华坪县第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份华坪县第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列描述中，机械能守恒的是( )
A.沿斜面匀速上行的汽车B.被匀速吊起的集装箱
C.在真空中水平抛出的石块D.物体的加速度竖直向上做匀减速运动
2．一轻杆两端分别固定质量为和的两个小球A和B（可视为质点），将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑，如图所示，当轻杆到达位置2时，A球与球形容器球心O等高，其速度大小为，已知此时轻杆与水平方向成角，B球的速度大小为，则( )
A.B.C.D.
3．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础.如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为（k为某个常数）( )
A.B.C.D.
4．北京时间2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入空间站。飞船的某段运动可近似为如图所示的情境，圆形轨道Ⅰ为空间站运行轨道，设圆形轨道Ⅰ的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转周期为T，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，下列说法正确的是( )
A.载人飞船若要进入轨道Ⅰ，需要在A点减速
B.根据题中信息，可求出地球的质量
C.载人飞船在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能
D.空间站在圆轨道Ⅰ上运行的周期与载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期之比为
5．如图，河宽，小船要行驶到河对岸，P处为小船的正对岸位置，已知小船的划行速度，水流速度。下列说法正确的是( )
A.小船行驶到对岸P点的时间为4s
B.小船行驶到对岸P点的时间为5s
C.若水流速变大，小船行驶到对岸的最短时间变长
D.若水流速变大，小船行驶到对岸的最短时间变短
6．如图所示，在水平力F的作用下，木块A、B保持静止.若木块A与B的接触面是水平的，且.则关于木块B的受力个数可能是( )
A.3个或4个B.3个或5个C.4个或5个D.4个或6个
7．某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以20m/s的速度沿水平方向反弹，球在墙面上反弹点的高度在1.25m至1.80m之间，忽略空气阻力，则球反弹后到第一次落地( )
A.飞行的最短时间为0.6s
B.飞行的最长时间为1.1s
C.最远水平距离为10m
D.最大位移将超过12m
8．如图所示，把一个长为20cm、劲度系数为360N/m的弹簧一端固定，作为圆心；弹簧的另一端连接一个质量为0.50kg的小球.当小球以的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长应为( )
二、多选题
9．汽车在公路上行驶时发现了前方正在起步的公交车，于是开始紧急停车避免了一场交通事故，两辆车的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.甲是公交车，乙是小汽车
B.乙车的速度方向和加速度方向相同
C.甲车加速度大于乙车加速度
D.时刻两物体相距最近
10．如图所示，质量为2m的物体A和质量为m的物体B相互接触放在水平面上，若对A施加水平推力F，使两物体沿水平方向做匀加速直线运动，下列说法正确的是( )
A.若水平面光滑，则物体A的加速度为
B.若水平面光滑，则物体A对B的作用力为
C.若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为μ，则物体B的加速度为
D.若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为μ，则物体A对B的作用力大小为
11．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则( )
A.时刻的瞬时功率为
B.时刻的瞬时功率为
C.在到这段时间内，水平力的平均功率为
D.在到这段时间内，水平力的平均功率为
12．如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则( )
A.A和B的位移大小相等B.A的运动时间是B的2倍
C.A的初速度是B的D.A的末速度比B的大
三、实验题
13．在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C。若测得木板每次移动距离，A、B间距离，B、C间距离。请回答以下问题：（）
（1）为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？___________。
（2）每次把木板移动相同的水平距离，原因是：______________________。
（3）根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为___________。（用题中所给字母表示）
（4）小球初速度的值为___________m/s。
14．小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度θ（通过量角器量出），使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t（通过手机读取）的数据，然后改变轨道倾角θ，得到多组x、t值（已知滑块的质量为，，，，结果保留两位小数）
（1）若小星在实验中得到了如下数据：当倾角时，取，测得，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________________，动能的增加量为__________________。
（2）小星改变导轨倾角，使，取，测得，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________________，动能的增加量为__________________。由以上数据，你能得到的结论是__________。
（3）但小星通过推理发现可画图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图：该直线不过原点的原因为___________________。
四、计算题
15．若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面.已知引力常量为G，月球的半径为R.求：（不考虑月球自转的影响）
（1）月球表面的自由落体加速度大小.
（2）月球的质量M.
（3）月球的密度.
16．如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量的小球从B点的正上方高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面的Q点，DQ间的距离，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度，取，不计空气阻力，求：
（1）小球经过C点时轨道对它支持力大小N；
（2）小球经过最高点P的速度大小；
（3）D点与圆心O的高度差。
17．如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平，质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为，已知小球与BC间的动摩擦因数求：
（1）小球达到B点时的速度大小；
（2）水平面BC的长度s；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大速度。
参考答案
1．答案：C
解析：
2．答案：C
解析：根据题意，将A球的速度分解成沿着杆方向与垂直于杆方向的速度，同时将B球的速度也分解成沿着杆与垂直于杆方向的速度如图所示，对A球有，对B球有，由于沿杆方向速度相同，则有，所以，故C正确，A、B、D错误.
3．答案：D
解析：
4．答案：D
解析：A.载人飞船若要进入轨道Ⅰ，做离心运动，需要在A点加速，A错误；
B.为空间站轨道的周期，由此可得
解得
题中T为地球自转的周期，并非轨道Ⅰ的周期，不能利用该数据计算地球质量，B错误；
C.载人飞船若要进入轨道Ⅰ，需要在A点加速，动能增加，机械能增加，因此载人飞船在轨道Ⅰ上机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能，C错误；
D.轨道Ⅱ上运行的周期为，根据开普勒第三定律得
解得
D正确；
故选D。
5．答案：B
解析：
6．答案：C
解析：
7．答案：D
解析：
8．答案：C
解析：根据题意可知：，设转动时弹簧的长度为L，则弹簧形变量为：，由胡克定律得：①，球做匀速圆周运动时需要的向心力由弹簧的弹力提供②，由①②代入数据得：，解得：，所以弹簧的伸长应量为，故选：C。
9．答案：AD
解析：
10．答案：BC
解析：
11．答案：BD
解析：
12．答案：AD
解析：
13．答案：（1）为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同
（2）小球水平方向做匀速直线运动，由知，若x相同，则时间t相等
（3）
（4）1.00
解析：（1）为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；
（2）因为小球水平方向做匀速直线运动，由
知，若x相同，则时间t相等。
（3）在竖直方向上
水平方向上
初速度
（4）代入数据解得
14．答案：（1）0.81J；0.81J（2）3.92J；3.84J；在误差允许范围内，机械能守恒（3）空气阻力
解析：（1）由题知重力势能的减小量为
因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为
故动能增量为
（2）重力势能的减小量为
因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为
动能增量为
由以上数据可得，在只有重力做功时，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒；
（3）由
得
故图线应为过原点直线，当有外部阻力时，由
得
可知有外部阻力，是空气阻力。
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）月球表面附近的物体做自由落体运动：
月球表面的自由落体加速度大小：
（2）不考虑月球自转的影响有：，解得月球的质量为：
（3）月球的密度
16．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设经过C点速度为，由机械能守恒有
由牛顿第二定律有
代入数据解得
（2）P点时速度为，P到Q做平抛运动有
代入数据解得
（3）由机械能守恒定律有
代入数据解得
17．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）小球在曲面上下滑的过程，由机械能守恒定律，得
解得
（2）小球在C端时与管壁间恰好无作用力，结合牛顿第二定律和向心力公式，有
可得
由A至C，由动能定理，得
解得
（3）设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x，则有
由功能关系，得
解得