[物理][期末]西藏拉萨市2023-2024学年高一下学期期末联考试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]西藏拉萨市2023-2024学年高一下学期期末联考试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了所有答案必须在答题卡上作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷满分100分，考试时间为90分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码写在答题卡相应的位置上。
3．所有答案必须在答题卡上作答。
一、选择题（共12小题，每小题4分。第1至第8小题为单项选择题，错选或多选得0分；第9至第12小题为多项选择题，少选得2分，错选或多选得0分）
1. 自然界中的曲线运动是很常见的。掷出的链球、公转的地球等，它们的运动轨迹都是曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 受变力作用的物体一定做曲线运动
B. 物体做曲线运动时，其加速度一定不断变化
C. 速度变化的物体一定做曲线运动
D. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
【答案】D
【解析】A．若受变力作用的物体合外力的方向与速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故A错误；
B．物体做曲线运动时，其加速度可能不变，例如平抛运动，故B错误；
C．速度变化的物体不一定做曲线运动，例如匀变速直线运动的速度时刻变化，故C错误；
D．物体做匀速率曲线运动时，合外力不做功，故其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，轻轻拨动地球仪使其绕着地轴匀速转动，关于地球仪表面各点的运动，下列说法正确的是（ ）

A. 各点做圆周运动的圆心均在球心处
B. 同一经线上各点线速度大小均相等
C. 纬度越低的位置，做圆周运动的转速越大
D. 纬度越低的位置，做圆周运动的向心加速度越大
【答案】D
【解析】A．只有地球仪上运动半径最大的点做圆周运动的圆心才在球心处，其他点做圆周运动的圆心都不在球心处，故A错误；
B．同一经线上纬度不同的点转动半径不同，转动的角速度相同，由可知各点线速度大小不一定相等，故B错误；
C．地球仪上各点转动的角速度相等，做圆周运动的转速一样，故C错误；
D．纬度越低的位置，转动半径越大，由可知做圆周运动的向心加速度越大，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A. 两次小球运动时间之比：：1
B. 两次小球运动时间之比：：2
C. 两次小球抛出时初速度之比：：
D. 两次小球抛出时初速度之比：：2
【答案】C
【解析】A、B项：平抛运动在竖直方向上自由落体运动，根据，得，因为两次小球下降高度之比为1：2，由运动时间之比为，故A、B错误；
C、D项：小球水平位移之比1：2，由得：水平初速度之比，故C正确，D错误．
故选C．
4. 如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是，盘面上距圆盘中心位置有一个质量为的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动小物体与圆盘间的动摩擦因数为，小物体所受摩擦力大小是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由于小物体随圆盘一起转动，所以小物体受到的静摩擦力提供向心力，即：
根据牛顿第二定律得，f=mrω2=0.1×0.1×16N=0.16N，故B正确，A、C、D错误．
故应选B．
5. 一颗质量为0.05kg的子弹以300m/s的速度打穿一块厚度为5cm的木板后速度变为100m/s，则子弹打穿木板的过程，木板对子弹的平均阻力为（ ）
A. 2×103NB. 4×103NC. 2×104ND. 4×104N
【答案】D
【解析】由动能定理
解得
f=4×104N
故选D。
6. 如图所示．质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则
A. 推力F做的功为100J
B. 推力F的功率为100W
C. 物体克服摩擦力做功为50J
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】推力做功，故A错误；，故B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，故C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，故D正确；故选D．
7. 2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，对接前“神舟十五号”飞船在圆形轨道1运行，对接后共同沿圆形轨道2运行，则下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在1轨道周期大于在2轨道周期
B. 飞船从1轨道变到2轨道需要点火加速
C. 飞船在2轨道的加速度大于在1轨道的加速度
D. 飞船在1轨道与地心的连线和在2轨道与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同
【答案】B
【解析】A．根据开普勒第三定律
可知，飞船在1轨道周期小于在2轨道周期，选项A错误；
B．飞船从1轨道变到2轨道需要点火加速做离心运动，选项B正确；
C．根据
可知，飞船在2轨道的加速度小于在1轨道的加速度，选项C错误；
D．因1轨道和2轨道不是同一轨道，则飞船在1轨道与地心的连线和在2轨道与地心的连线在相同时间内扫过的面积不相同，选项D错误。
故选B。
8. 如图所示，半径为R的圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球由距槽口M正上方3R的O点无初速度释放，经过一段时间小球运动到圆弧轨道的最高点N，且此时小球与轨道之间压力的大小为mg。重力加速度为g，则对小球由O到N的过程，下列描述正确的是（ ）
A. 小球在N点的速度大小为
B. 小球在N点具有的重力势能为mgR
C. 合力对小球做功为2mgR
D. 摩擦力对小球做功为－2mgR
【答案】A
【解析】A．由题知，小球运动到圆弧轨道的最高点N时小球与轨道之间压力的大小为mg，则
解得
A正确；
B．由于题意没有规定零势能面在何处，则无法确定小球在N点具有的重力势能，B错误；
C．根据动能定理可知，合力对小球做功，即小球动能的改变量，则从O到N有
解得
W合 = mgR
C错误；
D．小球从O到N根据动能定理有
解得
Wf = －mgR
D错误。
故选A。
9. 如图所示，一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成45°角，则此时（ ）
A. 小车运动的速度为v0
B. 小车运动的速度为v0
C. 小车在水平面上做加速运动
D. 小车在水平面上做减速运动
【答案】BC
【解析】AB．将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图
人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角函数关系
则
A错误B正确；
CD．随小车向左运动，小车与水平方向的夹角越来越大，
由
知v越来越大，则小车在水平面上做加速运动，D错误C正确。
故选BC。
10. 如图所示，细绳一端系着质量为M=0.5kg的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在M相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度ω突然变为以下何值时，m将向上移动（）（ ）
A. 7rad/sB. 8rad/sC. 9rad/sD. 10rad/s
【答案】BCD
【解析】设绳子的拉力为T，转盘对M的最大静摩擦力为f，当m恰好上滑时，有
可得
只要大于该值，m将向上移动。
故选BCD。
11. 如图所示，质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥，汽车到达桥顶时的速度为10m/s。已知重力加速度大小为10m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力和向心力作用
B. 汽车到达桥顶时的向心力大小为2000N
C. 汽车到达桥顶时对桥的压力大小为2000N
D. 若汽车经过桥顶的速度为20m/s，汽车对桥顶的压力为零
【答案】BD
【解析】A．汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力作用，不受向心力作用，而是所受的力沿径向的合力提供向心力，故A错误；
B．汽车到达桥顶时的向心力大小为
故B正确；
C．汽车到达桥顶时，在径向有重力和支持力，可得
可得支持力为，根据牛顿第三定律可知汽车到达桥顶时对桥的压力大小为6000N，方向竖直向下，故C错误；
D．若汽车经过桥顶的速度为v1=20m/s，有
可得支持力为零，由牛顿第三定律可知汽车对桥顶的压力为零，故D正确。
故选BD。
12. 如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（ ）
A. 小球的机械能先增加后减少
B. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒
C. 弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x）
D. 小球下落到距地面高度时动能最大
【答案】BCD
【解析】AB．从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能变大，则小球的机械能减少，选项A错误，B正确；
C．当小球到达最低点时弹簧的弹性势能最大，由能量关系可知，弹簧弹性势能的最大值等于小球重力势能的减小量，为mg（h+x），选项C正确；
D．当小球的重力等于弹簧弹力时，合力为零，加速度为零，此时小球的速度最大，动能最大，即
此时小球距地面高度
选项D正确。
故选BCD。
二、实验题（共16分）
13. 在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
（1）在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是 ；
A. 所用两球的质量必须相等
B. 可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动
C. 可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动
D. 用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到的有 。
A. 刻度尺B. 秒表C. 天平
（3）图丙是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是5cm.若小球在平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示，闪光照片的周期是__________s，小球的初速度是__________m/s，小球过C点时的速率是__________m/s（取）。
【答案】（1）BD （2）A （3） 0.1 1.5 2.5
【解析】
【小问1详解】
A. 所用两球的质量没有必要相等，A错误；
B. 可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动：若两球同时落地，表明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，B正确
C. 不能研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动，C错误；
D. 因为两球在竖直方向同时同一位置做自由落体运动，所以用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地，D正确。
故选BD。
【小问2详解】
在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选A。
【小问3详解】
闪光照片的周期是
解得
小球的初速度是

小球过C点时
14. 在“验证机械能守恒定律”实验中，某小组同学用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
（1）在本实验中，还需要用到的实验器材有______。
A. 刻度尺B. 天平
C. 秒表D. 低压交流电源
（2）已知交流电频率为50Hz，重物质量为400g，当地重力加速度取，则从起始点O到点C的过程中，重物的重力势能减少量_______J，重物的动能增加量_______J（计算结果均保留3位有效数字）
（3）通过计算，数值上______（填“>”、“=”或“ 重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功 系统误差
【解析】
【小问1详解】
除图甲装置的器材之外，电磁打点计时器需要连接低压交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；因要验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平；通过打点计时器可以知道纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。
故选AD。
【小问2详解】
从起始点O到点C的过程中，重物的重力势能减少量为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
则从起始点O到点C的过程中，重物的动能增加量为
【小问3详解】
由（2）问计算结果可知，，数值上，这是因为重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功，这个属于系统误差。
三、计算题（共3小题，共36分）
15. 无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞机，目前正得到越来越广泛的应用。某无人机的质量为15kg，从地面由静止开始匀加速向上起飞，经过4s离地高度h=40m，g取10m/s2。
（1）求无人机匀加速上升时加速度的大小。
（2）上升过程中无人机是超重还是失重？若无人机恒受到15N的空气阻力，则无人机提供的升力是多少？
（3）若无人机离地40m时开始悬停，此时发动机突然停止提供升力，忽略空气阻力，2s后无人机离地面多高？
【答案】（1）5m/s2；（2）超重，240N；（3）
【解析】（1）根据运动学公式可得
解得无人机匀加速上升时加速度的大小为
（2）上升过程中，无人机加速度向上，处于超重状态；根据牛顿第二定律可得
解得无人机提供的升力为
（3）无人机离地40m时开始悬停，发动机突然停止提供升力，则无人机做自由落体运动，则有
可知2s后无人机离地面高为
16. 小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=0.3kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，球飞行水平距离后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度，手与球之间的绳长，重力加速度，忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小；
（2）绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳断前小球在竖直平面内坐圆周运动时小球在最高点的速度为多大？此时绳所受拉力为多大？
【答案】（1）；（2）21N；（3），3N
【解析】（1）小球水平飞出后做平抛运动，则有
，
解得
（2）球运动到最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
T=21N
（3）小球由最高点运动到最低点过程，根据动能定理有
解得
小球在最高点，根据牛顿第二定律有根据
解得
17. 如图所示，质量的滑块静置于水平地面上。一根劲度系数的轻质弹簧右端固定，左端到滑块的距离。现对滑块施加一个水平向右、大小恒为10N的力，使滑块从静止开始向右滑行，滑块将弹簧压缩到最短后，再被弹簧反向弹回。已知地面与滑块之间的动摩因数，。
（1）求滑块速度最大时弹簧的形变量；
（2）求弹簧的最大弹性势能；
（3）调整滑块初始位置，使在范围内变化，写出滑块第一次被弹簧弹回向左运动的最大距离与的关系式。
【答案】（1）5cm；（2）2J；（3）见解析
【解析】（1）当滑块加速度为零时，滑块的速度有最大值
对滑块：
解得
（2）根据弹簧弹力与形变量关系得，在滑块向右运动的过程中，弹簧弹力对滑块做的功
在滑块向右运动的过程中，设弹簧最大形变量为，对滑块，由动能定理得：
解得
在滑块向右运动的过程中，对滑块和弹簧，由能量守恒定律得：
解得
（3）在滑块向右运动的过程中，从开始运动到速度减为0的过程中，设弹簧形变量为，对滑块，由动能定理得：
解得
①
设滑块第一次被反弹向左运动到弹簧原长时速度恰好为0，在此过程中弹簧的最大形变量为，对滑块，由动能定理得：
解得
带入①式得
当 时，滑块第一次被反弹向左运动到速度减为零的位置是在弹簧原长位置的右侧，在滑块第一次被反弹向左运动到速度减为零的过程中，由动能定理得：
解得
把①式带入得
当 时，滑块第一次被反弹向左运动到速度减为零的位置是在弹簧原长位置的左侧，在滑块第一次被反弹向左运动到速度减为零的过程中，由动能定理得：
解得
把①式带入得
综上所述：当时，
当时，