安徽省皖北名校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷（含解析）

安徽省皖北名校2023-2024学年高一下学期期末联考物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列运动不能用经典力学描述的是( )
A. 高铁列车从北京向广州飞驰 B. 火箭携带嫦娥六号飞向月球
C. 电子以接近光速的速度运动 D. 歼战斗机从山东号航母上起飞
2.天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归.哈雷彗星绕太阳的轨道为椭圆，如图所示，哈雷彗星从位置N经过P运动到M的过程中( )
A. 哈雷彗星受到太阳的引力一直增大 B. 哈雷彗星受到太阳的引力先减小后增大
C. 哈雷彗星速度一直增大 D. 哈雷彗星速度先增大后减小
3.2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射日，嫦娥六号成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，即将开启世界首次月球背面采样返回之旅.若嫦娥六号在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点.下列有关嫦娥六号的说法正确的是( )
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速
C. 运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度
D. 在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等
4.物体在两个相互垂直的力、作用下运动，力对物体做功5J，力对物体做功12J，则、的合力对物体做的功为( )
A. 17J B. 13J C. 7J D.
5.某电动玩具车的发动机额定功率为15W，质量为2kg，在水平地面运动时受到的摩擦力恒为5N，忽略空气阻力的影响，当玩具车保持额定功率启动后，下列说法正确的是( )
A. 玩具车做匀加速运动
B. 玩具车运行时牵引力大小不变
C. 玩具车运行的最大速度为
D. 玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功
6.一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度的河流，已知小船在静水中运动的速度为，水流速度为，方向向右点距小船正对岸的A点取，，下列关于该船渡河的判断中，正确的是( )
A. 小船做曲线运动
B. 小船过河的最短时间为16s
C. 小船过河的最短航程为100m
D. 若要使小船运动到B点，则小船船头指向与上游河岸成角
7.同学们在体育课上进行铅球的练习.不计空气阻力，铅球被水平推出后，在空中的运动过程中，下列关于铅球的加速度大小 a、速度大小v、动能和机械能E随运动时间t的变化关系中，正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径，离水平地面的高度，物块平抛落地过程水平位移的大小设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则：( )
A. 物块与转台间的动摩擦因数为
B. 物块做平抛运动的初速度大小为
C. 物块在转台上加速时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
D. 物块从滑离转台到落地过程的位移大小为
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.汽车的车厢地板上水平放着内装三个相同圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，如图乙所示向汽车前进方向看当汽车匀速率通过三个半径依次变小的水平圆形弯道A、B、C时，木箱及箱内工件均保持相对静止.下列分析判断正确的是( )
A. Q和M对P的支持力大小始终相等
B. 汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等
C. 汽车过C点时，汽车的向心加速度最大
D. 汽车过B点时，M对P的支持力小于Q对P的支持力
10.如图甲所示，物体以一定初速度从倾角，足够长的斜面底端沿斜面向上运动.上升的最大高度为，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能随高度h的变化如图乙所示.取，，下列说法正确的是( )
A. 物体的质量 B. 物体的初速度
C. 物体受到的摩擦力 D. 物体回到斜面底端时的动能
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.根据公式和，某同学设计如下实验来感受向心力.如图甲所示，用一根细绳可视为轻绳一端拴一个小物体，绳上离小物体30cm处标为点A，60cm处标为点将此装置放在光滑水平桌面上如图乙所示抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，请另一位同学帮助用秒表计时.
操作一：手握A点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小
操作二：手握B点，使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周，体会此时绳子拉力的大小
小物体做匀速圆周运动的向心力由__________提供;
操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的 相同;
如果在上述操作中突然松手，小物体将做__________运动.
在上述操作中采用的研究方法是__________.
12.如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律.
对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是__________填标号
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.先释放重物，再接通打点计时器
纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔，那么纸带的__________填“左”或“右”端与重物相连.设重物质量，O点为打下的第一个点，则从打下O点到E点的过程中，重物动能增加量为__________结果保留2位有效数字
根据纸带上的数据，算出重物在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离h，并以为纵轴、h为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重物在下落过程中机械能守恒，则图像可能是__________填标号
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图甲所示，在距地面高为处，有一小球A以初速度水平抛出，与此同时，在A的右方等高处有一物块B以大小相同的初速度的倾角为的光滑斜面滑下，如图乙所示，若A、B同时到达地面，A、B均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g取，求：
初速度的大小;
物块B到达斜面底端的速度的大小.
14.2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务，有望创造新的纪录月27日，云海三号02星在太原卫星发射中心成功发射并顺利进入预定轨道月3日，遥感四十二号01星在西昌卫星发射中心发射成功.已知地球质量为M，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，设云海三号02星绕地球圆周运动的轨道半径为，遥感四十二号01星绕地球圆周运动的轨道半径为求：
遥感四十二号01星距地面的高度;
云海三号02星和遥感四十二号01星的线速度之比;
再次出现上图所示位置关系两卫星及地心在同一直线上所需要的时间.
15.如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板，木板质量，上表面与C点等高。质量的物块可视为质点从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与路面间的动摩擦因数为，取，，。试求：
物块经过B端时速度的大小；
物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小；
若的大小可以变化，要使物块不从木板上滑下来，木板至少的长度L与的关系。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】经典力学适用于低速宏观的物体，不适用于微观高速物体，故电子以接近光速的速度运动不能用经典力学描述，高铁列车从北京向广州飞驰、火箭携带嫦娥六号飞向月球、歼战斗机从山东号航母上起飞等都能用经典力学描述，故ABD能用经典力学描述，C不能用经典力学描述。
本题考查不能用经典力学描述的，故选C。
2.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查学生对万有引力定律、开普勒第二定律规律的掌握，比较基础。
根据万有引力定律，分析引力变化；
根据开普勒第二定律，分析速度大小变化。
【解答】
哈雷彗星从过程中，彗星与太阳的距离先变小后变大，根据万有引力定律可知，彗星受到太阳的引力先增大后减小，AB错误；
根据开普勒第二定律可知，彗星在近日点速度最大，在远日点速度最小，故哈雷彗星从位置N经过P运动到M的过程中的速度先增大后减小，C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】B
【解析】【分析】
知道解决天体运动问题的一般方法：万有引力提供向心力；根据开普勒第三定律可得半长轴越大，运动周期越大。
通过宇宙速度的意义判断嫦娥六号发射速度的大小；根据开普勒第三定律，结合半长轴的大小与圆轨道半径的大小比较运动的周期；根据圆周运动和离心运动来解释A点的速度大小。
【解答】
A.嫦娥六号的发射速度不大于地球的第二宇宙速度，若大于第二宇宙速度探测器会离开地球成为太阳的行星，故A错误；
B.嫦娥六号要想从圆轨道进入椭圆轨道，做近心运动，必须在A点减速，故B正确；
C.月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，而从近月圆轨道进入与其相切的椭圆轨道要加速，所以嫦娥六号运动动到B点速度大于第一宇宙速度，故C错误；
D.根据开普勒第三定律可得半长轴a越大，运动周期越大，显然圆轨道的半长轴半径大于椭圆轨道的半长轴，故沿椭圆轨道上运行的周期比圆轨道上运行的周期要短，故D错误。
故选B。
4.【答案】A
【解析】【分析】
该题主要考查功相关知识。功是标量，没有方向性，求合力的功有两种方法：先求出合力，然后利用功的公式求出合力功，或求出各个力做功，再求出各个功的代数和。
【解答】由题，力对物体做功，力对物体做功为，、的合力对物体做功等于两个力做功的代数和，为，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】C
【解析】解：AB、玩具车以额定功率启动后，速度增大，由可知牵引力减小，阻力f不变，由牛顿第二定律可知加速度减小，所以玩具车不是做匀加速运动，故AB错误；
C、当玩具车牵引力和阻力相等时，速度最大，则有：，故C正确；
D、由动能定理可知：，可得，所以玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功与动能增加量之和，故D错误。
故选：C。
AB、玩具车功率不变，由可知速度增大，牵引力减小，由牛顿第二定律可知加速度变化，则可判断正误；
C、玩具车牵引力和阻力相等时，速度最大，由可得最大速度；
D、由动能定理可得玩具车所受牵引力做的功等于克服摩擦力做的功与动能增加量之和。
本题考查了汽车恒功率启动的问题，解题的关键是知道汽车的牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大。
6.【答案】B
【解析】【分析】因为水流速度小于静水中船速，所以合速度的方向可能垂直于河岸，当船头垂直与河岸时，过河时间最短，若要使小船运动到B点，呼出图形，根据垂直于河岸方向和平行于河岸方向的分运动求解。
【解答】因为水流速度小于静水中船速，所以合速度的方向可能垂直于河岸，当合速度的方向垂直于河岸时，渡河航程最短即，故C错误;
小船同时参与两个方向的匀速直线运动，合运动是匀速直线运动，故A错误;
当静水中船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间故B正确;
设小船船头指向与上游河岸成角，静水中船速垂直于河岸方向的分速度为，静水中船速平行于河岸方向的分速度为，则渡河时间，沿河岸方向的位移代入得，故D错误.
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查平抛运动的特点，通过平抛运动的特点，判断物体的加速度、速度、动能和机械能。
【解答】由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A错误；
B.铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，
有：，则抛出后速度大小为：
可知速度大小与时间不是一次函数关系，故B错误；
C.铅球抛出后的动能：，可知动能与时间不是一次函数关系，故C错误；
D.铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒，故D正确。
故选：D。
8.【答案】A
【解析】A、物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有，，联立解得，A正确;
B、在竖直方向上有，在水平方向上有，联立解得，B错误;
C、物块受到的力有重力、支持力和摩擦力，向心力由摩擦力提供，C错误;
D、物块在竖直方向上的位移为，在水平方向上的位移为，由几何关系知合位移为，D错误.
9.【答案】CD
【解析】A.汽车过A、B、C三点时，做匀速圆周运动，合外力指向圆弧的圆心，故对P分析，A、C两点合外力向左，B点合外力向右，Q和M对P的支持力大小不是始终相等，故A错误；
B.汽车过A、B、C三点时的圆弧轨道半径不同，根据合外力提供向心力得
当汽车匀速率通过三个半径依次变小的圆形弯道时，工件P受到的合外力大小依次在增大，故B错误；
C.汽车的向心加速度为
可知汽车过C点时，弯道对应的半径最小，向心加速度最大，故C正确；
D.汽车过B点时，所受的合外力向右，故M对P的支持力小于Q对P的支持力，故D正确。
故选：CD。
根据运动情况结合受力情况分析AD，根据向心力和向心加速度公式结合半径大小分析BC。
本题考查圆周运动的理解，解题关键掌握受力分析的运用，注意向心力和向心加速度公式的运用。
10.【答案】ABC
【解析】解：A、当时，物体速度为零，则，得，故A正确；
B、当时，物体初动能等于机械能，则，得，故B正确；
C、对物体上升的整个过程中，根据动能定理，解得，故C正确；
D、从顶端到底端，根据动能定理，得，故D错误。
故选：ABC。
根据物体上升到最高点的机械能等于重力势能求出物体的质量；根据功能关系，结合机械能的变化量，求出摩擦力的大小，从而得出动摩擦因数的大小；根据牛顿第二定律求出上滑的加速度；对全过程研究，根据动能定理求出物体返回斜面底端的动能。
本题考查功能关系的综合运用，要知道重力做功不改变物体的机械能，摩擦力做功使物体机械能减少，由图象求出物体初末状态的机械能，应用重力势能的计算公式、动能定理即可正确解题．
11.【答案】绳子拉力；
周期或角速度、转速；
匀速直线
控制变量法
【解析】【解答】
小物体竖直方向受到重力和支持力而平衡，水平方向只受到一个绳子拉力，小物体做匀速圆周运动的向心力由绳子拉力提供;
操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同，是为了控制小物体运动的周期或角速度、转速相同;
如果在上述操作中突然松手，不受力小物体将做匀速直线运动.
在上述操作中采用的研究方法是控制变量法。
12.【答案】；左；；
【解析】【解答】解：因为本实验是比较动能的增加量和重力势能的减少量的大小关系，故质量可以约去，不需要测量重物的质量，精确测量重物的质量对减小实验误差没有影响，故A错误；
B.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，两限位孔必须在同一竖直线上，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确；
C.实验供选择的重物应该是相对质量较大、体积较小的物体，这样能减小空气阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确；
D.实验时，先接通打点计时器的电源再松开纸带，为更有效的利用纸带，则重物离打点计时器下端近些，故D错误。
故选：BC。
因纸带上从左到右点间距逐渐增加，那么纸带的左端与重物相连.打下E点时的速度：，从打下O点到E点的过程中，重物动能增加量为根据：可得：，则图像是过原点的直线，故选
13.【答案】解：球做平抛运动，由，
解得运动时间，
B物块下滑的加速度，
由匀变速直线运动的规律得，
根据题述，A、B同时到达地面，，
联立解得。
由，
得物块B到达底端的速度。
【解析】解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移，抓住平抛运动的时间和匀加速运动的时间相同，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。
A做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。B做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求加速度，根据匀变速直线运动的规律分析。
14.【答案】解：地球表面的万有引力等于重力，得地球半径，则遥感四十二号01星距地面的高度；
由万有引力提供向心力，，；
从两卫星及地心在同一直线上到再次在同一直线上的过程中，又，，可得，则。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：物块从A到B做平抛运动，物块经过B点的速度和竖直方向的夹角为，根据运动的分解知：
；
从B到C应用动能定理有：
代入数据得：
在C点，由牛顿第二定律有：
代入数据得：
由牛顿第三定律知，物块经过圆轨道上的C点时对轨道的压力为；
若物块在木板上滑动时木板仍静止，则有
即当时，根据动能定理有
解得；
若物块在木板上滑动时木板也运动，则有
物块滑上木板后开始做匀减速运动，而木板开始做匀加速运动，当物块运动到木板右端时恰好与木板达到共同速度，此时木板长度最短
设物块和木板的加速度大小分别为、，则对物块和木板分别应用牛顿第二定律有
设经过时间t，物块与木板达到共同速度，则有
根据运动学公式可得t时间内物块和木板的位移大小分别为
木板至少的长度
联立解得：。
【解析】物块从A到B做平抛运动，由速度分解即可求得经过B点时的速度大小；
物块从A到B做平抛运动，由平抛规律可求得B点的速度；由机械能守恒可求得C点的速度；由向心力公式可求得物块在C点受到的支持力，由牛顿第三定律可求得对轨道的压力；
由牛顿第二定律可求得物块和木板的加速度，要使物块不掉下去，两物体最后应达到相同速度并且刚好到达最右端，由运动学公式可求得木板的长度与动摩擦因数的关系．
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，关键能够正确地受力分析，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．