云南省玉溪市江川区2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含答案）

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玉溪市江川区2022-2023学年高一下学期期末考试
物理
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 对于质点的运动，下列说法正确的是(　　)
A. 在某一段时间内物体运动的位移为0，则该物体的平均速率一定是0
B. 当物体做直线运动时，位移的大小和路程就一定相等
C. 平均速率等于平均速度的大小
D. 只要物体的加速度不为零，它的速度一定在变化
2. 如图所示，质量分别为m、M的A、B两木块叠放在水平地面上，A与B之间的动摩擦因数和B与水平地面间的动摩擦因数均为μ.在水平拉力F的作用下，A和B相对静止一起向右做匀速直线运动，重力加速度为g.则A、B受到的摩擦力大小分别是(　　)
μmg　μMg
μmg　μ(m＋M)g
0　μMg
D. 0　μ(m＋M)g
3. 下列说法正确的是()
A. 伽利略理想斜面实验的结论是完全基于实验事实得出的
B. 伽利略理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因
C. 牛顿第一定律(惯性定律)反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性
D. 由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态
4. (2019·浙江宁波期末)下列物理量中，既属于矢量，其单位又属于国际单位制中的基本单位是()
A. 重力 B. 质量 C. 位移 D. 时间
5. 如图所示，运动员以速度v在倾角为θ的倾斜赛道上做匀速圆周运动．已知运动员及自行车的总质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，将运动员和自行车看作一个整体，则该整体在运动中(　　)
处于平衡状态
B. 做匀变速曲线运动
C. 受到的各个力的合力大小为m
D. 受重力、支持力、摩擦力、向心力作用
6. 太阳系八大行星公转轨道可近似看成圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(　　)
A. 1.2亿千米 B. 2.3亿千米 C. 4.6亿千米 D. 6.9亿千米
7. (2018·安徽淮南二中高一上月考)要判断一个物理关系式是否成立，有时不必进行复杂的推导，只需分析式中各量的单位，就可判定有些表达式是错误的.在下面的实例中，某同学导出了四个不同的关系式，请你根据单位分析，确定其中一定错误的选项.
例：光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，其斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑.关于下滑过程中物块对斜面的压力FN、斜面体的加速度aM及物块的加速度am，某同学得出的关系式一定错误的是(　　)
A. FN＝ B. FN＝ C. aM＝ D. am＝
8. 如图所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住．每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B. 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C. 工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态
D. 工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于mg
二、多选题（共4小题,每题4分，共16分）
9. 下列有关超重与失重的说法正确的是()
A. 体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时处于失重状态
B. 蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态
C. 举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态
D. 不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变
10. 在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的(　　)
角速度之比为2∶1∶2
B. 线速度大小之比为1∶1∶2
C. 周期之比为1∶2∶2
D. 转速之比为1∶2∶2
11. 某科研小组通过速度传感器和计算机得到了一段时间内某款电动车的瞬时速度(v)以及对应的牵引力的倒数()的多组数据，作出图像如图所示，该电动车最终以大小为的速度做匀速直线运动。电动车的质量为m，运动过程中受到的阻力恒定。下列说法正确的是(　　)
A. 电动车的功率为F0v0
B. 电动车在BC段的加速度大小不变
C. 电动车受到的阻力大小为
D. 当电动车的速度大小为v0时，其加速度大小为
12. 在河道宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1(v1＞v2)，方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船(　　)
A. 可能的最短渡河时间为
B. 可能的最短渡河位移为d
C. 只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水流速度无关
D. 不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水流速度均无关
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题（共2小题，共15分）
13. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
(1)有一个同学把通过以上实验测量得到的6组数据描点在图坐标系中，请作出F－L图线．
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.
(3)该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：__________________________，缺点在于：______________________.
14. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已知物块1、2的质量分别为m1＝50 g、m2＝150 g．(电源频率为50 Hz，结果均保留两位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝________ m/s.
(2)在打点0～5过程中，系统动能的增加量ΔEk＝______ J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________ J．(g取10 m/s2)
(3)若某同学作出的v2－h图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度g＝______ m/s2.
三、计算题（共3小题）
15. 2016年8月16日，我国科学家自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，并进入预定圆轨道．已知“墨子号”卫星的质量为m，轨道离地面的高度为h，绕地球运行的周期为T，地球的半径为R，引力常量为G.求：
(1)“墨子号”卫星的向心力大小；
(2)地球的质量；
(3)第一宇宙速度的大小．
16. 如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆.已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ=37°，斜坡可以看成一斜面.(不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)运动员在空中飞行的时间；
(2)A、B间的距离；
(3)运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？
17. 如图甲所示，传送带以v0＝10 m/s的速度逆时针转动，一质量为m＝10 kg的物体(可视为质点)以水平向右的速度v冲上传送带．从物体冲上传送带开始计时，物体在0～4 s内受到大小恒定的水平外力作用(0～2 s内该力水平向左，2～4 s内该力水平向右)，物体的对地速度与时间的关系图像如图乙所示，取g＝10 m/s2.求：
(1)传送带与物体之间的动摩擦因数；
(2)0～4 s内物体与传送带摩擦产生的热量Q.
1. D 2. D 3. B 4. C 5. C 6. B 7. A 8. C
9. BD 10. BD 11. AD 12. BD
13. 【解析】(1)F—L图线如图所示：
(2)弹簧的原长L0即弹簧弹力为0时弹簧的长度，由题图可知，L0＝5×10－2m＝5 cm.
劲度系数为图像直线部分的斜率，k＝20 N/m.
(3)优点：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．
缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．
14. (1)2.4　(2)0.58　0.60　(3)9.7
【解析】(1)物块做匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可知在纸带上打下计数点5的瞬时速度v5＝＝m/s＝2.4 m/s.
(2)在打点0～5过程中，系统动能的增量ΔEk＝(m1＋m2)v52≈0.58 J，系统重力势能的减少量ΔEp＝(m2－m1)gh5＝0.60 J.
(3)根据机械能守恒定律得(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh，则有v2＝gh＝gh，所以v2－h图像的斜率k＝g＝m/s2＝4.85 m/s2，故g＝9.7 m/s2.
15. (1)m(R＋h)　(2)　(3)
【解析】(1)“墨子号”卫星的角速度ω＝，
“墨子号”卫星的向心力Fn＝m(R＋h)ω2＝m(R＋h).
(2)根据万有引力提供“墨子号”卫星的向心力，
有G＝Fn，
解得地球的质量M＝.
(3)根据万有引力提供物体绕地球表面做匀速圆周运动的向心力，有G＝m，
解得第一宇宙速度v＝＝.
16. (1)3 s　(2)75 m　(3)1.5 s
【解析】(1)运动员由A点到B点做平抛运动，
水平方向的位移x＝v0t，
竖直方向的位移y＝gt2，
又＝tan 37°，
联立以上三式得运动员在空中飞行的时间
t＝＝3 s.
(2)由题意知sin 37°＝＝.
得A、B间的距离s＝＝75 m.
(3)如图所示，
当运动员的速度方向与斜坡平行时，运动员离斜坡的距离最远，设所用时间为t1，则
vy1＝gt1，vy1＝v0tan 37°，
所以t1＝＝1.5 s.
17. (1)0.3　(2)1 440 J
【解析】(1)由题中图像可知0～2 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1＝＝ m/s2＝5 m/s2.
由牛顿第二定律，有F＋f＝ma1.
2～4 s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为
a2＝＝ m/s2＝1 m/s2.
由牛顿第二定律，有f－F＝ma2.
代入数据，解得f＝30 N.
又f＝μmg，
解得μ＝0.3.
(2)0～2 s内物体的位移为x1＝t1＝×2 m＝10 m，
传送带的位移为x1′＝v0t1＝－10×2 m＝－20 m，
此过程中物体与传送带间的摩擦热为
Q1＝f(x1－x1′)＝30×(10＋20) J＝900 J.
2～4 s内物体的位移为x2＝t2＝×2 m＝－2 m，
传送带的位移为x2′＝v0t2＝－10×2 m＝－20 m，
此过程中物体与传送带间的摩擦热为
Q2＝f(x2－x2′)＝30×(－2＋20) J＝540 J.
0～4 s内物体与传送带间的摩擦热为Q＝Q1＋Q2＝1 440 J.
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