2023-2024学年陕西省西安市临潼区高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年陕西省西安市临潼区高一（下）期末物理试卷（含答案），共9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。

1.中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出“助推—滑翔”弹道设想。这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起，使之既有突防性能力，又兼具灵活性。如图所示，是分析导弹运行的轨迹示意图，其中导弹在各点的速度v和所受合外力F关系可能正确的是( )
A. 目标点B. 中段变轨点C. 末端机动点D. 导弹最高点
2.关于万有引力与天体，下列说法正确的是( )
A. 第谷测量大量行星运行的数据并据此推理出了行星运动定律
B. 由F=Gm1m2r2可知，两物体紧靠在一起时，万有引力非常大
C. 牛顿在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，得出引力常量的数值
D. 所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
3.拖着旧橡胶轮胎跑步是身体耐力训练的一种有效方法。如图所示，受训者拖着轮胎在水平直道上运动了一段距离，在该过程中，下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对轮胎做正功
B. 重力对轮胎做负功
C. 支持力对轮胎不做功
D. 拉力对轮胎做负功
4.无链自行车就是用轴和齿轮组合代替链条和链轮组合，和普通链条自行车相比，其它的部件是一样的，但是改变了传动的方式。如图所示，是无链条自行车用轴和齿轮组合部分的传动原理图，圆锥齿轮a和圆锥齿轮c彼此完全咬合，a的齿数是40，c的齿数是20，则圆锥齿轮a和圆锥齿轮c的线速度之比为( )
A. 1：1B. 2：1
C. 1：2D. 1：4
5.圆盘餐桌的上面有一直径为1m的转盘，可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘，并逐渐增大转速，当转速增大到一定程度时，小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取10m/s2，要使小物块从转盘上滑落，转盘转动的角速度至少为( )
A. 1.0rad/sB. 2.0rad/sC. 2 2rad/sD. 4.0rad/s
6.如图所示，质量m=2kg的小球，从离桌面H=1.0m高处由静止下落，桌面离地面的高度ℎ=0.8m，若以桌面为参考平面，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小球在A点的重力势能为36J
B. 小球在桌面上的重力势能为0J
C. 整个下落过程中重力势能减少了20J
D. 若改变所选择的参考平面，小球在A、B点的重力势能不变
7.如图所示，某同学在操场上练习投掷铅球，将铅球从某一水平面的A点以仰角θ斜向上抛出，铅球运动过程中经过同一水平面上与A点相距10 3m的B点，且最高点距AB水平面5m。忽略空气阻力(g=10m/s2)，则( )
A. 铅球从A到B的运动时间为4s
B. 铅球在最高点的速度大小为20m/s
C. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角θ，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的水平距离增大
D. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角θ，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的时间增大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是( )
A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，处于超重状态
B. 乙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
C. 丙图中，脱水筒的脱水原理是由于衣服受到离心力作用，把水从衣服甩出
D. 丁图中，杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时水对桶底的压力可能为零
9. 2024年4月26日神舟十八号载人飞船与天和核心舱进行了对接，如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，Q点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为H，是天和核心舱的运行轨道，P点是1、2轨道的切点，也是交会点。已知地球半径为R，下列说法正确的是( )
A. 飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点P点点火加速
B. 天和核心舱在轨道2上的速度一定大于轨道1上的速度
C. 飞船在轨道1上P点的加速度大小等于在轨道2上P点的加速度大小．
D. 飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为 (H+2R)3(2H+2R)3
10.如图，ab、cd为在同一竖直面内的两光滑水平轨道，两轨道间的竖直距离为ℎ。轨道上有两个可视为质点的物体A和B，质量均为m，它们通过一根绕过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接。现用水平向右的拉力拉着物块A，使A、B一起运动，当轻绳OB与水平轨道的夹角θ=30°时，撤掉拉力，此时物体A在cd轨道运动的速率为v，设绳长BO远大于滑轮直径，不计轻绳与滑轮间的摩擦，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时，物体B的速度大小为 32v
B. 当轻绳OB与水平轨道夹角为90°时，物体B的速度大小为 213v
C. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为23mv2
D. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为12mv2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学利用如图所示装置研究“平抛运动的特点”。

(1)如甲图所示，用小锤打击弹性金属片，球B将水平飞出，同时球A被松开，两球同时落到地面，说明球B在竖直方向做______运动。
(2)如乙图所示，将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，观察到球1落到水平木板上击中球2，说明球1水平方向做______运动。
(3)该同学用图丙装置继续做平抛运动实验，A、B、C为小球运动轨迹的三个点，如图丁所示，则由图中的数据可求得：(g取10m/s2)
①小球从B运动到C的时间______s；
②小球运动到B点时的速度大小为______m/s。
12.在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条点迹清晰的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取9.8m/s2。

(1)从下列选项中选出实验所必须的器材为______。(填正确选项前的字母)
A.电火花计时器(包括纸带)
B.重锤
C.天平
D.秒表(或停表)
(2)若重锤的质量为2.00kg，当打点计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。(结果均保留三位有效数字)
(3)测量从第一个点到其余各点的下落高度ℎ，并计算对应速度v，然后以v2为纵轴，以ℎ为横轴，根据实验数据作出v2−ℎ图像，如图丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率k= ______的直线，则验证了机械能守恒定律。
(4)另一同学分析自己的实验结果发现重锤重力势能的减少量小于动能的增加量，下列对造成该实验结果的原因分析正确的是______。(填正确选项前的字母)
A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B.选用重锤的质量过大
C.交流电源的频率大于50Hz
D.交流电源的频率小于50Hz
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度v0水平抛出一个小球，测得小球经时间t垂直落到倾角为θ的斜坡上。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求：
(1)月球表面的重力加速度；
(2)月球的密度；
(3)人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
14.一辆汽车在平直公路上行驶，已知汽车的质量m=2.0×103kg，发动机的额定功率P0=80kW，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为f=4.0×103N。
(1)在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度vm。
(2)如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小a=2.0m/s2，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。
15.图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆管轨道MN与NP平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心O2与圆管轨道NP的圆心O3位于同一高度(圆管的内径远小于r)。已知小车质量m=50g，水平直轨道AB长度L=1.0m，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑，不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能Ep=0.35J的小车由A点(小车未画出)静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度g取10m/s2。

(1)求小车运动到B点时的速度大小vB(答案可用根号)；
(2)求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小FN；
(3)其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离xm为多大？
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.A
5.D
6.B
7.D
8.AD
9.ACD
10.BD
11.(1)自由落体；(2)匀速直线；(3)①0.2；②5
12.(1)AB；(2)3.70，3.35；(3)2g；(4)D
13.解：(1)测得小球经时间t垂直落到倾角为θ的斜坡上，根据平抛运动规律有tanθ=v0gt

月球表面重力加速度大小为g=v0t⋅tanθ
(2)假设月球表面一物体质量为m，有GMmR2=mg
对月球可得M=ρ×43πR3
解得月球的密度为
ρ=3v04GtπRtanθ
(3)飞船靠近月球表面绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力为GMmR2=mR4π2T2
飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期为T=2π Rt⋅tanθv0
答：(1)月球表面的重力加速度大小为v0t⋅tanθ；
(2)月球的密度为3v04GtπRtanθ；
(3)飞人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期为2π Rt⋅tanθv0。
14.解：(1)设汽车以额定功率启动后达到最大速度vm时牵引力为F0，汽车达到最大速度时有：F0=f=4.0×103N
而功率：P0=F0vm
代入数据解得：vm=20m/s；
(2)设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律 F−f=ma
解得：F=8.0×103N
设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为v1，则有：P0=F v1
解得：v1=10m/s
而由速度—时间规律有：v1=at
解得：t=5.0s
答：(1)汽车所能达到的最大速度是20m/s；
(2)汽车做匀加速运动所能达到的最大速度为10m/s，维持匀加速运动的时间是5.0s。
15.解：已知m=50g=0.05kg
(1)小车由A运动至B过程，由能量关系可知：
Ep=k(mg+F)L+12mvB2
其中F=0.5mg，k=0.2，代入数据得：
vB=3m/s
(2)小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，设小车在C点的速度为vC，则
mg−0.5mg=mvC2R
小车从B到C，由动能定理得：
−mg×2R=12mvC2−12mvB2
得R=0.2m
在B点，根据牛顿第二定律可得
FN′−mg−0.5mg=mvB2R
联立解得：FN′=3N
由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为3N
(3)小车从B到P，由动能定理得：
−mg×2r=12mvP2−12mvB2
小车从P点飞出后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得：
x=vPt
2r=12gt2
联立解得：
x= −16(r−980)2+81400
当r=980m=0.1125m时，小车落地点与P点的水平距离最大
小车从P点飞出vP>0，则：r<0.225m
但因为小车在N点满足：mvN2r≤2.5mg
小车从B到N，由动能定理得：
−mgr=12mvN2−12mvB2
联立解得：r≥0.2m
综合可知，当r=0.2m时，小车落点与P点水平距离最大，最大距离为：xm= 25m
答：(1)小车运动到B点时的速度大小为3m/s；
(2)小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小为3N；
(3)小车落地点与P点的最大水平距离为 25m。