河北省秦皇岛市青龙县二校联考2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试卷（含答案）

这是一份河北省秦皇岛市青龙县二校联考2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试卷（含答案），共14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。
河北省秦皇岛市青龙县二校联考2022-2023学年高一下学期7月期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、探究向心力的大小与小球质量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.1：2 B.1：4 C.2：1 D.4：1
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、在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度竖直上抛一小球，小球在空中运动时的图像分别如图所示。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
4、如图所示，a点在b点的正上方，现从a、b两点分别以速度、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
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
5、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
C.地球的质量为
D.地球表面的重力加速度大小
6、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
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
A.①③ B.②④ C.①④ D.②
二、多选题
7、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
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，木星的质量为，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
B.木星的轨道半径为
C.这个“双星系统”运行的周期为
D.若认为木星球绕太阳中心做圆周运动，则木星的运行周期为
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，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
B.上升过程重力势能增加了
C.物体在斜面上运动的整个过程机械能损失了
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 B.摩擦力对小物体做功为
C.支持力对小物体做功为零 D.克服摩擦力做功为
三、实验题
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，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=_________J，此过程中物体动能的增加量=_________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，g取，则小球平抛的初速度=______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
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。（）

（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，竖直跳台CD高度差为，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（不计空气阻力，重力加速度，，）。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？
参考答案
1、答案：C
解析：【详解】根据题意以及变速塔轮的原理，可知两球做圆周运动的向心力之比为1：4，而小球做圆周运动的半径和质量相等，根据，可得转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，两个变速塔轮的线速度大小相等，根据，则皮带所用的左右两侧塔轮圆盘半径之比为2：1，故C正确。故选C。
2、答案：B
解析：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，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，知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由得：，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得：，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。
3、答案：B
解析：A、根据图像的斜率表示加速度，可得两星球表面重力加速度之比为，在星球表面，根据万有引力等于重力，得，可得，则星球P和星球Q的质量之比，代入数据解得：，故A错误；B、由，联立可得，故，代入数据解得：，故B正确；C、第一宇宙速度是卫星绕星球表面做匀速圆周运动的线速度，由得：，故，代入数据解得：，故C错误；D、由，可得，得出，故D错误。故选：B。
4、答案：D
解析：AB.设ab两点到P点水平距离为x，垂直距离分别为和。两球运动到P点用时分别为，，因为，所以，则a球应先抛出；因为，，显然b球初速度大，故选项AB错误；C.两球同时到P点时，所以，同理，，由于竖直方向上到达P点的位移，则，而从P点到达地面的过程中下降高度相同，所以从P点到达地面的下落时间，且因为，故从a点抛出的小球着地时水平射程较小，故C错误；D.两球着地时重力的瞬时功率分别为，，显然，故D正确。故选：D。
5、答案：D
解析：A、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，即：，解得人造地球卫星的环绕速度为：，可知其轨道半径越大，环绕速度越小；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，则该卫星的环绕速度小于第一宇宙速度，故A正确，不符合题意；B、该卫星运行的角速度大小为：，故B正确，不符合题意；C、由，解得地球的质量为：，故C正确，不符合题意；D、忽略地球自转的影响时，地球表面上的物体所受重力等于地球对它产生的万有引力，即：，解得地球表面的重力加速度大小为：。故D错误，符合题意。故选D。
6、答案：C
解析：以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中，由动能定理得：①，设以初动能为E冲上斜面的初速度为，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为，而加速度相同。对于上滑过程，根据可知，，所以第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，上升和返回的整个过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E。以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中，运用动能定理得：②，所以返回斜面底端时的动能为E；由①②得：，故①④正确，②③错误；A.①③，与结论不相符，选项A错误；B.②④，与结论不相符，选项B错误；C.①④，与结论相符，选项C正确；D.②，与结论不相符，选项D错误；故选C。
7、答案：BD
解析：两个直线运动的合运动不一定是直线运动，故A错误；两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动，因为合加速度为零，做匀速直线运动，故B正确；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，则合运动为曲线运动，故C错误；两个初速度为零的匀加速直线运动的合初速度为零，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。
8、答案：CD
解析：AB、双星靠相互之间的万有引力提供向心力，两者角速度相同，设为ω，则：对太阳，有：①，对木星，有：②，得：③，又，解得：，，故AB错误；C、由①得：④，由②得：⑤，由④⑤解得，故C正确；
D、若认为木星球绕太阳中心做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：，解得，故D正确。故选：CD。
9、答案：AC
解析：A、由题，物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh。根据牛顿第二定律得：，得到摩擦力大小为，物体克服摩擦力做功为，所以物体的机械能损失了，动能减少了。故A正确，B错误；C、物块向上运动的过程中与向下运动的过程中摩擦力对物体做的功是相等的，所以物体在斜面上运动的整个过程机械能损失了，故C正确；D、由于物块在运动的过程中克服摩擦力做功，所以物块回到出发点时的速度一定小于开始时的速度，所以物块上升过程中的平均速度大于下降过程中的平均速度，所以物体沿斜面上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力做功的平均功率.故D错误。故选：AC。
10、答案：AD
解析：BD、物块在缓慢提高过程中，静摩擦力始终与运动方向垂直，所以摩擦力不做功，物块在滑动过程中，由动能定理可得：，则有滑动摩擦力做功为，所以克服摩擦力做功为，所以B错误，D正确。C、在下滑的过程中，支持力不
做功，在上升的过程中，根据动能定理可得，，所以支持力对物体做功为，所以C错误。A、木板对物体做功为支持力和摩擦力对物体做功的和，所以木板对物体做功为，所以A正确。故选AD。
11、答案：（1）左；（2）交流；接通电源；（3）0.400；0.388
解析：（1）重物做加速运动，纸带在相等时间内位移逐渐增大，可知纸带的左端与重物相连。
（2）打点计时器应接交流电源，实验时先接通电源，再释放纸带。
（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为：；
B点的瞬时速度为：，则动能的增加量为：。
12、答案：（1）AC/CA；（2）相同；（3）A；（4）1.5；（5）5
解析：（1）A.研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是保证小球飞出时初速度水平，故A正确；B.小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故B错误；C.由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度且静止释放，故C正确；D.为了保证小球做平抛运动的初速度适当，小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误。故选：AC。
（2）小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。
（3）确定平抛运动轨迹过程，是横档条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，故坐标原点也应选小球在斜槽末端点时的球的顶端；
（4），由图可知，从A到B与从B到C时间间隔相等，设为T，竖直方向，根据，解得：，水平方向，解得。
（5）小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，课桌的高度约为0.2m，根据竖直方向上的运动特点可得：，解得
，又因为每秒25帧照片，所以0.2s将拍到。
13、答案：（1）；（2）
解析：（1）小球做平抛运动，在水平方向，有

在竖直方向上，有

解得该星球表面的重力加速度为

绕地球表面做圆周运动的卫星，有

解得未知星球的第一宇宙速度为

（2）根据万有引力和重力的关系可得

可得未知星球的质量为

未知星球的密度为

14、答案：（1）；；（2）
解析：（1）球在空中做平抛运动，球恰好不触网时，根据

解得

为使球不触网的最小速度为

向场地对角线的顶角处击球时，水平位移最大，初速度最大，根据

解得

平抛运动最大的水平位移为

使球不出界的最大速度为

（2）球恰好不触网时在竖直方向上有

在水平方向上有

球恰好不出界时在竖直方向上有：

在水平方向上有

联立解得

所以当击球点的高度在之间时，无论水平击球的初速度多大，球不是触网就是越界。
15、答案：（1）；（2）
解析：（1）依据题意，运动员从C点飞出做平抛运动，设C点的速度为v
水平方向

竖直方向

代入解得

（2）运动员由A滑到C过程，设重力做功为，阻力做功为
由动能定理可知

其中


解得