河北省保定市2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试题（含解析）

保定市2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理试题
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，动量。
一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 某次飞行表演中，飞机在一段时间内加速向上拉起，运动轨迹如图所示。当飞机通过A点时，飞机的速度v与合力F的方向的标注均可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. 甲、乙两物体都在做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为，角速度大小之比为，则甲、乙的向心加速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，质量为m的苹果，从距地面高度为H处的树（图中未画出）上由静止下落，树下有一深度为h的坑。重力加速度大小为g。若以地面为参考平面，不计空气阻力，则苹果落到坑底前的瞬间，其机械能为（ ）
A. mgH B. －mgH C. mgh D. －mgh
4. 保定的张同学与北京的李同学正坐在家中电脑前通过网络交流学习心得，他们随地球一起转动。保定和北京均在北半球，但保定更靠近赤道。下列说法正确的是（ ）
A. 两同学所受地球的万有引力均竖直向下
B. 张同学随地球转动的周期比李同学随地球转动的周期小
C. 张同学随地球转动的线速度比李同学随地球转动的线速度小
D. 张同学随地球转动的向心加速度比李同学随地球转动的向心加速度大
5. 爬楼是一种有氧运动，能够锻炼人体的内脏器官，增强腿的灵活性和力量。如图所示，某人正在爬楼健身。此人匀速爬楼的过程中（ ）
A. 动能增大 B. 重力势能减小 C. 机械能增大 D. 所受的重力做正功
6. 2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。若“神舟十六号”入轨后绕地球做匀速圆周运动，线速度大小为v，已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，则“神舟十六号”入轨后距地面的高度为（ ）
A. B. C. D.
7. 一高铁从保定东站沿平直铁轨匀加速开出，当列车的速率为v时，牵引力的功率为P，若列车所受的阻力大小与其速率成正比，则当列车的速率为2v时，牵引力的功率可能为（ ）
A. 2P B. 3P C. 4P D. 5P
二、多项选择题：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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 若卫星的运动轨迹为圆，则卫星所需的向心力等于地球对卫星的万有引力
B. 若卫星的运动轨迹为圆，则卫星的线速度不变
C. 若卫星的运动轨迹为椭圆，则卫星所需的向心力不等于地球对卫星的万有引力
D. 若卫星的运动轨迹为椭圆，则卫星的线速度变化
9. 正在河对岸盗伐森林，发现后立即驾船渡河前去驱赶。若该河的河岸平直，宽度为60m，船在静水中的速度大小为5m/s，水流的速度大小为3m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 船不可能垂直河岸到达对岸 B. 船可能垂直河岸到达对岸
C. 船渡河的最短时间为12s D. 船渡河的最短时间为20s
10. 如图所示，在某次军事演习中，轰炸机（图中未画出）沿水平方向投放了一颗炸弹，炸弹被投出后经时间t恰好垂直击中倾角为的山坡上的目标。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 炸弹被投出时的初速度大小为
B. 炸弹击中目标时的竖直分速度与水平分速度的大小之比为
C. 炸弹击中目标时的速度大小为
D. 炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比为
三、非选择题：共54分。
11.（6分）小聪用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：
A. 调整垫块的位置，直至接通电源，轻推小车A，纸带上打出一系列分布均匀的小点，断开电源；
B. 将另一相同的小车B（图甲中未画出）静置于P处，并将适量钩码放在小车B中；
C. 接通电源，沿木板方向向下推小车A，A、B碰撞后粘在一起，打出一系列的小点如图乙所示（图乙中的、均已测出）；
D. 用天平测得小车A的质量为，小车B及钩码的总质量为。
（1）在步骤A中，要求打出的小点分布均匀，其目的是____________。
（2）在图乙中，______（填“”或“”）对应的点是两车碰撞后打出的。
（3）若在误差允许的范围内满足关系式______，则小车A、B碰撞过程中动量守恒。
12.（9分）学校物理兴趣小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。光滑斜槽（固定）的末端竖直安装有光电门，将小球从斜槽上的某一位置由静止释放，记录小球被释放时的位置距斜槽末端的高度h以及小球通过光电门的时间t，测得小球的直径为d。
（1）斜槽末端______（填“必须”或“无须”）调节至水平。
（2）小球通过光电门时的速度大小可表示为______（用d、t表示）。
（3）若当地的重力加速度大小______（用h、d、t表示），则小球被释放后沿斜槽下滑的过程中机械能守恒。
（4）本实验对结论有影响的因素是______（写出一条即可）。
13.（11分）如图所示，某科技兴趣小组利用无人机玩“携弹飞行”游戏。在无风的环境下，无人机以大小的速度在足够大的湖面上空由东向西水平飞行，炮弹释放点距湖面的高度。取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）求炮弹释放点与炮弹落在水面上的位置间的水平距离x；
（2）若有风从南面水平匀速吹来，风速大小，其他情况不变，求此种情况下无人机飞行的实际速度大小v。
14.（12分）截至2023年4月，石家庄地铁运营线路共有3条，包括1号线一二期工程、2号线一期工程与3号线，里程总长约76.5千米，共设车站60座。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，在时间内加速行驶后速度达到，再匀速行驶一段时间，然后匀减速行驶到达乙站停止。已知列车行驶时所受的阻力大小恒为，列车在匀减速行驶过程中发动机停止工作，求：
（1）列车在匀减速行驶阶段克服阻力所做的功W；
（2）列车的质量m；
（3）列车在加速行驶阶段所受牵引力做功的平均功率。
15.（16分）如图所示，滑块甲与滑块乙分别静止在水平轨道上的A、C两点，C点左侧的轨道光滑，C点右侧的轨道粗糙，两滑块与轨道粗糙部分间的动摩擦因数均为，水平轻弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端与滑块乙相连，弹簧处于原长，在轨道上B点正上方距轨道的高度的O点，用细线（伸直）悬挂一小球。现对滑块甲施加一大小、方向水平向右的恒定推力，一段时间后撤去该推力，滑块甲与小球发生碰撞，碰撞后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，再经一段时间两滑块发生碰撞，碰撞后两滑块粘在一起并压缩弹簧，弹簧的最大形变量。两滑块与小球的质量均为，已知弹簧的弹性势能（其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取重力加速度大小，甲与小球的碰撞为弹性正碰，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，小球与两滑块均视为质点。求：
（1）滑块甲与小球碰撞后瞬间小球的速度大小；
（2）该推力作用的时间t；
（3）弹簧的劲度系数k。
保定市2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理试题参考答案
1. C 【解析】由飞机沿弧线向上运动可知，选项A、B错误；由飞机加速运动可知，F与v的方向间的夹角为锐角，选项C正确、D错误。
2. D 【解析】因为向心加速度大小，所以甲、乙的向心加速度大小之比为，选项D正确。
3. A 【解析】以地面为参考平面，苹果开始下落时的机械能，在不计空气阻力的情况下，苹果下落的过程中机械能守恒，可知当苹果将要落到坑底时，其机械能为mgH，选项A正确。
4. D 【解析】两同学所受地球的万有引力均指向地心，选项A错误；张同学与李同学随地球转动的周期均为地球自转的周期，选项B错误；根据可知，张同学随地球转动的线速度比李同学随地球转动的线速度大，选项C错误；根据可知，张同学随地球转动的向心加速度比李同学随地球转动的向心加速度大，选项D正确。
5. C 【解析】此人匀速爬楼的过程中，速度大小不变，高度变大，因此动能不变，重力势能增大，机械能增大，选项A、B均错误，选项C正确；此人所受重力的方向与位移方向间的夹角大于，所受的重力做负功，选项D错误。
6. A 【解析】设地球的质量为M，“神舟十六号”入轨后距地面的高度为h，有，又，解得，选项A正确。
7. B 【解析】设列车的质量为m，加速度大小为a，当列车的速率为v时，牵引力大小，则，当列车的速率为2v时，牵引力大小，则此时牵引力的功率，可得，显然，选项B正确。
8. ACD 【解析】若卫星的运动轨迹为圆，则卫星所需的向心力等于地球对卫星的万有引力，此时卫星的线速度大小不变，选项A正确、B错误；若卫星的运动轨迹为椭圆，则卫星所需的向心力不等于地球对卫星的万有引力，此时卫星的线速度大小变化，选项C、D均正确。
9. BC 【解析】因为船在静水中的速度大于水流的速度，所以船可能垂直河岸到达对岸，选项A错误、B正确；当船头垂直河岸渡河时，船渡河的时间最短，最短时间，选项C正确、D错误。
10. AD 【解析】炸弹击中目标时的竖直分速度大小，设炸弹被投出时的初速度大小为，根据几何关系有，解得，选项A正确、B错误；炸弹击中目标时的速度大小，选项C错误；炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比，选项D正确。
11.（1）为了保证小车所受的合外力为零（其他说法只要合理，同样给分）（2分）
（2）（2分）
（3）（其他形式的结果只要正确，同样给分）（2分）
【解析】（1）当小车所受的合外力为零时，两车组成的系统所受的合外力为零，系统满足动量守恒的条件。
（2）因为两车碰撞后粘在一起，所以碰撞后两车的共同速度小于碰撞前小车A的速度，在题图乙中，对应的点是两车碰撞后打出的。
（3）设打点计时器打点的周期为T，两车碰撞前小车A的速度大小，小车A的动量大小，碰撞后两车的速度大小，两车的总动量大小，根据动量守恒定律有，可得。
12.（1）必须（2分）
（2）（2分）
（3）（3分）
（4）存在空气阻力、斜槽不可能完全光滑等（其他说法只要合理，同样给分）（2分）
【解析】（1）因为光电门竖直，若斜槽末端不水平，则时间t内小球的实际位移大于d，所以斜槽末端必须水平。
（2）小球通过光电门时的速度大小。
（3）设小球的质量为m，根据机械能守恒定律有，解得。
（4）存在空气阻力以及斜槽不可能完全光滑等因素，都将导致小球沿斜槽下滑的过程中机械能不守恒。
13. 解：（1）设炮弹在空中运动的时间为t，有（2分）
解得（1分）
炮弹在水平方向上做匀速直线运动，有（2分）
解得。（2分）
（2）根据运动的合成与分解有（3分）
解得。（1分）
14. 解：（1）列车在匀减速行驶阶段的位移大小（1分）
解得
又（2分）
解得。（1分）
（2）列车在匀减速行驶阶段的加速度大小（1分）
解得
根据牛顿第二定律有（2分）
解得。（1分）
（3）对列车加速行驶的过程，根据动能定理有
（3分）
解得。（1分）
15. 解：（1）设小球通过最高点时的速度大小为，有
（1分）
对小球从最低点运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律有
（1分）
解得。（1分）
（2）设滑块甲与小球碰撞前瞬间的速度大小为，对滑块甲，根据动量定理有
（2分）
设滑块甲与小球碰撞后瞬间的速度大小为v，根据动量守恒定律有
（2分）
根据机械能守恒定律有（1分）
解得。（1分）
（3）由（2）可得、（1分）
小球运动一个圆周后，在B点再次与滑块甲发生碰撞，类似（2）中分析可知，碰撞后瞬间滑块甲与小球的速度大小分别为、（1分）
设两滑块碰撞后瞬间的共同速度大小为，根据动量守恒定律有
（2分）
对两滑块一起压缩弹簧的过程，根据能量守恒定律有
（2分）
解得。（1分）