新疆维吾尔自治区和田地区皮山县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含解析）

皮山县2022-2023学年高一下学期期末考试
物理学科卷
一单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是( )
A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定
B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C. 匀速圆周运动和平抛运动都变加速曲线运动
D. 平抛运动是匀变速曲线运动
2. 一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是（ ）
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
3. 如图所示，轴在水平地面内，轴沿竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正方向抛出的三个小球、和的运动轨迹，其中和从同一点抛出，和落到轴上同一点，不计空气阻力，则（　　）
A. 的飞行时间比的短
B. 的初速度比的大
C. 的初速度比的大
D. 和的飞行时间相等
4. 一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定。有质量相等的两个小球A、B，分别沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。如图所示。A的运动半径较大，则（　　）
A. A球的角速度必大于B球的角速度
B. A球的线速度必大于B球的线速度
C. A球的运动周期必小于B球的运动周期
D. A球对筒壁的压力必小于B球对筒壁的压力
5. 如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星（　）
A. 线速度大小关系为
B. 加速度大小关系为
C. 向心力大小关系为
D. 周期关系为
6. 质量为1kg的物体在水平面内做曲线运动，已知互相垂直方向上的速度图象分别如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. 质点的初速度为5m/s
B. 质点所受的合外力为3N
C. 2s末质点速度大小为7m/s
D. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
7. 一物体在水平拉力F作用下在水平面做直线运动，作用2秒后撤去拉力F，其v﹣t图象如图所示，已知物体质量m=1kg，则下列说法正确的是（　　）
A. 从开始到第2s末，合外力做功为100J
B. 从第2s末到第6s末，合外力做功为﹣100J
C. 全过程合外力做功为50J
D. 全过程拉力做功为75J
8. 一物体从某一高度自由下落，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回．下列说法中正确的是（　　）
A. 物体从A下降到B的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大
B. 物体从B上升到A过程中，动能不断变小，重力势能不断增大
C. 物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势减小
D. 物体在B点时所受合力为0，弹性势能最大
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 圆周运动是生活中常见一种运动，匀速圆周运动向心加速度可以由以下哪些表达式计算（　　）
A. B. C. D.
10. 物体以的速度水平抛出，当其竖直分位移与水平分位移大小相等时，下列说法中正确的是　
A. 竖直分速度与水平分速度大小不相等 B. 瞬时速度的大小为
C. 运动时间为 D. 运动位移的大小为
11. 某种型号轿车净重1500kg，发动机的额定功率为140kW，最高时速可达252km/h，下图为车中用于改变车速的挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1”~“5”速度逐渐增大，R是倒车挡，则（　　）
A. 轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡
B. 轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“5”挡
C. 在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为2000N
D. 在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为15000N
12. 质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直向下运动高度，下列说法中正确的是（　　）
A. 物体的重力势能减小
B. 物体的动能增加了
C. 物体的动能增加
D. 物体重力势能减小了
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
13. 某同学在做“研究平抛运动”实验时，记录了小球运动过程中通过的三个点A、B、C，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。取g=10m/s2，那么A、B两点间的时间间隔是_____s，小球平抛的初速度为______m/s。
14. 在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中单位：。
（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是______点读数。（填A、B、C、D或E）
（2）实验时，在释放重锤______（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是：______。
A.取当地的实际g值；
B.根据打出的纸带，用求出；
C．近似取即可；
D.以上说法都不对。
（4）如点到某计时点的距离用表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为，则实验中要验证的等式为______。
（5）根据以上数据，得出的结论__________________。
四、计算题（本大题共4小题，共38.0分）
15. 从高处以水平速度抛出一个物体，不计空气阻力，取。求：
（1）物体从抛出到落地的时间；
（2）物体在水平方向上的位移；
（3）物体落地时速度的大小。
16. 如图所示，重的木箱，在大小为、方向与水平面成角的拉力的作用下，沿水平面匀速前进了。求：
（1）拉力对木箱所做的功
（2）木箱克服摩擦力所做的功
（3）若木箱速度为，则拉力的功率多大。
17. 用绝缘细线将质量为0.4kg的带电小球悬挂在点下，当空中有方向为水平向右，大小为的匀强电场时，小球偏转角后处在静止状态。已知
（1）小球带何种电荷
（2）小球带电量
（3）细线的拉力
18. 如图所示，一杂技演员（视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，绳子恰好断裂，之后演员继续向前运动，最终落在C点，已知演员质量m，秋千的摆长为R，A点离地面高度为5R，不计秋千质量和空气阻力，求：
（1）秋千绳恰好断裂前的瞬间，演员对秋千绳拉力的大小；
（2）演员落地时，点C与O点的水平距离；
（3）演员落地时，重力的瞬时功率为多大。
皮山县2022-2023学年高一下学期期末考试
物理学科卷 答案解析
一单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是( )
A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定
B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动
D. 平抛运动是匀变速曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】做匀速圆周运动的物体合力方向总是指向圆心，则合力是变化的；平抛运动的物体的合力是恒定的，选项A错误；匀速圆周运动加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动，选项B错误；匀速圆周运动是变加速曲线运动,平抛运动是匀变速曲线运动，选项C错误，D正确；故选D.
2. 一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是（ ）
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
【答案】D
【解析】
【详解】在A、B、C、D各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处。在A、C两点有
mg－F＝m
则
F＝mg－m在B、D两点有
F－mg＝m
则
F＝mg＋m>mg
且R越小，F越大，故FD最大，即D处最容易爆胎
故选D。
3. 如图所示，轴在水平地面内，轴沿竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正方向抛出的三个小球、和的运动轨迹，其中和从同一点抛出，和落到轴上同一点，不计空气阻力，则（　　）
A. 的飞行时间比的短
B. 的初速度比的大
C. 的初速度比的大
D. 和的飞行时间相等
【答案】D
【解析】
【详解】AD．根据平抛运动竖直方向的运动规律有
解得
所以的飞行时间比的长，和的飞行时间相等，故A错误，D正确；
B．根据水平方向的运动规律有
可知的初速度比的小，的初速度比的小，故BC错误；
故选D。
4. 一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定。有质量相等的两个小球A、B，分别沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。如图所示。A的运动半径较大，则（　　）
A. A球的角速度必大于B球的角速度
B. A球的线速度必大于B球的线速度
C. A球的运动周期必小于B球的运动周期
D. A球对筒壁的压力必小于B球对筒壁的压力
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的，由公式
由于球A运动的半径大于B球的半径，A球的角速度小于B球的角速度，由周期公式
所以球A运动的周期大于球B的运动周期，AC错误；
BD．由于A和B的质量相同，球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的，由向心力的计算公式
由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，B正确，D错误。
故选B。
5. 如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星（　）
A. 线速度大小关系为
B. 加速度大小关系
C. 向心力大小关系为
D. 周期关系为
【答案】B
【解析】
【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力
解得
根据题意可知，所以线速度关系为
故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
解得
根据题意可知，所以加速度大小关系为
故B正确；
C．根据
结合质量关系和半径关系，可知
故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
解得
根据题意可知，所以周期关系为
故D错误。
故选B。
6. 质量为1kg的物体在水平面内做曲线运动，已知互相垂直方向上的速度图象分别如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. 质点的初速度为5m/s
B. 质点所受的合外力为3N
C. 2s末质点速度大小为7m/s
D. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
【答案】D
【解析】
【详解】由图，x轴方向初速度为零，则质点的初速度大小为4m/s．故A错误．质点在y轴方向加速度为零，只有x轴方向有加速度，由vx﹣t图象的斜率读出质点的加速度．所以F=ma=1.5N，故B错误．2s末vx=3m/s，vy=4m/s，则质点的速度为v=5m/s，故C错误；质点初速度方向沿y轴方向，合外力沿x轴方向，垂直，故D正确．故选D.
点睛：本题考查了运动的合成问题，应用运动的合成法分析物体的合运动速度和加速度，研究方法类似于平抛运动．
7. 一物体在水平拉力F作用下在水平面做直线运动，作用2秒后撤去拉力F，其v﹣t图象如图所示，已知物体质量m=1kg，则下列说法正确的是（　　）
A. 从开始到第2s末，合外力做功为100J
B. 从第2s末到第6s末，合外力做功为﹣100J
C. 全过程合外力做功为50J
D. 全过程拉力做功为75J
【答案】D
【解析】
【详解】A．从开始到第2s末由动能定理可得合外力做功为
A错误；
B．从第2s末到第6s末由动能定理可得合外力做功为
B错误；
C．由动能定理可得全过程合外力做功为：W合=0，C错误；
D．第2s末到第6s末只有摩擦力做功，所以有
解得
f=2.5N
由图象可得从开始到第2s末的加速度为
由牛顿第二定律得
代入解得
F=7.5J
所以全过程拉力做功为
WF=Fx=7.5×0.5×2×10=75J
D正确。
故选D。
8. 一物体从某一高度自由下落，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回．下列说法中正确的是（　　）
A. 物体从A下降到B的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大
B. 物体从B上升到A的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大
C. 物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势减小
D. 物体在B点时所受合力为0，弹性势能最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体从A点到B点的运动过程：物体受到向下的重力和弹簧向上的弹力，弹力先小于重力，合力向下，物体加速，之后弹力大于重力，合力向上，物体开始减速，直至减为零．当弹力和重力相等时，物体的速度达到最大，所以物体的速度先增大后减小，则动能先增大后减小，重力一直做正功，重力势能不断减小，A错误；
B．物体从B到A的过程中，弹力先大于重力，合力方向向上，物体加速上升，当弹簧的弹力和物体的重力相等物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速，可知动能先增大后减小．重力势能随着物体高度的增大而不断增大．B错误；
C．由上分析可知物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A到B重力势减小，C正确；
D．由上分析可知物体在AB之间某个位置，重力与弹力相平衡，物体在B点时动能为零，但弹力大于重力，弹性势能最大，D错误。
故选C。
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 圆周运动是生活中常见的一种运动，匀速圆周运动向心加速度可以由以下哪些表达式计算（　　）
A. B. C. D.
【答案】ABCD
【解析】
【详解】根据向心加速度公式可知
故选ABCD。
10. 物体以的速度水平抛出，当其竖直分位移与水平分位移大小相等时，下列说法中正确的是　
A. 竖直分速度与水平分速度大小不相等 B. 瞬时速度的大小为
C. 运动时间为 D. 运动位移的大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】根据v0t＝gt2得，，则竖直分速度vy=gt=2v0，故A C正确．根据平行四边形定则知，瞬时速度的大小，故B错误．运动的位移，故D错误．故选AC．
11. 某种型号轿车净重1500kg，发动机的额定功率为140kW，最高时速可达252km/h，下图为车中用于改变车速的挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度，从“1”~“5”速度逐渐增大，R是倒车挡，则（　　）
A. 轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡
B. 轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“5”挡
C. 在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为2000N
D. 在额定功率下以最高速度行驶时，轿车的牵引力为15000N
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据功率与牵引力的关系
可知，当速度最小时，牵引力最大，变速杆应推至“1”挡，故A正确，B错误；
CD．在额定功率下以最高速度行驶时
故C正确，D错误
故选AC。
12. 质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直向下运动高度，下列说法中正确的是（　　）
A. 物体的重力势能减小
B. 物体的动能增加了
C. 物体的动能增加
D. 物体重力势能减小了
【答案】CD
【解析】
【详解】AD．物体下落高度，则重力势能减小
故A错误，D正确；
BC．根据动能定理有
解得
故B错误，C正确；
故选CD
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
13. 某同学在做“研究平抛运动”实验时，记录了小球运动过程中通过的三个点A、B、C，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系。取g=10m/s2，那么A、B两点间的时间间隔是_____s，小球平抛的初速度为______m/s。
【答案】 ①. 0.1 ②. 1
【解析】
【详解】[1]因为小球在水平方向上做匀速直线运动，从图中可知AB、BC水平间隔相同，所以从A到B，和从B到C所用时间相同，在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法可得
解得
[2]在水平方向上
14. 在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中单位：。
（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是______点读数。（填A、B、C、D或E）
（2）实验时，在释放重锤______（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是：______。
A.取当地的实际g值；
B.根据打出的纸带，用求出；
C．近似取即可；
D.以上说法都不对。
（4）如点到某计时点的距离用表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为，则实验中要验证的等式为______。
（5）根据以上数据，得出的结论__________________。
【答案】 ①. B ②. 之前 ③. A ④. ⑤. 在误差允许范围内重力势能减小量等于动能增加量
【解析】
【详解】（1）[1]这五个数据中不符合有效数字读数要求的是B点读数。
（2）[2]实验时，在释放重锤之前接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（3）[3]该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是取当地的实际g值，故选A；
（4）[4]要验证的关系是
即
（5）[5]根据以上数据，得出的结论：在误差允许范围内重力势能减小量等于动能增加量。
四、计算题（本大题共4小题，共38.0分）
15. 从高处以水平速度抛出一个物体，不计空气阻力，取。求：
（1）物体从抛出到落地的时间；
（2）物体在水平方向上的位移；
（3）物体落地时速度大小。
【答案】（1）0.6s；（2）4.8m；（3）10m/s
【解析】
【详解】（1）平抛运动竖直方向上是自由落体运动，由，解得物体从抛出到落地的时间
（2）平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，物体在水平方向上的位移是
（3）物体落地时竖直方向的速度大小
物体落地时速度的大小
16. 如图所示，重的木箱，在大小为、方向与水平面成角的拉力的作用下，沿水平面匀速前进了。求：
（1）拉力对木箱所做的功
（2）木箱克服摩擦力所做的功
（3）若木箱的速度为，则拉力的功率多大。
【答案】（1）2500J；（2）2500J；（3）250W
【解析】
【详解】（1）根据做功公式有
（2）木箱沿水平面匀速前进，根据功能关系可知木箱克服摩擦力所做的功为
（3）根据功率的计算公式有
17. 用绝缘细线将质量为0.4kg的带电小球悬挂在点下，当空中有方向为水平向右，大小为的匀强电场时，小球偏转角后处在静止状态。已知
（1）小球带何种电荷
（2）小球的带电量
（3）细线的拉力
【答案】（1）正电；（2）；（3）5N
【解析】
【详解】（1）小球受电场力方向与场强方向相同，可知小球带正电；
（2）（3）由平衡可知
可得
T=5N
18. 如图所示，一杂技演员（视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，绳子恰好断裂，之后演员继续向前运动，最终落在C点，已知演员质量m，秋千的摆长为R，A点离地面高度为5R，不计秋千质量和空气阻力，求：
（1）秋千绳恰好断裂前的瞬间，演员对秋千绳拉力的大小；
（2）演员落地时，点C与O点的水平距离；
（3）演员落地时，重力的瞬时功率为多大。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）杂技演员（可视为质点）乘秋千从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点，由动能定理可知
在B点，由拉力和重力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
（2）演员离开B点后开始做平抛运动，竖直方向做自由落体运动
水平方向做匀速直线运动
解得
（3）物体落地时竖直方向上的速度为
根据功率公式可求得