安徽省滁州市定远县育才学校2022-2023学年高一下学期期末物理 Word版含解析.docx

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定远育才学校2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题第I卷（选择题）一、单选题（本大题共8小题，每小题3分，共24分）1.疫情期间某同学在家对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球都垂直撞在竖直墙壁上，但撞击点高度不同，不计空气阻力，则乒乓球这两次从飞出到撞击墙壁前（）A.飞出时的初速度大小可能相等B.飞出时竖直分速度可能相等C.飞出时水平分速度可能相等D.飞出时的初速度大小不可能相等【答案】A【解析】【详解】逆着看乒乓球做平抛运动，竖直方向上为自由落体运动，由高度小的，运动时间短，竖直分速度小，水平方向匀速运动由时间短的水平速度大，根据速度的合成与分解，抛出时的初速度大小不能确定。故选A。2.如图，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速为的平抛运动，恰落在b点。若小球初速变为，则（　　）A.小球将落在c点B.小球将落在ab之间 C.小球将落在bc之间D.小球将落在c点右侧【答案】D【解析】【详解】小球做平抛运动，而平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，当小球的初速度变为原来的2倍，假设下落的落点高度与b点等高，则水平位移变为原来的2倍，但是下落的落点低于b点，因此下落时间大于落到b点的时间，故水平位移大于原来的2倍，落点位于c点右侧，故选D。3.如图所示，在一条宽度的河流中，水流速度为4m/s，船在静水中的速度为5m/s，小船从A码头出发，取，，则下列说法正确的是（　　）A.小船渡河的最短时间为5sB.小船渡河的最短位移为25mC.小船船头与上游河岸成37°渡河时，时间最短D.小船船头与上游河岸成37°渡河时，位移最小【答案】D【解析】【详解】A.小船渡河的最短时间为A错误；B.小船渡河的最短位移等于河宽16m，B错误；CD.小船船头与上游河岸成37°渡河时，合速度垂直于河岸，位移最小，C错误，D正确。故选D。4.如图所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星A、B和C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星B运转一周时，下列说法正确的有（　　） A.因为各卫星的角速度，所以各卫星仍在原位置上B.因为各卫星运转周期，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星BC.因为各卫星运转频率，所以卫星A滞后于卫星B，卫星C超前于卫星BD.因为各卫星的线速度，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B【答案】B【解析】【详解】由题意知卫星运动轨道半径关系满足卫星运动向心力由万有引力提供故有A．角速度为因为所以故A错误；B．因为而所以 所以A超前于B，C落后B，故B正确；C．根据可得频率因为A的频率大，转动快，故A超前于B而不是落后，同理B超前于C，故C错误；D．线速度因为所以故D错误。故选B。5.如图所示，在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，且m1=3m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为(　　)A.1∶1B.1∶C.3∶1D.1∶3【答案】D【解析】【详解】两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同。设两球所需的向心力大小为Fn，角速度为ω，则对球m1有Fn=m1ω2r1对球m2有Fn=m2ω2r2 由上述两式得r1∶r2=1∶3故选D。6.如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A.时刻小球动能最大B.时刻小球动能最大C.~这段时间内，小球的动能先增加后减少D.~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】【详解】小球在接触弹簧之前做自由落体．碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由乙图可知时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误．7.设地球的质量为M，地球的半径为R，物体的质量为m．关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是（）A.地球对物体的引力大于物体对地球的引力 B.物体距地面的高度为h时，物体与地球间的万有引力为C.物体放在地心处，因r=0，所受引力无穷大D.物体离地面的高度为R时，则引力为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力是作用力和反作用力，大小相等．故A错误；B．物体距地面的高度为h时，物体与地球间的万有引力为故B错误；C．物体放在地心，由于对称性，放在地心的物体所受引力为0，故C错误；D．物体离地面的高度为R时，引力故D正确。故选D。8.2021年5月30日，我国“天舟二号”货运飞船B携带物资与在固定轨道上的空间站A成功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用s、θ分别表示A、B在时间t内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（　　）A.B.C. D.【答案】B【解析】【详解】AB．对于弧长，有而即为图像的斜率，根据可得则有由于则可得B图像的斜率大于A图像的斜率，A错误，B正确。CD．根据故图像的斜率为，而则有 故可得图像为直线，CD错误。故选B。二、多选题（本大题共4小题，共16分）9.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，则（　　）A.轻质绳长为B.当地的重力加速度为C.当时，轻质绳的拉力大小为D.当时，小球受到的拉力大小为【答案】AC【解析】【详解】A．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则有得由图像知，图像的斜率 则得绳长故A正确；B．当时则故B错误；C．当时，轻质绳的拉力大小为故C正确；D．当时，解得即小球受到的弹力与重力大小相等，故D错误。故选AC。10.如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，A和B质量都为m。它们分居在圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，A、B与盘间的动摩擦因数μ相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（　　）A.此时绳子张力为B.此时A所受摩擦力方向指向圆心C.此时烧断绳子物体A、B都做离心运动D.此时圆盘的角速度为【答案】CD【解析】 【详解】B．A、B两物体相比，根据向心力公式又RA＝r，RB＝2r可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B先有滑动的趋势，此时B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心，故B错误；AD．当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有以A为研究对象，有联立，可得故A错误；D正确；C．此时烧断绳子，A、B的最大静摩擦力不足以提供向心力，都将做离心运动，故C正确。故选CD。11.如图甲，将物块从倾角的斜面顶端由静止释放。取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能，与下滑位移x间的关系如图乙所示，取，下列说法正确的是（  ）A.物块的质量是0.2kgB.物块受到的阻力是0.24NC.物块动能与势能相等时的高度为2.4mD.物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J【答案】ACD【解析】 【详解】A．由图知，小球下滑的最大位移为x=12m，在最高点时，小球的重力势能得小球的质量故A正确；B．根据除重力以外其他力做的功可知由图知，最高点的机械能为最低点的机械能为又x=12m解得：阻力为故B错误；C．设小球动能和重力势能相等时的高度为h，此时有由动能定理有联立解得h=2.4m故C正确；D．由图可知，在物块下滑9m处，小球的重力势能是3J，动能为 动能与重力势能之差为6J-3J=3J故D正确。故选ACD。12.如图所示，某人将质量为m石块从距地面高h处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，由于空气阻力作用石块落地时的速度大小为v，方向竖直向下，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A.石块刚抛出时重力的瞬时功率为mgv0B.石块落地时重力的瞬时功率为mgvC.石块在空中飞行过程中合外力做的功为－mv2D.石块在空中飞行过程中阻力做的功为mv2－－mgh【答案】BD【解析】【详解】A．设石块刚抛出时的速度方向与竖直方向的夹角为α，则刚抛出时重力的瞬时功率为P＝mgv0cosα选项A错误；B．石块落地时重力的瞬时功率为mgv，选项B正确；C．根据动能定理，石块在空中飞行过程中合外力做的功为W＝mv2－选项C错误；D．设石块在空中飞行过程中阻力做的功为Wf，由动能定理有mgh＋Wf＝mv2－解得Wf＝mv2－－mgh选项D正确。故选BD。 第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共15分）13.用如图甲的装置研究自由落体运动规律。已知打点计时器的工作频率为。（1）电磁打点计时器必须接________（填“交流”、“交流”或“直流”）电源。（2）部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带；B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤；C．扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连；D．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔。上述实验步骤的正确顺序是：__________（填写字母）。（3）图乙中标出的相邻两计数点之间还有个记录点未画出，则相邻两计数点的时间间隔______s。（4）计数点对应的瞬时速度大小为______。（5）根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小______（本小题计算结果保留两位有效数字）【答案】①.交流②.DCBA③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]电磁打点计时器必须接低压交流电源；（2）[2]实验步骤：应先把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔；然后扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连；再接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤；最后，测量完毕，关闭电源，取出纸带。故正确顺序为DCBA；（3）[3]打点计时器的工作频率为，每隔打一次点，每相邻两点之间还有个记录点未画出，故相邻两计数点的时间间隔（4）[4]匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故 ；（5）[5]根据公式，有解得14.用图甲所示装置探究做功与物体速度变化的关系，A、B是固定在长直木板上的两个铁钉．实验时，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，通过改变橡皮筋的条数改变做功的多少，再根据纸带上的打点确定小车对应运动的速度，进而探究做功与物体速度变化的关系．（1）关于该实验下列说法中，正确的有__________．A．需要测出小车的质量mB．需要选择相同的橡皮筋进行实验C．需要测出每根橡皮筋对小车所做的功WD．改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放（2）实验中得到一根纸带如图乙所示，1、2、3…是按时间先后顺序标出的计数点（每两个相邻计数点间还有4个打点未画出），造成各计数点间距不相等的原因可能是________．由图乙所示的纸带可知，该小车达到最大速度时，橡皮筋的伸长量________（选填“大于零”或“等于零”）．（3）该小组用新、旧两组橡皮筋分别做实验，正确实验操作得到橡皮筋的条数n与小车对应速度v的多组数据，作出v2-n的图象如图丙中的C、D所示，则用新橡皮筋得出的图象是________（选填“C”或“D”），根据该图象可以得出的结论是_________．【答案】①.BD②.没有平衡摩擦或是没有完全平衡摩擦③.大于零④.C⑤.v2与n成正比（或v2与橡皮筋对小车所做的功成正比）【解析】【详解】（1）此实验要验证的是W=mv2，即，则此实验中不需要测出小车的质量m，选项A 错误；为了保证每条橡皮筋对小车做功都一致，则实验中需要选择相同的橡皮筋进行实验，选项B正确；实验中不需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W，选项C错误；改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放，选项D正确，故选BD.（2）实验中若平衡了摩擦力，则小车在橡皮条作用下先加速运动，脱离橡皮条后做匀速运动，则造成5-9各计数点间距逐渐减小的原因可能是没有平衡摩擦或是没有完全平衡摩擦；由图乙所示的纸带可知，由于没有平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦，该小车达到最大速度时，加速度为零，此时橡皮筋仍有弹力，即伸长量不为零；（3）旧橡皮条的弹力小于新橡皮条，则用同样数量的新旧橡皮条做实验时，新橡皮条使小车得到的速度较大，由图像可知用新橡皮筋得出的图象是C，根据该图象可以得出的结论是：v2与n成正比（或v2与橡皮筋对小车所做的功成正比）.点睛：本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度；知道平衡摩擦力在本实验中的作用．四、计算题（本大题共4小题，共45分）15.在一次军事演习中，距地面高处的飞机以的水平速度投下一颗炸弹，轰炸地面目标，若不计空气阻力，（），求：（1）炸弹落地所用的时间；（2）飞机投下炸弹时距目标的水平距离；（3）若在飞机投下炸弹的同时在地面上点处恰好竖直向上发射了一颗炮弹，并击中炸弹，已知炮弹的发射点与炸弹投掷点的水平距离为，则发射炮弹的速度为多少。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】根据得 （2）水平方向上炸弹做匀速直线运动，故飞机投下炸弹时距目标的水平距离为拦截到炸弹时所经历的时间则有解得16.汽车发动机的功率为，汽车的质量为，当它行驶在坡度为0.1（即）的长直公路上时，如图，所受阻力为车重的倍（），求：（1）若汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，则汽车所能达到的最大速度？（2）此过程能维持多久？（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？（4）在末汽车的即时功率为多大？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】汽车在坡路向上行驶，所受斜向下的阻力为又因为时所以有汽车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律： 得保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度，有由运动学规律可知匀加速行驶的位移为汽车在匀加速阶段行驶时做功为当时，说明汽车在末时仍做匀加速行驶，则汽车的即时功率为17.“嫦娥一号”探月卫星在空中的运动可简化为如图5所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道.已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地球表面重力加速度为g，月球表面重力加速度为.求：(1)卫星在停泊轨道上运行的线速度大小；(2)卫星在工作轨道上运行的周期. 【答案】(1)(2)【解析】【详解】（1）卫星停泊轨道是绕地球运行时，根据万有引力提供向心力：解得：卫星在停泊轨道上运行的线速度；物体在地球表面上，有，得到黄金代换，代入解得；（2）卫星在工作轨道是绕月球运行，根据万有引力提供向心力有，在月球表面上，有，得，联立解得：卫星在工作轨道上运行的周期．18.如图所示为一传送带装置模型，固定斜面的倾角为，底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，可视为质点的物体质量，从高的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数，与水平传送带的动摩擦因数，已知传送带以的速度逆时针匀速转动，，，g取，不计空气阻力。求：（1）物块第一次滑到斜面底端时的速度；（2）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带摩擦产生的热量；（3）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到最大高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设物体第一次滑到底端的速度为，根据动能定理有 解得（2）在传送带上物体的加速度大小为解得物体在传送带上向右运动到速度为0所用时间为解得由于由运动的对称性可知返回时间也为，则从滑上传送带到第一次离开传送带经历的时间为物体的位移为0，物体相对传送带的位移即传送带的位移为则摩擦产生的热量为（3）物体第一次返回到传送带左端的速度为物体以速度从底端冲上斜面达最大高度，设最大高度为，由动能定理得解得