2022-2023学年河北省秦皇岛市青龙满族自治县二校高一（下）期末联考物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年河北省秦皇岛市青龙满族自治县二校高一（下）期末联考物理试卷（含解析），共16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. 探究向心力的大小Fn与小球质量m、角速度ω和标尺半径r之间关系的实验装置如图所示，已知挡板A、B、C到转轴距离之比为1:2:1。某次实验选用质量相同的小球分别放在变速塔轮的长槽挡板A处和短槽挡板C处，当塔轮匀变速转动时左右两标尺露出的格子数之比为1:4。则传动手柄皮带所用的左右两侧塔轮圆盘半径之比为( )
A. 2:1B. 1:2C. 4:1D. 1:4
2. 2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 空间站的角速度小于中继卫星的角速度B. 空间站的加速度大于中继卫星的加速度
C. 空间站的线速度小于中继卫星的线速度D. 中继卫星的线速度等于第一宇宙速度
3. 关于两个运动的合成，下列说法中正确的是( )
A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
B. 两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C. 两个匀加速直线运动的合运动一定是直线运动
D. 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动
4. 在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度v0竖直上抛一小球，小球在空中运动时的v−t图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确的是( )
A. 星球P和星球Q的质量之比为3:1
B. 星球P和星球Q的密度之比为1:1
C. 星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为1:1
D. 星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1:3
5. 如图所示，a点在b点的正上方，现从a、b两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同的小球，可视为质点，它们在水平地面上方的P点相遇．假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 两个小球从a、b两点同时抛出
B. 两小球抛出的初速度v1>v2
C. 从a点抛出的小球着地时水平射程较大
D. 从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大
6. 已知地球的半径为R，万有引力常量为G，某人造地球卫星在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )
A. 该卫星的环绕速度小于第一宇宙速度
B. 该卫星运行的角速度大小为2πT
C. 地球的质量为4π2(R+h)3GT2
D. 地球表面的重力加速度大小4π2(R+h)3GT2R3
7. 一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面，然后又滑回斜面底端，已知小物体的初动能为E，返回斜面底端时的速度为v，克服摩擦力做功为E2；若小物体冲上斜面的初动能为2E，则下列选项中正确的一组是( )
①物体返回斜面底端时的动能为E ②物体返回斜面底端时的动能为3E2
③物体返回斜面底端时的速度大小为2v ④物体返回斜面底端时的速度大小为 2v
A. ①③B. ②④C. ①④D. ②
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 有科学家认为，木星并非围绕太阳运转，而是围绕着木星和太阳之间的某个公转点进行公转，因此可以认为木星并非太阳的行星，它们更像是太阳系中的“双星系统”。假设太阳的质量为m1，木星的质量为m2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是( )
A. 太阳的轨道半径为R=m1m1+m2L
B. 木星的轨道半径为r=m2m1L
C. 这个“双星系统”运行的周期为T=2πL LG(m1+m2)
D. 若认为木星绕太阳中心做圆周运动，则木星的运行周期为T=2πL LGm1
9. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30∘的斜面，其运动的加速度为5g8，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则物体在斜面上运动的整个过程中( )
A. 上升过程物体动能减少了54mgh
B. 上升过程重力势能增加了58mgh
C. 物体在斜面上运动的整个过程机械能损失了12mgh
D. 物体沿斜面上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力做功的平均功率
10. 如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物体．现缓慢抬高A端，使木板以左端为轴转动．当木板转到跟水平面的夹角为α时，小物体开始滑动，此时停止转动木板，小物体滑到底端的速度为v，则在整个过程中( )
A. 木板对物体做功为12mv2B. 摩擦力对小物体做功为mgLsinα
C. 支持力对小物体做功为零D. 克服摩擦力做功为mgLsinα−12mv2
三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
11. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示．已知相邻计数点间的时间间隔为0.02秒，当地的重力加速度为9.80m/s2，回答以下问题．
(1)纸带的______(选填“左”或“右”)端与重物相连；
(2)打点计时器应接______(选填“直流”或“交流”)电源，实验时应先______(填“释放纸带”或“接通电源”)；
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△Ep=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J；(结果保留3位有效数字)
12. 在“探究平抛运动的特点”实验中，采用如图甲所示的实验装置。
(1)关于实验装置和操作，下列说法正确的是______ 。
A.安装斜槽时应使其末端切线水平
B.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D.小球在斜槽上释放的位置尽可能靠近斜槽末端

(2)如果小球每次从斜槽上不同位置静止释放，离开斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小球每次在空中运动的时间______ (选填“相同”或“不同”)。
(3)小张同学为研究平抛运动，采用如图乙所示的方式来确定平抛运动轨迹(即横档条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点)，那么坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______ 。
A.球的顶端
B.球心
C.球的底端
(4)如图丙所示，A、B、C是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格长L=5cm，g取10m/s2，则小球平抛的初速度v0= ______ m/s。
(5)小方同学用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像(每秒25帧)，他目测斜槽末端到挡板的竖直高度大约为0.2m，小方同学采用逐帧分析的方法进行研究，那么他大约可以得到______ 帧小球正在空中运动的照片。
四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）
13. 一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验。在离地面h高处让小球以v0的初速度水平抛出，测得小球落地点与抛出点的水平距离为x，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G，不计星球的自转，求：
(1)未知星球的第一宇宙速度；
(2)未知星球的密度。
14. 标准排球场总长为18m，宽为9m，设球网高度为2m，运动员站离网3m接近边线的A处(图中未画出)面对球网竖直跳起将球水平击出，空气阻力不计，如图所示。(g=10m/s2)
(1)若击球点的高度为2.5m，为使球不触网的最小速度为多少？使球不出界的最大速度为多少？
(2)当击球点的高度为何值时，无论水平击球的初速度多大，球不是触网就是越界？
15. 跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=10m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，AB竖直高度差h1=35m，竖直跳台CD高度差为h2=5m，跳台底端与倾角为37°的斜坡DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡上，测得着陆坡上落点E到D点距离L=125m(不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)。求：
(1)运动员到达C点的速度大小；
(2)运动员由A滑到C克服雪坡阻力做了多少功？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查探究向心力的大小Fn与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验，明确实验原理是解决问题的关键。根据向心力公式和圆周运动线速度与角速度的关系式，结合皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等，同轴转动各点的角速度相等，由此分析即可得出左右两侧塔轮圆盘半径之比。
【解答】
设轨迹半径为r，塔轮半径为R，根据向心力公式F=mω2r，根据v=ωR，解得：R=v mrF，皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等，所以左、右两侧塔轮圆盘的半径之比为R左R右= rArC·F右F左= 1×41×1=2: 1，故A正确，BCD错误。
2.【答案】B
【解析】解：A、中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为24小时，空间站转一圈约90分钟，由公式ω=2πT，知空间站角速度大于中继卫星角速度，故A错误；
B、由开普勒第三定律r3T2=k，知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由GMmr2=ma得：a=GMr2，所以空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故B正确；
CD、由万有引力定律提供向心力GMmr2=mv2r得：v= GMr，可知空间站的线速度大于中继卫星的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故CD错误。
故选：B。
根据万有引力提供圆周运动向心力由轨道半径关系分析向心加速度、线速度、角速度的关系．
熟练掌握万有引力提供圆周运动向心力并熟知第一宇宙速度和同步卫星的相关问题是解决本题的关键．
3.【答案】D
【解析】A.两个直线运动的合运动不一定是直线运动，如平抛运动，故A错误；
B.两个匀速直线运动的合运动，因为合加速度为零，合速度可能为0，可能不为零，故两个匀速直线运动的合运动可能静止，可能做匀速直线运动，故B错误；
C.两个匀加速直线运动的合初速度方向与合加速度方向如果不在同一条直线上，合运动为曲线运动，故C错误；
D.两个初速度为零的匀加速直线运动，因为合初速度为零，合加速度不为零，则合运动是初速度为零的匀加速直线运动，故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】根据v−t图像的斜率表示加速度，可是两星球表面重力加速度之比为 gP:gQ=3:1
A.根据GMmR2=mg
可得M=gR2G
得到MP:MQ=27:1
故A错误；
B.由3
联立可得ρ=3g4πGR
得到ρP:ρQ=1:1
故B正确；
C.由GMmR2=mv2R
联立上面式子得到v= gR
得出星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为vP:vQ=3:1
故C错误；
D.由GMmR2=m4π2RT2
可得T=2π Rg
得出TP:TQ=1:1
故D错误。
故选B。
5.【答案】D
【解析】A. 因为两个小球在P点相遇，可知a球下降的高度大于b球下降的高度，可知a球的运动时间较长，所以a球先抛出．故A错误．
B. 因为从抛出到P点的过程中，水平位移相等，a球的运动时间较长，则a球的初速度较小，即v1