2022-2023学年新疆伊犁州华-伊高中联盟校高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年新疆伊犁州华-伊高中联盟校高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，下列关于物理学家的贡献正确的是( )
A. 开普勒发现了万有引力定律B. 牛顿测出了万有引力常量
C. 爱因斯坦创立了狭义相对论D. 卡文迪什测出了静电力常量
2.关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 物体做曲线运动，其加速度可能为0
B. 物体做曲线运动，其速率可能不变
C. 物体做曲线运动，其速度的方向可能不发生变化
D. 物体做曲线运动，物体所受合外力的方向与它速度的方向可能在一条直线上
3.将一个质量为m=0.2kg的物体放在水平圆桌上，物体到圆心的距离是L=0.2m，圆桌可绕通过圆心的竖直轴旋转，若物体与桌面之间的动摩擦因数为μ=0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，物体可看成质点，则欲保持物体不滑动，圆桌的最大角速度是(g=10m/s2)( )
A. ω=1rad/sB. ω=5rad/sC. ω=0.25rad/sD. ω=25rad/s
4.两个质点之间万有引力的大小为F，如果只将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，其他条件不变，那么它们之间万有引力的大小变为( )
A. F4B. F2C. 2FD. 4F
5.如图所示，汽车上坡的时候，司机一般会换低挡，其目的是( )
A. 减小功率，得到较小的牵引力
B. 增大功率，得到较小的牵引力
C. 减小速度，得到较大的牵引力
D. 增大速度，得到较大的牵引力
6.坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离L。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的( )
A. 拉力做功为FLcsθ
B. 重力做功为mgL
C. 支持力做功为mgL
D. 滑动摩擦力做功为−μmgL
7.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中(忽略空气阻力)，下列叙述中正确的是( )
A. 刚接触弹簧时，小球的速度最大
B. 小球的动能一直增大
C. 只有重力和弹簧弹力对小球做功，小球动能和势能之和是守恒的
D. 小球、弹簧和地球作为-个系统，重力势能、弹性势能和动能之和保持不变
8.如图所示，在倾角为θ的斜面上有一质量为m的滑雪运动员(含滑雪板)，从A点由静止滑下，停在水平面上的C点；若从A点以初速度v滑下，则停在同一水平面上的D点．已知重力加速度为g，AB=L，BC=CD，不计空气阻力与通过B点的机械能损失，则该运动员(含滑雪板)在斜面上克服阻力做的功为( )
A. mgLsinθB. 12mv2
C. mgLsinθ−12mv2D. mgLsinθ+12mv2
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.一条小船在静水中的速度为5m/s，要渡过宽为180m、水流速度为3m/s的河流(sin53∘=0.8,cs53∘=0.6)，则( )
A. 当船头正对河岸时，小船的渡河时间最短
B. 当船头正对河岸时，航行时间为60s
C. 航程最短时，小船的渡河时间为36s
D. 航程最短时小船船头与上游河岸的夹角为53∘
10.如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1：R2=3：1，A、B分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是( )
A. A、B两点的线速度之比为1：3B. A、B两点的线速度之比为1：1
C. A、B两点的角速度之比为1：3D. A、B两点的角速度之比为1：1
11.三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，则对于三个卫星，正确的是( )
A. 运行线速度关系为vAωB=ωC
12.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成θ角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 重物落下接触地面时的动能等于2Fh
B. 重物落下接触地面时的动能大于mgh
C. 整个过程重力做功等于mg(h+d)
D. 地面对重物的阻力做功等于−(2Fhcsθ+mgd)
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.如图1为某同学研究平抛运动的实验装置示意图。小球每次都从斜槽上某位置无初速度释放，并从斜槽末端飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而根据一系列的落点位置可描绘出小球的运动轨迹。
(1)关于该实验，下列做法正确的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.轨道末端必须水平
C.实验时可以将小球从不同位置由静止释放
(2)该同学在坐标纸上确定了小球运动轨迹上a、b和c三个点的位置如图2所示。已知坐标纸上每个小方格的长度均为L，重力加速度为g，若已探究得出小球在水平方向的分运动为匀速直线运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，通过3个点的分布，试计算小球从轨道末端飞出时的初速度v0=______。
14.某学习小组利用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)在本实验中，还需要用到的实验器材有______；
A.刻度尺
B.低压交流电源
C.秒表
D.天平
(2)实验中，先接通电源，再释放重锤，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重锤的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量______，重锤动能的增加量是______，若在误差允许的范围内，重锤的重力势能减少量与动能增加量近似相等，则可验证机械能守恒；(用上述测量量和已知量的符号表示)
(3)有同学在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O的距离为h，并计算出各计数点对应的速度v，画出v2−h图像。若阻力作用不可忽略且大小不变，已知当地重力加速度为g，则画出的图像应为图3中的图线______(选填“1”“2”或“3”)，其斜率______2g(选填“小于”“大于”或“等于”)。
四、简答题：本大题共2小题，共22分。
15.在冰雪覆盖大地的冬季，打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动.假设在水平的雪地上，某人水平抛出一个雪球，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角为53∘，忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2，(sin53∘=0.8,cs53∘=0.6)求：
(1)雪球抛出点距地面的高度；
(2)雪球抛出的水平初速度大小。
16.中国探月工程“嫦娥工程”分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。若宇航员登陆月球后在月球表面做自由落体实验，释放点距月球表面高度为h，物体下落时间为t，已知月球的半径为R，不考虑月球自转，求：
(1)求月球表面重力加速度g；
(2)月球的质量；
(3)月球的密度。
五、计算题：本大题共1小题，共16分。
17.如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60∘，重力加速度为g，求：
(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力；
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：AB、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什应用扭秤实验测出了万有引力常量，故AB错误；
C、爱因斯坦创立了狭义相对论，故C正确；
D、库仑测出了静电力常量，故D错误。
故选：C。
根据这些物理学家的贡献回答即可。
记住物理学家的主要贡献，熟练掌握物理学史的相关内容也是学习物理的一部分。
2.【答案】B
【解析】解：A、做曲线运动的条件是加速度(合外力)和初速度不在同一直线上，所以加速度(合外力)一定不为零，故A错误；
BC、物体做曲线运动，速度的方向沿切线方向，方向时刻改变，大小不一定发生变化，所以其速率可能不变，故B正确，C错误；
D、物体做曲线运动的条件是物体受到的合力与它的速度方向不在同一直线上，故D错误。
故选：B。
物体做曲线运动，速度变化，合外力一定不为零，加速度一定不为零，但速度大小方向其一发生变化即可；做曲线运动的条件是速度和加速度方向不在一条直线上。
本题主要考查物体做曲线运动的条件和曲线运动的特点，物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不共线。
3.【答案】B
【解析】解：最大静摩擦力恰好提供向心力：μmg=mωmax2L，
代入数据解得：ω= μgL= 0.5×100.2rad/s=5rad/s。故B正确，ACD错误。
故选：B。
静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，此时的角速度为最大角速度。
本题主要考查了圆周运动，解决本题的关键知道物体和圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力。
4.【答案】A
【解析】解：根据万有引力定律公式得F=GMmr 2，将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，则万有引力的大小变为原来14，故A正确，B、C、D错误．
故选：A
根据万有引力定律公式F=GMmr 2进行判断．
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，并能灵活运用．
5.【答案】C
【解析】由P=Fv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
6.【答案】A
【解析】解：对雪橇受力分析，如图所示：
由功的公式可得：
A、拉力做功为WF=Flcθ，故A正确；
B、重力做功WG=mglcs90∘=0，故B错误；
C、支持力与位移方向相互垂直，故支持力做功为零，故C错误；
D、雪橇竖直方向受力平衡：N+Fsinθ=mg
得N=mg−Fsinθ
则摩擦力f=μN=μ(mg−Fsinθ)
摩擦力做功Wf=−fl=−μ(mg−Fsinθ)l，故D错误；
故选：A。
雪橇所受的各力都是恒力，可根据恒力F做功的计算公式：W=Flcsθ，θ为F与l之间的夹角，来分析计算各力做的功。
本题考查功的计算，要明确恒力F做功的计算公式：W=Flcsθ，θ为F与l之间的夹角。注意功的公式只适用于恒力做功。
7.【答案】D
【解析】解：AB、小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的弹力先小于小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速运动，后向下减速运动，所以小球的动能先变大后变小，当弹力等于重力时小球的动能最大，此时弹簧处于压缩状态。故A、B错误。
CD、小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，则小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即小球的重力势能、动能和弹性势能之和保持不变。弹簧弹性势能在增大，所以小球的动能和势能之和在减小，故C错误，D正确。
故选：D。
对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，分析小球的受力情况，来判断其运动情况，从而确定动能的变化。小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能分析量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。
对于含有弹簧的问题，往往是动态变化分析类型，要抓住弹簧弹力的可变性，分析小球的速度变化情况。要注意该系统机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。不能想当然，认为小球一接触弹簧动能就开始减小。
8.【答案】C
【解析】解：设运动员(含滑雪板)在斜面上克服阻力做的功为W，BC=CD=s，运动员在水平面上受到的阻力大小为f，运动员从静止滑下到B处的过程，由动能定理得：
mgLsinθ−W−fs=0
运动员从同一位置以初速度v滑下到C处的过程，由动能定理得
mgLsinθ−W−f⋅2s=0−12mv2
联立以上两个方程解得：W=mgLsinθ−12mv2，故C正确，ABD错误；
故选：C。
对两种情况下运动员运动的过程，分别运用动能定理列式，即可求出运动员(含滑雪板)在斜面上克服阻力做的功。
对于涉及力在空间效果的问题，往往根据动能定理处理，运用动能定理时，要注意选择研究过程，分析各个力做功情况。
9.【答案】AD
【解析】【分析】
船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实际运动是这两个分运动的合运动。当船头垂直河岸时，渡河时间最短；若船速大于水速，船的合速度垂直河岸时，位移最短，再结合运动学公式，即可求解。
处理小船过河问题时，合运动与分运动遵循平行四边形定则。当船头垂直河岸时，用时最少；当船速大于水速时，合速度垂直河岸，最小位移为河宽。
【解答】
AB、当船头正对河岸时，渡河时间最短，已知小船在静水中的速度v=5m/s，河宽s=180m，则最短时间为：t=sv=1805s=36s，故A正确，B错误；
CD、已知小船在静水中的速度v=5m/s大于水流速度v1=3m/s，则最短航程为河宽，速度关系如图所示，
速度的合成遵循平行四边形定则，合速度的大小：v合= v2−v12= 52−32m/s=4m/s，
航程最短时，小船的渡河时间为：t′=sv合=1804s=45s，
航程最短时，小船船头与上游河岸的夹角余弦为：csθ=v1v=35，则夹角θ=53∘，故C错误，D正确。
故选：AD。
10.【答案】BC
【解析】解：AB、两个轮是皮带传动，所以A、B两点的线速度大小相等，所以AB两点的线速度之比为1：1，故A错误，B正确；
CD、根据v=ωR可知，A、B两点的角速度与两个轮子的半径成反比，即A、B两点的角速度之比为1：3，故C正确，D错误。
故选：BC。
两个轮子是皮带传动，所以两个轮子边缘上各点的线速度大小相等，然后根据线速度和角速度的关系可以得到两点的角速度之比。
知道线速度和角速度的关系是解题的基础，还要知道皮带传动的轮子边缘上各点的线速度大小相等。
11.【答案】CD
【解析】解：根据万有引力提供圆周运动向心力GmMr2=mv2r=mr4π2T2=ma=mrω2
A、线速度v= GMr，知轨道半径大的线速度小，故vA>vB=vC，故A错误；
B、周期T= 4π2r3GM，知轨道半径大的周期大，故有TB=TC>TA，故B错误；
C、向心加速度a=GMr2，知轨道半径大的向心加速度小，故aA>aB=aC，所以C正确；
D、角速度ω= GMr3，知轨道半径大的角速度小，故有ωA>ωB=ωC，故D正确。
故选：CD。
根据万有引力提供圆周运动向心力分析描述圆周运动物理量与半径的关系并由此进行讨论．
本题抓住万有引力提供圆周运动向心力由轨道半径关系分析线速度、周期、角速度与向心加速度的关系，关键是掌握向心力和万有引力的公式．
12.【答案】BD
【解析】解：A、从开始到重物刚落地的过程，根据动能定理得：2Fhcsθ=Ek−0，可得重物落下接触地面时的动能Ek=2Fhcsθ，故A错误；
B、从开始到重物离开地面高度为h时，由动能定理得：2Fhcsθ−mgh=Ek′>0，则2Fhcsθ>mgh，可得重物落下接触地面时的动能Ek>mgh，故B正确；
C、整个过程下降的高度为d，重力做功等于mgd，故C错误；
D、重物从开始到最终静止的过程，由动能定理得：2Fhcs⁡θ+mgd+W阻=0，解得地面对重物的阻力做功W阻=−(2Fhcs⁡θ+mgd)，故D正确。
故选：BD。
从开始到重物刚落地的过程，利用动能定理求重物落下接触地面时的动能；根据整个过程重物下落的高度求解重力做功；对重物从开始到最终静止的过程，根据动能定理求地面对重物的阻力做功。
本题考查动能定理的应用，关键是要灵活选取研究的过程，明确在运动过程中各力做功情况，再运用动能定理研究。
13.【答案】B32 2gL
【解析】解：(1)本实验利用多次描点画平抛运动的轨迹，为保证每次描的点是同一个平抛运动轨迹，必须保证初速度大小不变、方向水平。
AC.为保证初速度大小不变，实验时，小球每次必须从同一位置静止释放，斜槽轨道可以不光滑，并不影响实验，故AC错误；
B.为保证初速度方向水平，斜槽轨道末端必须水平，小球才能做平抛运动，故B正确；
故选：B；
(2)如图可知，小球运动轨迹上a、b和c三个点的位置水平位移相同，说明两点间时间相同，根据匀变速直线运动的推论相邻相等时间间隔内的位移之差恒定，则ybc−yab=gT2
又ybc−yab=2L
3L=v0T
联立解得：v0=32 2gL
故答案为：(1)B； (2)32 2gL
(1)根据平抛运动条件分析；
(2)根据匀变速直线运动的推论相邻相等时间间隔内的位移之差恒定求出时间间隔，再利用水平方向上做匀速直线运动求初速度。
熟练掌握平抛运动的特点和规律，关键抓住竖直方向做匀变速直线运动规律分析。
14.【答案】ABmghB m(hC−hA)28T2 2 小于
【解析】解：(1)A.本实验需要刻度尺测量纸带上的点间距，故A正确；
B.本实验需要低压交流电源给电磁打点计时器供电，故B正确；
C.由于打点计时器打出的点本身具有时间属性，所以不需要秒表测量时间，故C错误；
D.由于动能表达式和重力势能表达式中均含有重锤质量的一次项，所以比较重力势能的减少量和动能的增加量时，可将质量约去，不需要天平来测质量，故D错误。
故选：AB。
(2)从打O点到打B点的过程中，重锤的重力势能减少量为ΔEp=mghB
打B点时重锤的速度大小为vB=hC−hA2T
从打O点到打B点的过程中，重锤动能的增加量为ΔEk=12mvB2=m(hC−hA)28T2
(3)设阻力大小恒为f，根据动能定理有mgh−fh=12mv2
整理得：v2=2(g−fm)h
所以画出的图像应为图中的图线2，且图线的斜率k=2(g−fm)