四川省宜宾市第四中学2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

宜宾市第四中学2023年春期高一期末考试物理试题本试卷共4页，16小题，满分100分。考试用时75分钟。第I卷（选择题44分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列生活中涉及位移和路程的知识，说法正确的是（　　）A.运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学，他们通过的路程和位移都是相同的B.乘坐出租车时按位移的大小收费C.在操场上跑步时，位移的大小一定不为0D.从家到学校有很多条路可以选择，选择不同路径，路程可能不同，但位移是相同的【答案】D【解析】【详解】A．运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学，他们通过的路程是相同的，由于各同学的起点和终点不同，则位移不同，选项A错误；B．出租车按路程收费，选项B错误；C．在操场上跑步，跑完整圈回到出发点时，位移大小为0，选项C错误；D．不同的路径，路程可能不同，但起点和终点相同，位移相同，选项D正确。故选D。2.某次英雄小伙子救人的过程，可用下图去描述：落水孩童抓住绳索停在A处，对面河岸上的小伙子从B处沿直线匀速游到A处，成功把人救起。河宽和间距如图中标注，假定河水在各处的流速均为，则（　　）A.小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，是不可能到达A点的B.小伙子渡河的时间一定为8sC.小伙子在静水中游泳的速度至少应为，才能沿直线匀速游到A处D.只有小伙子总面对着A处游，沿直线匀速游到A处 【答案】C【解析】【详解】C．由题可知，设小伙子在静水中的游泳的速度为，小伙子的合运动方向是从B到A，作出小伙子游泳时合速度与两个分速度的关系如图所示：当与合速度垂直时，有最小值，设AB与河岸的夹角为，根据几何关系有即游泳时小伙子面对的方向是与合速度方向垂直，最小速度为故C正确；A．小伙子如果面对垂直于河岸的方向游，若相对于静水的速度为此时恰好到达A点，故A错误；B．只有小伙子在静水中速度垂直于河岸时，小伙子渡河的时间为小伙子在静水中的速度不与河岸垂直时，小伙子渡河的时间不等于8s，故B错误；D．若小伙子总面对着A处游，且速度一定时，由于两个匀速直线运动的合运动仍然为匀速直线运动，可知，其轨迹为一条直线，根据运动的合成可知，此时其合速度方向指向A点右侧，即到达不了A处，故D错误。故选C。3.汽车发动机的额定功率是60kW，汽车的质量为2×103kg，在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1倍．若汽车从静止出发，以0.5m／s2的加速度做匀加速运动，则出发50s时，汽车发动机的实际功率为（取g=10m／s2）（　　）A.25kWB.50kWC.60kWD.75kW 【答案】C【解析】【详解】汽车受到的阻力汽车以0.5m／s2的加速度做匀加速运动根据牛顿第二定律解得若50s内车是匀加速，则50s末汽车功率但汽车发动机的额定功率是60kW；则50s内车不是匀加速，而是先匀加速后变加速，故出发50s时，汽车发动机的实际功率为60kW。故选C。4.如图所示，质量为m的物体，从高度为h的粗糙斜面顶端从静止开始释放，以后停在粗糙程度处处相同的平面上的B点，若该物体从斜面顶端以初速度沿斜面下滑，则停留在C点，恰有。A点有一小段圆弧连接。重力加速度为g，那么物体在斜面上运动时摩擦力做的功为（　　）A.B.C.D.条件不足，无法判断【答案】B【解析】【详解】设斜面上运动时摩擦力所做的功为，过程一据动能定理可得过程二据动能定理可得 联立解得故选B。5.质量为1kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示。下列说法正确的是（　　）A.质点的初速度为3m/sB.质点所受的合外力大小为1.5NC.质点做平抛运动D.质点初速度方向与合外力方向相同【答案】B【解析】【详解】A．由题图可知，质点在x方向的初速度vx=3m/s，y方向的初速度则有质点的初速度A错误；B．质点在x方向的加速度因质点在y方向做匀速直线运动，因此质点所受合外力大小为F合=max=1×1.5N=1.5NB正确；C．由以上计算可知，合外力沿x轴方向，与质点初速度方向不垂直，虽合外力恒定，但不等于重力，则质点不做平抛运动，C错误；D．合外力沿x轴方向，而质点初速度方向既不沿x轴，也不沿y轴方向，即质点初速度方向与合外力方向不垂直，也不相同，D错误。 故选B。6.2020年7月23日12时41分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场成功发射。天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测，下列说法正确的是（　　）A.“天问一号”号从地球到火星的位移大小就是其运行轨迹的长度B.“7月23日12时41分”指的是时间间隔C.研究“天问一号”探测器在地火转移轨道飞行的轨迹时，可以将探测器看成质点D.“天问一号”从地球飞到火星的时间决定于它的最大瞬时速度【答案】C【解析】【详解】A．位移是起点到终点有向线段的长，而“天问一号”号从地球到火星的轨迹不是直线，A错误；B．“7月23日12时41分”指的是时刻，B错误；C．研究“天问一号”探测器在地火转移轨道飞行的轨迹时，可以忽略“天问一号”探测器的大小和形状，可以将探测器看成质点，C正确；D．“天问一号”从地球飞到火星的时间决定于它的平均速度，D错误。故选C。7.火星探测器天问一号成功发射，标志着我国已经开启了探索火星之旅。由于路途遥远，从地球发射探测器到达火星，一般都采用能最大限度节省推进剂的轨道，地球航天器到达火星的最佳路线为霍曼转移轨道，理论上只要在A、B处两次加速。如图中虚线所示，近日点A距离太阳中心距离为rA，远日点B距离太阳中心距离为rB。下列关于探测器在霍曼转移轨道的说法正确的是（　　）A.从A到B机械能越来越大B.从A到B万有引力一直做正功 C.在A和B处的速度大小之比等于rB：rAD.在A和B处的动能之比等于rB：rA【答案】C【解析】【详解】AB．探测器从A到B只有万有引力做负功，机械能守恒，故AB错误；C．在A和B处取时间微元，根据扫过的面积相等，即可知在A和B处的速度大小之比等于故C正确；D．在A和B处的动能之比等于速度的平方之比，即为，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。8.如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地前下一片片很薄的面片儿，面片儿便飞向锅里。面片刚被削离时距锅的高度为h与锅缘的水平方向的距离为L，锅的半径也为L。将削出的面片的运动视为平抛运动，且面片都落入锅中，重力加速度为g。则下列对所有面片在空中运动的描述，其中，正确的是（　　）A.运动的时间相同B.速度的变化量不相同C.落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍D.落入锅中面片，水平最大速度是最小速度的4倍【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由于削出的面片的运动视为平抛运动，则在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，则运 动的时间相同，A正确；B．根据加速度的定义式有由选项A可知，面片运动的时间相同，且只受重力则加速度为g，则速度的变化量相同，B错误；CD．削出的面片的运动视为平抛运动，则在水平方向有则经过计算可知，落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍，D错误C正确。故选AC。9.滑板项目是极限运动历史的鼻祖，许多的极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示为滑板运动场地的示意图，场地为圆心角等于120°的圆弧面，A、C等高，B为最低点，滑板与场地之间的动摩擦因数，且处处相同。现运动员和滑板车一起由A点以一定初速度沿圆弧面向下滑，且恰能到达C点，重力加速度用g表示。下列说法中正确的是（　　）A.运动员在C点时的向心加速度为0B.运动员在下滑过程中，重力的功率一直在增大C.运动员由A到B过程中与由B到C过程中摩擦力做的功相等D.运动员在整个运动过程中机械能一直在减少【答案】AD【解析】【详解】A．恰能到达C点，运动员在C点速度为0，故向心加速度为零，故A正确；B．重力的功率等于重力与竖直方向分速度的乘积，在下滑到最低点B时，此时速度方向与重力方向垂直，竖直方向分速度为0，则重力的功率为零，所以下滑过程重力的功率先增大后减小，故B错误；C．运动员由A到C过程中，因摩擦力做功，机械能减少，故在同一等高处右边的速度始终大于左边的速度，则其对右边圆弧面的压力始终大于对左边圆弧面的压力，故运动员在右边圆弧面受到的摩擦力始终大于在左边圆弧面受到的摩擦力，因此右边摩擦力做的功大于左边摩擦力做的功，故C错误； D．由于摩擦力一直做负功，所以运动员的机械能一直在减少，故D正确。故选AD。10.按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻力。笔从最低点运动至最高点的过程中（　　）A.笔的动能先增大后减小B.笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能和重力势能增加量【答案】AD【解析】【详解】A．弹簧的弹力先大于笔的重力，此过程中笔做加速运动，动能增大，当弹力减小至小于笔的重力后，笔开始做减速运动，动能减小，故A正确；B．由于笔的动能先增大后减小，根据机械能守恒定律可知笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大，故B错误；CD．根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能和重力势能增加量，故C错误，D正确。故选AD。11.如图所示,支架固定在底座上，它们的总质量为M．质量分别为2m和m的小球A、B(可视为质点)固定在一根长度为L的轻杆两端，该轻杆通过光滑转轴O安装在支架的横梁上,O、A间的距离为L/3,两小球和轻杆一起绕轴O在竖直平面内做圆周运动,运动过程中支架和底座一直保持静止．当转动到图示竖直位置时,小球A的速度为v,重力加速度为g,对于该位置有 A.小球A、B的加速度大小相等B.若，则底座对水平地面的压力为Mg+3mgC.小球A、B的向心力大小相等D.若，则底座对水平地面的压力为Mg+mg/3【答案】BC【解析】【详解】A、两小球和轻杆一起绕轴O在竖直平面内做圆周运动，所以两小球的角速度相同，根据可知小球A、B的加速度之比为，故A错误；B、若时对A分析则有，解得轻杆对A支持力为，根据可知，对B分析则有，解得轻杆对B拉力为，以底座和轻杆为对象，水平地面对底座的支持力为，故B正确；C、根据可知A、B的向心力之比为，故C正确；D、若时对A分析则有，解得轻杆对A支持力为，根据可知，对B分析则有，解得轻杆对B拉力为，以底座和轻杆为对象，水平地面对底座的支持力为，故D错误；故选BC． 第II卷（非选择题56分）三、实验题（16分）12.如图所示，是探究向心力大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8。标尺8上露出的红白相间的等分格子的多少可以显示出所受向心力的比值。那么（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是_______。A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验C．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验D．在小球运动半径不等情况下，用质量不同的小球做实验（2）在这个探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中，采用了______。A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为____。【答案】①.A②.B③.1：2【解析】【详解】(1)[1]本题采用控制变量法，当研究向心力与角速度关系时，应选用质量相等的小球，轨道半径相同，只有角速度不同，因此A正确，BCD错误。故选A。 (2)[2]本实验采用控制变量法，B正确，AC错误。故选B。(3)[3]根据可得13.用如图所示的甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带经打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图丙给出的是实验中获取的一条纸带：O为打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1＝50g，m2＝150g，则（g取9.8m/s2，打点计时器打点的频率为50Hz，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v＝________m/s。（2）在打点O－5过程中系统动能的增量＝________J，系统势能的减少量＝______J。（3）若某同学作出v2－h图象如图乙，写出计算当地重力加速度g的表达式________，并计算出当地的实际重力加速度g＝______m/s2。【答案】①.2.4②.0.58③.0.59④.⑤.9.7【解析】【详解】(1)[1]利用匀变速直线运动的推论 (2)[2]系统动能的增量[3]系统重力势能减小量(3)[4]由于由于所以得到所以v2－h图象的斜率所以[5]根据图乙求得四、解答题（本答题共3个小题，14题10分，15题12分，16题18分，共40分）14.半径为R、质量为M的星球表面有一长为L的细线，其一端固定在P点，另一端拴质量为m的小球，小球在水平面绕圆心O做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，引力常量为G，忽略星球自转的影响。求：（1）星球表面的重力加速度大小；（2）细绳受到的拉力大小；（3）小球的线速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由黄金代换得解得（2）对小球，由平行四边形定则得（3）对小球，由合力提供向心力得解得15.如图所示，一质量为、半径为的环形光滑细圆管处于竖直面内，固定在一个质量为的长方体基座上。一质量为的小球（可视为质点）在管内做完整的圆周运动，长方体基座与地面不粘连且始终相对地面静止。当小球经过最高点时，长方体基座对地面的压力恰好为零。取重力加速度，求：(1)小球经过最高点时的速度大小；(2)小球经过最低点时长方体基座对地面的压力大小。 【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)当小球经过最高点时，长方体基座对地面的压力恰好为零。则有小球对M的向上的弹力对小球根据牛顿定律有其中联立解得最高点时的速度大小(2)小球从最高点到最低点过程机械能守恒有在最低点根据牛顿第二定律有联立解得根据牛顿第三定律可知小球对长方体基座的压力为所以小球经过最低点时长方体基座对地面的压力大小 16.某滑雪场赛道如图所示，倾斜赛道MN与光滑圆弧赛道NP相切于N点，圆弧赛道的半径R=5m，所对应的圆心角，P点末端切线水平，倾斜赛道PQ足够长。一质量为m=60kg的滑雪运动员从MN赛道上A点由静止开始滑下，从圆弧轨道P点沿切线飞出，落在PQ赛道的B点，已知在MN赛道下滑过程中运动员与赛道间的动摩擦因数，A、N两点间距，PQ赛道与水平方向的夹角，空气阻力不计，，，，求：（1）运动员到达N点时的速度大小；（2）运动员到达P点时对轨道压力大小；（3）运动员落在B点时的动能。【答案】（1）m/s；（2）1608N；（3）12600J或1.26×104J【解析】【详解】（1）在A、N运动过程中，根据动能定理①解得m/s（2）对NP过程由动能定理得②③解得FN=1608N④由牛顿第三定律可知，运动员对P点压力大小为1608N。 （3）在PB运动过程中，设水平位移为x，竖直位移为y，运动时间为t，根据平抛运动规律⑤⑥⑦由动能定理得⑧解得