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

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云南省元江县2022-2023学年高一下学期期末考试
高一 物理
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. 物体由静止开始做匀加速直线运动，当速度为v时，物体位移为S，当速度为4v时，物体位移为(　　)
A. 9S B. 16S C. 4S D. 8S
2. 某人从井口静止释放一颗小石子，不计空气阻力，为表示小石子落水前的运动，下列四幅图像可能正确的是(　　)
A. B. C. D.
3. 如图所示为一质点在恒力F作用下在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹，且在A点时的速度vA与x轴平行，则恒力F的方向可能是(　　)
沿＋x方向
沿－x方向
沿＋y方向
D. 沿－y方向
4. 2018年12月12日，嫦娥四号探测器经过约110小时的奔月飞行到达月球附近．假设嫦娥四号在月球上空某高度处做圆周运动，运行速度为v1，为成功实施近月制动，使它进入更靠近月球的预定圆轨道，设其在预定圆轨道上的运行速度为v2.对这一变轨过程及变轨前、后的速度对比正确的是(　　)
A. 发动机向后喷气进入低轨道，v1>v2 B. 发动机向后喷气进入低轨道，v1C. 发动机向前喷气进入低轨道，v1>v2 D. 发动机向前喷气进入低轨道，v15. 两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F跟两力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示，则合力F大小的范围是(　　)
0～1 N
1～3 N
1～5 N
D. 1～7 N
6. 如图，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也流不出来。下列说法中正确的是(　　)
A. 在最高点时，水对杯底一定有压力
B. 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零
C. 在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力
D. 在最低点时，杯中的水不只受重力作用
7. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是(假设毛毛虫能一直贴着小石块前行) (　　)
A. mgL B. mgL C. mgL D. mgL
8. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝3 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)
A. 木板获得的动能为1 J B. 系统损失的机械能为7 J
C. 木板A的最小长度为1.5 m D. A、B间的动摩擦因数为0.23
二、多选题（共4小题，每题4分）
9. 一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移－时间图像如图所示，则下列说法正确的是(　　)
前15 s内小汽车的位移为30 m
B. 第20 s末小汽车的速度为－1 m/s
C. 前25 s内小汽车做单方向直线运动
D. 前25 s内小汽车的平均速度为1.6 m/s
10. 如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C.轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，下列说法正确的是(　　)
A. 卫星在轨道B上由P点向Q点运动的过程中速率越来越小
B. 卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率
C. 卫星在轨道B上经过P点时的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的
D. 卫星在轨道B上经过Q点时受到的地球引力小于经过P点时受到的地球引力
11. (多选)如图所示，在加速度向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是(　　)
A. 人对车厢做正功 B. 车厢对人做负功
C. 人对车厢做负功 D. 车厢对人做正功
12. 竖直平面内的圆周运动是物理学里的经典模型之一，某同学通过如下实验来探究其相关规律：如图，质量为m的均质小球固定在力传感器的一侧，传感器另一侧固定在轻杆一端，现给小球一初速度让其绕O点做圆周运动，小球球心到O点距离为L.已知当力传感器受到球对它的压力时读数为负，受到拉力时读数为正，重力加速度为g.则下列说法正确的是(　　)
A. 只有当小球通过圆周最高点的速度大于时才能完成完整的圆周运动
B. 若小球通过圆周最高点时速度大小为，则力传感器读数为－mg
C. 小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，力传感器读数总是为负值
D. 若小球通过圆周最低点时速度大小为，则力传感器读数为3mg
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 某同学用如图甲所示装置测定重力加速度的大小，已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，请回答：
(1)除电火花计时器、纸带、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有________(填选项代号)．
A．电压为6 V的交流电源
B．电压为220 V的交流电源
C．刻度尺
D．停表
(2)打出的纸带如图乙所示，可以判断实验时重物连接在纸带的________端．(填“左”或“右”)
(3)根据电火花计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测得的物理量是________．
A．加速度 B．速度
C．位移 D．平均速度
(4)已知纸带上记录的点为电火花计时器连续打出的点，则电火花计时器在打C点时重物的瞬时速度大小为________ m/s，所测得的重力加速度大小为________ m/s2.(结果均保留三位有效数字)
14. 小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度θ(通过量角器量出)，使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t(通过手机读取)的数据，然后改变轨道倾角θ，得到多组x、t值(已知滑块的质量为m＝0.5 kg，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，结果保留两位小数)。
(1)若小星在实验中得到了如下数据：当倾角θ＝37°时，取x＝27.0 cm，测得t＝0.3 s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________，动能的增加量为__________。
(2)小星改变导轨倾角，使θ＝53°，取x＝98.0 cm，测得t＝0.5 s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________，动能的增加量为__________。由以上数据，你能得到的结论是___________________________________________。
(3)但小星通过推理发现可画sinθ-图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图。该图线不过原点的原因为____________________________。
四、计算题（共3小题）
15. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求细线与竖直方向成θ角时：(重力加速度为g)
(1)细线中的拉力大小；
(2)小球运动的线速度的大小．
16. 如图甲所示，一质量为4 kg的物体静止在水平地面上，让物体在水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5(g取10 m/s2)．求：
(1)水平推力F在前4 m内做的功；
(2)物体的最大滑行距离；
(3)物体在运动过程中的最大速度大小．
17. 随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常离不开手机．然而开车使用手机是一种分心驾驶的行为，极易引发交通事故．如图甲所示，一辆出租车在平直公路上以v0＝20 m/s的速度匀速行驶，此时车的正前方x0＝63.5 m处有一电动三轮车，正以v1＝6 m/s的速度匀速行驶，而出租车司机此时正低头看手机，3.5 s后才发现危险，司机立刻采取紧急制动措施．若从司机发现危险开始计时，出租车的速度－时间图像如图乙所示，g取10 m/s2.
(1)若出租车前面没有任何物体，从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离是多少？
(2)通过计算判断三轮车是否被撞．若不会相撞，求二者间的最小距离．若会相撞，求从出租车刹车开始，经过多长时间二者相撞．
1. B 2. D 3. D 4. D 5. D 6. BD 7. D 8. C
9. AB 10. ACD 11. CD 12. BD
13. (1)BC　(2)左　(3)C　(4)1.17　9.75
【解析】(1)电火花计时器需要接220 V交流电源，故A错误，B正确；打出的纸带需要用刻度尺测量点间的距离，故C正确；电火花计时器可以读出时间，所以不需要停表，故D错误．
(2)因为重物做加速运动，所以在纸带上打出的点间距越来越大，所以重物连接在纸带的左端．
(3)电火花计时器打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为0.02 s，所以数出两点间的点迹个数就可以知道对应的运动总时间，用刻度尺可以直接测出位移；而平均速度等于位移除以时间，需要用公式计算；瞬时速度根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度求解，也需要用公式计算；加速度可以根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝gT2求出，也需要用公式计算，故C正确，A、B、D错误．
(4)匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故C点速度等于AE段的平均速度，故vC＝＝ m/s≈1.17 m/s，根据公式Δx＝gT2可得，g＝，代入数据可得g＝ m/s2＝9.75 m/s2.
14. (1)0.81 J　0.81 J　(2)3.92 J J　3.84 J　在误差允许范围内，机械能守恒　 (3)受空气阻力的影响
【解析】(1)由题知重力势能的减小量为ΔEp＝mgh＝mgxsinθ＝0.81 J；因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为vt＝，故动能增量为ΔEk＝mvt2＝0.81 J。
(2)重力势能的减小量为ΔEp′＝mgxsinθ＝3.92 J，因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为vt＝，动能增量为ΔEk′＝mvt2＝3.84 J；由以上数据可得，在只有重力做功时，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒。
(3)由mgxsinθ＝m2，得sinθ＝，故图线应为过原点的直线，当有外部阻力时，由mgxsinθ－Fx＝m2，得sinθ＝＋，可知有外部阻力，是空气阻力。
15.(1)　(2)
【解析】(1)小球受重力及细线的拉力两力作用，如图所示，竖直方向：FTcosθ＝mg，故拉力大小FT＝.
(2)小球做圆周运动的半径r＝Lsinθ，向心力Fn＝FTsinθ＝mgtanθ，而Fn＝m，
故小球的线速度大小v＝.
16 (1)200 J　(2)10 m　(3)8 m/s
【解析】(1)由F－x图像可知推力对物体做的总功等于F－x图像与坐标轴围成的面积，则水平推力F在前4 m内做的功为WF＝×4×100 J＝200 J
(2)由动能定理得WF－μmgxmax＝0，代入数据得xmax＝10 m
(3)由题图图像可知，推力为F＝F0＋kx＝100 N＋x＝100 N－25x，物体受到的滑动摩擦力Ff＝μmg＝0.5×4×10 N＝20 N，当物体所受合力为零时，物体的速度最大，即F＝Ff时，结合图线可知100 N－25x＝20 N，解得x＝3.2 m，设物体的最大速度为vm，由图像可知，物体速度最大时，推力对物体做功W′＝×(100＋20)×3.2 J＝192 J，从物体开始运动到速度最大过程，对物体，由动能定理得W′－μmgx＝mvm2－0，代入数据解得vm＝8 m/s.
17. (1)120 m　(2)是　0.6 s
【解析】(1)根据题意可知，出租车先匀速运动t1＝3.5 s，然后在反应时间t2＝0.5 s内继续匀速运动，然后减速t3＝4 s到停止，总位移为x＝v0(t1＋t2)＋v0t3＝120 m.
(2)根据图像可知，减速阶段的加速度大小为a＝＝5 m/s2
当两车速度相等时，刹车时间Δt有v0－aΔt＝v1
解得Δt＝2.8 s
此过程出租车位移x1＝v0(t1＋t2)＋(v0＋v1)Δt＝116.4 m
电动三轮车位移：x2＝v1(t1＋t2＋Δt)＝40.8 m
因为x1－x2＝75.6 m>x0=63.5 m
因此，三轮车被撞.根据位移关系有：v0(t1＋t2)＋v0t′－at′2＝x0＋v1(t1＋t2＋t′)
解得t′1＝0.6 s，t′2=5 s(t′2>Δt,故舍去）.
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