2022-2023学年河南省开封市高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年河南省开封市高一（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  小明对遥控车进行性能测评，现让车沿曲线由向行驶，并实现弯道加速。小车转弯时所受合力的方向可能正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

2.  关于下列运动过程忽略空气阻力，说法正确的是(    )
 

A. 图中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中它的机械能守恒
B. 图中投出去的铅球在运动过程中机械能守恒
C. 图中体验滑草运动中的游客在下滑过程中机械能守恒
D. 图中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒

3.  如图所示，工厂生产流水线上的玻璃以某一速度连续不断地随流水线向右匀速运动，在切割工序的处有一玻璃割刀。为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形，关于割刀相对地的速度方向，图中画出了割刀相对地的速度方向的四条大致的方向，其中与玻璃运动方向垂直。下列说法正确的是(    )
 

A. 割刀相对地的速度方向一定沿方向 B. 割刀相对地的速度方向可能沿方向
C. 割刀相对地的速度方向可能沿方向 D. 割刀相对地的速度方向可能沿方向

4.  在太阳系中，八大行星几乎在同一平面上，以相同方向沿椭圆轨道绕着太阳做周期性运动，在火星和木星轨道之间存在着一个小行星带。假设该行星带中的小行星只受太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列说法正确的是(    )
 

A. 小行星带内的小行星都围绕太阳旋转属于同轴转动。都具有相同的角速度
B. 小行星带内侧小行星的向心加速度小于外侧小行星的向心加速度
C. 若从地球向该区域发射探测器，发射速度应介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D. 各小行星绕太阳运行的周期均大于一年

5.  如图所示，水平圆盘上放置、两物体可看作质点，质量分别为和，放在圆盘中心轴处，且、用一根长为的轻绳相连，轻绳刚好被拉直。两物体与圆盘间的动摩擦因数为，现让圆盘转速从零开始逐渐增大，要使、与圆盘均不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  某同学玩掷飞镖游戏，先后将两只飞镖、由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态侧视图可能是(    )

A.  B.  C.  D.

7.  如图所示，一质量为的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于点，将小球拉至处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点，已知的竖直高度差为，不计空气阻力，则(    )
 

A. 小球到达点的动能小于
B. 小球由到过程重力的功率一直增大
C. 小球到达点时弹簧的弹性势能等于
D. 小球由到过程机械能守恒

8.  如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时，对轨道的压力大小等于小球的重力。已知，重力加速度为，则小球从到的运动过程中(    )
 

A. 机械能减少 B. 克服摩擦力做功
C. 动能增加 D. 合外力做功

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  红旗渠是世纪年代林县人民在极其艰难的条件下，从太行山腰修建的引漳入林的水利工程，全长公里，参与修建人数近万，耗时近年的伟大工程。被誉为“世界第八大奇迹”，孕育并形成了“自力更生、艰苦创业、团结协作。无私奉献”的红旗渠精神。如图甲所示为林县人民穿山凿路贯通的一段山路，乙图为俯视图，一辆汽车欲安全通过此弯道公路，下列说法正确的是(    )
 

A. 若汽车以大小不变的角速度转弯，选择内侧较为安全
B. 若汽车以大小不变的线速度转弯，选择内侧较为安全
C. 为增大转弯的安全性。修建时可以使外侧路面稍高于内侧路面
D. 汽车在转弯时受到重力。支持力。摩擦力和向心力作用

10.  如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果的运动(    )
 

A. 苹果从最高点到最右侧点运动的过程，手掌对苹果的摩擦力越来越大
B. 苹果从最高点到最右侧点运动的过程，手掌对苹果的支持力越来越小
C. 苹果从最左侧点到最右侧点运动的过程，苹果先处于超重状态后处于失重状态
D. 苹果所受合外力大小不变

11.  发展新能源汽车是当前一项国家战略，更是世界发展的潮流。河南宇通客车作为中国驰名品牌目前已累计出口客车超辆。在卡塔尔、沙特、乌慈别克斯坦、波兰等多个国家，宇通客车均成为了该国唯一的或最大的新能源客车供应商，助力当地公共交通发展绿色转型。假设有一辆纯电动客车质量，汽车沿平直的公路以恒定功率从静止开始启动，如图所示为牵引力与速度口的关系，加速过程在图中的点结束，所用的时间，后汽车做匀速运动。若汽车所受阻力始终不变，下列说法正确的是(    )
 

A. 汽车的功率
B. 图中点对应的时刻为
C. 图中点对应时刻汽车的加速度大小为
D. 汽车通过的路程为

12.  地铁是响应“节能减排”而诞生的新型绿色环保交通工具，为快节奏的城市生活带来了新的转机。但在现阶段的地铁技术中，还存在能耗巨大的问题。地铁线路纵断面的设计便是解决这一问题的关键，而节能坡则是一种新型的地铁线路纵断面设计理念。如图是某一地铁站使用的节能坡。某次列车以的速度冲上高度为的坡顶车站时，速度减为，设该过程节能坡的转化率为列车重力势能的增加量与其动能减小量之比，则(    )
 

A. 该过程列车的机械能守恒 B. 该过程列车的机械能减少
C. 约为 D. 约为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  在做“研究平抛物体的运动”实验时，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.斜槽必须尽可能光滑

C.每次必须由静止开始从同一位置释放小球

D.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

有一个同学在实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点、、，量得。又量出它们之间的竖直距离分别为，，利用这些数据，可求得物体抛出时的初速度大小为____。取

14.  有两个实验小组在完成验证机械能守恒定律的实验中，分别用了以下两种方法：

第一组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。

该小组同学进行了如下实验操作：

A.打点计时器接到电源的“直流输出”上

B.释放纸带后接通电源，打出一条纸带，并更换纸带重复若干次

C.选择理想的纸带，在纸带上选取距起始点较远的几个连续点，测出这些点到起始点的距离

D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中操作不当的步骤是______；填选项前的字母

该组同学更正错误后重新操作，若所用电源的周期为，经正确操作得到如图所示的纸带，点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点、、与点之间的距离、、，重物质量为，重力加速度为。根据以上数据可知，从点到点，重物的重力势能的减少量等于______，动能的增加量等于______；用所给的符号表示

另一组同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。物体和系在轻质细绳两端跨过光滑轻质定滑轮，让、由静止释放物体质量大于。、处分别安装光电门，用来测量物体上的遮光片通过该处的时间。

实验中测量出物体的质量、物体的质量、遮光片的宽度、遮光片通过光电门、的时间、，则可计算出遮光片经过光电门时速率为______；

为完成本实验还需要测量______；

若实验满足表达式______用中测出物理量的符号和重力加速度表示，则可验证机械能守恒。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

15.  宇航员登陆某星球后，从该星球地表以速度竖直向上抛出一可视为质点的小球，经过时间，小球落回抛出点。在登陆该星球前，人类已经多次发射探测器至该星球，已经测量到该星球的半径为。已知引力常量为，该星球可视为质量分布均匀的球体，且大气稀薄，不计小球上抛运动过程中的阻力，忽略该星球的自转。求：

该星球的质量；

该星球的第一宇宙速度。

16.  航模比賽是广大青少年喜欢参与的一项活动。某航模比赛中，要求选手操控无人机在一定的高度上完成一系列水平动作。为了精准确定无人机的飞行坐标，现在在该高度建立一个平面直角坐标，无人机在平面上运动。时，无人机位于轴上。它在轴方向和轴方向的运动图像分别如甲图和乙图所示。已知，

求时无人机的速度大小和方向；

求时无人机的位置坐标。

17.  如图所示，光滑倾斜轨道和水平轨道平滑连接小球经过时速度大小不变，轨道距地面高的点有一个质量的小球无初速释放，小球从点向右进入半径的光滑圆形轨道，圆形轨道底部处前后错开，小球可以从点向右离开圆形轨道，在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数，水平轨道长，不计其它阻力，重力加速度。

若释放点高度，求小球经过圆形轨道最高点时对轨道压力大小；

要使小球完成圆周运动，则释放点的高度需要满足什么条件；

若小球恰好不脱离轨道，求小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】略
 

2.【答案】 

【解析】略
 

3.【答案】 

【解析】依题意，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则割刀相对于玻璃的运动速度应垂直玻璃，即当割刀沿玻璃运动方向移动的分速度等于玻璃移动的速度时，则每次割下玻璃板都成规定尺寸的矩形，根据题图可知割刀相对地的速度方向可能沿方向，故选C。
 

4.【答案】 

【解析】略
 

5.【答案】 

【解析】A、与圆盘恰好不发生相对滑动，设此时绳子拉力，则有

联立解得

即要使、与圆盘均不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过  。

故选C。

6.【答案】 

【解析】略
 

7.【答案】 

【解析】A.小球由到过程，由动能定理

小球到达点的动能小于，故A正确；

B.重力的功率等于重力与竖直方向分速度的乘积，小球在竖直分速度为，小球在重力的功率为零，故小球由到过程重力的功率先增大后减小，故B错误；

C.弹簧的弹性势能等于克服弹力做的功，由上式得

故C错误；

D.根据机械能守恒条件，小球由到过程机械能不守恒，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。

故选A。

8.【答案】 

【解析】小球沿轨道到达最高点  时，根据牛顿第二定律可得

解得

小球从  到  的运动过程中，根据动能定理可得

可知动能增加  ，合外力做功  ，CD错误；

小球从  到  的运动过程中，根据动能定理可得

解得

可知克服摩擦力做功  ，机械能减少  ，A正确，B错误。

故选A。

9.【答案】 

【解析】略
 

10.【答案】 

【解析】A.从到的过程中，向心加速度大小不变，根据牛顿第二定律

知合力提供向心力，则合力大小不变，始终指向圆心，由于苹果从最高点到最右侧点运动的过程中合力由竖直向下变为水平向左，则合力在水平方向的分力逐渐变大，水平方向的分力由手掌对苹果的摩擦力提供，可知摩擦力越来越大，故A正确；

B.从到的过程中，向心加速度大小不变，方向指向圆心，则合力提供向心力，且合力大小不变，始终指向圆心，由于苹果从最高点到最右侧点运动的过程中合力在竖直方向的分力变小，由

可知支持力越来越大，故B错误；

C.苹果从最左侧点到最右侧点运动的过程，加速度有竖直向下分量，则苹果处于失重状态，故C错误；

D.苹果做匀速圆周运动，合力提供向心力，向心力大小不变，故合力大小不变，D正确。

故选AD。

11.【答案】 

【解析】略
 

12.【答案】 

【解析】列车初始的机械能

列车在坡顶车站时的机械能

可知该过程列车的机械能减少，故A错误，B正确；

该过程节能坡的转化率为

故C错误，D正确。

故选BD。

13.【答案】       

【解析】考查实验“研究平抛物体的运动”。

【详解】为了使小球抛出时初速度水平，一定要使斜槽的末端保持水平，A正确；

每次必须由静止开始从同一位置释放小球，小球滑到水平轨道末端时，重力做功和摩擦力做功都保持相同，使得小球到达水平轨道末端时速度都相同，由于每次摩擦力做功一样，所以摩擦力对实验无影响，B错误，C正确；

D.应描出一条平滑的曲线，D错误。

故选AC。

平抛运动水平方向做匀速直线运动，、间的水平距离相同，所以到和到所用的时间相同：

竖直方向做匀变速直线运动：

联立解得：  。

14.【答案】                           光电门、间的距离      

【解析】打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故A错误，符合题意；

B.应接通电源后释放纸带，打出一条纸带，并更换纸带重复若干次；故B错误，符合题意；

C.选择理想的纸带，在纸带上取若干个连续点，分别测出这些点到起始点的距离；故C正确，不符合题意；

D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能；故D正确，不符合题意。

故选AB。

从点到点，重物的重力势能的减少量

打点时的速度

动能的增加量等于

遮光片经过光电门时速率为

为完成本实验还需要测量光电门、间的距离。

势能的变化量

动能变化量

则若实验满足表达式

则可验证机械能守恒。

15.【答案】  ；  

【解析】设该星球表面的重力加速度大小为，由竖直上抛运动的规律可得

整理得

设小球的质量为，该星球的质量为，在该星球表面，根据万有引力与重力的关系，有

解得

第一宇宙速度指卫星物体贴着地表做匀速圆周运动时的速度，根据牛顿第二定律有

解得

16.【答案】，与轴正方向夹角的正切值为； 

【解析】时由甲图可知由乙图可知方向做匀速运动

因此： 

设与轴正方向的夹角为，则  其他结果正确的也得分

时由甲图可知图像所围面积表示轴方向的位移

由乙图可知此时无人机的纵坐标为。综上时无人机的坐标为

17.【答案】； ；点的左侧处或在点右侧处 

【解析】设小球到最高点时的速度为，根据动能定理有

小球经过圆形轨道最高点时，轨道对小球的弹力为

代入数据解得

根据牛顿第三定律，小球经过圆形轨道最高点时对轨道的压力是；

要使小球完成圆周运动，则小球在最高点时最小速度需重力提供向心力，则有

根据动能定理有

解得

则可知要使小球完成圆周运动，则释放点的高度需要不小于；

若小球恰好不脱离轨道，第一种情况是，即小球从高处滑下，过圆最高点后，从点向右离开圆形轨道，小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离为，根据动能定理

解得

即小球最后静止的位置在点的右侧，距圆轨道最低点的距离为；

若小球恰好不脱离轨道，第二种情况是，小球从斜面滑下后最高点只刚好到与圆心等高处，然后滑回来过点向左滑，根据动能定理有

解得

即小球最后静止的位置在点的左侧，因长  ，所以小球最后停在中点处、距圆轨道最低点的距离为。

综上所述，小球最后静止的位置可能在点的左侧处或在点右侧处。