以只是路程,位移小于,则该同学的平均速度大小小于,A正确;
B.没有说明百米赛跑时该同学的速率变化规律,故无法确定该同学撞线时的瞬时速率,B错误;
C.高一女子米年级纪录为,其中为时间段,即时间间隔,C正确;
D.实心球出手后的位移大小是从抛出时手的位置到落点的有向线段的长度,而实心球的成绩是从地面上规定的起点到实心球的落地点之间的水平距离,二者不能等同,D错误。
9.【答案】
【解析】A.平均速度为 ,又由位移公式
整理得
结合图像可知初速度,
汽车的加速度为,加速度大小为
故A正确;
B.汽车刹车的时间为
故B错误;
C.汽车刹车的位移为
故C错误;
D.汽车刹车后内的位移为
代入数据解得
由于汽车刹车的时间为,则汽车刹车后内的位移为刹车后的位移,所以汽车刹车后的位移与的位移之比为:,故D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】物块从点运动到点有,解得,选项A正确物块从点至第一次运动到最低点有,解得,选项B错误物块从最低点至第二次经过点有,解得,选项C错误设物块第二次经过点后能上升的最高点到点的距离为,则有,解得,选项D正确。
11.【答案】;交流;;;;纸带上点的小车的速度
【解析】电火花打点计时器所接的电源应为的交流电源。
、调节定滑轮的高度使细线与长木板平行,保证小车做匀加速直线运动,故A正确;
B、释放小车前,应让小车靠近打点计时器,故B正确;
C、应先接通电源,后释放小车,故C错误;
D、用刻度尺测量纸带上两点间距离时,应该固定刻度尺不动,依次读数,如果移动刻度尺分别测量每段长度,会增大测量误差,故D错误。
故选:。
相邻两计数点间的时间间隔为,
根据匀变速直线运动的推论公式可得。
打点时小车的速度为;
图像与纵轴的交点表示纸带上点的小车的速度。
12.【答案】需要;不挂;
;;。
【解析】实验时,若滑轮到滑块段的细线不平行于气垫导轨,细线对滑块的拉力会有垂直于导轨方向的分力,从而影响滑块在导轨方向上的运动,导致无法准确验证机械能守恒定律,所以滑轮到滑块段的细线需要平行于气垫导轨;
要判断气垫导轨是否水平,应在不挂钩码的情况下轻推滑块,若气垫导轨水平,滑块做匀速直线运动,遮光条、通过光电门的遮光时间相等,若不相等,则说明导轨不水平;
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度,遮光条通过光电门时滑块的速度大小;
从遮光条通过光电门到遮光条通过光电门的过程中,
滑块和钩码构成的系统重力势能的减少量;
遮光条通过光电门时滑块的速度大小,,则,
系统动能的增加量.
13.解:从右侧视角分析,在沿斜坡方向根据平衡条件,
垂直于斜坡方向有;
由底部沿木棍向上看,受力关系如图所示:
图中角满足,解得;
根据平衡条件有,解得,
又因为每根木棍的摩擦力,所以动摩擦因数;
从右侧视角受力分析,如图所示:
因木棍提供的支持力合成为,摩擦力合成为,
故这两个力的合力方向固定,图中角满足,故,
现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡,拉力最小值为多少”,根据力学平衡的矢量三角形得,解得。
14.解:物块进入传送带时
斜抛过程,水平方向做匀速直线运动
竖直方向做竖直上抛运动
联立解得
物块进入传送带时的速度
在传送带上向上运动过程,当物块速度大于传送带速度时,根据牛顿第二定律
解得加速度大小
当物块速度等于传送带速度时,物块向上运动的位移大小为
用时
之后,因为
物块匀速向上滑动,到达最上端还需用时
故物块从传送带的最下端运动到最上端的时间
物块从传送带的最下端运动到最上端因摩擦产生的热量
15.解:物块经过圆弧轨道的点时有
由牛顿第三定律有
物块由静止释放到经过点有
解得
物块由静止释放到运动至点有
解得
设释放物块时弹簧的弹性势能为,物块恰好运动到点,则有
解得
设释放物块时弹簧的弹性势能为,物块运动到圆弧轨道的点时速度大小为,物块对轨道的压力恰好为,则有
物块由静止释放到运动至点有
解得
因此释放物块时弹簧的弹性势能的取值范围为
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