甘肃省武威市2024-2025学年高一下学期7月期末物理试卷（含答案）

甘肃省武威市2004-2025学年高一下学期期末考试物理试卷
一、单选题
1．红蜡块在玻璃管中匀速上升，同时玻璃管水平向右移动，用虚线表示红蜡块相对地面的运动轨迹，则以下选项中给出的玻璃管运动情况和所绘轨迹符合实际的是（　　）
A．向右加速 B．向右减速
C．向右加速 D．向右减速
2．太阳系有八大行星，离太阳由近至远分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．地球绕太阳运行过程中，速率不变
B．木星的公转周期大于一年
C．八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，太阳处在椭圆的中心
D．相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3．如图所示是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点位于大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则A、B两点的向心加速度之比为（　　）
A．1∶1 B．1∶4 C．1∶8 D．1∶16
4．张老师从一楼乘竖直电梯到五楼，经过匀加速、匀速和匀减速运动过程，设电梯中途匀速运动的速度为v，每层楼的高度为h，重力加速度为g，张老师质量为m，则（　　）
A．加速过程中，电梯对人做的功为
B．减速过程中，合外力对人做的功为
C．整个过程中，人的重力势能增加了
D．运动过程中，电梯对人做功的瞬时功率可以大于
5．在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐的距离为9.8m，不考虑空气阻力，g取。则（　　）
A．篮球出手的速度大小为7m/s
B．篮球投出后运动到最高点时的速度为0
C．篮球在空中运动的时间为1.4s
D．篮球投出后的最高点相对地面的竖直高度为2.45m
6．如图所示，a为地球赤道上随地球自转的物体，b为近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），c为地球静止轨道同步卫星。已知地球半径为R，c的轨道半径为r。a、b、c做匀速圆周运动的角速度分别为ωa、ωb、ωc，a、c的向心加速度大小分别为aa、ac，b、c的线速度大小分别为vb、vc，下列说法中正确的是（　　）
A．a、c的向心加速度的大小之比为
B．b、c的线速度大小之比为
C．a、b、c的角速度关系为
D．b、c相邻两次相距最近的时间大于b的周期
7．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前6s内做匀加速直线运动，6s末达到额定功率，之后保持额定功率运动至t1时刻达到最大速度，其v—t图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值，k=0.1，取重力加速度大小为，不计空气阻力。下列说法错误的是（　　）
A．在前6s内汽车的牵引力大小为
B．汽车的额定功率为60kW
C．汽车的最大速度大小为36m/s
D．汽车在0~t1时间内的位移大小x与时间t1的关系式为
二、多选题
8．如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远，当抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星，如今，牛顿的设想早已成为现实。下列说法正确的是（　　）
A．图中圆轨道对应的速度是发射绕地球运行的卫星的最小发射速度
B．图中圆轨道对应的速度是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度
C．发射“嫦娥”系列探月卫星时，发射速度一定要大于11.2km/s
D．发射火星探测器时，发射速度要大于7.9 km/s小于11.2km/s
9．如图所示为我国发射北斗卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，卫星运动到P点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，运动到椭圆轨道Ⅱ的远地点Q时，再次变轨进入半径为R的圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能
B．卫星在轨道Ⅱ上从P向Q运动过程中加速度逐渐减小
C．卫星在轨道Ⅰ上经过P点的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度
D．卫星在轨道Ⅱ上从P运行到Q过程中机械能增大
10．如图所示，物块A、B用沿半径方向的细绳相连后放置在水平圆盘上，细绳刚好伸直但无拉力。当圆盘以不同角速度绕中心轴匀速转动时，A、B始终相对圆盘静止。已知A、B到圆心的距离分别为r、2r，质量均为m，物块A、B与转盘间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．当圆盘的角速度时，绳子的拉力为零
B．当圆盘的角速度时，A所受的摩擦力为μmg
C．A、B始终相对圆盘静止，圆盘的角速度最大值
D．当圆盘的角速度分别为ω1和ω3时，相对圆盘，A所受摩擦力的方向变化，而B所受摩擦力的方向不变
三、实验题
11．探究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分方向进行实验探究：
(1)先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图甲）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下列说法中正确的是___________。
A．两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序
C．如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤（1）中的对比法。下面先用如图乙所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下做法中不正确的是_________。
A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行
C．将斜槽末端位置投影在背板上，并记录为抛出点O
D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置
F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
(3)正确操作步骤（2）后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平运动的特点。在坐标纸上以抛出点O为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系，在y轴上从O点开始，按1：3的比例顺次截取y1、y2，如图丙所示，在轨迹上对应标出A、B两个点，测量OA、AB的水平距离x1、x2，在误差允许的范围内，若x1：x2= ，则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12．利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是___________。
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
(2)关于本实验，下列说法正确的是___________。
A．应选择质量大、体积小的重物进行实验
B．应将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上
C．应先释放纸带，后接通电源
D．为测量重物的动能，需要先根据公式或v=gt计算重物的速度v
(3)实验中，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取计数点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知相邻计数点间还有1个计时点未画出，当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，则从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为 ，动能变化量为 。
(4)很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是 。
四、解答题
13．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡面上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R，引力常量为G，不计一切阻力及摩擦，求：
(1)该星球表面的重力加速度g；
(2)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T。
14．如图所示，倾角为37°粗糙斜面上一个质量为0.6kg的物块（可视为质点），从m高处由静止开始下滑，小球经P点从Q点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径m，，P、Q之间的距离m，物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为，物块到达A点时的速度m/s，取m/s2。求：
(1)物块做平抛运动的初速度和物块过P点时损失的机械能；
(2)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力大小。
15．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，之后沿半圆形导轨运动。重力加速度 为g。
(1)若物体经过B点进入半圆形导轨的瞬间，导轨对其的支持力大小是重力的9倍，之后恰能到达最高点C，求物体从B点运动至C点的过程中摩擦力所做的功；
(2)若竖直面内的半圆形导轨光滑，为保证物体能滑上半圆形导轨且中途不脱离导轨，求在A点静止释放物体时弹簧弹性势能的取值范围；
(3)若竖直面内的半圆形导轨光滑，在A点静止释放物体时弹簧弹性势能为，求物体脱离导轨时距离水平面AB的高度。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B A D C D B AB AB ACD
11．(1)C
(2)CDF
(3)1：1
【详解】（1）A．两球的大小不一定必须相同，为减小阻力的影响，可选择密度合质量较大的材料，A错误；
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，两球仍同时落地，B错误；
C．如果两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，C正确。
故选C。
（2）A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，A正确，不满足题意要求；
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行，B正确，不满足题意要求；
C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为抛出点，C错误，满足题意要求；
D．为了保证每次小球抛出的速度相同，应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，D错误，满足题意要求；
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置，E正确，不满足题意要求；
F．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，F错误，满足题意要求。
故选CDF。
（3）由题知，在y轴上从O点开始，按1：3的比例顺次截取y1、y2，根据初速度为0的匀变速直线运动规律可知，相邻竖直位移所用的时间相等；则在误差允许的范围内，若满足，则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12．(1)AB
(2)AB
(3) -mghB
(4)存在空 气阻力和摩擦阻力的影响
【详解】（1）AB．打点计时器需要接交流电源，要用刻度尺测量各计数点间的间隔，AB正确；
C．本实验质量不需要测量，C错误。
故选AB。
（2）A．应选择质量大、体积小的重物进行实验以减小空气阻力的影响，A正确；
B．应将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上，B正确；
C．为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，C错误；
D．根据公式 或v=gt 计算重物的速度v，已经是按没有阻力，只受重力来计算了，达不到验证的目的，D错误。
故选AB。
（3）从打O点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量
打点计时器打B点时的速度
重物的动能变化量
（4）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。
13．(1)
(2)
【详解】（1）设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律有，水平方向x=v0t
竖直方向
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
解得
（2）绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，设质量为m的卫星围绕该星球表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有
又在星球表面有
联立解得
14．(1)，
(2)
【详解】（1）小球到A点的速度沿圆弧切线方向，设小球在Q点的速度为，则有
解得
设小球运动到斜面底端P点的速度为，根据动能定理有
根据能量守恒定律有物块过P点时损失的机械能
代入数据得
（2）A到C的过程中，根据机械能守恒定律有
代入数据得
在C点，根据牛顿第二定律有
代入数据得
由牛顿第三定律得
15．(1)
(2)或者
(3)
【详解】（1）设物体在B点的速度为vB，所受支持力为FNB，据牛顿第二定律可得
设物体在C点的速度为vC，由于恰能到达最高点C，由牛顿第二定律可得
物体由B点运动到C点的过程中，由动能定理得
解得
（2）当物体不能从最高点C点飞出时，要保证始终不脱离轨道，则最高能运动到圆弧轨道的中点，弹簧的弹性势能最大值
当物体能从最高点C点飞出时，要保证始终不脱离轨道，弹簧的弹性势能至少为
故弹簧弹性势能大小的取值范围为或
（3）若竖直面内的半圆形导轨光滑，物体脱离导轨时一定处于圆心的上方，设脱离导轨时物体与圆心连线与水 平方向的夹角为θ，此时物体的速度为v，根据动能定理可得
脱离导轨时有
联立解得
则物体脱离导轨时距离水平面AB的高度