云南省保山市隆阳区2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题

云南省保山市隆阳区2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题

一、单选题（共8小题）

1．如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为（　　）

A． B． C． D．

2． 如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的轻质滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态。若将固定点c向左移动少许，而a与斜劈始终静止，则（　　）

A．斜劈对物体a的摩擦力减小 B．斜劈对地面的压力增大

C．细线对物体a的拉力增大 D．地面对斜劈的摩擦力减小

3．系在细线上的小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动．若小球做匀速圆周运动的轨道半径为R，细线的拉力等于小球重力的n倍，则小球的（　　） 

A．线速度  B．线速度

C．角速度  D．角速度

4．观察“神舟十号”在圆轨道上的运动，发现每经过时间2t通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ(弧度)，如图所示，已知引力常量为G，由此可推导出地球的质量为(　　)

A． B． C． D．

5．地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为（　　）  

A．F＝G B．F＝G

C．F＝G D．F＝G

6．2013年12月11日，“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月，如图所示。关于“嫦娥三号”说法正确的是（　　）

A．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期

B．沿轨道I运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ

C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度

D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程，速度逐渐减小

7．如图所示，在倾角为37°足够长的斜面顶端处，一小球以与斜面成30°角的初速度v抛出，小球最终落在斜面上。不计空气阻力，sin37°=0.6，重力加速度为g，则从抛出小球到小球与斜面的距离最大时，小球飞行时间t为（　　）

A． B． C． D．

8． 一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度v0水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是（　　）

A．外力对小球做的总功为mg（H+h）+m

B．小球的机械能减少量为mg（H+h）+m

C．路面对小球做的功为mg（H+h）+m

D．路面对小球做的功为

二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）

9．如图是甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移—时间图像，由图像可知（　　）

A．乙开始运动时，两物体相距20m

B．在0~10s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大

C．在10~25s这段时间内，两物体间的距离逐渐减小

D．两物体在10s时相距最远，在25s时相遇

10．物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块A的速率先变大后变小

B．物块A的速率先变小后变大

C．物块A始终处于超重状态

D．物块A先处于失重状态，后处于超重状态

11．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为(　　) 

A．2个 B．3个 C．4个 D．5个

12．在如图所示的皮带传动装置（传动皮带紧绷且运动中不打滑）中，主动轮的半径为，从动轮有大小不一的两个轮且固定在同一个轴心上，半径分别为、，已知，，、、分别是三个轮边缘上的点，则当整个传动装置正常工作时，下列选项正确的是（　　）

A．、、三点的周期之比为

B．、、三点的线速度大小之比为

C．、、三点的角速度大小之比为

D．、、三点的角速度大小之比为

三、实验题（共2小题）

13．如图所示，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两个光电门计时器A和B验证质量为M的滑块（含遮光条）和质量为m的钩码组成的系统机械能守恒．已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为Δt1、Δt2，光电门A、B之间的距离为s.滑块运动通过光电门B时，钩码未落地．（重力加速度为g）

（1）实验中需要用到的器材有____（填选项前的字母）．

A．天平　　 B．刻度尺　　 C．打点计时器 D．秒表　　

E．弹簧测力计

（2）滑块先后通过A、B两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1＝　     　，v2＝　     　。（用题中给定字母表示）

（3）验证本系统机械能守恒的表达式为　                                   　（用已知量和能直接测量的量表示）。

（4）下列情况下可能增大实验误差的是____。

A．气垫导轨未调水平

B．滑块质量M和钩码质量m不满足m<M

C．遮光条宽度较小

D．两光电门间距过小

14．某同学利用如图所示的实验装置测定重力加速度的大小，具体的操作和相应的数据记录如下：

A．接通电磁铁的电源（图中未画出），让小铁球吸在开始端

B．用游标卡尺测出小铁球的直径为d=10.0 mm

C．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为L=82 cm

D．电磁铁断电时，小铁球自由下落

（1）在小铁球经过光电门的时间内，计时装置记下小铁球经过光电门所用的时间为t=2.50×10–3 s，由此可得小铁球经过光电门的速度公式为v=　     　（用题目中给的物理量的字母表示），速度大小为　     　m/s。

（2）计算重力加速度的公式为g=　     　，重力加速度的值为　     　m/s2。

四、计算题（共3小题）

15．如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，A、B两端相距5.0 m，质量为m＝10 kg的物体以v0＝6.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5．传送带顺时针运转的速度v＝4.0 m/s，(g取10 m/s2， sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)求：

（1）物体从A点到达B点所需时间；

（2）若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？

16．如图所示，遥控电动赛车（可视为质点）从A点由静止出发，经过时间t后关闭电动机，赛车继续前进至B点水平飞出，恰好在C点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道，通过轨道最高点D后回到水平地面EF上，E点为圆形轨道的最低点。已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力 ，赛车的质量 ，通电后赛车的电动机以额定功率 工作，轨道AB的长度 ，B、C两点的高度差 ，连线CO和竖直方向的夹角 ，圆形轨道的半径 ，空气阻力可忽略，取重力加速度 ， ， ，求： 

（1）赛车运动到C点时速度 的大小； 

（2）赛车电动机工作的时间 ； 

（3）赛车经过最高点D处时对轨道压力 的大小。 

17．如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量m1=1kg，木板右端叠放着质量m2=2kg的小物块，整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.25木板与桌面间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，薄木板足够长。现对木板施加水平向右的恒定拉力F1=6N，当木板向右运动的位移x1=4.5m时，撤去拉力F1，木板和小物块继续运动一段时间后静止。求∶

（1）撤去拉力F1时，木板的速度v的大小；

（2）从木板开始运动到撤去拉力F1的过程中，木板对物块的摩擦力做的功；

（3）整个过程中因摩擦而产生的热量。

答案解析部分

1．【答案】B

【知识点】动能定理的综合应用

【解析】【解答】小球从A运动到B和从B运动到A的过程中，摩擦力做功相等，假设从A运动到B摩擦力做功W，
根据动能定理则有①
从B运动到A的过程中，根据动能定理有②
联立①②可得，B正确，ACD错误；
故选A。
【分析】本题考查动能定理的应用。

2．【答案】D

【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡

【解析】【解答】AC.对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图所示：

根据平衡条件，有，解得，将固定点c向左移动少许，则减小，故拉力T减小；对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，拉力减小，但由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，AC不符合题意；
BD.对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图所示：

根据平衡条件，有，与角度无关，所以地面对斜劈的支持力恒定不变；根据牛顿第三定律，斜劈对地面的压力不变；静摩擦力为，将固定点c向左移动少许，则减小，故摩擦力减小，B不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】分析滑轮和物体b的受力，由共点力平衡条件求出细绳拉力的变化情况；再对a受力分析，判断a受到的静摩擦力的变化情况；分析斜面体、物体a、物体b组成的整体的受力，由共点力平衡条件分析地面对斜劈的支持力和摩擦力的大小的变化情况，再由牛顿第三定律分析斜劈对地面的压力的变化情况。

3．【答案】C

【知识点】圆周运动实例分析

【解析】【解答】小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，则有： ，解得： ， ，ABD不符合题意，C符合题意.

故答案为：C.

【分析】利用拉力提供向心力可以求出线速度和角速度的大小。

4．【答案】A

【知识点】万有引力定律

【解析】【解答】根据弧长和半径的关系，可得轨道半径为
根据万有引力提供向心力有

联立解的，地球的质量

所以A正确，BCD错误；
故选A。
【分析】本题考查圆周运动角速度和线速度的计算以及万有引力提供向心力的计算。

5．【答案】D

【知识点】万有引力定律及其应用

【解析】【解答】根据万有引力公式有 ，其中

万有引力大小为

故D符合题意，ABC不符合题意；

故答案为：D。

【分析】利用引力的表达式结合距离可以求出引力的大小。

6．【答案】B

【知识点】开普勒定律；卫星问题

【解析】【解答】A根据开普勒第三定律有，中心天体一致时，半长轴越大，周期越大，所以 沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期，A错误；
B从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，是向心运动，需要减速，B正确；
C根据万有引力提供向心力有，半径越大，加速度越小，所以沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度，C错误；
D根据开普勒第二定律，“嫦娥三号”和月球的连线在相等的时间内扫过的面积相等，可得在P点的速度小于在Q点的速度，所以在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程，速度逐渐增大，D错误；
故选B。
【分析】本题考查卫星变轨问题中各物理量之间的变化。

7．【答案】C

【知识点】运动的合成与分解；斜抛运动

【解析】【解答】当小球的速度方向与斜面方向平行时，小球与斜面的距离最大，将小球的速度沿着斜面方向以及垂直于斜面方向分解，当小球速度方向与斜面方向平行时，垂直于斜面的速度为0；
垂直于斜面方向的初速度，
垂直于斜面方向的加速度为
那么垂直于斜面方向速度减为0 所用的时间为，所以C正确，ABD错误；
故选C。
【分析】本题考查斜抛运动的分解。

8．【答案】B

【知识点】功能关系；动能定理的综合应用

【解析】【解答】A.对小球从抛出到落至坑底的过程，根据动能定理，A不符合题意；
CD.设路面对小球做的功为，则由动能定理，解得，CD符合题意；
B.根据功能关系可知，小球机械能的减小量等于小球克服路面阻力做的功，即机械能减少量为，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】对小球从抛出到落至坑底的过程应用动能定理，求出外力对小球做的总功和路面对小球做的功；根据功能关系可求出小球机械能减少量。

9．【答案】B,C,D

【知识点】运动学 S-t 图象；追及相遇问题

【解析】【解答】A在t=10s时，乙开始运动，甲的位置在x=23.33m处，所以两物体相距23.33m，A错误；
B在0~10s这段时间内，乙没有运动，甲从x=20m处沿正方向做匀速直线运动，两物体间的距离逐渐增大，B正确；
C在10~25s这段时间内，乙开始正向匀速直线运动，x-t图像的斜率表示运动速度，乙的速度大于甲的速度，所以乙追甲越来越近，两物体间的距离逐渐减小，C正确；
D根据BC选项可知，两物体在10s时相聚最远，x-t图像的交点表示物体在同一位置，所以两物体在25s时相遇，D正确；
故选BCD。
【分析】本题考查了x-t图像在追及问题中的应用。

10．【答案】B,C

【知识点】超重与失重；运动的合成与分解

【解析】【解答】AB.将B的速度沿着绳子方向和垂直于绳子方向分解，如图所示

根据平行四边形定则有
从图中可以看出，B的速度方向与绳子之间的角度θ先变大后减小，所以A的速率先变小后变大，A错误，B正确；
CD.θ增大时，A在向下减速，加速度向上，θ减小时，A在向上加速，加速度向上，所以物块A的加速度一直向上，始终处于超重状态，C正确，D错误；
故选BC。
【分析】本题考查了运动的分解以及超重失重的概念。

11．【答案】A,C

【知识点】共点力平衡条件的应用

【解析】【解答】对物体受分析如图：

如果：（1）N=G的话，物体受力可以平衡，故P可能受2个力的作用；（2）N＜G的话，P不可能平衡；（3）如果：N＞G，物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f，受力分析如图：

故P可能受4个力的作用，综上所述：P可能的受力个数是2个或4个，A、C符合题意。

故答案为：AC
【分析】利用平衡条件可以判别P的受力个数。

12．【答案】A,D

【知识点】线速度、角速度和周期、转速

【解析】【解答】CD.当整个传送装置正常工作时，A和B的线速度大小相等，B和C的角速度大小相等，即，；
根据有，所以，C错误，D正确；
A.根据有，A正确；
B.根据有，所以，B错误；
故选AD。
【分析】本题考查传动问题中圆周运动的角速度、线速度和周期的关系。

13．【答案】（1）A；B

（2）；

（3）

（4）A；D

【知识点】验证机械能守恒定律

【解析】【解答】（1）实验时为了验证机械能守恒，通过测量整个系统减少的重力势能和增加的动能之间的关系，滑块和钩码质量不相等，所以需要天平测量质量，需要刻度尺测量钩码下降的高度，滑块的速度时通过光电门测量出来的，所以不需要打点计时器和秒表，在整个实验中并不需要测量力，所以不需要弹簧测力计，故选AB；
（2）小车通过光电门的时间较短，可以使用平均速度代替瞬时速度，所以，；
（3）机械能守恒则减少的重力势能等于增加的动能

所以；
（4）A气垫导轨未调水平会导致阻力做功，机械能不守恒，A符合题意；
B实验中滑块的质量M和钩码的质量m不会影响实验结果，B不符合题意；
C遮光条的宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，可以减小误差，C不符合题意；
D两光电门距离过小会导致长度测量误差增大，D符合题意；
故选AD。
【分析】本题考查了验证机械能守恒实验，（1）考查了实验原理与器材；（2）（3）考查了实验的数据处理；（4）考查了实验的误差分析。

14．【答案】（1）；4

（2）；9.82

【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与速度的关系

【解析】【解答】（1）小球经过光电门的时间极短，所以用小球经过光电门的平均速度代替小球的瞬时速度。，代入相关数据解得：
（2）由题意知，小球从电磁铁下端到光电门距离为L，说明小球下落高度，由得，代入相关数据得：g=9.82m/s2。
【分析】本题考查利用光电门测瞬时速度的方法，理解平均速度等于瞬时速度的条件，同时掌握运动学公式的应用，注意单位的换算和统一。

15．【答案】（1）解：重力沿斜面方向的分力

摩擦力大小

开始时物体所受摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律

得

达到与传送带速度相等需要的时间

这段时间内的位移为

之后，物块所受沿斜面向上的摩擦力小于重力的分力，则加速度为

以此加速度减速上滑：有

即

，正好此时物块速度减小到0；则物体从A点到达B点所需的时间

（2）解：若传送带的速度较大，沿AB上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，则所用时间最短，此种情况加速度一直为运动到B点的时间最短

代入数据整理可以得到得

【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型

【解析】【分析】（1）物体在传送带上先做匀减速运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出物体匀减速运动的位移和时间，当物体的速度与传送带的速度相等后，分析重力的下滑分量与最大静摩擦力的大小关系，确定物体接下来的运动性质，再由牛顿第二定律和运动学公式求出物体到达B点所需的时间；（2）通过（1）的分析知，物体在传送带上一定是减速运动，所以加速度最小时，运动时间最短，分析物体的受力，求出最小加速度，再由位移时间公式求出最小的运动时间。

16．【答案】（1）解：因为赛车从B到C的过程作平抛运动，根据平抛运动规律有

（2）解：根据平抛运动规律所以有赛车在B点的速度大小为

从A点到B点的过程中由动能定理得

联立方程，解得

（3）解：从C点运动到最高点D的过程中，取C点所在平面为零势能面，根据机械能守恒定律得

设赛车经过最高点D处时轨道对赛车支持力为ND，根据牛顿第二定律得 联立方程，解得

根据牛顿第三定律可知，赛车经过最高点D处时对轨道压力大小为

【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律

【解析】【分析】（1）赛车从B到C的过程做平抛运动，利用其速度位移公式可以求出竖直方向的分速度的大小，利用速度的分解可以求出其经过C点速度的大小；
（2）赛车从A到B的过程中，利用动能定理可以求出运动的时间；
（3）赛车从C到最高点时，利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出赛车经过最高点对轨道的压力大小。

17．【答案】（1）解：假设对木板施加水平向右的恒定拉力大小为F0时，小物块与木板恰好不发生相对滑动，此时小物块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力

设小物块此时的加速度大小为a0，根据牛顿第二定律有

对整体有

解得

故对木板施加水平向右的恒定拉力F1=6N时，小物块与木板保持相对静止，从木板开始运动到撤去拉力F1，对木板和小物块整体分析根据动能定理有

解得

（2）解：从木板开始运动到撤去拉力F1的过程中，小物块分析根据动能定理有

（3）解：从木板开始运动到撤去拉力F1，因摩擦产生的热量

从撤去拉力F1到木板和小物块再次静止，因摩擦产生的热量

整个过程中因摩擦而产生的热量

【知识点】功能关系；能量守恒定律；牛顿运动定律的应用—板块模型

【解析】【分析】（1）对木板和滑块进行受力分析，小物块和木板刚好不发生滑动时根据牛顿第二定律计算出F0的大小，再对木板和滑块应用动能定理列方程求解。
（2）对小物块进行分析，根据动能定理计算摩擦力对小物块所做的功。
（3）对木板和滑块进行分析，先计算木板开始运动到撤去F1时所产生的的热量，再由功能关系计算撤去F1到木板和小物块静止时所产生的热量，相加求解即可。