天津市四区联考2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份天津市四区联考2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案），共13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。

天津市四区联考2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列关于力和运动的说法错误的是( )
A.平抛运动是匀变速曲线运动
B.只有当合外力和速度方向不在一条直线上的时候，物体才做曲线运动
C.当小船在静水中速度一定时，过河的最短时间与水流速度无关
D.平抛运动中，下落时间由高度和平抛速度共同决定
2、如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻，无人机将小球沿水平方向投出。该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为2s。不计空气阻力，取重力加速度，在空中运动的过程中，小球的动能( )

A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先减小后增大
3、如图所示，四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上，四根杆子间的夹角均保持90°不变，且可一起绕中间的竖直轴转动.当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时，他们的( )

A.角速度相同 B.线速度相同
C.向心加速度相同 D.所需的向心力大小相同
4、如图所示，倾角为θ的斜面长为L，在顶端水平抛出一小球，小球刚好落在斜面的底端，那么，小球初速度的大小为( )

A. B. C. D.
5、质量为m、电荷量为的带电小球A固定在绝缘天花板上，质量也为m的带电小球B，在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动，如图所示。已知小球A、B间的距离为2R，重力加速度为g，静电力常量为k。则( )

A.B球所受合力始终指向A球 B.B球所带的电荷量
C.B球转动的角速度为 D.天花板对A球的作用力大小为2mg
6、研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，则若干年后( )
A.地球两极处的重力加速度将变大 B.地球赤道处的重力加速度将变大
C.地球近地卫星的速度将变大 D.地球同步卫星的速度将变大
7、在水平路面上AB段光滑，BC段粗糙，两段长度相同，如图所示。在A处静止的小物体（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点开始运动，到C点恰好停下。下列判断正确的是( )

A.水平恒力F在两段路面上做功不相等
B.全程水平恒力F做的功大于克服摩擦力做的功
C.水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率
D.水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率大于在BC段中点位置瞬时功率
8、2019年12月27日举行的国新办新闻发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其宣布：北斗三号基本系统完成建设，并开始提供全球服务。北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。如图所示是我国发射卫星中的三颗卫星围绕地球运动的轨道示意图，其中a卫星的轨道平面过地轴，b卫星轨道与地轴夹角为一锐角，c卫星轨道为与地轴垂直的椭圆。则( )

A.三个卫星都不可能是地球同步卫星
B.各轨道运行的卫星的速度大小始终不变
C.如果各卫星质量相等，它们的机械能也相等
D.c卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度
二、多选题
9、下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是( )

A.图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力
B.图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
C.图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大
D.图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故
10、一质点在xOy平面内的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是( )

A.若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速
B.若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速
C.若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速
D.若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速
11、如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取，根据图象可求出( )

A.物体的初速度
B.物体与斜面间的动摩擦因数
C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值
D.当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑
12、假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和.两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方()与运行周期的平方()的关系如图所示,为卫星环绕行星表面运行的周期.则( )

A.行星A的质量小于行星B的质量
B.行星A的密度小于行星B的密度
C.当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度
D.行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度
三、实验题
13、某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西.当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

①实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，实验时除了要满足沙和沙桶的总质量m远远小于滑块的质量M之外，还需要做的是_____________.
②在①的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小与（）.则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为_____________________（用题中的字母表示）.
③由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，那么，此试验中真正成立的等式为________________________（仍用上述题中的字母表示）.
四、计算题
14、如图，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径，，小球到达A点时的速度。（g取）求：

（1）小球做平抛运动的初速度；
（2）P点与A点的水平距离和竖直高度；
（3）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
15、一轻质细绳一端系一质量为的小球a，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球a的距离为，小球a跟水平面接触，但无相互作用。在小球a的两侧等距离处分别固定两个相同的斜面CD、，斜面足够长且倾角。如图所示，两个斜面底端的水平距离。现有一小滑块b，质量也为m，从左侧斜面CD上由静止滑下，与小球a发生弹性碰撞。已知小滑块b与斜面、水平面的动摩擦因数μ均为0.25，若不计空气阻力和C、点处的机械能损失，并将滑块和小球都视为质点，试问：

（1）若滑块b从处静止滑下，求滑块b与小球a第一次碰后瞬间绳子对小球a的拉力大小；
（2）若滑块b与小球a第一次碰撞后，小球a在运动到最高点时绳子拉力恰好为零，求滑块b最终停下来的位置到C点的距离x；
（3）若滑块b从h处静止滑下，求小球a第n次做完整的圆周运动时在最低点的动能的表达式。要求除h、n外，其他物理量的数值需代入，写出关系式即可，不需要写出取值范围。
参考答案
1、答案：D
解析：A.平抛运动的加速度恒定不变，是匀变速曲线运动，故A正确；
B.根据物体做曲线运动的本质可知，只有当合外力和速度方向不在一条直线上的时候，物体才做曲线运动，故B正确；
C.根据运动分解的独立性可知，当小船在静水中速度一定时，过河的最短时间与水流速度无关，故C正确；
D.平抛运动中，下落时间由高度决定，故D错误；
本题选择错误选项；故选D。
2、答案：A
解析：小球在空中运动的过程中做平抛运动，水平速度不变，竖直速度逐渐变大，则小球的速度逐渐变大，其动能逐渐变大。故选A。
3、答案：A
解析：A、都围绕同一个轴转，所以小孩的角速度大小相同，方向相同，故A正确；
B、根据，可知小孩的线速度大小相等，方向不同，故B错误；
C、根据，可知向心加速度大小相等，方向不同，故C错误；
D、向心力与小孩的质量有关，因质量不知，则向心力大小不可知，故D错误。
故选：A。
4、答案：A
解析：在竖直方向上小球做自由落体运动，则有：，解得：，水平方向小球做匀速直线运动，则初速度为：，故选A。
5、答案：C
解析：A.B球在水平面做匀速圆周运动，所以其合力指向圆心O。A错误；
B.对B球，受力分析得，解得，B错误；
C.对B球，根据牛顿第二定律得，解得，C正确；
D.天花板对A球的作用力大小为，D错误。
故选C。
6、答案：B
解析：在地球两极，由得，所以地球两极处的重力加速度大小不变，故A错误；在地球赤道处有，由于周期变大，故地球赤道处的重力加速度变大，B正确；对于地球近地卫星，由得，所以地球近地卫星的速度大小不变，故C错误；对于地球同步卫星，由得，由于周期变大，则其轨道半径r增大，线速度v减小，故D错误。
7、答案：C
解析：A.由知，恒力F对两种路面下做功一样多，即，故A错误；
B.在整个过程中，根据动能定理可知，故整个过程水平恒力F做功等于克服摩擦力做功，故B错误；
C.在AB段做初速度为零的匀加速直线运动，在BC段可看做反向的初速度为零的运动加速直线运动，通过图象如图：

可知，在两段所需时间相同，根据可知，水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率，故C正确；D.由图可知，在AB段中点位置瞬时速度和在BC段中点位置瞬时速度相同，故水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率等于在BC段中点位置瞬时功率，故D错误。
8、答案：A
解析：A、地球的同步卫星一定在与赤道共面的圆轨道上运行，则三个卫星都不可能是地球同步卫星，故A正确；
B、在c轨道上的卫星在椭圆轨道上运行，则卫星的速度大小不断变化，故B错误；
C、三个卫星的速度和高度都不能比较，则不能比较机械能的大小，故C错误；
D、第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则c卫星在远地点的速度一定小于第一宇宙速度，故D错误。
故选：A。
9、答案：AD
解析：A.小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A正确；
B.向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用，故B错误；
C.汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，速度越大，所需要的向心力越大，对桥面的压力越小，故C错误；
D.汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。
故选AD。
10、答案：BC
解析：
11、答案：AC
解析：A、物体在粗糙斜面上向上运动，根据牛顿第二定律，得加速度为，当时物体竖直上抛运动，，可得，故A正确；
B、当时，，可得，故B错误；
C、根据运动学公式得物体能达到的位移，由辅助角公式，可得位移x的最小值，故C正确；
D、由于，所以当物体在斜面上停止后，不会下滑，故D错误；
故选：AC。
12、答案：CD
解析：
13、答案：①平衡摩擦力
②
③
解析：①滑块受到的合力为，要使合力等于拉力，可以将长木板的一端适当垫高，使重力的下滑分力与摩擦力平衡，即可保证拉力等于合力，即；即需要平衡摩擦力.
②本实验要验证动能定理，即合力对小车的做的功等于小车动能的增加量，根据动能定理，有：；
③对沙桶和小车系统，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，沙桶减小的重力势能等于沙桶和滑块动能的增加量，有：。
14、答案：（1）2m/s（2），0.6m（3），方向竖直向上
解析：（1）小球到A点的速度分解为水平和竖直速度，由几何知道可知：

（2）根据平抛运动的分运动公式，有：

由平抛运动规律得：




（3）取A点为零势能点，由机械能守恒定律得：

解得：
由圆周运动向心力公式得：

代入数据得：

由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力大小：
，方向竖直向上。
15、答案：（1）32N（2）见解析（3）
解析：（1）滑块b开始下滑到与a碰撞前瞬间过程，由动能定理得：

代入数据解得：
a、b碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
，
由机械能守恒定律得：
，
代入数据解得：，；
a做圆周运动，绳子拉力与重力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：
（2）①小球a在运动到最高点时绳子拉力恰好为零，重力提供向心力，
在最高点，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：，
从碰撞后到小球到达最高点过程，由动能定理得：
，
a、b质量相等且发生弹性碰撞，碰撞后两者交换速度，
碰撞后，对b，由动能定理得：
，
代入数据解得：，
滑块b最终停下来的位置到C点的距离：

②若小球恰好运动到半圆，在最高点时
由动能定理得：，
代入数据解得：
则
（3）对滑块b，由动能定理得：

解得：
第次做完整的圆周运动时，



解得：
可以得到：