云南省泸西县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

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泸西县2022-2023学年高一下学期期末考试
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. 如图所示，A、B两物体所受的重力都等于10 N，各接触面间的动摩擦因数都等于0.5，F1＝3 N和F2＝5 N的两个水平力分别作用在A和B上，则A受到的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
A. 3 N,6 N B. 3 N,2 N C. 5 N,10 N D. 3 N,5 N
2. 冬奥会上，某自由滑冰运动员正在滑行，由A点到C点是其运动轨迹的一部分，如图所示，则关于他通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向可能正确的是(　　)
A. B. C. D.
3. 如图所示，在水平路面一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m，g取10 m/s2，则运动员跨过壕沟所用时间为(　　)
A. 3.2 s B. 1.6 s C. 0.8 s D. 0.4 s
4. 沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x－t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 前5 s内，A、B的位移均为10 m
B. 两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动
C. 在前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇
D. 从第3 s末开始，两物体的运动方向相同
5. 如图所示，月球的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点A，圆轨道距月球表面的高度为，椭圆轨道的远月点B与近月点A之间的距离为6R，若甲的运动周期为T，则乙的运动周期为(　　)
A. B. 3T C. D. 2T
6. 随着我国航天事业的不断发展，未来某一天，我国宇航员降落在某星球上，测得该星球表面的重力加速度为g′.已知该星球的半径为R，引力常量为G，忽略该星球自转造成的影响，则该星球的质量为(　　)
A. B. C. D.
7. 两个大轮半径相等的皮带轮(皮带不打滑)的结构如图所示，A、B两点的半径之比为2∶1，C、D两点的半径之比也为 2∶1，下列说法正确的是(　　)
A、B两点的线速度大小之比为vA∶vB＝1∶2
B. A、C 两点的角速度大小之比为ωA∶ωC＝1∶2
C. A、C两点的线速度大小之比为vA∶vC＝1∶1
D. A、D两点的线速度大小之比为vA∶vD＝1∶2
8. 如图，在地面上以初速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，重力加速度为g，若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则(　　)
物体在海平面上的重力势能为mgh
B. 重力对物体做的功为－mgh
C. 物体在海平面上的动能为mv02＋mgh
D. 物体在海平面上的机械能为mv02＋mgh
二、多选题（共4小题）
9. 如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则(　　)
物块克服重力所做的功是mgh
B. 合力对物块做的功是mv2
C. 推力对物块做的功是mv2＋mgh
D. 阻力对物块做的功是mv2＋mgh－Fx
10. 如图所示，人在岸上用跨过定滑轮的绳子拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度大小为v，人的拉力大小为F，则此时(　　)
人拉绳行走的速度大小为vcos θ
B. 人拉绳行走的速度大小为
C. 船的加速度大小为
D. 船的加速度大小为
11. 某同学在课后设计开发了如图所示的玩具装置．在水平圆台的中轴上O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l，细绳的一端连接一个小木箱，木箱里放着一只玩具小熊，此时细绳与转轴间的夹角为θ＝53°，且处于恰好伸直的状态．已知小木箱与玩具小熊(可视为质点)的总质量为m，木箱与水平圆台间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度为g，不计空气阻力．在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动．则(　　)
A. 当圆台的角速度ω＝时，细绳中无张力
B. 当圆台的角速度ω＝时，细绳中有张力
C. 当圆台的角速度ω＝时，圆台对木箱无支持力
D. 当角速度ω＝时，圆台对木箱有支持力
12. 地球赤道平面内有一做圆周运动的卫星，该卫星平均两天有三次从赤道上A处的正上方掠过．若地球自转周期为T，则在理论上此卫星周期可能是(　　)
A. T B. T C. T D. 2T
三、实验题（共2小题）
13. 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放，钢球的落地点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝________(用H、h表示)．
(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示.
请在如图所示的坐标纸上作出s2-h关系图线．
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(理论图线图中已画出)，自同一高度由静止释放的钢球，水平抛出的速率的实际值________(选填“大于”或“小于”)理论值．
(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率的理论值和实际值差异十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是________________________．
14. 如图甲为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置，图乙为示意图，图丙为俯视图．图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动．
(1)在该实验中应用了______________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量m，角速度ω和半径r之间的关系．
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是在验证向心力的大小F与________之间的关系．
A．质量m　B．半径r　C．角速度ω
(3)现有两个质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，a、b轮半径相同，它们到各自转轴的距离之比为2∶1.则钢球①、②的线速度之比为________．
四、计算题（共3小题）
15. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，后续经过多次轨道调整，成功实现环绕火星做匀速圆周运动。已知“天问一号”环绕火星的周期为T，火星的半径为R，火星表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v；
（3）“天问一号”绕火星飞行时距火星表面的高度h．
16. 如图所示，物体A(可视为质点)从O点水平抛出，抛出后经0.6 s抵达斜面上端P处时速度方向与斜面平行。此后物体紧贴斜面向下运动，又经过2 s物体到达斜面底端时的速度为14 m/s。已知固定斜面的倾角θ＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。试求：
(1)抛出点O与P点的竖直距离h；
(2)物体A从O点水平抛出的初速度v0；
(3)物体与斜面之间的动摩擦因数μ。
17. 如图所示，质量为m＝1 kg的滑块，在水平力F的作用下静止在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失)，传送带的运行速度为v0＝3 m/s，长为L＝1.4 m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，g＝10 m/s2.
(1)求水平作用力F的大小；
(2)求滑块下滑的高度；
(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．
1. B 2. B 3. D 4. D 5. C 6. A 7. B 8. C 9. ABD 10. AC 11. ABC 12. AD
13. (1)4Hh　(2)如图所示　(3)小于　(4)钢球与轨道之间存在摩擦、钢球转动(回答任一条即可)
【解析】(1)根据机械能守恒定律，可得钢球离开轨道时速度为v＝，由平抛运动规律可求得平抛运动时间为t＝，联立可得s＝vt＝，即s2＝4Hh.
(2)依次描点，作出图线．
(3)由图可看出，同一高度h对应的s2值，理论值明显大于实际值，而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平抛出的速率决定，可见水平抛出的实际速率小于理论速率．
(4)实际实验中，轨道与钢球间存在摩擦，钢球的机械能减少，因此会导致实际值比理论值小，钢球在下滑过程中会发生转动，而转动也需要能量维持，实验中没有考虑重力势能转化成转动动能的这一部分，也会导致实际平抛速率明显小于理论速率(这一点，可能不少同学会考虑不到)．
14. (1)控制变量法　(2)B　(3)2∶1
【解析】(1)在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小与质量m，角速度ω和半径r之间的关系．
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量m相等，且a、b轮半径相同，两球转动的角速度ω相同，则是在验证向心力的大小F与转动半径r的关系．
(3)钢球①、②的角速度相等，则根据v＝ωr可知，线速度之比为2∶1.
15. （1）（2）(3)-R
【解析】（1）忽略天体自转，静止在天体表面的物体，
其所受引力等于重力G＝mg，解得M=
（2）设火星的第一宇宙速度为v，
则G＝，得v＝
（3）设天问一号质量为m，
引力提供向心力有=mr，h=r-R，
得h=-R
16. (1)1.8 m　(2)8 m/s　(3)0.5
【解析】(1)物体A竖直方向做自由落体运动，则有h＝gt2＝1.8 m。
(2)物体A竖直方向做自由落体运动，则有vy＝gt＝6 m/s
故有v0＝＝8 m/s。
(3)由题意可知P点的速度为v＝10 m/s
由运动学方程有a＝＝2 m/s2
在斜面上，受力分析可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma
解得a＝gsinθ－μgcosθ
联立解得μ＝0.5。
17. (1) N　(2)0.8 m或0.1 m　(3)0.5 J
【解析】(1)滑块静止在斜面上时，受到水平力F、重力mg和支持力FN而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平力F＝mgtan θ，代入数据得F＝ N.
(2)设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端时速度大小为v，下滑过程中机械能守恒，故有mgh＝mv2，所以v＝.
若滑块滑上传送带时的速度小于传送带的速度，则滑块在传送带上由于受到水平向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，对滑块，根据动能定理有μmgL＝mv02－mv2，
所以h＝－μL，代入数据得h＝0.1 m.
若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块在传送带上，由于受到水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，对滑块，根据动能定理有－μmgL＝mv02－mv2，
则h＝＋μL，代入数据得h＝0.8 m.
综上所述，滑块下滑的高度为0.1 m或0.8 m.
(3)设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移x＝v0t，
由(2)知滑块到达底端时速度v＝＝ m/s＝4 m/s.
对滑块，由运动学公式知v0＝v－at，a＝μg.
滑块相对传送带滑动的位移Δx＝L－x，
滑块与传送带发生相对滑动产生的热量Q＝μmgΔx，
联立并代入数据，解得Q＝0.5 J.
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