2023宜宾叙州区二中高一下学期期末考试物理试题含解析

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叙州区第二中学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. 目前青岛最高建筑是位于市北CBD的山东航运中心，高达249米．若有一乘客从山东航运中心一楼坐电梯直上楼顶，电梯先竖直向上做匀加速运动，达到一定速度后做匀速运动，最后做匀减速直线运动直到顶楼，则该乘客依次经历的状态是（   ）A. 失重 平衡 超重B. 平衡 失重 超重C. 超重 平衡 失重D. 超重 失重 平衡【答案】C【解析】【详解】当电梯先竖直向上做匀加速运动时，电梯的加速度的方向向上，电梯处于超重状态；当电梯向上做匀速直线运动的过程中，电梯没有加速度，处于平衡状态；当电梯向上做减速运动的过程中，电梯的加速度的方向向下，所以电梯处于失重状态，故C正确，ABD错误．2. 一物体做平抛运动，下列说法错误的是（ ）A. 可以将运动分解到水平和竖直两个方向来研究B. 速度一定增大C. 位移的方向一直在变D. 水平方向的位移与起抛点高度无关【答案】D【解析】【详解】A．根据平抛运动特点可知，可以将运动分解到水平和竖直两个方向来研究，故A正确；B．平抛运动水平匀速，竖直方向匀加速，所以合速度一定增大，故B正确；C．因为平抛运动是曲线运动，速度方向一直改变，位移方向一直改变，故C正确；D．平抛运动竖直方向水平方向即所以水平方向的位移与起抛点的高度和初速度都有关系，故D错误。故选D。3. 水平地面上一质量的物体在水平方向上、的恒力作用下由静止开始运动，一段时间后，物体获得速度，不计空气阻力，取重力加速度大小。此时恒力的功率为（　　）A. 100W B. 150W C. 200W D. 400W【答案】A【解析】【分析】【详解】根据功率的定义故选A。4. 修正带是中学生必备的学习用具，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，假设大齿轮的半径为小齿轮的半径的2倍，当纸带匀速走动时（　　）A. a、b点的转速之比为 B. a、c点的线速度大小之比为C. a、b点的加速度大小之比为 D. b、c点的加速度大小之比为【答案】D【解析】【详解】AC．由图可知，a、b两点的线速度大小相等，根据，可得a、b点的角速度之比为根据，可得a、b点的转速之比为根据可得a、b点的加速度大小之比为AC错误；B．由图可知，a、c两点的角速度大小相等，根据，可得a、c点的线速度大小之比为B错误；D．b、c点的线速度大小之比等于a、c点的线速度大小之比，则有由于b、c点的圆周半径相等，根据，可得b、c点的加速度大小之比为D正确。故选D。5. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。空间站的总质量为m，绕地球运行简化为匀速圆周运动，其半径为r1，周期为T1；地球的半径为R，质量为M，公转半径为r，公转周期为T。不考虑其它天体影响，引力常量为G，则有（    ）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】AB．由于空间站的总质量为m，绕地球运行简化为匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得解得B错误，A正确；CD．由于地球的中心天体是太阳，而空间站的中心天体是地球，不适用开普勒第三定律，CD错误。故选A。6. 质量不计的轻质弹性杆P部分插入桌面上小孔中，杆另一端套有质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动，如图所示，则杆的上端受到球对它的作用力大小为（    ）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】小球所受的合力提供向心力，有：F合=，根据平行四边形定则得，杆子对小球的作用力；故选D。7. 一质量为M的物块放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉弹簧上端的P点（开始拉时弹簧为原长），如图所示．当P点位移为H时，物块缓慢地离开地面一段距离．求在这个过程中物块增加的重力势能为（    ）A. MgHB. C. D. 【答案】C【解析】【详解】弹簧的形变量，则物体上升的高度则重力势能的增加量A. MgH与上述计算结果不相符，故A错误；B. 上述计算结果不相符，故B错误；C. 上述计算结果相符，故C正确；D. 上述计算结果不相符，故D错误．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，质量为2m的P滑块、质量为m的Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀加速运动。下列说法正确的有（　　） A. P的加速度大小为B. P合力大小为C 弹簧伸长了D. 突然撤去拉力 F 瞬间，Q的加速度大小变小【答案】AC【解析】【详解】A．以P、Q整体为研究对象，则
 则加速度大小为
 故A正确；B．P的合力大小为
 故B错误；C．以Q为研究对象，设弹簧弹力为T，则
 解得根据胡克定律，弹簧伸长量为故C正确；D．突然撤去拉力F瞬间，由于弹簧形变无法瞬时改变，故撤去瞬间弹簧弹力不变，则物体Q的加速度大小不变，故D错误。故选AC。9. 汽车发动机的额定功率为80 kW的汽车，汽车的质量为，如果汽车从静止开始先做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力恒为，则 （ ）A. 汽车从静止起动后能达到最大速度为20 m/sB. 汽车从静止起动后能达到的最大速度为10 m/sC. 匀加速直线运动的时间为5 sD. 汽车从静止达到最大速度的过程中的平均速度大于10 m/s【答案】ACD【解析】【详解】当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的速度最大，根据P=fvm得，汽车的最大速度，故A正确B错误；根据牛顿第二定律得，，解得，汽车匀加速直线运动的末速度，则匀加速直线运动的时间，故C正确；汽车从静止到达最大速度的过程有匀加速直线运动、变加速直线运动和匀速直线运动；若一直匀加速的话，平均速度为10m/s，因为有匀速运动和变加速运动，则平均速度大于10m/s，故D正确．【点睛】注意当汽车达到最大功率时，汽车的功率不能再变，也就不能再保持匀加速直线运动，而是做变加速直线运动10. 如图所示，两星球相距为L，质量比为mA∶mB＝1∶9，两星球半径远小于L．从星球A沿A、B连线向B以某一初速度发射一探测器．只考虑星球A、B对探测器的作用，下列说法正确的是(　　)A. 探测器的速度一直减小B. 探测器在距星球A为处加速度为零C. 若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零D. 若探测器能到达星球B，其速度一定大于发射时的初速度【答案】BD【解析】【详解】A．探测器从A向B运动，所受的万有引力合力先向左再向右，则探测器的速度先减小后增大，故A错误．B．当探测器合力为零时，加速度为零，则有：因为mA∶mB＝1∶9，则rA∶rB＝1∶3，知探测器距离星球A的距离为x＝故B正确．CD．探测器到达星球B的过程中，由于B的质量大于A的质量，从A到B万有引力的总功为正功，则动能增加，所以探测器到达星球B的速度一定大于发射时的速度，故C错误，D正确．故选BD.【点睛】解决本题关键知道合力的方向与速度方向相同，做加速运动，合力的方向与速度方向相反，做减速运动．当合力为零，加速度为零．11. 如图所示，有一竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道，轨道圆心O到地面的高度为h，小球从轨道最高点A由静止开始沿着圆弧轨道滑下，从轨道最低点B离开轨道，然后做平抛运动落到水平地面上的C点，C点与A点的水平距离也等于h，当小球与圆心的连线与水平方向夹角为30°时，轨道对它的支持力用F0表示，当小球运动到B点时，轨道对它的支持力用FB表示，小球落到地面时的速度与水平方向夹角为θ，则下列说法正确的是（　　）A. B. FB等于小球重力的3倍C. F0等于小球重力的1.5倍D. 圆弧轨道轨道半径为0.2h【答案】BCD【解析】【详解】A．设小球做平抛运动的位移与水平方向夹角为，由题意可知，小球做平抛运动的水平位移和竖直位移均为，则有由平抛运动的推论可得故A错误；B．根据题意，小球由运动到，由机械能守恒定律有在最低点，由牛顿第二定律有联立解得故B正确；C．设小球与圆心的连线与水平方向夹角为30°时，小球的速度大小为v0，由机械能守恒定律有由牛顿第二定律有联立解得故C正确；D．根据题意，小球做平抛运动时，水平方向上，由公式有竖直方向上，由公式有又有联立解得故D正确。故选BCD。第II卷（非选择题56分）三、实验题（13分）12. 用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。（1）图甲中用小锤击打弹性金属片C，小球A沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球A相同的球B被松开做自由落体运动；改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是______（填“同时”“A先B后”或“B先A后”）落地，这说明做平抛运动的球A在竖直方向上做______（填“自由落体运动”或“竖直下抛运动”）。（2）图乙中，M、N是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球______（填“同时”或“先后”）到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球______（填“相同”或“不同”），为______（填“匀速直线运动”或“匀加速直线运动”）。【答案】    ①. 同时    ②. 自由落体运动    ③. 同时    ④. 相同    ⑤. 匀速直线运动【解析】【详解】（1）[1][2]与球A相同的球B被松开做自由落体运动，改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是同时落地。在同一高度改变小锤击打的力度，使球A的平抛初速度大小不同，多次实验，两球也总是同时落地。这说明做平抛运动的球A在竖直方向上的运动情况与球B相同，为自由落体运动。（2）[3][4][5]两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球同时到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的运动情况与Q球相同，为匀速直线运动。13. （1）长木板放在水平桌面上，左端A处放置一小车，小车的右端固定有宽度为d的遮光片，车内放有5个相同钩码，其右侧B处放置一光电门。长木板右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与小车相连，另一端可悬挂钩码。已知A、B间的距离为x，单个钩码的质量为m，小车的质量为M（不含钩码），重力加速度为g。用如图装置探究质量不变时加速度与力的关系，进行如下操作。①在长木板左端垫适当厚度的小物块，使小车不挂钩码可以在木板上匀速下滑。②从小车内取出1个钩码挂在轻绳的右端，将小车从A处由静止释放，遮光片通过光电门的时间为t1，则小车的加速度a1=______（用d、x和t1表示）③再从小车内取出1个钩码挂在轻绳右端，此时右端有2个钩码，仍将小车从A处静止释放，测出遮光片通过光电门的时间为t2，并求出加速度a2。④依次取3、4、5个钩码挂在轻绳右端，重复以上操作，并依次求出加速度。⑤作出图像，处理数据。（2）实验操作中，下列说法正确的是_____A.轻绳右端所挂钩码的总质量必须远小于小车与车内钩码的总质量B.每次移动钩码后均要重新补偿阻力C.长木板右端应略伸出桌面，细线应与木板平行D.由于遮光板存在宽度，该实验测出的加速度值偏大（3）小管同学用该实验装置来探究“功与动能变化的定量关系”，是否可行？______（填“可行”或“不可行”），如果可行请写出需要探究的表达式（当右端钩码数为n时，遮光片通过光电门时间为t），如果不可行请说明理由。_____【答案】    ①.     ②. CD    ③. 可行    ④. 【解析】【详解】(1)②[1]小车片通过光电门的速度为由速度位移关系式可得(2)[2] A．实验中研究对象是小车和钩码组成的整体，实验时轻绳右端所挂钩码的总质量不需要远小于小车与车内钩码的总质量，故A错误；B．只需要空车时平衡一次摩擦力即可，不需要每次都平衡摩擦力，故B错误；C．长木板右端应略伸出桌面，避免右端悬挂的钩码碰撞桌面，细线应与木板平行，以减小误差，故C正确；D．由于遮光板存在宽度，所以求出的小车速度是遮光片经过光电门的平均速度，比遮光片刚到光电门时的速度略大，所以该实验测出的加速度值偏大，故D正确。故选CD；(3)[3] 管同学用该实验装置来探究“功与动能变化的定量关系”，也可行；[4]小车片通过光电门的速度为由动能定理可得四、解答题（本答题共3个小题，14题11分，15题14分，16题18分，共43分）14. 2013年4月20日，四川雅安发生7.0级地震，牵动了我们的心。如图所示，一架执行救援任务的直升机在H=180m的高空以v0=20m/s的速度水平匀速飞行，要将两箱物资先后准确地投到山脚和山顶的安置点A、B，已知山高h=135m，山脚与山顶的水平距离s0=500m，取g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)第一箱物资应在飞机离A的水平距离sl为多少时投放？(2)第一箱物资投放后飞机继续飞行的距离s应为多少时再投放第二箱物资？【答案】(1)120m；(2)560m【解析】【详解】(1)第一箱物资投下后做平抛运动，则有解得则第一箱物资应在飞机离A的水平距离(2)第二箱物资投下后也做平抛运动，则有第二箱物资投放后抛出的水平距离为根据题意则有.15. 如图所示，质量的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，用细绳通过光滑的定滑轮与质量为的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态，假定M与轴O的距离，与平台的最大静摩擦力为其重力的倍，试问：（1）M受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度为多大；（2）要保持M与平台相对静止，M的线速度的范围。【答案】（1）4rad/s；（2）2rad/s≤ω≤2rad/s【解析】【详解】（1）物体M与圆盘保持相对静止且不受摩擦力时，绳子的拉力提供向心力，由牛顿第二定律得又带入数据得（2）设此平面角速度的最小值为，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，则由牛顿第二定律得又联立得代入数据解得设此平面角速度的最大值为，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，则由牛顿第二定律得又，代入解得故为使m处于静止状态，角速度的何值范围为16. 如图所示，固定的光滑直杆AB和光滑圆弧管道BC在B处相切并平滑连接，O为圆心，O、A在同一条水平线上，OC竖直，管道BC的半径为R=0.5m，所对应的圆心角为53°，一中间穿孔、直径略小于管道BC内径、质量为m的小球，穿在直杆AB上。绕过在O点的定滑轮的细线一端和小球相连，另一端与质量为M的物块相连，将小球由A点静止释放，当小球运动到B处时使细线断裂，小球进入管道继续运动，且到达C点时速度恰好为零，已知sin53°=0.8，g取10m/s2，求:（1）小球运动到B点时的速度大小vB；（2）物块和小球质量的比值；（3）若在其它条件不变的情况下，仅使=7，求小球运动到C点时对管道的作用力。【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【详解】（1）绳子断裂后，小球独自从B点运动到C点，由机械能守恒定律得    ①代入得（2）绳子断裂时小球速度与绳垂直，由速度分解知识得，此时M速度为0，由系统机械能守恒得解得（3）小球由A点运动到B点过程机械能守恒小球B到C点过程机城能守恒 设在C点对管对小球的作用力的方向向下，由牛顿第二定律得解得