2023泸州泸县一中高一下学期期末物理试题含解析

泸县第一中学2023年春期高一期末考试物理试题

本试卷共4页，16小题，满分100分。考试用时75分钟。

第I卷（选择题44分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 下列对功的认识，其描述正确的是（　　）

A. 静摩擦力可能做正功

B. 摩擦力做功一定会产生热量

C. 作用力做正功时，反作用力一定做负功

D. 一对摩擦力的总功一定为零

【答案】A

【解析】

【详解】A．恒力做功的表达式

知，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做负功，也可以做正功，故A正确；

B．摩擦力做功不一定产生热量。根据

可知，如果有相对位移，那么摩擦力做的功可以转化成物体内能，若没有相对位移，那么摩擦力做功，但不产热，故B错误；

C．一对相互作用力，可能作用力做正功时，反作用力可能做负功，也可能做正功，甚至可能不做功，故C错误；

D．一对静摩擦力的总功一定为零，但一对滑动摩擦力做的总功不一定为零，故D错误。

故选A。

2. 关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 其速度可以保持不变 B. 其动能一定发生变化

C. 它所受的合外力一定是变力 D. 它所受的合外力一定不为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体其速度方向一定变化，则速度一定变化，选项A错误；

B．做曲线运动的物体其速度大小可能不变，即动能可能不变，例如匀速圆周运动，选项B错误；

C．做曲线运动的物体它所受的合外力可能是恒力，例如平抛运动，选项C错误；   

D．做曲线运动的物体加速度一定不为零，则它所受的合外力一定不为零，选项D正确。

故选D。

3. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若电动机的额定输出功率为80W，在平直路面上行驶的最大速度为4m/s，则汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（　）

A. 16N

B. 20N

C 40N

D. 80N

【答案】B

【解析】

【详解】当牵引力等于阻力时，加速度零，汽车速度最大，根据

代入数据解得

故B正确．

4. 天宫一号为中国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，也是中国第一个空间实验室。天宫一号于2011年9月29日发射升空，并于2018年4月2日再入大气层。若天宫一号运行期间的轨道可视为圆且距地面高为，运行周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，下列关于天宫一号的说法正确的是（    ）

A. 航天员在太空中不受地球的引力作用

B. 由题中信息可求出地球质量为

C. 由题中信息可求出天宫一号的运行速度大小为

D. 因为天宫一号的轨道距地面很近，其加速度小于同步卫星的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．航天员在太空中处于失重状态，地球对航天员的万有引力提供向心力，不是不受到地球的引力作用，故A错误；

B．根据牛顿第二地理可得

解得

故B正确；

C．天宫一号的运行速度大小为

故C错误；

D．根据

可知轨道半径越小加速度越大，由于天宫一号的轨道距地面很近，轨道半径比同步卫星轨道半径小，故天宫一号的加速度大小大于同步卫星的加速度大小，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，竖直轻弹簧上端固定在天花板上，下端栓接小球，轻弹簧处于原长，小球从静止开始释放至小球到达最低点过程中，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，则（　　）

A. 小球的动能一直增大

B. 小球的动能与弹簧弹性势能之和一直增大

C. 小球的动能与弹簧弹性势能之和一直减小

D. 小球与地球构成的系统机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A．将小球从静止开始释放至小球到达最低点过程中，开始时重力大于弹力，小球加速向下运动，后来重力小于弹力，则小球减速运动，则小球的动能先增大后减小，选项A错误；

BC．小球重力势能一直减小，小球的动能与弹簧弹性势能之和一直增大，选项B正确，C错误；

D．小球和弹簧与地球构成的系统机械能守恒，选项D错误。

故选B。

6. 从距地面高h处水平抛出一质量为m的水球,小球落地点至抛出点的水平距离刚好等于h,若不计空气阻力,则小球的初速度大小为（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】在竖直方向上有：，解得：，则在水平方向上有，解得：，故选C．

【点睛】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，根据高度确定运动的时间，通过水平位移和时间确定小球的初速度．

7. 某物体在恒力F作用下做直线运动，在时间内物体的速度由零增大到v，F对物体做功，给物体冲量为；若在时间内物体的速度由v增大到2v，F对物体做功，给物体冲量为，下列结论正确的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据动能定理得：W1=mv2，W2=m(2v)2−mv2=mv2，则W1＜W2．由动量定理得：I1=mv，I2=2mv-mv=mv，则I1=I2．故选C．

点睛：根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

8. 如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是（　　）

A. 轨道半径越大，周期越长 B. 轨道半径越大，速度越大

C. 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D. 若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．对飞行器，根据

可知轨道半径越大，周期越大，故选项A正确；

B．根据

可知道轨道半径越大，速度越小，故选项B错误；

C．若测得周期T，且由A中方程可得

如果知道张角θ，则该星球半径为

所以

可得到星球的平均密度，故选项C正确；

D．若测得周期和轨道半径，无法得到星球半径，则无法求出星球的平均密度，故选项D错误。

故选AC。

9. 如图所示，从倾角为的斜面顶点A将一小球以初速度水平抛出，小球落在斜面上B点，重力加速度为g不计空气阻力，则下列说法正确的有（    ）

A. 从A到B的运动时间为 B. AB的长度为

C. 到B点的速度 D. 小球在B点时的速度分量满足

【答案】BC

【解析】

【详解】根据得，物体在空中飞行的时间故A错误；物体的水平位移，所以AB间的距离，故B正确；根据速度与时间关系，则B点竖直方向的速度，那么B点的速度，故C正确；在B点时的速度分量不满足，因为B点的速度与水平夹角不为，而是位移与水平的夹角，故D错误．故选BC．

【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，通过位移关系求出运动的时间是解决本题的突破口．

10. 如图所示，光滑水平面上的两玩具小车中间连接一被压缩的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止。对于两车及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　）

A. 两手先后放开后，系统总动量始终为0

B. 两手都放开后，系统机械能和动量都守恒

C. 先放开左手紧接着放开右手后，系统总动量向左

D. 若两手先后放开，则在两手都放开前，系统机械能不守恒

【答案】BC

【解析】

【详解】B．两手都放开后，系统所受合外力为零，机械能和动量都守恒，故B正确；

AC．先放开左手，左边的物体向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统总动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也始终向左，故A错误，C正确；

D．放开一侧，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，在两手都放开前，系统机械能守恒，故D错误。

故选BC。

11. 如图所示，与水平面成的传送带正以v=3m/s的速度匀速运行，A、B两端相距l=13.5m。现把质量m=1kg的工件（视为质点）轻放在传送带上，工件与传送带间的动摩擦因数，传送带始终匀速运动，取，A到B过程（　　）

A. 先加速后匀速 B. 传送带对工件做的功72J

C. 因摩擦产生的热量72J D. 因传送工件多消耗的电能99J

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．工件放上传送带后的加速度

经过t1时间与传送带速度相等

运动距离

由于，所以有

工件与传送带同速后相对静止，在静摩擦力作用下做匀速直线运动到B，故A正确；

B．传送带对工件做功

故B正确；

C．t1时间内传送带位移

A到B过程因摩擦产生的热量

解得

故C错误；

D．因传送工件多消耗的电能

故D正确。

故选ABD。

第II卷（非选择题56分）

三、实验题

12. 某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。已知小车质量为250g，打点计时器工作频率为50Hz。

（1）实验前将木板垫高是为了______。

（2）实验中，小车在1条橡皮筋的作用下弹出，打点计时器打出如图乙所示的一段纸带，相邻两计时点距离依次为：、、，1条橡皮筋对小车做功为______（结果保留两位有效数字）。

（3）小车在完全相同的1条、2条、3条、橡皮筋的作用下，每次均从相同位置从静止出发，根据多次实验获得的纸带数据，分别求出小车每次获得的最大速度、、、作出图像，则图丙中符合实际的图像是______。

【答案】    ①. 平衡摩擦力    ②. 0.50    ③. D

【解析】

【详解】（1）[1]实验前将木板垫高，是为了平衡摩擦力，使得橡皮筋对小车做功等于合力对小车做功。

（2）[2]由题给条件可知，小车自点开始匀速运动，则匀速运动速度

根据动能定理可知

（3）[3]根据动能定理及功能关系可得，橡皮筋做的功等于小车动能的增量，即

故与成二次函数关系。

故选D。

13. 用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中∶

 (1)运用公式对实验条件的要求是：在打第一个点时重锤恰好由静止开始下落，为此所选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近2mm。某同学实验步骤如下∶

A.用天平准确测出重锤的质量；

B.把打点定时器架在铁架台上，并接上直流电源；

C.将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；

D.先释放重锤，后接通电源；

E.取下纸带，再重复几次；

F.选择纸带，测量纸带上某些点之间的距离

G.根据测量结果进行计算

你认为他实验步骤中多余的步骤是__________，错误的步骤是__________（均填序号）

(2)在本次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=200g 的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点时间间隔为0.100s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2。

如果根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的__________就证明机械能是守恒的，图像的斜率代表的物理量是__________。

【答案】    ①. A    ②. BD    ③. B    ④. g

【解析】

【详解】（1）[1]实验中验证动能的增加量和重力势能的减少量是否相等，质量可以约去，所以不用天平测量重锤的质量，A是多余的步骤。

[2]打点计时器应使用交流电源，B错误，实验时应先接通电源后释放重锤，D错误。

（2）[3]根据机械能守恒定律，得

可知图线为过原点的倾斜直线，故选B。

[4]由表达式，可知图线的斜率表示重力加速度g。

四、解答题（本答题共3个小题，14题12分，15题14分，16题18分，共44分）

14. 质量为30kg的小孩坐在秋千上，小孩重心离拴绳子的横梁2.5m，如果秋千摆到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，秋千板摆到最低点时，忽略手与绳间的作用力，求小孩对秋千板的压力大小．(g取10m/s2)

【答案】600N

【解析】

【详解】秋千从最高点摆到最低点过程中，只有重力做功，机械能守恒，则：

在最低点时，设秋千对小孩的支持力为FN，由牛顿第二定律得

解得：

由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力大小为600N

15. 随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活并迅速发展。有一种超级电动汽车只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电动汽车，质量，额定功率，在平直水平路面上行驶，受到的阻力斤是车重的0.1倍，取。

（1）超级电动汽车以额定功率做加速运动，时超级电动汽车加速度为多大？

（2）若超级电动汽车从静止开始，保持额定功率做加速运动，后达到最大速度，求此过程中超级电动汽车的位移大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设电动汽车速度为时牵引力为，有

此时加速度为，有

联立各式得

（2）汽车运动过程中牵引力与阻力相等时速度达最大，即时

所以

在速度达到最大值的过程中，汽车的位移为，据动能定理有

联立各式并带入数值得

16. 在半径R=5000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验．实验装置如图15甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求：

（1）.圆轨道的半径．

（2）.该星球的第一宇宙速度．

【答案】r＝H＝0.2 m；5 km/s

【解析】

【详解】（1）小球过点时有：

对小球从出发到点，由动能定理得：

联立①②得：

由图可知：当时，，解得：

当时，，解得：

（2）对该行星表面的附近的卫星有：