2022-2023学年云南省丽江市古城一中高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年云南省丽江市古城一中高一（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）

1.  甲、乙两物体先后从同一地点出发，沿一条直线运动，它们的图像如图所示，由图可知(    )

A. 乙物体末开始做加速运动，加速度大小为
B. 时，乙物体追上了甲物体
C. 乙物体在前内通过的位移为
D. 时，甲在乙前面，它们之间的距离为乙追上甲前的最大距离
 

2.  如图所示，，，三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同，三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是(    )

 

A. 物体受到的摩擦力方向向右
B. 三个物体中只有物体受到的摩擦力是零
C. 受到的摩擦力沿传送带向下
D. B、受到的摩擦力方向相反

3.  下图是用平行四边形定则求力、的合力的示意图，其中正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

4.  如图所示，物体静止在斜面上，斜面对物体的作用力的合力方向应是(    )

 

A. 沿斜面向上 B. 垂直斜面向上 C. 竖直向上 D. 无法确定

5.  如图是摩托车比赛转弯时的情形转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是(    )

 

A. 摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
B. 摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
C. 摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去
D. 摩托车将沿其半径方向沿直线滑去

6.  若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为，引力常量为，那么该行星的平均密度为(    )

A.  B.  C.  D.

7.  固定在竖直平面内的半圆形刚性铁环，半径为，铁环上穿着小球，铁环圆心的正上方固定一个小定滑轮。用一条不可伸长的细绳，通过定滑轮以一定速度拉着小球从点开始沿铁环运动，某时刻角度关系如下图所示，若绳末端速度为，则小球此时的速度为(    )

 

A.  B.  C.  D.

8.  两物体都在做匀速圆周运动，下列说法正确的是(    )

A. 它们的线速度大小相等时，半径小的向心加速度大
B. 它们的周期相等时，半径小的向心加速度大
C. 它们的角速度相等时，半径小的向心加速度大
D. 它们的频率相等时，半径小的向心加速度大

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  电动遥控汽车是很多小朋友童年成长的重要玩伴，丰富了童年的生活。两个小朋友分别控制着相距为的甲、乙两车相向运动，甲、乙两车运动的位置时间图象如图所示，对于图中所示的整个运动过程。下列说法正确的是(    )

A. 甲、乙两车相遇两次 B. 甲车先做加速运动，后做减速运动
C. 时刻，甲、乙两车运动一样快 D. 甲车的运动方向发生了改变

10.  一物块放置在光滑水平面上，处于静止状态，从时刻起，用一水平向右的拉力作用在物块上，且的大小随时间从零均匀增大，下列说法正确的是(    )

A. 物体的速度随时间均匀增大 B. 物体的加速度随时间均匀增大
C. 物体的位移随时间均匀增大 D. 物体的速度增加得越来越快

11.  如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为，与平板车上表面等高的平台上有一质量为的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，是滑块在车上运动的时间，以下说法中正确的是(    )

A. 滑块最终没有滑离平板车 B. 滑块与平板车的质量相等
C. 滑块与平板车表面的动摩擦因数为 D. 平板车上表面的长度为

12.  如图所示，质量为的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为的物块相连，已知，与定滑轮等高的点和定滑轮之间的距离为，定滑轮大小及质量可忽略，现将小环从点由静止释放，小环运动到点速度为，重力加速度取，则下列说法正确的是(    )

A. ，间距离为
B. 小环最终静止在点
C. 小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能
D. 当小环下滑至绳与杆的夹角为时，小环与物块的动能之比为：

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  图甲为用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从点开始按照打点的先后顺序依次标为、、、、、、，电源频率为，现在量得、间的距离，、间的距离，、间的距离，、间的距离，、间的距离，、间的距离。每打一次点

在实验中，使用打点计时器时应先______ 再______ 填“释放纸带”或“启动电源”。
根据上面的记录，计算打点计时器在打、、、、点时小车的速度值并填在表中。结果保留两位有效数字

根据中表格，在图乙中画出小车的速度时间图像，并说明小车速度变化的特点。

14.  某同学设计了一个“探究平抛运动的特点”的实验实验装置示意如图甲所示，是一块平面木板，在其上等间隔地凿出一组平行的插槽如图甲中、、，槽间距离均为。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板上。实验时依次将板插入板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后，把板插入后一槽中同时向纸面内侧平移距离。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，用平滑曲线连接各痕迹点就可得到小球做平抛运动的轨迹。

实验前应反复调节实验装置，直到斜轨______ 、板______ 、插槽垂直于斜轨末端且在斜轨末端正下方每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的______ 。
每次将板向内侧平移距离，是为了使记录纸上每两点之间的水平距离______ 。
如图乙所示，该同学在实验中记录小球做平抛运动的起点位置为，、为小球运动一段时间后的位置，根据图中所示平抛运动的部分轨迹，求出小球做平抛运动的初速度为______ 。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

15.  年月日时分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。假设“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动周期为。已知火星的半径为，火星表面的重力加速度的大小为，引力常量为，不考虑火星的自转影响。求：
火星的质量；
火星的第一宇宙速度；
“天问一号”绕火星飞行时距离火星表面的高度。

16.  如图所示，一小球从平台上抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面并下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，重力加速度，求：
小球水平抛出的初速度是多少；
斜面顶端与平台边缘的水平距离是多少；
若斜面顶端高，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。

17.  如图，一轻弹簧原长为，其一端固定在倾角为的固定直轨道的底端处，另一端位于直轨道上处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点，，、、、均在同一竖直面内。质量为的小物块自点由静止开始下滑，最低到达点未画出，随后沿轨道被弹回，最高点到达点，，已知与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为。取，

求第一次运动到点时速度的大小。
求运动到点时弹簧的弹性势能。
改变物块的质量，将推至点，从静止开始释放。已知自圆弧轨道的最高点处水平飞出后，恰好通过点。点在点左下方，与点水平相距、竖直相距，求运动到点时速度的大小和改变后的质量。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、由图可知：乙物体末开始做加速运动，加速度大小为，故A错误；
B、根据图像与时间轴所围的面积大小等于物体通过的位移大小，知在内，甲物体的位移比乙物体的大，因时刻甲、乙两物体在同一地点，所以，时，乙物体还没有追上甲物体，故B错误；
C、乙物体在前内通过的位移为，故C错误；
D、在内，甲比乙运动快，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大。在后，乙比甲运动快，两者距离逐渐减小，故在时，甲在乙前面，两者距离最大，故D正确。
故选：。
根据速度时间图像的斜率求加速度大小；根据图像与时间轴所围的面积大小等于物体通过的位移大小，分析两个物体位移关系，即可分析乙何时追上甲。当两个物体速度相等时间距最大，由“面积”法求最大距离。
本题既考查理解速度时间图像的能力，也考查分析两物体运动情况的能力。要知道在追及问题中，往往当两个物体的速度相等时，相距最远或最近。
 

2.【答案】 

【解析】解：、物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，故A错误；
、物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，大小等于，结合两项的分析可知，故B正确，CD错误；
故选：。
利用假设法判断物体是否受摩擦力，两物体有向下滑动的趋势，有关所受摩擦力方向。
本题考查摩擦力的性质，要注意产生摩擦力的条件是相互接触的物体间有相对运动或相对运动趋势，同时注意平衡条件的准确应用。
 

3.【答案】 

【解析】解：根据平行四边形定则可知，以表示两分力的线段作邻边作出平行四边形，对角线即表示物体受到的合力；故D正确，ABC错误；
故选：。
根据平行四边形定则，即可确定对应的示意图，从而即可求解。
考查平行四边形定则的内容，掌握矢量的合成方法，注意平行四边形的虚线与实线的区分。
 

4.【答案】 

【解析】解：因为物体受重力、支持力和摩擦力处于平衡，则知支持力和摩擦力的合力与重力等值反向，即方向竖直向上，支持力和摩擦力的合力就是斜面对物体作用力，所以斜面对物体作用力的方向竖直向上。故C正确。
故选：。
物体受重力、支持力和摩擦力处于平衡，根据共点力平衡确定斜面对物体的作用力方向．
解决本题的关键能够正确地进行受力分析，根据共点力平衡进行分析，知道共点力平衡的特点．
 

5.【答案】 

【解析】解：、摩托车做圆周运动需要向心力，不受到沿半径方向向外的离心力作用。故A错误；
    、摩托车做离心运动是因为所受外力的合力小于所需的向心力，故B正确；
    、摩托车受到与速度方向垂直的摩擦力的作用，即使该摩擦力小于需要的向心力，但仍然能够改变车的运动的方向，使车不会沿其线速度的方向沿直线滑去。故C错误；
    、摩托车做圆周运动的线速度沿半径的切线方向，不可能会沿其半径方向沿直线滑去。故D错误。
故选：。
摩托车拐弯时做圆周运动，在竖直方向上摩托车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力．
解决本题的关键知道在竖直方向上摩托车受重力和支持力平衡，靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力．
 

6.【答案】 

【解析】解：飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力                
     
即：
解得：
由得：
该行星的平均密度为
故选：。
根据万有引力等于向心力，可以列式求解出行星的质量，进一步求出密度．
本题可归结为一个结论：环绕行星表面做圆周运动的卫星，其公转周期平方与行星平均密度的乘积是一个定值，即
 

7.【答案】 

【解析】将的速度分解到沿绳方向和垂直绳方向，沿绳方向的速度为，

由结合关系知此时速度方向与绳的夹角为，所以，解得：，故A正确，。
故选：。
 

8.【答案】 

【解析】解：根据

可知线速度大小相等时，半径小的向心加速度大，故A正确；
B.根据

可知周期相等时，半径大的向心加速度大，故B错误；
C.根据

可知角速度相等时，半径小的向心加速度小，故C错误；
D.根据

可知频率相等时，半径小的向心加速度小，故D错误。
故选：。
本题四个选项分别考查匀速圆周向心加速度公式不同表达式，根据线速度、角速度、周期、转速和频率关系式推导处加速度表达式，采用控制变量法，分析其他两个物理量的变化。
本题考查匀速圆周运动向心加速度的定义式及变形公式，应在熟悉公式的基础上，利用控制变量法进行分析判断。
 

9.【答案】 

【解析】解：、甲、乙两车的图象有两个交点，说明甲、乙两车相遇两次，故A正确；
B、根据图象的斜率表示速度，知甲车的速度先减小后反向增大，即甲车先做减速运动，后做加速运动，故B错误；
C、时刻，甲车图象斜率的绝对值比乙车的大，则甲车的速度比乙车的大，即甲车比乙车运动快，故C错误；
D、根据图象的斜率表示速度，斜率的正负表示速度方向，知甲车速度先正后负，运动方向发生了改变，故D正确。
故选：。
在图象中，两图象的交点表示相遇；图象的斜率表示速度，斜率的正负表示速度方向。
解决本题的关键是要理解位移时间图象的物理意义，知道图象的斜率表示速度，要注意位移时间图象不是物体的运动轨迹，也不能与速度时间图象混淆。
 

10.【答案】 

【解析】解：设物体的质量为，的大小随时间从零均匀增大，则有：。
B、根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为：，则加速度随时间均匀增大，故B正确；
A、根据速度时间关系可得：，物体的速度随时间的平方均匀增大，不是随时间均匀增大，故A错误；
C、根据位移时间关系可得物体的位移：，物体的位移随时间的三次方均匀增大，不是随时间均匀增大，故C错误；
D、加速度不是速度变化快慢的物理量，加速度随时间均匀增大，则物体的速度增加得越来越快，故D正确。
故选：。
根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小与时间的关系，根据速度时间关系得到速度随时间变化关系，根据位移时间关系得到物体的位移随时间的变化情况，结合加速度的物理意义进行解答。
本题主要是考查牛顿第二定律与运动学公式的结合，关键是推导出加速度与时间的关系，知道加速度的物理意义。
 

11.【答案】 

【解析】解：、由图象可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将做平抛运动离开平板车，故A错误；
B、根据图线知，滑块的加速度大小：小车的加速度大小：，知铁块与小车的加速度之比为：，
根据牛顿第二定律得，对滑块：，对小车：，则滑块与小车的质量之比：：：故B正确。
C、滑块的加速度：，又，则：，故C正确；
D、滑块的位移：，小车的位移：，则小车的长度：，故D正确。
故选：。
根据图线知，铁块在小车上滑动过程中，铁块做匀减速直线运动，小车做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律通过它们的加速度之比求出质量之比，以及求出动摩擦因数的大小。根据运动学公式分别求出铁块和小车的位移，从而求出两者的相对位移，即平板车的长度。物体离开小车做平抛运动，求出落地的时间，从而根据运动学公式求出物体落地时与车左端的位移。
解决本题的关键理清小车和铁块的运动情况，搞清图象的物理意义，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解
 

12.【答案】 

【解析】解：、设点和定滑轮之间的距离为，，间距离为。
对于小环和重物组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能是守恒的。根据系统的机械能守恒得：

结合，，解得。故A正确。
B、在点，设绳与竖直方向的夹角为则，，所以小环不会静止在点，故B错误。
C、小环下落过程中，根据系统的机械能守恒知减少的重力势能始终等于物块增加的机械能与小环增加的动能之和。故C错误。
D、当小环下滑至绳与杆的夹角为时，有：，得：
由得小环与物块的动能之比为：：：，故D正确。
故选：。
对于小环和重物组成的系统，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，由此求间的距离。根据小环在点的受力情况判断能否静止在点。根据系统的机械能守恒分析小环下落过程中减少的重力势能与物块增加的机械能的关系。根据两个物体沿绳子方向的分速度相等，分析速率关系，从而确定动能关系。
解决本题时应抓住：对与绳子牵连有关的问题，物体下降的高度应等于绳子收缩的长度；小环的实际速度即为合速度，应将小环的速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解，分析小环与重物的速度关系。
 

13.【答案】启动电源  释放纸带           

【解析】解：在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带。
每相邻两个计数点间还有个打点计时器打下的点，即相邻两个计数点的时间间隔是
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：





如下表

描点并连线得小车的速度与时间图像，如下图所示，

由图像可知，小车的速度随着时间变化均匀减小。
故答案为：启动电源；释放纸带；；；；；；如上图所示；小车的速度随着时间变化均匀减小。
了解打点计时器的工作原理，电源频率是，相邻计时点的时间间隔为，能够熟练使用打点计时器便能正确解答该题；
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出纸带上计数点时的瞬时速度大小；
用描点法画出图象。
本题考查了利用匀变速直线运动的规律和推论解决问题的能力，同时注意图象法在物理实验中的应用。
在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
 

14.【答案】末端水平  水平  初速度相同  大小相同，从而获取相等的时间   

【解析】解：实验前应反复调节实验装置，直到斜轨末端水平，保证小球抛出时初速度沿水平方向，做平抛运动，板水平，以减小实验误差，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的初速度相同。
平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，每次板向纸面内侧平移距离，是为了保持小球在相邻痕迹点间的水平距离大小相同，从而获取相等的时间。
由于物体在竖直方向做自由落体运动，故在竖直方向有
解得：
。
物体在水平方向做匀速直线运动

故答案为：末端水平，水平，初速度相同；大小相同，从而获取相等的时间；。
根据实验原理分析；
根据实验原理分析；
根据匀变速直线运动规律和匀速运动规律计算初速度。
解决本题的关键知道平抛运动的特点。由于物体在水平方向做匀速直线运动，可以根据在水平方向的间距相同确定相隔的时间相同，而在竖直方向做自由落体运动，即匀变速直线运动故有，求出，再根据进行求解。
 

15.【答案】解：忽略火星自转，对火星表面质量为的物体，其重力等于万有引力，有：
解得火星的质量
忽略火星自转，设火星近地卫星的质量为，根据万有引力定律，有：
解得火星的第一宇宙速度
设天问一号质量为，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有：，其中
联立解得：
答：火星的质量为；
火星的第一宇宙速度为；
“天问一号”绕火星飞行时的距离火星表面的高度为。 

【解析】根据重力和万有引力相等，列式求解火星质量；
物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度，根据万有引力等于向心力可求第一宇宙速度表达式；
根据万有引力等于向心力，列式求解天问一号距离火星表面的高度。
此题考查了万有引力定律及其应用，对于卫星问题，根据万有引力等于向心力和万有引力等于重力是最基本的思路，关键要熟练应用，同时要掌握环绕天体绕中心天体近地飞行时所具有的特点。
 

16.【答案】解：由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，
所以，，
解得：，。
由
解得：，
所以水平距离。
对小球受力分析，根据牛顿第二定律可得，
小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度，
初速度为平抛运动的末速度。
则
解得：。或不合题意舍去
所以。
答：小球水平抛出的初速度是；
斜面顶端与平台边缘的水平距离是；
若斜面顶端离地高，则小球离开平台后到达斜面底端的时间是。 

【解析】小球水平抛出后刚好能沿光滑斜面下滑，说明此时小球的速度的方向恰好沿着斜面的方向，由此可以求得初速度的大小；
小球在接触斜面之前做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得接触斜面之前的水平方向的位移，即为斜面顶端与平台边缘的水平距离；
小球在竖直方向上做的是自由落体运动，根据自由落体的规律可以求得到达斜面用的时间，到达斜面之后做的是匀加速直线运动，求得两段的总时间即可。
本题考查了牛顿第二定律和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
 

17.【答案】解：到的过程中重力和斜面的阻力做功，所以：

其中：
代入数据得：
物块返回点后向上运动的过程中：

其中：
联立得：
物块向下到达最低点又返回的过程中只有摩擦力做功，设最大压缩量为，则：

整理得：
物块向下压缩弹簧的过程设克服弹力做功为，则：

又由于弹簧增加的弹性势能等于物块克服弹力做的功，即：
所以：
由几何关系可知图中点相对于点的高度：

所以点相对于点的高度：
小球做平抛运动的时间：
点到点的水平距离：
由：
联立得：
到的过程中重力、弹簧的弹力、斜面的阻力做功，由功能关系得：

联立得： 

【解析】本题考查功能关系、竖直面内的圆周运动以及平抛运动，解题的关键在于明确能达到点的条件，并能正确列出动能定理及理解题目中公式的含义，第二小问可以从运动全过程的角度跟能量的角度来列式。
对物体从到的过程分析，由动能定理列式可求得物体到达点的速度；
同的方法求出物块返回点的速度，然后对压缩的过程与弹簧伸长的过程应用功能关系即可求出；
离开点后做平抛运动，将物块的运动分解即可求出物块在点的速度，到的过程中重力、弹簧的弹力、斜面的阻力做功，由功能关系即可求出物块的质量。