北京市平谷区2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（无答案）

北京市平谷区2022-2023学年高一下学期期末考试
物理
2023.7
注 意 事 项 1．本试卷共8页，包括三道大题，20道小题，满分为100分。考试时间90分钟。 2．在答题卡上准确填写学校名称、班级和姓名。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 4．在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。 5．考试结束，请将答题卡交回。
第一部分 选择题（共42分）
一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请将正确选项填涂在答题卡上。）
1．下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A．速度 B．功 C．功率 D．动能
2．甲、乙两物体的质量分别为和，且，若两物体同时从同一高度处自由下落，则下列说法正确的是（ ）
A．甲比乙先落地 B．甲、乙同时落地 C．甲比乙的加速度小 D．乙比甲的末速度大
3．下列情形中，物体机械能守恒的是（ ）
A．在空中做自由落体运动的小球 B．沿斜面匀速下滑的木箱
C．在水平路面上匀加速运动的汽车 D．加速上升的无人机
4．向斜上方抛出的石子，会做曲线运动。关于石子做曲线运动的原因，下列说法最合理的是（ ）
A．石子的初速度不为零
B．石子所受的合力不为零
C．石子所受重力的方向竖直向下
D．石子所受合力的方向与石子速度的方向不在同一条直线上
5．如图所示，体育课上学生用绳拉着轮胎进行负重跑以训练体能。若某同学拉着质量为m的轮胎做匀速直线运动，该同学对轮胎的拉力F为恒力且与水平方向夹角为，轮胎与地面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．轮胎受到的支持力大小为mg B．轮胎受到的支持力大小为
C．轮胎受到的摩擦力大小为 D．轮胎受到的摩擦力大小为
6．某同学乘升降式电梯上楼，经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，关于电梯对该同学的支持力做功情况，下列说法正确的是（ ）
A．电梯加速运动时支持力对该同学做正功
B．电梯匀速运动时支持力对该同学不做功
C．电梯减速运动时支持力对该同学做负功
D．电梯对该同学的支持力在整个运动过程中都不做功
7．质量为m的羽毛球，从距地面h高处下落到地面的过程中（空气阻力的影响不可忽略）（ ）
A．羽毛球的动能增加了mgh B．羽毛球的重力势能减少了mgh
C．羽毛球的机械能减少了mgh D．羽毛球的机械能保持不变
8．转篮球是中学生喜爱的一项娱乐项目。如图所示，某同学让篮球在他的手指正上方匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．篮球上离转动轴距离相等的各点线速度相同
B．篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处
C．篮球上各点做圆周运动的角速度不相等
D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小
9．自行车大小齿轮的示意图如图所示，大齿轮半径为2r，B点位于大齿轮边缘上，C点在大齿轮上且到轮心的距离为r，小齿轮半径为r，A是其边缘上的一点。在齿轮转动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的角速度之比为 B．A、B两点的线速度之比为
C．B、C两点的线速度之比为 D．A、C两点的向心加速度之比为
10．2023年5月17日10时49分，我国在西昌卫星发射中心成功发射第56颗北斗导航卫星。这颗卫星属于地球同步卫星中的静止卫星，是我国北斗三号工程的首颗备份卫星，这颗卫星的发射对推广北斗系统特色服务、支撑北斗系统规模应用具有重要意义。关于这颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A．该卫星绕地球运动的速度大于7.9km/s
B．该卫星绕地球运动的周期与地球自转周期相同
C．该卫星可以经过北京的正上方
D．该卫星绕地球运动的方向与地球自转方向相反
11．木星有多颗卫星，下表列出了其中两颗卫星的轨道半径和质量，两颗卫星绕木星的运动均可看作匀速圆周运动。由表中数据可知（ ）
卫星 轨道半径r/km 卫星质量m/kg
木卫一
木卫二
A．木星对木卫一的万有引力小于木星对木卫二的万有引力
B．木卫一绕木星运动的线速度小于木卫二绕木星运动的线速度
C．木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度
D．木卫一绕木星运动的周期大于木卫二绕木星运动的周期
12．用如图所示的向心力演示器可以探究向心力与物体质量、角速度以及半径的关系。实验时，匀速转动手柄使变速塔轮、长槽、短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．将传动皮带套在两塔轮的不同轮盘上，可以改变两个槽内的小球做圆周运动的半径
B．探究向心力和质量的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
C．探究向心力和角速度的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
D．探究向心力和半径的关系时，需将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板B和挡板C处
13．一滑块从固定光滑斜面的顶端由静止释放，沿斜面下滑的过程中，滑块的动能、重力势能与运动时间t的关系图像如图所示（以地面为零势能面）。其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（ ）
A．在时间内手机处于超重状态，在时间内手机处于失重状态
B．手机在时刻运动到最高点
C．手机在时刻改变运动方向
D．手机可能离开过手掌
第二部分 非选择题（共58分）
二、填空题（本题共2小题，共18分）
15．（10分）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。重物从高处由静止开始下落，重物拖着纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。
图甲
（1）利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验时打点计时器应该连接的电源是________（填正确选项前的字母）。
A．直流电源 B．交流电源
（2）关于本实验的实验误差，下列说法正确的是________（填正确选项前的字母）。
A．体积和形状相同时，选用质量较大的重物有利于减小误差
B．体积和形状相同时，选用质量较小的重物有利于减小误差
C．重物质量的称量不准确，会造成较大的误差
（3）某次实验中，得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知重物的质量为m，重力加速度为g。在打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量________（题目中所给字母表示）。
图乙
（4）在一次测量中，某同学发现重物动能的增加量略小于重物重力势能减少量，出现这一结果的原因可能是________（填正确选项前的字母）。
A．存在空气阻力和摩擦力 B．接通电源前释放了纸带
（5）根据纸带算出相关各点速度v，测量出下落距离h，以为纵轴，以h为横轴画出的图线应该是下图中的________。
A． B． C． D．
16．（8分）某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是________（填正确选项前的字母）。
图甲
A．A球的运动时间比较长
B．只改变小锤击打的力度，不会影响两小球的运动时间
C．只改变两小球距地面的高度，不会影响两小球的运动时间
（2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是照片中任意相邻小球间的________近似相等（填正确选项前的字母）。
A．水平距离 B．竖直距离
（3）图丙是某同学根据实验画出的小球做平抛运动的一段轨迹，O点为小球的抛出点。在轨迹上取两点A、B，分别测得A点的纵坐标为，B点的纵坐标为，A、B两点间的水平距离。g取，则小球的初速度为________m/s。
（4）某同学看见校园内的工人正在用手拿着喷水管为草地浇水。他观察发现，水沿水平方向喷出，出水口的横截面是圆形。他想利用所学的平抛知识估测水的流量Q（单位时间内流过出水口的水的体积）。若已知出水口的内径为D，当地的重力加速度为g，请写出他还需要测量哪些物理量，并推导出流量Q的计算公式（所需字母自行设定）。
三、计算题（本题共4小题，共40分）
17．（9分）如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动。已知物体与水平地面间的动摩擦因数，取重力加速度，空气阻力忽略不计。
（1）求物体加速度a的大小；
（2）物体由静止开始沿水平地面向右运动的过程中，求：
a．拉力F对物体做的功W；
b．物体的末动能。
18．（9分）北京时间2023年5月10日21时22分，搭载天舟六号货运飞船的长征七号运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，发射取得圆满成功。天舟六号货运飞船与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。已知地球的质量M，地球半径为R，引力常量为G。忽略地球自转的影响。
（1）空间站的运行轨道可以看作圆轨道，其轨道半径为r。求空间站绕地球运动的速度v的大小；
（2）求地球表面重力加速度g的大小；
（3）若货运飞船与空间站组合体交会对接前沿如图所示的椭圆轨道运行。关闭动力后的货运飞船由近地点A向远地点B运动的过程中，速度会逐渐减小，请你从做功与能量变化的关系出发，分析其速度减小的原因。
19．（10分）如图所示为半径的四分之一竖直光滑圆弧轨道，轨道末端B点的切线水平，且距水平地面的高度。质量的小球从圆弧轨道顶端A由静止释放，到达轨道底端B点后沿水平方向飞出。忽略空气阻力，g取。
（1）求小球从B点飞出时速度的大小；
（2）求小球运动到圆弧轨道底端B点时对轨道压力的大小；
（3）物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，用字母p表示，即，单位是，动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同。求小球落地时动量p的大小和方向。
20．（12分）一位同学做了这样一个实验：手握轻绳的一端，另一端系一金属小球，小球下方吸附一块小磁铁，使小球在竖直平面内做圆周运动。该同学经过反复尝试发现，当小球速度达到某一值时，小磁铁将被甩脱。
（1）他将上述过程简化为如下模型：
伸长的轻绳一端系一金属小球，小球下方吸附一质量为m的小磁铁，轻绳的另一端固定在O点，测得O点离地面的高度为d，绳长为。使吸附着小磁铁的小球（可以将小球和小磁铁组成的整体看作质点）在竖直平面内绕O点做圆周运动。若小球某次运动到最低点时，磁铁恰好脱离小球沿水平方向飞出，通过水平距离后落地。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。
a．求磁铁脱离前瞬间的速度大小v及小球与磁铁之间的相互作用力大小F；
b．保持O点的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若磁铁仍运动到最低点时恰好脱离小球沿水平方向飞出，要使磁铁抛出的水平距离最大，绳长应是多少？
（2）实际上，为了使小球转动得越来越快，握绳的手也是运动的，而且绳子牵引小球的方向并不与小球的运动方向垂直。以上实验中，改变小球运动速度的力主要是绳子的牵引力，为简化问题和研究方便，我们可以忽略在该问题中起次要作用的重力。请分析：使小球加速转动时，绳子牵引小球的方向与小球的运动方向不垂直，原因是什么。