2022-2023学年西藏拉萨市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年西藏拉萨市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.一个钢球在水平面内运动，现在水平面内施加力F，使其做加速运动，在某时刻钢球的速度v和受力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示，以水平初速度v0=5m/s抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ=30∘的斜面上，当地重力加速度为g=10m/s2，可知物体完成这段飞行的时间是( )
A. 32sB. 2 33sC. 3sD. 2s
3.如图，A、B、C三点为奶茶塑封机手压杆上的点，A在杆的顶端，O为杆转动的轴，且AB=BC=CO。在杆向下转动的过程中，下列说法正确的是( )
A. A、B两点线速度大小之比为1：3
B. B、C两点周期之比为1：2
C. A、B两点角速度之比为3：2
D. B、C两点的线速度大小之比为2：1
4.一物体从H高处自由下落，当其重力势能等于动能的一半时(以地面为零势能面，不考虑空气阻力)，物体的高度为( )
A. H2B. H3C. H4D. H8
5.在下列所述实例中，机械能守恒的是( )
A. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落的过程
B. 电梯加速上升的过程
C. 物体沿光滑的斜面下滑的过程
D. 游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
6.2020年11月24日，长征五号遥五运载火箭搭载“嫦娥五号”探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月29日，“嫦娥五号”从椭圆环月轨道变为近月环绕圆轨道，11月30日，“嫦娥五号”合体分离，12月1日，嫦娥五号在月球正面预选着陆区着陆。“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样，取回1731g月球样品。测得“嫦娥五号”近月环绕周期为T，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是( )
A. 长征五号遥五运载火箭的发射速度为16.7km/s
B. “嫦娥五号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9km/s
C. 月球表面重力加速度g=4π2RT2
D. 月球的质量为M=4π2R3GT2
7.发动机的额定功率是汽车长时间行驶时能输出的最大功率。某型号的汽车的额定功率为90kW，在水平路面行驶时受到的阻力大小恒定不变，汽车行驶的最大速度为30m/s，下列说法正确的是( )
A. 汽车受到地面的阻力大小为3000N
B. 汽车受到地面的阻力大小为1800N
C. 当汽车以20m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为90kW
D. 当汽车以15m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为45kW
8.如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30∘的固定斜面匀减速上滑了1m距离，物体加速度的大小为6m/s2(重力加速度g=10m/s2)，在此过程中( )
A. 物体的重力势能增加了20JB. 物体的机械能减少了2J
C. 物体的动能减少了12JD. 物体克服摩擦力做了2J的功
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
9.某同学在“探究平抛运动的规律”时做了以下操作。
(1)先采用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，他观察到的现象是：______(填“B球先落地”，“A球先落地”或“两球同时落地”)。让AB球恢复初始状态，用稍小的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______(填“变长”，“不变”或“变短”)。
(2)接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片，图乙是照片的一部分，正方形小方格每边长L=1.0cm，闪光的快慢是每秒50次，则可以计算出小球做平抛运动的初速度v0=______m/s，小球在C点的速度vC=______m/s。(重力加速度g=10m/s2)
10.如图所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重物。回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了以上的器材，还需要的器材有下面的哪些？______
A.交流电源
B.天平
C.秒表
D.毫米刻度尺
(2)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重物质量m=1kg，纸带上打点计时器打下的连续计数点A、B、C、D、E、F到打下第一点O的距离如图所示。则从打下O点至E点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEk=______ J，动能的增加量ΔEk=______ J。(计算结果均保留3位有效数字)
(3)通过计算发现，在数值上ΔEp不等于ΔEk，原因是______。
四、简答题：本大题共3小题，共36分。
11.某人从15楼楼顶以一定的初速度水平抛出一个小球，最后小球落到地面上，小球在空中运动的水平位移为30m，每层楼的高度为3m，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)小球在空中的飞行时间；
(2)小球的初速度v0的大小；
(3)小球落地时的速度大小。
12.长L为2m的细线，拴一质量为4kg的小球，一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角是α=37∘时。(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)求：
(1)小球运动的线速度的大小；
(2)小球运动的角速度及周期。
13.水平光滑直轨道ab与半径为R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v沿直轨道向右运动，如图质量为1kg的小球进入圆形轨道后通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，d点到b点的距离为1.2m，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)小球到达c点速度大小；
(2)小球到达c点时对圆形轨道的压力大小；
(3)小球进入b点时对圆形轨道的压力。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：根据题意可知，物体做加速曲线运动，速度方向沿轨迹切线方向，合力方向指向轨迹内侧，由于速度增大，则合力方向与速度方向夹角为锐角，可知B正确，ACD错误。
故选：B。
根据曲线运动速度的特点分析判断速度的方向，根据曲线运动弯曲的方向指向受力的方向判断。
本题考查曲线运动，学生需了解运动轨迹和瞬时速度的关系。
2.【答案】A
【解析】解：小球垂直地撞在倾角θ=30∘的斜面上，则有tan30∘=v0vy
又vy=gt
联立解得
t=v0gtan30∘=510× 33s= 32s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
小球垂直地撞在倾角θ为30∘的斜面上，知小球的速度方向与斜面垂直，将该速度进行分解，根据水平方向上的速度求出竖直方向上的分速度，根据竖直方向上做自由落体运动求出物体飞行的时间。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，根据竖直方向上的分速度求出运动的时间。
3.【答案】D
【解析】解：BC、A、B、C三点是同一个杆上的点，它们都绕O点转动，具有相同的角速度，且根据T=2πω可以知道它们的周期相等，故BC错误；
AD、由图中关系可知A、B、C三点的半径之比为3：2：1，根据v=ωr可知，A、B两点线速度大小之比为3：2，B、C两点线速度大小之比为2；1，故A错误，D正确。
故选：D。
A、B、C三点都是杆上的点，它们绕O点转动，具有相同的角速度，然后可以根据v=ωr比较出线速度的关系。
知道同轴转动的各点角速度相等是解题从基础。
4.【答案】B
【解析】解：运动的过程中物体的机械能守恒，取地面为零势能面，根据机械能守恒可得mgH=mgh+12mv2
当其重力势能等于动能的一半倍时，mgh=12×12mv2
解得h=H3
故B正确，ACD错误；
故选：B。
物体做自由落体运动，运动的过程中物体的机械能守恒，根据机械能守恒列式可以求得．
本题是对机械能守恒的直接应用，掌握住机械能守恒定律即可，题目比较简单．
5.【答案】C
【解析】解：A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落的过程，动能不变，重力势能减小，所以机械能不守恒，故A错误；
B.电梯加速上升的过程，动能增大，重力势能增大，所以机械能不守恒，故B错误；
C.物体沿光滑的斜面下滑的过程，只与重力做功，机械能守恒，故C正确；
D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故D错误；
故选：C。
机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。分析物块的受力情况，确定各力做功情况，对照机械能守恒条件分析机械能是否守恒。
本题是对机械能守恒条件的直接考查，关键要掌握机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功。分析时要注意明确研究对象。
6.【答案】CD
【解析】解：A、“嫦娥五号”绕月球运动，还没有脱离开地球的束缚，所以长征五号遥五运载火箭的发射速度应该大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；
B、7.9km/s是卫星绕地球运动的最大圆周环绕速度，而“嫦娥五号”是围绕月球运动的，其近月环绕线速度应该根据GMmR2=mv2R，来计算出来，其中M为月球的质量，R为月球的半径，故B错误；
C、设月球表面重力加速度为g，‘嫦娥五号“绕月球做圆周运动，由月球对它的重力提供向心力，则有：
mg=mR4π2T2，解得：g=4π2T2R，故C正确；
D、根据GMmR2=mR4π2T2，可得月球质量为：M=4π2R3GT2，故D正确。
故选：CD。
“嫦娥五号”绕月球运动，还没有脱离开地球的束缚，所以发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度；嫦娥五号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度应小于7.9km/s；根据月球对“嫦娥五号”的万有引力提供向心力可以计算出月球的质量，进而可以计算出月球表面的重力加速度。
在此类问题中，熟练掌握万有引力提供向心力，由牛顿第二定律列出相应的方程是解题的基础。
7.【答案】AD
【解析】解：AB、汽车的速度达到最大速度时，牵引力等于阻力，汽车受到地面的阻力大小为F阻=P额vm=90×10330N=3000N
故A正确，B错误；
C、当汽车以20m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为P1=F阻v1=3000×20W=60000W=60kW
故C错误；
D、当汽车以15m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际输出功率为P2=F阻v2=3000×15W=45000W=45kW
故D正确。
故选：AD。
汽车的速度最大时受力平衡，根据平衡条件和功率公式求解汽车受到的阻力；根据功率公式求解发动机的输出功率。
本题考查功率的计算，解题关键是知道汽车速度达到最大时受力平衡。
8.【答案】BCD
【解析】解：A、物体沿斜面上滑1m时，物体升高Δh=1m。所以重力势能的增加量等于克服重力做的功，故有：ΔEP增=mgΔh=2×10×0.5J=10J，故A错误；
D、对物体受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：mgsin30∘+f=ma
解得：f=ma−mgsin30∘=2×6N−2×10×0.5N=2N
故克服摩擦力做功：W=f⋅s=2N×1m=2J，故D正确；
B、机械能的减小量等于重力之外的其他力做功；故机械能减小了2J，故B正确；
C、根据动能定理，有：ΔEK=W合=−mg⋅Δh−fs=−10J−2J=−12J，即物体的动能减少了12J，故C正确。
故选：BCD。
根据克服重力做的功，求出重力势能的增加量；
对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解出摩擦力大小，从而求出克服摩擦力做的功，然后根据功能关系列式求解；
由动能定理求出动能的变化量。
本题关键是对物体受力分析后，根据牛顿第二定律求解出摩擦力，然后根据功能关系多次列式求解。
9.【答案】两球同时落地 不变 1 414
【解析】解：(1)B球做自由落体运动，A球做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，则两球竖直方向的运动相同，则两球同时落地；
用稍小的力敲击弹性金属片，A球的初速度减小，下落高度不变，则在空中运动时间不变；
(2)闪光的快慢是每秒50次，则频闪周期为T=150s=0.02s
小球水平方向做匀速直线运动，从A到B有：v0=2LT=2×1.0×10−20.02m/s=1m/s
小球从B点到D点竖直方向的平均速度等于D竖直方向的分速度，有：vCy=5L2T=5×1.0×10−22×0.02m/s=1.25m/s
小球在C点的速度为vC= v02+vCy2= 12+1.252m/s= 414m/s
故答案为：(1)两球同时落地，不变；(2)1， 414。
(1)A球做平抛运动，竖直方向的运动与B的运动完全相同，平抛运动的下落时间与水平速度无关；
(2)根据水平方向做匀速直线运动的规律求平抛初速度，求出D点的竖直分速度后，再根据速度的合成规律求合速度。
本题考查平抛运动的实验，通过本实验要理解其运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，两个方向的位移、速度等均遵守平行四边形法则。
10.【答案】下落过程中重物受到阻力做负功等，因此动能的增加量会小于重力势能的减少量
【解析】解：(1)打点计时器需用交流电源，毫米刻度尺，用来测量计数点间的距离，动能和重力势能的公式中都含有质量m，可消去，无需测量，有打点计时器，所以无需秒表，故AD正确，BC错误；
故选：AD。
(2)从打下O点至E点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEk=mgxOE=1×9.8×498.0×0.001J=4.88J
根据匀变速直线运动规律可知E点的速度为vE=xDF4T
动能的增加量ΔEk=12mvE2
xDF=(630.0−381.5)×0.001m=0.2485m
解得ΔEk=4.81J
(3)在数值上ΔEp不等于ΔEk，原因是下落过程中重物受到阻力做负功等，因此动能的增加量会小于重力势能的减少量。
故答案为：(1)AD，(2)4.88，4.81，(3)下落过程中重物受到阻力做负功等，因此动能的增加量会小于重力势能的减少量。
(1)题的关键是明确：打点计时器是专门用来通过打点计时的仪器，因此所有使用打点计时器的实验均不需要秒表，另外打点计时器只能使用交流电源；
(2)根据动能和重力势能的公式解答；
(3)根据实验原理分析误差。
明确实验原理，运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题；要注意单位的换算和有效数字的保留；明确各种实验仪器的使用方法和实验的实验原理是解决实验问题的关键。
11.【答案】解：由题知抛出点距离地面的高度约为
h=15×3m=45m
由自由落体运动公式
h=12gt2
代入数据得
t= 2hg= 2×4510=3s
(2)由平抛运动水平方向做匀速直线运动，有
x=v0t
则v0=xt=303m/s=10m/s
(3)小球在竖直方向做自由落体运动，直方向速度为
vy=gt=10×3m/s=30m/s
小球落地时的速度大小为
v= vx2+vy2= 102+302m/s=10 10m/s
答：(1)小球在空中的飞行时间3s；
(2)小球的初速度v0的大小10m/s；
(3)小球落地时的速度大小10 10m/s。
【解析】(1)根据自由落体位移公式，即可求解；
(2)根据自由落体速度公式，结合运动的合成，即可求解；
(3)根据水平位移与竖直位移合成，即可求解。
考查自由落体运动的位移公式，速度公式，及矢量的合成方法，难度不大，计算时要认真。
12.【答案】解：(1)对小球受力分析：
竖直方向：Fcsα=mg
水平方向合力提供向心力：
F合=Fsin⁡α=mv2r
其中：r=Lsinα=2×0.6m=1.2m
联立解得：v=3m/s；
(2)根据角速度与线速度关系可以得到：
角速度ω=vr=31.2rad/s=2.5rad/s
小球运动的周期：T=2πrv
解得：T=0.8πs
答：(1)小球运动的线速度的大小为3m/s；
(2)小球运动的角速度为2.5rad/s，周期为0.8πs。
【解析】(1)根据合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出线速度的大小。
(2)根据线速度与角速度的关系求出角速度的大小，结合T=2πω求出周期的大小。
本题关键要找到什么力提供向心力，才能进行后面的解答，解答时注意半径的大小。
13.【答案】解：(1)根据平抛运动规律可知2R=12gt2
x=vct
解得vc=3m/s
(2)在c点，根据牛顿第二定律有
mg+FN=mvc2R
结合牛顿第三定律可知F压=FN=12.5N
(3)从b点到c点，由机械能守恒定律得：
12mvb2=mg⋅2R+12mvc2⋅
在b点，根据牛顿第二定律有
F′N−mg=mvb2R
结合牛顿第三定律可知F压′=FN′=72.5N，方向向下；
答：(1)小球到达c点速度大小为3m/s；
(2)小球到达c点时对圆形轨道的压力大小为12.5N；
(3)小球进入b点时对圆形轨道的压力为72.5N，方向向下。
【解析】(1)根据平抛运动规律解得c点的速度；
(2)根据牛顿第二定律结合牛顿第三定律分析解答；
(3)根据机械能守恒定律分析解答。
本题的关键要明确小球平抛运动规律的运用，求出c点的速度，注意机械能守恒定律的应用条件。