河北省2024-2025学年高一下学期6月期末联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1NT20名校联合体高一年级期末考试物理（三）注意事项：1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.在物理学史上，开普勒和牛顿为天体运动的研究奠定了重要基础。下列关于他们贡献的描述中正确的是（）A.牛顿通过分析第谷的观测数据，总结出行星绕太阳运动的轨道是椭圆B.开普勒提出行星与太阳间的引力大小与二者距离的平方成反比C.牛顿的万有引力定律表明，行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方成正比D.开普勒发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆，而牛顿通过引力定律解释了这一现象的原因【答案】D【解析】A．开普勒分析第谷的观测数据并提出行星轨道为椭圆，牛顿未直接参与此结论，故A错误；B．引力平方反比关系由牛顿提出，开普勒未涉及引力定量公式，故B错误；C．轨道半长轴立方与周期平方成正比是开普勒第三定律，牛顿用万有引力定律解释了该关系，但定律本身由开普勒提出，故C错误；D．开普勒发现行星轨道为椭圆（第一定律），牛顿通过万有引力定律解释了其成因，故D正确。故选D，2.如图所示，卫星a在赤道上空绕地球做匀速圆周运动，角速度为ω，对地张角。地球（视为质量分布均匀的球体）的半径为R，引力常量为G，球的体积公式为，其中r为球的半径。万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A.卫星的线速度 B.根据题目数据可求出卫星的质量C.地球的质量为 D.地球的密度为【答案】C【解析】A．设卫星M的轨道半径为r，由几何关系可得，解得卫星的线速度，故A错误；B．由得m被约去了，故无法求卫星的质量，故B错误；C．设地球的质量为M，由得，故C正确；D．地球的密度为，故D错误。故选C。3.如图所示，光滑水平面上静置一质量为M的木块，由一轻弹簧连在墙上，有一质量为m的子弹以速度水平射入木块并留在其中，弹簧被压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），墙对弹簧的冲量大小为（）A.0 B. C. D.【答案】D【解析】由于子弹射入木块的时间极短，系统的动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得解得从弹簧被压缩到弹簧被压缩最短的过程中，对木块（含子弹）根据动量定理得（规定向左的方向为正方向）解得故选D。4.近年来，高空抛物现象时有发生，危害巨大，如一枚30g鸡蛋从18楼抛下，能砸破人的头骨。若将一质量为m的乒乓球从足够高的窗口由静止释放，下落过程中，乒乓球所受空气阻力与下落的速度成正比关系（，k为常数），已知乒乓球可看做质点，且在落地前已达到匀速，则乒乓球下落过程中其所受合外力做功的功率P随速率v变化的图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】乒乓球在下落过程中合力做功的功率所以功率P与速率v是二次函数的关系，且速度最大时，其合力F为0，功率P为0，A选项符合题意。故选A。5.如图甲所示，长木板静止在光滑水平地面上，质量为m的滑块以水平初速度由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止。若将木板分成长度相等的两段（如图乙），该滑块仍以从木板左端开始滑动，已知滑块运动过程中所受摩擦力不变。则下列分析正确的是（）A.滑块与木板组成的系统动量守恒、机械能守恒B.滑块滑到木板的右端前就与木板保持相对静止C.两过程滑块的速度变化相同D.两过程摩擦力对滑块做功相同【答案】B【解析】A．由于物块和木板之间有摩擦力，所以滑块与木板组成的系统动量守恒、机械能减少，故A错误；B．滑块第一次在木板上运动过程中，滑块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速；滑块第二次在木板上运动过程滑块先使整个木板加速，运动到第二部分上后第一部分停止加速，只有第二部分加速，加速度大于第一次的对应过程，所以第二次滑块与第二部分木板将更早达到速度相等，所以滑块还没有运动到第二部分的右端，就共速了，故B正确；C．由上分析可知，第二次滑块与木板作用时间较短，而滑块与木板之间的摩擦力保持不变，滑块的加速度不变，根据v=at可知第二次速度变化量小，故C错误；D．第二次滑块没有到达木板右端之前，滑块与木板速度相等，相对木板静止，第二次滑块相对木板滑行的距离小于第一次滑块相对木板滑行的距离，两过程摩擦力对滑块做的功等于系统产生的热量，由于相同而，则，故D错误。故选B。6.如图所示，探测卫星a在某星球的赤道平面内绕该星球转动，其轨道可视为圆，绕行方向与该星球自转方向相反，卫星通过发射激光与星球赤道上一固定的观测站P通信，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为2R、周期为2T。下列说法正确的是（）A.探测卫星a的向心加速度为B.该星球的“同步”卫星线速度为C.每2T卫星a经过P正上方一次D.该星球赤道上的重力加速度大小为【答案】D【解析】A．探测卫星的向心加速度为故A错误；B．由开普勒第三定律有解得同步卫星轨道半径该星球的“同步”卫星线速度为故B错误；C．卫星a经过P正上方一次满足解得故C错误；D．对探测卫星有在星球赤道上有联立解得故D正确。故选D。7.如图所示，光滑的水平面内建立xOy坐标，质量为m的小球以某一速度从O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好通过A点，已知小球通过A点的速度大小为v0，方向沿x轴正方向，且OA连线与Ox轴的夹角为30°，则（）A.恒力的方向可能沿y轴正方向B.小球在这一过程中机械能的增加量为C.小球在这一过程中的动量变化量大小为D.小球从O点出发时速度大小为2v0【答案】C【解析】A．小球受到恒力作用做匀变速曲线运动，利用逆向思维法，小球做类平抛运动。由此可判断恒力方向一定沿y轴负方向，故A错误；B．由几何关系可得所以小球经过坐标原点时，沿y轴方向分速度为沿x轴方向的速度仍为v0，小球从O点出发时的动能为恒力在这一过程中所做的功为小球在这一过程中机械能的减少量为，故B错误；C．恒力在这一过程中的冲量大小根据动量定理可知小球在这一过程中的动量变化量大小为，故C正确；D．以上可知小球从O点出发时的动能为可知小球从O点出发时的速度大小为，故D错误。故选C。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。8.某质量分布均匀的星球质量为M，半径为R。卫星A绕其做半径为3R的匀速圆周运动，某时刻卫星通过喷气变轨至虚线所示的椭圆轨道，近地点到星球中心的距离为R，引力常量为G。下列说法正确的是（）A.卫星在圆轨道上运行时的速度为B.卫星在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为3∶1C.卫星在椭圆轨道上运行的周期与圆轨道上的周期相同D.卫星在A点要减速才能变轨到椭圆轨道【答案】BD【解析】A．飞船在圆轨道上运行时，根据万有引力提供向心力解得卫星在圆轨道上运行时的速度为，故A错误；B．卫星在椭圆轨道运动时，设远“地”点和近“地”点的速度分别为vA、vB，根据开普勒第二定律可得卫星在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为3∶1，故B正确；C．卫星在椭圆轨道运动时，根据几何关系可知其半长轴为根据开普勒第三定律所以圆轨道的周期大，故C错误；D．根据卫星变轨原理可知，卫星在A点要减速才能变轨到椭圆轨道，故D正确。故选BD。9.一质量为m的小球从地面竖直上抛，在运动过程中小球受到的空气阻力与速率成正比。它从抛出到落地过程中动量随时间变化的图像如图所示。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小球到时刻受到的空气阻力为0B.小球在运动过程中阻力最大为C.小球从抛出到落地重力的冲量大小为D.小球从抛出到落地阻力的冲量为0【答案】BD【解析】A．小球到时刻动量不变且不为0，可知小球匀速运动，故阻力不为0，故A错误；B．对小球，0时刻有小球到时刻，小球合力为0，有联立解得小球在运动过程中阻力最大时动量最大，故最大阻力故B正确；C．设从地面抛出到最高点的时间为，上升的高度为h，设最高点到落地的时间为，从地面抛出到最高点由动量定理得整理得同理下降阶段有整理得联立可得小球从抛出到落地的总时间为故重力冲量大小故C错误；D．以上分析可知上升过程、下降过程阻力冲量大小均为kh，但方向相反，故小球从抛出到落地阻力的冲量为0，故D正确。故选BD。10.618购物狂欢节后，快递物流就迎来了高峰期，由于包裹数量庞大，传送带在分拣的时候就代替了大量的劳动力。如图甲所示，倾斜传送带与水平方向间的夹角为30°，在电动机的带动下顺时针匀速转动。现将一质量m=1kg的货物无初速地放在传送带底端的A点，货物从A到B的运动过程中机械能E随高度h变化的图像如图乙所示，设A点所在平面为零势能面。可认为货物与传送带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.传送带匀速转动的速度v=5m/sB.货物与传送带间动摩擦因数C.货物与传送带间的摩擦生热Q=36.5JD.货物从A到B，电动机多做的功W=100J【答案】ABD【解析】A．由图可知h=2.5m时，货物与传送带共速，且解得传送带速度v=5m/s，故A正确；B．机械能的变化量对应的是除重力以外的其他力做功，即共速前则第一段的斜率解得，故B正确；C．第一段货物的加速度货物和传送带达到共速的时间传送带的位移货物沿斜面的位移则摩擦生热共速后货物与传送带一起匀速，无摩擦生热，故C错误；D．货物从A到B，电动机多做的功，故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞过程中动量守恒，实验装置如图甲所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为，上方均安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度v向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间，通过改变B上砝码的质量进行多次实验。（1）碰撞后滑块B的速度为________（用题中相关字母表示）。（2）若碰撞过程动量守恒，根据所测数据，小明作出的图像，若图像的斜率为k、纵截距为b，则滑块A的质量为________。（用字母k、b表示）（3）若在其他条件不变的情况下，小强同学所用滑块B的质量为400g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是如图乙中的________；若在其他条件不变的情况下，小华同学使滑块A以小于v速度，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是如图乙中的________。（图中④为小明实验得到的图线，图线②④平行）【答案】（1）（2）（3）④①【解析】【小问1解析】由于通过光电门时间很短，所以碰撞后滑块B的速度大小为【小问2解析】根据动量守恒则有，解得【小问3解析】由上分析可知，改变B的质量，不会改变图像的斜率，A的初速度不变，所以图线仍不变，故图线可能是如图乙中的④；由上分析可知，使滑块A以小于v速度进行上述实验，则斜率变大，截距也变大，故图线可能是如图乙中的①。12.某实验小组利用如图所示装置研究系统机械能守恒定律。装置中固定有两个光滑的定滑轮，含挡光片的重物A和重物B通过一根绕过定滑轮的轻绳相连，重物A右侧铁架台上固定有一光电门，光电门水平放置，与重物A间高度差为h，重力加速度为g，挡光片的宽度为d。（1）重物A、B间的轻绳伸直后，将重物由静止释放，重物A向下运动，测得挡光片的挡光时间为t，则重物A通过光电门时的速度________；（2）在误差允许的范围内，如果满足________（用、、h、d、t、g表示）关系，说明A、B系统机械能守恒；（3）关于实验过程及操作，以下说法正确的是________；A.重物A的质量必须远大于重物B的质量B.实验中重物A的初始位置与光电门间的高度h应适当大一些C.重物应尽量选用质量大、密度大的金属D.实验发现重物重力势能的减少量通常略大于动能的增加量，这个误差属于偶然误差（4）改变重物A到光电门的下落高度h，以h为横轴，以________（选填“”或者“”）为纵轴，若图像为一条过原点的直线，也可说明A、B系统机械能守恒。【答案】（1）（2）（3）BC（4）【解析】【小问1解析】重物A通过光电门时的速度【小问2解析】若系统机械能守恒则满足即【小问3解析】A．为了使得A向下运动，则重物A的质量大于重物B的质量，但是不必远大于，选项A错误；B．实验中重物A的初始位置与光电门间的高度h应适当大一些，可减小实验误差，选项B正确；C．重物应尽量选用质量大、密度大的金属，减小空气阻力的影响，选项C正确；D．实验发现重物重力势能的减少量通常略大于动能的增加量，这是由于空气阻力的影响，这个误差属于系统误差，选项D错误。故选BC。【小问4解析】根据可得则以h为横轴，以为纵轴，若图像为一条过原点的直线，也可说明A、B系统机械能守恒。13.如图所示，质量为的物体A置于光滑水平台面上，质量为的物体B穿在光滑竖直杆上，杆与平台有一定的距离，A、B两物体通过不可伸长的轻绳跨过台面边缘的光滑小定滑轮相连。初始时刻使A、B等高，轻绳恰好拉直且与台面平行。现由静止释放两物体，当物体B下落时，B的速度为。已知，，求：（1）轻绳对A的冲量大小；（2）定滑轮到竖直杆的水平距离（保留三位有效数字）。【答案】（1）4m/s（2）1.24m【解析】【小问1解析】根据题意可知，物体B下降的过程中，物体A、B组成的系统机械能守恒解得轻绳对A的冲量大小【小问2解析】把物体B的速度分解，如图所示由几何关系知解得定滑轮到竖直杆的水平距离14.如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为2m。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为0.1m、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.1kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后小物块与小球粘在一起。小物块与小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小物块与小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。（1）求小物块与