黑龙江省双鸭山市友谊县中2022-2023学年高一下学期期末测试物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 黑龙江省双鸭山市友谊县中2022-2023学年高一下学期期末测试物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 615.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-07-13 14:13:45 | ||
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文档简介
友谊县中2022-2023学年高一下学期期末测试
物理
（测试范围：必修第二册全部）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B.匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动
C.做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下
D.平抛运动在任意时间内速度变化量的方向都相同
2.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。汽车转弯时所受合力F的方向正确的是（ ）
A. B. C. D.
3.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中会受到水平风力的影响，若只考虑重力和水平风力，下列说法中正确的是（ ）
A.风力越大，运动员下落时间越长
B.风力越大，运动员着地动能越大
C.运动员下落过程中重力做功与风力有关
D.运动员着地瞬间，重力的瞬时功率与风力有关
4.在如图所示的齿轮传动中，两个齿轮的半径之比为3王5，当齿轮转动时，比较小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点，下列说法中正确的是（ ）
A.角速度之比为 B.周期之比为
C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
5.如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.小球做匀速圆周运动时受到三个力作用，分别是重力、支持力和向心力
B.小球做圆周运动的轨道平面越高，线速度越小
C.小球做圆周运动的轨道平面越高，角速度越小
D.小球做圆周运动的轨道平面越高，漏斗壁对小球的支持力越大
6.神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，于北京时间2022年6月5日17时42分成功对接于中国空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。神舟十四号与天和核心舱的对接变轨过程简化为如图所示，AB是椭圆轨道Ⅱ的长轴。神舟十四号从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并与在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（ ）
A.神舟十四号在椭圆轨道Ⅱ上A点运行的线速度大于天和核心舱的线速度
B.神舟十四号在变轨过程中机械能不变
C.无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，神舟十四号在A点的加速度都相同
D.可让神舟十四号先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶天和核心舱实现对接
7.一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示，则（ ）
A.0~4s内水平拉力做的功为36J
B.物体受到的滑动摩擦力大小为3N
C.0~6s内合外力做的功为4J
D.0~8s内物体克服摩擦力所做的功为30J
8.如图所示，质量为0.1kg的小球在竖直向下的力F作用下，将固定在地面上的竖直轻弹簧压缩，稳定后小球静止在距地面高度30cm处。若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，小球到达最高点时距地面高度70cm。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度取，则下列说法中正确的是（ ）
A.小球从开始运动到离开弹簧的过程中，小球的动能一直增大
B.小球在上升过程中机械能守恒
C.小球动能最大时，弹簧弹性势能已全部转化为小球的动能
D.撤去F时，弹簧的弹性势能为0.4J
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。
9.圆周运动在生活中有很多的应用，下面列出了三种圆周运动模型。如图甲所示是一圆锥摆，细线与竖直方向的夹角为，图乙为火车转弯时轨道的示意图，图丙中A、B两物体的材质相同，旋转半径，质量，一起绕竖直中心轴匀速转动。则下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，增大但保持圆锥摆的高不变，圆锥摆的角速度变大
B.图乙中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用
C.图丙中，若A、B两物体相对转台静止，则两物体受到的摩擦力
D.图丙中，随着转台的角速度缓慢增大，A先相对于转台滑动
10.2022年10月，梦天实验舱将从海南文昌航天发射中心发射上天，与天和核心舱、问天实验舱实现对接，组成最终的“T”字构型，完成我国空间站的建设。有资料表明我国空间站轨道高度为400～450公里，运行周期约为90min，倾角为42～43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总质量可达180吨。下列说法正确的是（ ）
A.空间站的轨道平面与地球同步静止卫星的轨道平面相同
B.空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度
C.空间站的向心加速度比赤道上随地球自转的物体向心加速度大
D.空间站内的航天员由于完全失重，不需要舱壁的支持力就可以处于平衡状态
11.从地面竖直向上抛出一物体，物体运动过程中受到大小不变的阻力，以地面为重力势能零势能面，上升过程中，该物体的机械能和重力势能随离开地面的高度h的变化如图所示，g取。由图中数据可得（ ）
A.抛出时，物体的速率为10m/s
B.上升经过时，物体的动能为60J
C.物体运动过程中受到的阻力大小为10N
D.从抛出至落回地面的过程中，物体的动能减少40J
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12.（6分）如图甲所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动。
（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉，坐标纸之外，下列器材中还需要的是________；
A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.重垂线
（2）关于实验过程中的一些做法，正确的是________；
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.调整木板，使之与小球下落的竖直面平行
C.每次小球应从同一位置由静止释放
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
（3）以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据作出小球的运动轨迹图，如图乙所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示。则小球初速度的大小________m/s（重力加速度g取）。
13.（8分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从一定高度由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为50Hz。A、B、C为纸带上标注的三个计数点，相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）。各计数点到O点的距离已在图中标出。已知、。（重力加速度g取，计算结果均保留两位有效数字）
（1）关于上述实验，下列说法中正确的是________。
A.重物最好选择密度较大的物块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先释放纸带，后接通电源
D.可以利用公式来求解瞬时速度
（2）在纸带上打下计数点B时的速度________m/s。
（3）在打计数点О至B过程中系统动能的增加量________J，系统重力势能的减少量________J，实验结果显示略大于，那么造成这一现象的原因是________。
（4）某同学根据选取的纸带的打点情况做进一步分析，做出获得的速度v的平方随下落的高度h的变化图像如图丙所示，据此可计算出当地的重力加速度________。
14.（8分）如图所示，长度为L的轻绳一端固定于O点，另一端系一个质量为m的小球。O点正下方处A点有一根铁钉，小球在细绳与铁钉相碰后能够绕钉子运动。现将细绳拉到与竖直方向夹角为时由静止释放小球。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球经过最低点时的速度大小；
（2）细绳与铁钉接触前瞬间，小球的向心力大小；
（3）细绳与铁钉接触后瞬间，细绳受到的拉力大小。
15.（12分）某人在地球表面做平抛运动的实验，如图所示﹐从B点正上方与斜面顶端A点等高处P点沿PA方向以速度v平抛一小球，经时间t，小球恰好落在斜面AB的中点Q。已知斜面倾角为，空气阻力不计，设地球为半径为R的球体，球体体积公式为，一卫星在地球表面某一高处做匀速圆周运动，其绕地球运行的周期为，引力常量为G，忽略地球自转影响。求：
（1）地球表面的重力加速度g；
（2）地球的密度；
（3）上述卫星距离地球表面的高度h。
16.（16分）如图所示，某同学设计了“蝴蝶”型轨道竖直放置在水平面上，该轨道由四个光滑半圆形轨道BCD、DEF、GHJ、JCK和粗糙的水平直轨道FG组成，轨道DEF、GHJ的半径均为，轨道BCD、JCK半径均为2r，B、K两端与水平地面相切。现将质量的小滑块从光滑水平地面上A点以不同初速度释放，小滑块沿轨道上滑。已知小滑块与轨道FG的动摩擦因数，其他阻力均不计，小滑块可视为质点，重力加速度取。
（1）若小滑块恰能沿轨道运动到G点，求小滑块的初速度大小（结果可用根号表示）；
（2）若小滑块恰能沿轨道从A点运动到K点，求小滑块在DEF圆轨道运动时对轨道D点的弹力大小；
（3）若小滑块最终能停在FG轨道上，且运动过程中不脱离轨道，求小滑块的初速度大小范围（结果可用根号表示）。
友谊县中2022-2023学年高一下学期期末测试
物理参考答案及评分意见
1.D【解析】匀速圆周运动的合外力是变力，加速度是变化的，则匀速圆周运动是变加速曲线运动，A错误；匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，B错误；平抛运动因为有水平方向的初速度﹐故落地速度与水平地面有一定夹角﹐不可能竖直向下，C错误；平抛运动的物体只受重力，加速度为g，保持不变，因此在任意时间内速度变化量的方向都相同，都是竖直向下，D正确。
2.C【解析】做曲线运动的物体所受合力应该指向轨迹的凹侧，A、D错误﹔因汽车沿曲线由M向N行驶，速度逐渐臧小，可力F在沿切线方向的分量与速度方向相反，C正确，B错误。
3.B【解析】由于风力在水平方向﹐故运动员在竖直方向自由下落。由，可知运动员下落时间与水平风力无关，A错误；由，可知运动员着地的竖直分速度不变，风力越大，水平加速度越大，由，可知着地时的水平分速度越大，则落地时的合速度就越大，落地动能就越大，B正确﹔由公式，可知运动员下落过程中重力做功与风力无关，C错误；由公式，可知运动员着地瞬间重力的瞬时功率与风力无关，D错误。
4.B【解析】齿轮传动中两个齿轮边缘的点线速度大小相等，所以A点和B点的线速度大小之比为，C错误；由可知，，A错误﹔由可知，，B正确；由可知，，D错误。
5.C【解析】小球做匀速圆周运动受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力﹐A错误﹔根据牛顿第二定律得，解得，小球运动的轨道平面越高，轨道半径越大，则线速度越大，B错误﹔根据，得，小球运动的轨道平面越高﹐轨道半径越大，角速度越小，C正确﹔由受力图知小球的弹力，与轨道平面的高度无关，D错误。
6.C【解析】神舟十四号在变轨过程中，需要点火加速，速度增大，机械能增大﹐A、B错误；无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，神舟十四号在A点受到的万有引力都相同，加速度都相同，C正确。让神舟十四号先进入圆轨道Ⅲ﹐然后加速会离心，导致轨道半径变大，不能实现对接，D错误。
7.D【解析】0～4s内拉力恒定为3N，位移为v-t图像的面积，则拉力做的功为，A错误；4～6s内物体做匀速运动，受到的拉力与滑动摩擦力平衡﹐滑动摩擦力等于2N，合外力为0，合外力做功为0，0～4s时间内滑动摩擦力等于2N，合外力为1N，则0～6s合外力做的功为，BC错误；0～8s内，物体克服摩擦力所做的功为，D正确。
8.D【解析】撤去外力刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，弹力逐渐小于重力，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，A错误；弹簧的弹性势能与小球的动能和重力势能的总和不变，小球在上升过程中，与弹簧接触的过程中小球的机械能增加，离开弹簧后小球的机械能守恒，B错误﹔小球动能最大时，小球受到弹簧的弹力等于小球的重力，弹簧弹性势能没有全部转化为小球的动能，C错误；小球在上升过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能减小量等于小球的机械能增加量，则有，根据功能关系可得撤去F时，弹簧的弹性势能为0.4J，D正确。
9.BD【解析】图甲中，物体做圆周运动时，解得，A错误；图乙中，当火车的速度大于规定速度时，外轨对车轮轮缘有挤压作用，B正确；A、B一起绕竖直中心轴匀速转动时角速度大小相等﹐由可得，所以，C错误；物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力提供向心力，最大角速度对应最大静摩擦力，即，，所以A先开始滑动，D正确。
10.BC【解析】同步静止卫星的轨道平面只能是赤道平面，而空间站倾角42～43度，A错误；根据开普勒第三定律可知，空间站的轨道高度低于地球同步卫星，由万有引力提供向心力可知，解得，则轨道高度h越大，卫星绕地球做圆周运动线速度越小，空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度，B正确；由于，可以认为，空间站受到的万有引力提供向心力，即，解得，赤道上随地球自转的物体，万有引力的分力提供向心力，即，解得，由此可知空间站的向心加速度比赤道上随地球自转的物体向心加速度大，C正确；航天员完全失重时有加速度，不是平衡状态，D错误。
11.AC【解析】由题意可知，时﹐，由可得，，抛出时，，，则，由可得，，A正确；由图可知﹐上升经过时，，，因此，B错误；由图可知，物体每运动1m，物体的机械能就损失10J，而物体克服阻力做功等于机械能的减少量，则物体所受阻力大小为，C正确；从抛出至落回地面的过程中物体运动的路程为8m，克服阻力做功为80J，因此物体的机械能减少量为80J，由于重力势能变化量为零，动能减少量为，D错误。
12.（1）BD （2）ABC （3）1（每空2分）
【解析】（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉﹐坐标纸之外，还需要刻度尺和重垂线，BD正确；
（2）安装斜槽轨道，使其末端保持水平，A正确；调整木板﹐使之与小球下落的竖直面平行，B正确；每次小球应从同一位置由静止释放﹐从而使得到达轨道最低点时的速度相等，C正确﹔用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，D错误。
（3）根据，，解得。
13.（1）A（1分） （2）2.0（1分） （3）0.60（0.60～0.63范围内均可）（1分） 0.65（1分） 纸带与打点计时器间有摩擦，摩擦阻力做功造成机械能损失（2分） （4）9.8（2分）
【解析】（1）为减小实验误差，重物最好选择密度较大的物块，以减小空气阻力的影响，A正确；因为实验需要计算系统重力势能减少量和系统动能增加量，需要验证两者是否相等，两式子不能把质量消除，所以需要测量重物的质量，B错误；实验中应先接通电源，后释放纸带，C错误；本实验是验证机械能守恒的实验﹐公式需要在满足机械能守恒的条件下才可以使用，故与本实验矛盾，D错误。
（2）在纸带上打下计数点B时的速度。
（3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量，系统重力势能的减少量，实验结果显示略大于，原因是纸带与打点计时器间有摩擦，摩擦阻力做功造成机械能损失（叙述合理即可得分）。
（4）由关系式，可得，由图像斜率可知，解得。
14.（1） （2） （3）
【解析】（1）小球从释放到最低点过程机械能守恒
（2分）
解得（1分）
（2）由向心力公式可知（1分）
解得（1分）
（3）由牛顿第二定律可知（1分）
根据牛顿第三定律可知，细绳受到的拉力大小（1分）
细绳受到的拉力大小（1分）
15.（1） （2） （3）
【解析】（1）设斜面高为h，底面BC长为l，则（2分）
小球从P点抛出到运动至Q点，小球做平抛运动，在竖直方向有（1分）
在水平方向有（1分）
联立解得（1分）
（2）根据万有引力等于重力有（2分）
根据密度公式（1分）
解得（1分）
（3）根据万有引力提供向心力有（2分）
解得（1分）
16.（1） （2） （3）
【解析】（1）小滑块恰能沿轨道运动到G点，
有（2分）
解得（2分）
（2）若小滑块恰能沿轨道A点运动到K点，点JCK圆轨道运动时在J点，有
（1分）
从D点运动到J点，有（1分）
在DEF圆轨道运动时在D点，有（1分）
根据牛顿第三定律，小滑块对轨道的弹力大小（1分）
解得（1分）
（3）若小滑块最终能停在FG轨道上，有最小初速度时，在BCD圆轨道运动时在D点，有
（1分）
从A点运动到D点，有（1分）
解得（l分）
有最大初速度时，在GHJ圆轨道运动时到H点速度为0（1分）
从A点运动到H点，有（1分）
解得（1分）
则小滑块的初速度大小范围为（l分）
物理
（测试范围：必修第二册全部）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B.匀速圆周运动是线速度不变的圆周运动
C.做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下
D.平抛运动在任意时间内速度变化量的方向都相同
2.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。汽车转弯时所受合力F的方向正确的是（ ）
A. B. C. D.
3.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中会受到水平风力的影响，若只考虑重力和水平风力，下列说法中正确的是（ ）
A.风力越大，运动员下落时间越长
B.风力越大，运动员着地动能越大
C.运动员下落过程中重力做功与风力有关
D.运动员着地瞬间，重力的瞬时功率与风力有关
4.在如图所示的齿轮传动中，两个齿轮的半径之比为3王5，当齿轮转动时，比较小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点，下列说法中正确的是（ ）
A.角速度之比为 B.周期之比为
C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
5.如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.小球做匀速圆周运动时受到三个力作用，分别是重力、支持力和向心力
B.小球做圆周运动的轨道平面越高，线速度越小
C.小球做圆周运动的轨道平面越高，角速度越小
D.小球做圆周运动的轨道平面越高，漏斗壁对小球的支持力越大
6.神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，于北京时间2022年6月5日17时42分成功对接于中国空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。神舟十四号与天和核心舱的对接变轨过程简化为如图所示，AB是椭圆轨道Ⅱ的长轴。神舟十四号从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并与在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（ ）
A.神舟十四号在椭圆轨道Ⅱ上A点运行的线速度大于天和核心舱的线速度
B.神舟十四号在变轨过程中机械能不变
C.无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，神舟十四号在A点的加速度都相同
D.可让神舟十四号先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶天和核心舱实现对接
7.一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示，则（ ）
A.0~4s内水平拉力做的功为36J
B.物体受到的滑动摩擦力大小为3N
C.0~6s内合外力做的功为4J
D.0~8s内物体克服摩擦力所做的功为30J
8.如图所示，质量为0.1kg的小球在竖直向下的力F作用下，将固定在地面上的竖直轻弹簧压缩，稳定后小球静止在距地面高度30cm处。若将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，小球到达最高点时距地面高度70cm。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度取，则下列说法中正确的是（ ）
A.小球从开始运动到离开弹簧的过程中，小球的动能一直增大
B.小球在上升过程中机械能守恒
C.小球动能最大时，弹簧弹性势能已全部转化为小球的动能
D.撤去F时，弹簧的弹性势能为0.4J
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。
9.圆周运动在生活中有很多的应用，下面列出了三种圆周运动模型。如图甲所示是一圆锥摆，细线与竖直方向的夹角为，图乙为火车转弯时轨道的示意图，图丙中A、B两物体的材质相同，旋转半径，质量，一起绕竖直中心轴匀速转动。则下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，增大但保持圆锥摆的高不变，圆锥摆的角速度变大
B.图乙中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用
C.图丙中，若A、B两物体相对转台静止，则两物体受到的摩擦力
D.图丙中，随着转台的角速度缓慢增大，A先相对于转台滑动
10.2022年10月，梦天实验舱将从海南文昌航天发射中心发射上天，与天和核心舱、问天实验舱实现对接，组成最终的“T”字构型，完成我国空间站的建设。有资料表明我国空间站轨道高度为400～450公里，运行周期约为90min，倾角为42～43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总质量可达180吨。下列说法正确的是（ ）
A.空间站的轨道平面与地球同步静止卫星的轨道平面相同
B.空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度
C.空间站的向心加速度比赤道上随地球自转的物体向心加速度大
D.空间站内的航天员由于完全失重，不需要舱壁的支持力就可以处于平衡状态
11.从地面竖直向上抛出一物体，物体运动过程中受到大小不变的阻力，以地面为重力势能零势能面，上升过程中，该物体的机械能和重力势能随离开地面的高度h的变化如图所示，g取。由图中数据可得（ ）
A.抛出时，物体的速率为10m/s
B.上升经过时，物体的动能为60J
C.物体运动过程中受到的阻力大小为10N
D.从抛出至落回地面的过程中，物体的动能减少40J
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12.（6分）如图甲所示的实验装置，可用来研究平抛物体的运动。
（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉，坐标纸之外，下列器材中还需要的是________；
A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.重垂线
（2）关于实验过程中的一些做法，正确的是________；
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.调整木板，使之与小球下落的竖直面平行
C.每次小球应从同一位置由静止释放
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
（3）以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据作出小球的运动轨迹图，如图乙所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示。则小球初速度的大小________m/s（重力加速度g取）。
13.（8分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从一定高度由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为50Hz。A、B、C为纸带上标注的三个计数点，相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）。各计数点到O点的距离已在图中标出。已知、。（重力加速度g取，计算结果均保留两位有效数字）
（1）关于上述实验，下列说法中正确的是________。
A.重物最好选择密度较大的物块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先释放纸带，后接通电源
D.可以利用公式来求解瞬时速度
（2）在纸带上打下计数点B时的速度________m/s。
（3）在打计数点О至B过程中系统动能的增加量________J，系统重力势能的减少量________J，实验结果显示略大于，那么造成这一现象的原因是________。
（4）某同学根据选取的纸带的打点情况做进一步分析，做出获得的速度v的平方随下落的高度h的变化图像如图丙所示，据此可计算出当地的重力加速度________。
14.（8分）如图所示，长度为L的轻绳一端固定于O点，另一端系一个质量为m的小球。O点正下方处A点有一根铁钉，小球在细绳与铁钉相碰后能够绕钉子运动。现将细绳拉到与竖直方向夹角为时由静止释放小球。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球经过最低点时的速度大小；
（2）细绳与铁钉接触前瞬间，小球的向心力大小；
（3）细绳与铁钉接触后瞬间，细绳受到的拉力大小。
15.（12分）某人在地球表面做平抛运动的实验，如图所示﹐从B点正上方与斜面顶端A点等高处P点沿PA方向以速度v平抛一小球，经时间t，小球恰好落在斜面AB的中点Q。已知斜面倾角为，空气阻力不计，设地球为半径为R的球体，球体体积公式为，一卫星在地球表面某一高处做匀速圆周运动，其绕地球运行的周期为，引力常量为G，忽略地球自转影响。求：
（1）地球表面的重力加速度g；
（2）地球的密度；
（3）上述卫星距离地球表面的高度h。
16.（16分）如图所示，某同学设计了“蝴蝶”型轨道竖直放置在水平面上，该轨道由四个光滑半圆形轨道BCD、DEF、GHJ、JCK和粗糙的水平直轨道FG组成，轨道DEF、GHJ的半径均为，轨道BCD、JCK半径均为2r，B、K两端与水平地面相切。现将质量的小滑块从光滑水平地面上A点以不同初速度释放，小滑块沿轨道上滑。已知小滑块与轨道FG的动摩擦因数，其他阻力均不计，小滑块可视为质点，重力加速度取。
（1）若小滑块恰能沿轨道运动到G点，求小滑块的初速度大小（结果可用根号表示）；
（2）若小滑块恰能沿轨道从A点运动到K点，求小滑块在DEF圆轨道运动时对轨道D点的弹力大小；
（3）若小滑块最终能停在FG轨道上，且运动过程中不脱离轨道，求小滑块的初速度大小范围（结果可用根号表示）。
友谊县中2022-2023学年高一下学期期末测试
物理参考答案及评分意见
1.D【解析】匀速圆周运动的合外力是变力，加速度是变化的，则匀速圆周运动是变加速曲线运动，A错误；匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，B错误；平抛运动因为有水平方向的初速度﹐故落地速度与水平地面有一定夹角﹐不可能竖直向下，C错误；平抛运动的物体只受重力，加速度为g，保持不变，因此在任意时间内速度变化量的方向都相同，都是竖直向下，D正确。
2.C【解析】做曲线运动的物体所受合力应该指向轨迹的凹侧，A、D错误﹔因汽车沿曲线由M向N行驶，速度逐渐臧小，可力F在沿切线方向的分量与速度方向相反，C正确，B错误。
3.B【解析】由于风力在水平方向﹐故运动员在竖直方向自由下落。由，可知运动员下落时间与水平风力无关，A错误；由，可知运动员着地的竖直分速度不变，风力越大，水平加速度越大，由，可知着地时的水平分速度越大，则落地时的合速度就越大，落地动能就越大，B正确﹔由公式，可知运动员下落过程中重力做功与风力无关，C错误；由公式，可知运动员着地瞬间重力的瞬时功率与风力无关，D错误。
4.B【解析】齿轮传动中两个齿轮边缘的点线速度大小相等，所以A点和B点的线速度大小之比为，C错误；由可知，，A错误﹔由可知，，B正确；由可知，，D错误。
5.C【解析】小球做匀速圆周运动受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力﹐A错误﹔根据牛顿第二定律得，解得，小球运动的轨道平面越高，轨道半径越大，则线速度越大，B错误﹔根据，得，小球运动的轨道平面越高﹐轨道半径越大，角速度越小，C正确﹔由受力图知小球的弹力，与轨道平面的高度无关，D错误。
6.C【解析】神舟十四号在变轨过程中，需要点火加速，速度增大，机械能增大﹐A、B错误；无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，神舟十四号在A点受到的万有引力都相同，加速度都相同，C正确。让神舟十四号先进入圆轨道Ⅲ﹐然后加速会离心，导致轨道半径变大，不能实现对接，D错误。
7.D【解析】0～4s内拉力恒定为3N，位移为v-t图像的面积，则拉力做的功为，A错误；4～6s内物体做匀速运动，受到的拉力与滑动摩擦力平衡﹐滑动摩擦力等于2N，合外力为0，合外力做功为0，0～4s时间内滑动摩擦力等于2N，合外力为1N，则0～6s合外力做的功为，BC错误；0～8s内，物体克服摩擦力所做的功为，D正确。
8.D【解析】撤去外力刚开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，小球向上加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹力减小，弹力逐渐小于重力，小球做减速运动，离开弹簧后，小球仅受重力作用而做竖直上抛运动，由此可知，小球的动能先增大后减小，A错误；弹簧的弹性势能与小球的动能和重力势能的总和不变，小球在上升过程中，与弹簧接触的过程中小球的机械能增加，离开弹簧后小球的机械能守恒，B错误﹔小球动能最大时，小球受到弹簧的弹力等于小球的重力，弹簧弹性势能没有全部转化为小球的动能，C错误；小球在上升过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能减小量等于小球的机械能增加量，则有，根据功能关系可得撤去F时，弹簧的弹性势能为0.4J，D正确。
9.BD【解析】图甲中，物体做圆周运动时，解得，A错误；图乙中，当火车的速度大于规定速度时，外轨对车轮轮缘有挤压作用，B正确；A、B一起绕竖直中心轴匀速转动时角速度大小相等﹐由可得，所以，C错误；物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力提供向心力，最大角速度对应最大静摩擦力，即，，所以A先开始滑动，D正确。
10.BC【解析】同步静止卫星的轨道平面只能是赤道平面，而空间站倾角42～43度，A错误；根据开普勒第三定律可知，空间站的轨道高度低于地球同步卫星，由万有引力提供向心力可知，解得，则轨道高度h越大，卫星绕地球做圆周运动线速度越小，空间站的线速度大于地球同步卫星的线速度，B正确；由于，可以认为，空间站受到的万有引力提供向心力，即，解得，赤道上随地球自转的物体，万有引力的分力提供向心力，即，解得，由此可知空间站的向心加速度比赤道上随地球自转的物体向心加速度大，C正确；航天员完全失重时有加速度，不是平衡状态，D错误。
11.AC【解析】由题意可知，时﹐，由可得，，抛出时，，，则，由可得，，A正确；由图可知﹐上升经过时，，，因此，B错误；由图可知，物体每运动1m，物体的机械能就损失10J，而物体克服阻力做功等于机械能的减少量，则物体所受阻力大小为，C正确；从抛出至落回地面的过程中物体运动的路程为8m，克服阻力做功为80J，因此物体的机械能减少量为80J，由于重力势能变化量为零，动能减少量为，D错误。
12.（1）BD （2）ABC （3）1（每空2分）
【解析】（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉﹐坐标纸之外，还需要刻度尺和重垂线，BD正确；
（2）安装斜槽轨道，使其末端保持水平，A正确；调整木板﹐使之与小球下落的竖直面平行，B正确；每次小球应从同一位置由静止释放﹐从而使得到达轨道最低点时的速度相等，C正确﹔用平滑的曲线连接描绘的点得到小球的运动轨迹，D错误。
（3）根据，，解得。
13.（1）A（1分） （2）2.0（1分） （3）0.60（0.60～0.63范围内均可）（1分） 0.65（1分） 纸带与打点计时器间有摩擦，摩擦阻力做功造成机械能损失（2分） （4）9.8（2分）
【解析】（1）为减小实验误差，重物最好选择密度较大的物块，以减小空气阻力的影响，A正确；因为实验需要计算系统重力势能减少量和系统动能增加量，需要验证两者是否相等，两式子不能把质量消除，所以需要测量重物的质量，B错误；实验中应先接通电源，后释放纸带，C错误；本实验是验证机械能守恒的实验﹐公式需要在满足机械能守恒的条件下才可以使用，故与本实验矛盾，D错误。
（2）在纸带上打下计数点B时的速度。
（3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量，系统重力势能的减少量，实验结果显示略大于，原因是纸带与打点计时器间有摩擦，摩擦阻力做功造成机械能损失（叙述合理即可得分）。
（4）由关系式，可得，由图像斜率可知，解得。
14.（1） （2） （3）
【解析】（1）小球从释放到最低点过程机械能守恒
（2分）
解得（1分）
（2）由向心力公式可知（1分）
解得（1分）
（3）由牛顿第二定律可知（1分）
根据牛顿第三定律可知，细绳受到的拉力大小（1分）
细绳受到的拉力大小（1分）
15.（1） （2） （3）
【解析】（1）设斜面高为h，底面BC长为l，则（2分）
小球从P点抛出到运动至Q点，小球做平抛运动，在竖直方向有（1分）
在水平方向有（1分）
联立解得（1分）
（2）根据万有引力等于重力有（2分）
根据密度公式（1分）
解得（1分）
（3）根据万有引力提供向心力有（2分）
解得（1分）
16.（1） （2） （3）
【解析】（1）小滑块恰能沿轨道运动到G点，
有（2分）
解得（2分）
（2）若小滑块恰能沿轨道A点运动到K点，点JCK圆轨道运动时在J点，有
（1分）
从D点运动到J点，有（1分）
在DEF圆轨道运动时在D点，有（1分）
根据牛顿第三定律，小滑块对轨道的弹力大小（1分）
解得（1分）
（3）若小滑块最终能停在FG轨道上，有最小初速度时，在BCD圆轨道运动时在D点，有
（1分）
从A点运动到D点，有（1分）
解得（l分）
有最大初速度时，在GHJ圆轨道运动时到H点速度为0（1分）
从A点运动到H点，有（1分）
解得（1分）
则小滑块的初速度大小范围为（l分）
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