2022北京朝阳区高一下学期期末物理试题含解析

北京市朝阳区2021～2022学年度第二学期质量检测

高一物理试卷2022．7

（考试时间90分钟  满分100分）

一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列物理量中属于矢量的是（　　）

A. 周期 B. 万有引力 C. 功 D. 重力势能

2. 牛顿发现万有引力定律一百多年之后，第一次使用扭秤在实验室里比较准确地测出了引力常量G数值的物理学家是（　　）

A. 卡文迪什 B. 第谷 C. 开普勒 D. 伽利略

3. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度大小为，距圆盘中心为R的位置有一个质量为m的小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，重力加速度为g。则小物块（　　）

A. 运动周期为

B. 加速度的大小为

C. 受到重力、支持力、摩擦力、向心力的作用

D. 所受合力的大小始终为mg

4. 下列物体运动过程中机械能守恒的是（　　）

A. 随电梯匀加速上升木箱

B. 沿固定斜面匀速下滑的木块

C. 抛出后在空中运动的实心球（不计空气阻力）

D. 在空中匀速下落的雨滴

5. 一个物体的质量为，从离地面高为处以初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度。则下列选项错误的是（　　）

A. 物体抛出后经1.0s落到地面

B. 物体落地时的动能为100J

C. 物体从抛出到落地水平位移为10m

D. 物体落到地面时重力的瞬时功率为50W

6. 如图甲所示，和谐号动车的雨刷器由刮水片和悬臂构成，M、N为刮水片的端点，P为刮水片和悬臂的链接点。悬臂OP绕O点往复转动的过程中，刮水片不绕P点转动，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. M、N两点的线速度不同 B. M、N两点的周期相同

C. M、N两点加速度均指向O点 D. P点的线速度大小始终不变

7. 一种叫做“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度的大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 一质量为m的滑雪运动员，从高为h的斜坡顶端静止自由下滑。下滑过程中受到的阻力大小为f，斜坡倾角为，重力加速度为g。运动员滑至坡底的过程中（　　）

A. 重力做功为 B. 支持力做功为

C. 合力做功为 D. 机械能减少了

9. 2022年5月15日凌晨1时许，“极目一号”Ⅱ型浮空艇从海拔4270米的中科院珠峰站附近发放场地升空。4时40分，浮空艇达到了海拔9032米的高度，创造了大气科学观测世界纪录。已知浮空艇总质量约，上升过程认为重力加速度不变取。下列说法正确的是（　　）

A. 上升过程中，浮力一定大于重力

B. 上升过程中，重力做功约为

C. 上升过程中，机械能保持不变

D. 浮空艇静止在最高点时，可视为地球的同步卫星

10. 如图所示，长为L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆中心。处有一竖直方向的固定转动轴，小球A、B的质量分别为3m、m。当轻杆以角速度绕轴在水平桌面上匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A需要的向心力大小为 B. 小球B的向心加速度大小为

C. 转轴受到杆拉力的大小为 D. 转轴受到杆拉力的大小为

11. 2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。与以往两个飞行器处在同一轨道上的切向对接不同，神舟十三号首次验证了我国径向交会对接技术，如图甲所示，神舟十三号从天和核心舱下方轨道与其对接，乙图为对接瞬间放大图。下列说法正确的是（　　）

A. 对接前神舟十三号在无动力状态下不能与天和核心舱保持相对静止

B. 神舟十三号与天和核心舱在径向对接的过程中机械能守恒

C. 如果在同一轨道上切向对接，仅增加后方飞行器速度的大小即可对接前方的飞行器

D. 天和核心舱的运行速度大于7.9km/s

12. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为重力加速度为g，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计。下列选项错误的是（　　）

A. 开始运动后，B的加速度是A的2倍

B. 开始运动后，A的加速度大小为

C. 当A的位移为h时，A的速度大小为

D. 当A的位移为h时，B的速度大小为

13. 如图所示，长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，OB段粗糙，左端固定一轻质弹簧，右端用不可伸长轻绳连接于竖直墙上。可视为质点的小滑块以速度v从O点向左运动并压缩弹簧，弹簧压缩至某长度时轻绳被拉断，最终小滑块没有从长木板上掉落。关于上述过程，下列说法正确的是（　　）

A. 轻绳被拉断瞬间，滑块的速度最小

B. 长木板与滑块最终一起运动速度等于v

C. 弹簧弹力对系统做负功，滑块、木板和弹簧组成的系统机械能减少

D. 摩擦力对系统做负功，滑块、木板和弹簧组成的系统机械能减少

14. 光滑水平地面静止一质量为的物体，以物体所在处为坐标原点O建立水平方向的x轴，力和方向均沿x轴正方向，两力大小随x轴上的位置坐标的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 若仅作用于物体，的功率随时间逐渐减少

B. 若仅作用于物体，的功率随时间逐渐减小

C. 若、同时作用于物体，物体在处的速度约为

D. 若、同时作用于物体，物体在处的速度约为

二、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。

15. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。

（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的__________；

A．探究平抛运动的特点

B．探究两个互成角度的力的合成规律

C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系

（2）一组同学用向心力演示器进行实验，实验情境如图甲、乙、丙所示。

三个情境图中，探究向心力大小F与质量m关系的是图__________（选填“甲”、“乙”、“丙”）。

（3）另一组同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。力传感器测量向心力大小F，角速度传感器测量角速度大小，该组同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究F与的关系。

该组同学让圆柱体做半径为r的匀速圆周运动，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是__________，如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为__________。

16. 在“验证机械能守恒定律”的实验中：

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、重物、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有__________。（选填器材前的字母）

A．天平    B．刻度尺    C．直流电源

D．交流电源    E．秒表    F．弹簧测力计

（2）下列释放纸带的操作正确的是__________。

（3）本实验中需要间接测量的物理量有__________。

A．重物下落的时间    B．重物下落的高度    C．重物下落的瞬时速度

（4）打点计时器所接电源的频率为50Hz。某次打出的一条纸带如图所示，当打点计时器打B点时，重物的速度__________m/s。（结果保留3位有效数字）

（5）经多次操作，某同学打出多条纸带。为简化数据处理过程他想从中选出一条点迹清晰、特别是第一个点的点迹清晰的纸带，因为打第一个点时重物速度是零，如果选择第一个点作为数据起始点，可以简化数据处理。他关注到第一个点清晰的纸带中，前两个点的距离有的等于2mm，有的小于2mm，有的大于2mm，请分析他该如何选择，并说出理由：_____________。

三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。

17. 首钢滑雪大跳台（图1）是2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪的比赛场地，滑道简化图如图2所示。某滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点以速率沿水平方向飞出，然后落在斜坡上的B点。已知O点是斜坡的起点，A点与O点的竖直高度为h，斜坡的倾角为，运动员的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

（1）由A点到O点阻力对运动员所做的功；

（2）从O点运动到B点的过程中；

a．运动员经过的时间；

b．运动员速度的变化量。

18. 节能混合动力汽车是一种可以利用汽油发动机及电动机作为动力来源的汽车。有一混合动力轿车，在平直公路上以的速度匀速行驶，此时电动机不工作，汽油发动机的输出功率为。某时刻开始该轿车提速行驶，这个过程汽油发动机输出功率不变，电动机开始工作且输出功率为。设全程阻力不变。

（1）轿车以的速度匀速行驶时，求所受阻力的大小；

（2）求轿车提速行驶过程中所达到的最大速度的大小；

（3）在图中作出轿车提速过程的图像。

19. 某弹射装置如图所示，一轻质弹簧左端固定在p点处，半径的竖直半圆形光滑轨道bdc与水平面pab相切，d点与圆心O等高。一质量为的小滑块与弹簧右端接触并在外力作用下使弹簧处于压缩状态，每次实验由静止释放小滑块。已知pa段光滑，ab段距离，小滑块与ab段的动摩擦因数。取重力加速度。

（1）某次弹射后，小滑块恰好能通过竖直轨道最高点c。求：

a．小滑块通过b点时速度大小vb；

b．此过程中弹簧的最大弹性势能。

（2）某次弹射后，小滑块到达a点时速度大小为。请你推断小滑块通过b点后的运动情况并说明理由。

20. 2022年4月16日神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆，三位航天员在空间站出差半年，完成了两次太空行走和20多项科学实验，并开展了两次“天宫课堂”活动，刷新了中国航天新纪录。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。总质量为m0的空间站绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，距地球表面高度为h，阻力忽略不计。

（1）求空间站绕地球匀速圆周运动的动能块；

（2）物体间由于存在万有引力而具有的势能称为引力势能。若取两物体相距无穷远时引力势能为0，质点和的距离为r时，其引力势能为（式中G为万有引力常量）。假设空间站为避免与其它飞行物相撞，将从原轨道转移到距地球表面高为1.2h的新圆周轨道上，则该转移至少需要提供多少额外的能量；

（3）维持空间站的运行与舱内航天员的生活需要耗费大量电能，某同学为其设计了太阳能电池板。太阳辐射的总功率为，太阳与空间站的平均距离为r，且该太阳能电池板正对太阳的面积始终为S，假设该太阳能电池板的能量转化效率为。求单位时间空间站通过太阳能电池板获得的电能。