四川省自贡市2022-2023学年高一下学期期末物理试卷（含答案）

2022—2023学年高一年级下学期期末考试物理试卷
第Ⅰ卷（选择题）
注意事项：必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
一、单项选择题（本题共7小题。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．相对论是人们认知并描述高速世界的理论工具，提出相对论的科学家是（　　）
A．爱因斯坦 B．牛顿
C．卡文迪许 D．开普勒
2．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　）
A．速率 B．速度
C．加速度 D．合外力
3．对于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）
A．r是两物体间最近的距离
B．G是引力常量，是人为规定的
C．当r等于零时，万有引力为无穷大
D．两物体受到的引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关
4．如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站内会完全失重，可漂浮在空间站内，下列说法中正确的是（　　）
A．宇航员不受重力的作用
B．宇航员不受任何作用力
C．宇航员受的重力正好提供圆周运动的向心力
D．宇航员还受外力作用处于平衡状态
5．如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离l。若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（　　）
A．摩擦力做的功为f l
B．力F做的功为Flcosθ
C．力F做的功为Flsinθ
D．重力做的功为mgl
6．如图所示，用一个与水平面成角的恒力拉质量为的木箱，木箱沿光滑平面前进在作用时间内，下列说法正确的是（　　）
A．F的冲量大小为Ftcos
B．地面支持力的冲量大小必为0
C．木箱的动量变化率大小为
D．木箱重力的冲量大小为
7．如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在悬点A处，另一端与一小球相连。现使小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动。测得A至小球球心的距离为L，A、O之间的距离为H。已知当地重力加速度为g，则小球的运动周期T为（　　）

A． B． C． D．
二、多项选择题（本题共3小题。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。）
8．用如图所示的装置验证动量守恒定律，两球的质量分别为m1、m2（m1>m2），下列说法正确的是（　　）

A．需要用秒表测时间
B．斜槽轨道必须光滑
C．M是质量为m1的小球的落点
D．可用验证动量守恒定律
9．实验校园中的美景和精彩的学生活动是值得回味的，无人机给了我们不一样的视角去感受多姿多彩的青春。现测绘出某台无人机上升向前追踪拍摄时，竖直向上的速度及水平方向速度与飞行时间的关系图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．无人机在时刻处于失重状态 B．无人机在这段时间内沿曲线飞行
C．无人机在时刻上升至最高点 D．无人机在时间内做匀变速运动
10．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个质量相等的小物块。A离轴心距离r=10cm，B离轴心距离2r=20cm，A、B与盘面间动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，开始时细绳恰好伸直。当圆盘转动的角速度ω从零开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当ω=5rad/s时，绳子没有拉力
B．当ω=5rad/s时，A所受的静摩擦力为零
C．ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范围内增大时，A所受的摩擦力一直增大
D．若当A、B两物体刚好开始相对桌面滑动时剪断细绳，B将做离心运动，A将做近心运动
第Ⅱ卷（非选择题）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目所指示区域内作答，作图题可先用铅笔绘出，确认后再用0.5毫米黑色签字笔描清楚。答在试题卷上无效。
三、实验题
11．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 ；
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s；（，结果保留两位有效数字）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s；B点的竖直分速度为 m/s。（，结果保留两位有效数字）
12．某班级同学利用如图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验，已知打点计时器打点的周期为，当地重力加速度为。
（1）在实验过程中，下列操作不正确的有 。
A.打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上
B.释放重锤前，手捏住纸带上端开使纸带保持竖直
C.做实验时，先释放重物，再接通打点计时器的电源
（2）小华在实验过程中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的动能变化量 。
（3）很多学生的实验结果显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是 。
A.利用公式计算重物速度 B.利用公式计算重物速度
C.没有采用多次实验取平均值的方法 D.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
（4）小芳在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点的距离，计算両相应计数点时重物的速度，若描绘出的图像是一条过原点的直线，能否说明重物下落过程中机械能守恒 （填“能”或“不能”），并写出理由。
四、计算题（本题有3小题。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。（g取10m/s2）。求
（1）摩托车做平抛运动的时间；
（2）摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟；
（3）摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小。（结果可保留根号）
14．北京时间2022年11月30日7时33分，神舟十四号航天员乘组与神舟十五号航天员乘组在天和核心舱内顺利会师，六名中国航天员在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影！假设天和核心舱距地球表面的高度为，绕地球做匀速圆周运动的周期为，地球的半径为，引力常量为，忽略其他天体的引力作用。求：
（1）天和核心舱的线速度的大小；
（2）地球的平均密度；
（3）地球的第一宇宙速度。
15．某科技小组参加了过山车游戏项目研究，如图甲所示，为了研究其中的物理规律，科技组成员设计出如图乙所示的装置。为弹性发射装置，为倾角的倾斜轨道，为水平轨道，为竖直圆轨道，为足够长的倾斜轨道，各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点，水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为，圆轨道半径，长为，、段动摩擦因数均为，其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置弹出的速度为，且恰好从A点沿方向进入轨道，滑块可视为质点。重力加速度，，。求：
（1）求滑块从弹射装置弹出时的坐标值；
（2）若滑块恰好能通过点，求轨道的长度；
（3）若滑块能进入圆轨道且不脱轨，求轨道的长度；
（4）若轨道的长度为，试判断滑块在圆轨道是否脱轨；若发生脱轨，计算脱轨的位置。
1．A
2．B
3．D
4．C
5．C
6．D
7．A
8．CD
9．BD
10．AB
11． 水平 初速度相同 1.6 1.5 2.0
解析：（1）[1][2]实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）[3]由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有
x=v0t
将x=32cm，y=19.6cm，代入解得
v0=1.6m/s
（3）[4]由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有
Δy=gT2
由图可知
Δy=2L=10cm
解得
T=0.1s
由
，x=3L=15cm
解得该小球做平抛运动的初速度为
[5]竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度得B点的竖直分速度为
12． C D 不能 因为还要满足直线的斜率近似等于
解析：（1）[1]A.为了减小打点计时器的限位孔与纸带之间的摩擦阻力，实验时，打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确；
B.为了减小打点计时器的限位孔与纸带之间的摩擦阻力，释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，故B正确；
C.为了避免纸带上出现大量的空白段落，做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重物，故C错误。
本题选不正确的，故选C。
（2）[2]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打点时的速度
重物的动能变化量
解得
（3）[3]AB.如果利用公式和计算重物速度，已经认为重物下落加速度为重力加速度，即已经认为重物仅仅受到重力作用，则实验结果应该是重力势能的减少量完全等于动能的增加量，故AB错误；
C.实验中采用多次实验取平均值的方法是为了减小实验的偶然误差，不是重力势能的减少量略大于动能的增加量的原因，故C错误；
D.由于实验过程存在空气阻力和摩擦阻力的影响，有一部分重力势能转化为内能，因此导致实验结果显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，故D正确。
故选D。
（4）[4][5]若描绘出的图像是一条过原点的直线，表明有
如果机械能守恒，则在误差允许的范围内应该有
根据题意可知，仅仅根据描绘出的图像是一条过原点的直线，不能判断机械能是否守恒，还必需求出直线的斜率，将斜率与进行对比，如果直线的斜率近似等于，则机械能守恒，如果直线的斜率与偏差较大，则机械能不守恒。
13．（1）1s；（2）20m/s；（3）
解析：（1）设摩托车做平抛运动的时间为t，由题意可知摩托车做平抛运动的竖直位移大小为
解得t=1s。
（2）设摩托车的速度至少为v1时才能越过这个壕沟，则有
x=v1t=20m
解得v1=20m/s。
（3）摩托车落地时竖直分速度大小为
摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小为
14．（1）；（2）；（3）
解析：（1）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为
则
（2）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可知
且
联立解得地球的平均密度为
（3）设地球的第一宇宙速度为，则
解得
15．（1）；（2）；（3）或；（4）滑块在圆心以上处脱轨
解析：（1）对滑块由到A的运动，根据平抛规律有
平抛运动的竖直方向有
解得
运动时间
则
即弹出时位置的坐标值为
（2）滑块恰好能通过点，在最高点有
从到圆轨道最高点，由动能定理得
联立解得
（3）滑块刚好不脱离轨道，有两种临界情况，一是刚好在圆轨道最高点压力为零时，二是刚好到达与圆轨道圆心等高的地方。由（2）知，滑块刚好能够到达圆轨道最高点时
滑块刚好到达与圆轨道圆心等高的地方时，从到与圆心等高的位置，由动能定理得
解得
滑块从A点切入后不脱离轨道时的长度应满足
或
（4）由（3）知，时，滑块在圆轨道发生脱轨，设脱轨地点和圆心的连线与水平方向的夹角为，则脱轨时
从到脱轨的位置，由动能定理得
联立解得
即滑块在圆心以上
处脱轨。