2022-2023学年甘肃省兰州市等5地高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年甘肃省兰州市等5地高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.2023年世界女排联赛，中国女排对阵日本女排的第二局比赛开场不利、连续失误，大比分落后对手，局末阶段做好换人调整后，关键时刻袁心玥发球直接拿分，27−25逆转获胜，最终大比分3：0力克对手，取得四连胜，再一次展现中国女排精神，下列说法正确的是( )
A. 排球受到被拍出的力，是由于排球恢复形变产生的
B. 欲判断排球是否落于界内，可以把排球视为质点
C. 排球在空中的运动是靠惯性，惯性大小与速度成正比
D. 袁心玥发球后，排球在空中上升过程处于失重状态
2.如图甲为网络上十分火爆的一款剥瓜子神器，将瓜子放入两圆柱体之间的凹槽，按压瓜子即可破开瓜子壳。该过程简化后如图乙，瓜子的剖面可视作顶角为θ、半径为r的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳尚未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则( )
A. 若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变大
B. 若仅扇形半径r变大，圆柱体A对瓜子的压力变大
C. 若顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力越小
D. 若顶角θ越小，圆柱体A对瓜子的压力越小
3.在我国古代，人们曾经用一种叫“唧筒”的装置进行灭火，这种灭火装置的特点是：筒是长筒，下开窍，以絮囊水杆，自窍唧水，既能汲水，又能排水。简单来说，就是一种特制造水枪。设灭火时保持水喷出时的速率不变，则下列说法正确的是( )
A. 灭火时应将“唧筒”的轴线正对着火点
B. 若将出水孔扩大一些，则推动把手的速度相比原来应适当慢一些
C. 想要使水达到更高的着火点，必须调大“唧筒”与水平面间的夹角(90∘以内)
D. 想要使水达到更远的着火点，必须调小“唧筒”与水平面间的夹角(90∘以内)
4.如图是一种新概念自行车，它没有链条，共有三个转轮，A、B、C转轮半径依次减小。轮C与轮A啮合在一起，骑行者踩踏板使轮C动，轮C驱动轮A转动，从而使得整个自行车沿路面前行，轮胎不打滑。下列说法正确的是( )
A. 转轮A、C转动方向相同，转轮A、B转动方向不相同
B. 转轮A、B、C角速度之间的关系是ωAaB>aC
5.高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比，即f=kv2(其中k与血管粗细无关)，为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为Δp，若血管内径减为d′时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为( )
A. (dd′)6ΔpB. (dd′)4ΔpC. (dd′)2ΔpD. dd′Δp
6.《流浪地球2》中的太空电梯令人十分震撼，从理论上讲是可行的，原理是利用地球外有一个配重，这个配重绕地球旋转的高度高于同步卫星轨道，当它与地球同步转动时，缆绳上保有张力使得电梯舱可以把物资运送到太空。关于相对地面静止在不同高度的物资，下列说法正确的是( )
A. 物资在距离地心为地球半径处的线速度等于第一宇宙速度
B. 物资在配重空间站时处于完全失重状态
C. 物资所在高度越高，受到电梯舱的弹力越小
D. 太空电梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成正比
7.质量均为m的两个星球A和B，相距为L，它们围绕着连线中点做匀速圆周运动。观测到两星球的运行周期T小于按照双星模型计算出的周期T0，且TT0=k。于是有人猜想在A、B连线的中点有一未知天体C，假如猜想正确，则C的质量为( )
A. 1−k24k2mB. 1+k24k2mC. 1−k2k2mD. 1+k2k2m
8.如图所示，一轻杆的下端连接在O点的光滑铰链上，上端固定一光滑小球Q，光滑水平地面上有一与小球质量相等的立方体P，小球Q靠在P的左侧面上，撤去F，当轻杆与地面的夹角为θ时，P和Q尚未分离，此时P和Q的动能之比为( )
A. 1：1B. 1：cs2θC. sin2θ：1D. cs2θ：1
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.必修二教材封面如图。由于相机存在固定的曝光时间，照片中呈现的下落的砂粒并非砂粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒从出口下落的初速度为0。忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，以下推断正确的是( )
A. 出口下方9cm处的径迹长度约是1cm处的9倍
B. 出口下方9cm处的径迹长度约是1cm处的3倍
C. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约为3∼6cm范围砂粒数的( 2+1)倍
D. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约与3∼12cm范围砂粒数相等
10.如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点H点，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点。滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是( )
A. 第一次轻绳的拉力逐渐减小
B. 第一次半圆环受到的压力逐渐增大
C. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，第二次轻绳的拉力大一些
D. 小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压力大小一定不同
11.如图甲，辘轱是古代民间提水设施，由辘轱头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=2kg的水，辘轱绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，g取10m/s2，则( )
A. 水斗速度随时间变化规律为v=2tB. 井绳拉力F的大小为25.5N
C. 10s末水斗和水的总动能5JD. 0∼10s内水斗和水的机械能增加255J
12.如图所示，A、B为弹性竖直挡板，相距L=4m，A、B之间为水平导轨。质量1kg一小球(可视为质点)自A板处开始，以v0=4m/s的速度沿摩擦因数相同的水平导轨向B板运动，它与A、B挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来，为使小球恰好停在两挡板的中间，则摩擦力的大小可能为( )
A. 47NB. 0.8NC. 1ND. 1.5N
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
13.如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为m的钩码，滑块上遮光条宽度为d。实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为Δt，拉力传感器的读数为F。
(1)某同学在“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时，记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间Δt，测得多组L和Δt值。应用图像法处理数据时，为了获得线性图像应作______图像(选填“L−1Δt”、“L−1(Δt)2”或“L−(Δt)2”)，该图像的斜率k=______；
(2)该同学通过实验发现：绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确，出现该情况的可能原因是______；
A.钩码质量m未远小于滑块质量M
B.滑块运动过程中克服阻力做功
C.气垫导轨没有调节水平
D.没有考虑动滑轮的质量
(3)若用上述装置研究系统(含滑块、钩码)机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为Δt，则满足关系式______(用已知量符号表示)时，运动过程中系统机械能守恒。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
14.从距地面高度H=5m处，将质量1kg的小球以16m/s的初速度水平向右弹射抛出。小球运动过程中受到恒定的水平向左的风力，风力的大小为20N。重力加速度g取10m/s2。求：
(1)小球落地时的水平距离；
(2)小球落地时的动能；
(3)小球抛出后经过多长时间动能最小。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
15.家用电梯内部装置可简略为如图所示。钢绳缠绕在电动机驱动轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊配重，靠钢绳和驱动轮之间的静摩擦力驱使轿厢上下运行。小明在一楼搭电梯回家乘，共上升30m高度。电梯轿厢质量m=2×103kg，配重质量M=3×103kg，电梯满载时乘客总质量m1=1×103kg。设定电梯启动和制动的加速度大小均为2m/s2，中间阶段以2m/s的速度匀速运行。重力加速度取10m/s2，忽略空气阻力，钢绳质量不计。求：
(1)满载时，向上加速过程中钢绳对轿厢拉力的大小；
(2)满载时，向上加速过程中钢绳对轿厢拉力的最大瞬时功率；
(3)轿厢空载，由静止开始，从小明家到达一楼过程中，加速、匀速和减速阶段电动机所做的功分别为多少。
16.小华同学利用如图所示的装置进行游戏，已知装置甲的A处有一质量m=1kg的小球(可视为质点)，离地面高h=2m，通过击打可以将小球水平击出，装置乙是一个半径R=1m，圆心角是53∘的一段竖直光滑圆弧，圆弧低端与水平地面相切，装置丙是一个固定于水平地面的倾角为37∘的光滑斜面，斜面上固定有一个半径为r=0.5m的半圆形光滑挡板，底部D点与水平地面相切，线段DE为直径，现把小球击打出去，小球恰好从B点沿BC轨道的切线方向进入，并依次经过装置乙、水平地面，进入装置丙。已知水平地面CD表面粗糙，其他阻力均不计，取重力加速度大小g=10m/s2，装置乙、丙与水平地面均平滑连接。(sin53∘=0.8,cs53∘=0.6,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)
(1)小球被击打的瞬间装置甲对小球做了多少功？
(2)小球到C点时对圆弧轨道的压力多大？
(3)若LCD=5m，要使小球能进入DE轨道且又不脱离DE段半圆形轨道，则小球与水平地面间的动摩擦因数取值范围为多少？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、排球受到被拍出的力，是由于手发生形变，想恢复原状态产生的，故A错误；
B、欲判断排球是否落于界内，不能忽略排球的体积，不能把排球看作质点，故B错误；
C、排球在空中的运动是靠惯性，惯性的大小仅与质量有关，与速度无关，故C错误；
D、袁心玥发球后，排球在空中所上升过程做减速运动，加速度向下，处于失重状态，故D正确。
故选：D。
弹力是由施力物体发生弹性形变而产生的；当物体的大小和形状对研究的问题没有影响时可以看作质点；惯性的大小仅与物体的质量有关；加速度向下时，物体处于失重状态。
本题考查弹力、质点、惯性和超重与失重，知道物体看作质点的条件，会判断超重与失重状态。
2.【答案】C
【解析】解：A、瓜子处于平衡状态，若仅减小A、B距离，A、B对瓜子的弹力方向不变，则大小也不变，故A错误；
B、瓜子处于平衡状态，若仅扇形半径r变大，A、B对瓜子的弹力方向不变，则大小也不变，故B错误；
CD、
由图可知FA=F2sinθ2
若A、B距离不变，顶角θ越大，则A、B对瓜子弹力的夹角减小，合力不变，则两弹力减小；反之，顶角θ越小，则两弹力越大，故C正确，D错误。
故选：C。
本题根据合力不变，两等大分力夹角变小，分力减小的规律，即可解答。
本题考查学生对平衡规律的掌握，解题关键是掌握规律合力不变，两等大分力夹角变小，分力减小。
3.【答案】C
【解析】解：A、水离开出水口后做抛体运动，所以灭火时不能将“唧筒”的轴线指向着火点，故A错误；
B、若将出水孔扩大一些，则推动把手的速度相比原来应适当快一些，才能使水喷出的速度大小不变，故B错误。
C、当调大“唧筒”与水平面间的夹角，即水在竖直方向的初速度增大，所以竖直位移更大，将到达更高的着火点，故C正确；
D、当调小“唧筒”与水平面间的夹角时，水在空中的时间减小，虽然水在水平方向的速度增大，但是不一定能使水达到更远的着火点，故D错误。
故选：C。
由题意，用“唧筒”装置进行灭火，实际是一个斜抛问题，运用斜抛运动的知识进行分析。
本题主要考查斜抛运动的应用，难度较小。
4.【答案】B
【解析】解：A、自行车前进时，三个轮子的转动方向是相同的，故A错误；
BC、因为轮C与轮A啮合在一起，所以轮C和轮A边缘各点的线速度大小相等，又因为轮A和轮B都是与地面接触，一起前进的，所以轮A和轮B边缘的各点线速度大小相等，即vA=vB=vC，又有图可知，三轮的半径关系为Ra>RB>RC，根据ω=vR可知，ωA