安徽省阜阳市2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

阜阳市2022~2023学年度高一年级教学质量统测物理考生注意：1.本试卷共100分。考试时间75分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：人教版必修第一、二册，必修第三册第九章。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.大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会的发展都有着重要的贡献。下列关于物理思想与方法说法正确的是（　　）A.通过平面镜观察桌面的微小形变采用了微元法的思想B.重心、合力与分力和瞬时速度概念的引入运用了等效替代法C.匀变速直线运动位移与时间关系的确定采用了理想模型的方法D.类比法在库仑定律的建立过程中起到了重要的作用【答案】D【解析】【详解】A．用激光器及平面镜观察桌面的微小形变运用了放大法，故A错误；B．重心、合力与分力的研究用到了等效替代的思想方法，而瞬时速度概念的引入运用了极限思想，故B错误；C．研究匀变速直线运动位移与时间关系时，是将整个运动过程划分成很多个小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法的思想，故C错误；D．库伦受到牛顿的万有引力定律的启发，运用类比的方法建立了库伦定律，故D正确。故选D。2.国际单位制的广泛应用极大地方便了各国间的经贸往来和学术交流，对于促进人类文明的发展有着非常重要的意义。下列关于单位制的相关表述正确的是（　　）A.千克、秒、牛顿都是基本单位B.功率的单位用基本单位可表示为C.某同学解得位移，用单位制的方法检查这个结果可能是正确的 D.若规定使的物体产生加速度的力为“一个单位的力”，则牛顿第二定律的表达式为【答案】C【解析】【详解】A．千克、秒是基本单位，牛顿是导出单位，故A错误；B．根据公式、和可得则功率的单位用基本单位可表示为，故B错误；C．根据牛顿第二定律有可知的单位为m，则用单位制的方法检查可能是正确的，故C正确；D．由公式若规定使的物体产生加速度的力为“一个单位的力”，解得则牛顿第二定律的表达式为故D错误。故选C。3.如图，在水平面上运动的两个物体甲和乙，其位移时间图像分别为图中抛物线和直线，已知甲物体的初速度为零，图中虚线为直线与抛物线交点处的切线，则下列说法中正确的是（　　） A.甲做曲线运动，乙做匀速直线运动B.甲物体的加速度为C.时，甲、乙两物体相距D.时，甲，乙相遇，且速度相同【答案】C【解析】【详解】A．位移时间图像只能表示直线运动中位移随时间变化规律，故甲、乙都做直线运动，故A错误；B．由于甲为抛物线，故甲做匀加速直线运动，由图像的斜率可得，在2s末甲的速度为故甲的加速度为故B错误；C．甲物体的初速度为零，故时甲的位移为由图像可知时，乙的位移为时，甲、乙两物体距离为故C正确；D．由图像可知，甲、乙图像在时相交于一点，此时甲、乙相遇，甲的斜率为正，乙的斜率为负，两物体速度不同，故D错误。故选C。4.光滑绝缘水平面上有一个正六边形区域，A点固定有一个正点电荷，D点和F点分别固定一个电荷量大小为、的点电荷甲和乙，将一个试探电荷置于B点，该试探电荷保持静止状态。则关于甲、乙两个点电荷的电性和电荷量大小、的比值、下列判断正确的是（　　） A.甲为正电荷，乙为负电荷，B.甲为正电荷，乙为负电荷，C.甲为负电荷，乙为正电荷，D.甲为负电荷，乙为正电荷，【答案】B【解析】【详解】设置于B点试探电荷，A点固定有一个正点电荷，正六变形边长为。CD．若甲为负电荷，乙为正电荷，置于B点试探电荷的受力分析如下图所示由图可知，试探电荷不能处于静止状态。故CD错误。AB．若甲为正电荷，乙为负电荷，试探电荷受力分析如下图所示若试探电荷处于静止状态，则由受力平衡可知 解得故A错误，B正确。故选B。5.某同学通过操控无人机，俯视正在运行的火车，借助无人机上的计时器记录的时间和轨道边相邻电线杆间的距离估测火车的加速度。先观测3分钟，测得火车前进，隔3分钟后又观测1分钟，测得火车前进，若火车在这7分钟内做匀加速直线运动，则火车的加速度为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】第一个3分钟内中间时刻的瞬时速度为连续两个3分钟后1分钟内的中间时刻的瞬时速度为两个时刻之间的时间间隔为300s，因此可得故选A。6.如图，质量为的质点在平面坐标系上以某一速度运动时（方向如图中箭头所示），受到大小不变、方向为方向的合力作用，质点的速度先减小后增大。已知质点运动的最小速度为，合力的大小为。下列说法正确的是（　　）A.质点的速度在相等时间变化的大小相等，方向不同B.质点的速度在相等时间变化的大小不等，方向相同 C.质点的速度由增加到的过程所用时间为D.质点的速度由增加到的过程所用时间为【答案】C【解析】【详解】AB．由题意可知质点受到的合外力不变，因此加速度不变，根据加速度定义可知速度在相等时间变化的大小相等，方向相同，故AB错误；CD．由于合力F的方向沿方向，根据运动的分解与合成可知质点速度方向沿x轴正方向时速度最小，为v，此时沿y轴方向速度为零，即当质点的速度增加到时，沿y轴方向速度大小为根据牛顿第二定律可知质点运动的加速度大小为方向为沿方向，故质点的速度由增加到的过程所用时间为故C正确，D错误。故选C。7.如图，某同学在家用拖把拖地，沿推杆方向对拖把头施加大小为的推力，此时推杆与水平方向的夹角为，拖把头沿水平地面做匀速直线运动。已知拖把头的质量为，推杆的质量忽略不计，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）A.拖把头对地面摩擦力为B.地面对拖把头的作用力为 C.拖把头与地面间的动摩擦因数为D.若仅增大夹角，则地面对拖把头的作用力一定增大【答案】D【解析】【详解】A．水平方向，根据平衡条件可得地面对拖把头的摩擦力为根据牛顿第三定律可得拖把头对地面的摩擦力为故A错误；B．根据力的合成可知地面对拖把头的作用力为故B错误；C．地面对拖把头的支持力为拖把头与地面间的动摩擦因数故C错误；D．根据B选项分析地面对拖把头的作用力可知若仅增大夹角，则地面对拖把头的作用力一定增大，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A.某时刻细线对A、B做功功率之比为B.某时刻细线对A、B做功功率之比为C.当A的位移为时，A的速率为D.当A的位移为时，A的速率为【答案】BC【解析】【详解】AB．绳子对物体A做正功，大小等于A机械能的增加量，绳子对物体B做负功，大小等于机械能的减少量。又因为系统的机械能守恒，A增加的机械能和B减少的机械能相等，时间有相同，因此做功快慢即功率相等，因此选项A错误，B正确；CD．由题可知，B下降的位移是A上升位移的两倍，由公式可知，B的加速度是A加速度的两倍，由速度公式可知同一时刻，A的速度是B的一半，即当A位移为h时，B下降2h，由机械能守恒得联立解得选项C正确，D错误。 故选BC。9.物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力（k为常量）的作用。物体初始位置足够高，则有关物体下落过程中速度v随下落时间t、加速度a随下落时间t、动能随下落高度h、机械能E随下落高度h的变化关系图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】AB．由牛顿第二定律随着速度的增大，加速度逐渐减小到零，因速度和时间不是线性变化关系，加速度和时间也不是线性变化关系。故A正确，B错误；C．由动能定理阻力随着速度的增大逐渐而增大，最后阻力大小等于重力大小，故图像的斜率为，逐渐减小到零。故C正确；D．设初始位置机械能为，下落高度处机械能为，由功能关系故图像的斜率的绝对值为，阻力逐渐减小到等于重力大小。故D错误。故选AC。10.如图，长为的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定质量为 的小球（可视为质点），小球随轻杆在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）A.小球运动到最低点时，球对杆的作用力一定为，方向向下B.小球运动到最高点时，球对杆作用力可能为，方向向下C.小球运动到最高点时，球对杆的作用力可能为，方向向下D.小球运动到与转轴等高位置时，杆对球作用力大小为【答案】ABD【解析】【详解】A.小球运动到最低点时，杆的拉力和球的重力提供向心力，根据牛顿第二定律解得方向向上，根据牛顿第三定律可知，球对杆的作用力一定为，方向向下，故A正确；BC.小球运动到最高点时，根据牛顿第二定律解得若，则杆对球的作用力一定为，方向向下，根据牛顿第三定律，则球对杆的作用力一定为，方向向上，故C错误；若，则杆对球的作用力可能为，方向向上，根据牛顿第三定律，则球对杆的作用力可能为，方向向下，故B正确；D.小球运动到与转轴等高位置时，根据牛顿第二定律 杆对球的作用力大小为故D正确。故选ABD。三、实验题：本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分。11.图甲为“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置，实验中所用小车的质量为，重物的质量为，实验时改变重物的质量，记下测力计对应的读数。（1）实验过程中，___________（填“需要”或“不需要”）满足。（2）实验过程中得到如图乙所示的纸带，已知所用交流电的频率为。其中A、B、C、D、E为五个计数点，相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，可求出小车加速度的大小为___________。（计算结果保留三位有效数字）（3）当重物质量合适时，小车做匀速运动，此时测力计的读数为。更换重物，用表示小车的加速度，表示弹簧测力计的示数，下列描绘的关系图像合理的为___________。A.B.C.D.【答案】①.不需要②.0.638③.D 【解析】【详解】（1）[1]实验中，细线对滑轮和小车的作用力通过测力计测量，不需要满足；（2）[2]相邻计数点间的时间间隔为根据逐差法可得小车的加速度为（3）[3]小车匀速运动时有当更换重物后，由牛顿第二定律有解得可知函数为一次函数，图像为一条倾斜直线，与横轴交于一点。故选D。12.如图是一物理兴趣小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置。（1）实验操作如下：①测量出滑块的质量为，钩码的质量为，遮光片的宽度为；②气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；③让滑块在钩码的作用下运动起来，重力加速度为；④测出滑块由静止释放的位置和光电门之间的距离，遮光片通过光电门的时间为；⑤改变释放点的位置，测量出多组、数据。（2）用图像法处理数据，根据数据所描绘出的图像是一条倾斜直线。 ①应该采用下列哪种图像（）A.B.C.D.②若该图像的斜率___________（用含有M、m、g、d的式子表示），则说明该过程系统的机械能守恒。（3）该小组某次的实测数据为，，，，，取，则系统动能增加量为___________J，系统的重力势能减少量为___________J；两者的相对偏差___________%，如果，则可认为本实验验证了机械能守恒定律。（结果均保留三位有效数字）【答案】①.D②.③.0.234④.0.245⑤.4.49【解析】【详解】（2）①[1]通过光电门的速度为由可得应该采用图像，故选D。②[2]由上式知则说明该过程系统的机械能守恒（3）[3]系统动能增加量为[4]系统的重力势能减少量为 [5]两者的相对偏差四、计算论述题：本题共3小题，13题8分，14题12分，15题18分，共38分。13.如图，是用动力学方法测量轨道空间站质量的原理图。若已知飞船的质量为，其推进器的平均推力F为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内，测出飞船和空间站的速度变化是，求轨道空间站的质量。【答案】【解析】【详解】由加速度定义可以求得飞船与空间站对接后整体的加速度为设空间站质量为M，飞船质量为m，发动机的推力为F，根据牛顿第二定律有代入数据解得空间站的质量为14.下表给出了五个不同人造卫星绕地球运行的数据：卫星距离地球表面的平均高度绕地球一周的时间卫星质量卫星137093419000卫星269799280卫星3827103630卫星45900228400卫星53580014402030（1）请根据表中数据定性描述：卫星环绕地球运行一周的时间与卫星距离地面的平均高度之间的关系，卫星环绕地球轨道运行一周的时间与卫星质量的关系。 （2）请用物理规律来证明你的上述分析。【答案】（1）见解析；（2）见解析【解析】【详解】（1）①距离地球表面的平均高度增加，卫星环绕地球运行一周的时间增加；②卫星环绕地球运行一周的时间与卫星质量无关。（2）设万有引力常量为，地球的质量为；卫星的质量为，地球看做质量分布均匀的球体，其半径为，卫星距离地面的平均高度为，卫星环绕地球的运动看做匀速圆周运动。根据万有引力定律，地球对卫星万有引力为万有引力为卫星的运动提供向心力，根据牛顿第二定律有联立解得由论述的结果可以看出，对于环绕地球运动的不同卫星，其周期表达式中的G、M、R、均为常数，卫星的质量在运算中对结果的影响被消除，因此可以得出：卫星环绕地球运动一周的时间与卫星的质量无关，随卫星距离地面的平均高度的增大而增大。15.图甲是一种常见的大理石材质的路障球，其表面可以近似看作光滑，图乙是其竖直大圆的简化剖面图，A点是路障球的最高点，圆心为O，半径为R。小明同学将一个质量为m，可以看作质点的滑块放在A点处，用手指将其水平弹出（可以认为滑块与手指分离时仍然处于最高点），已知小滑块弹出时的速度为。滑块弹出后沿路障球表面滑行至B点。沿B点的切线方向飞出，设与的夹角为。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响。求：（1）手指将小滑块弹出过程中对小滑块做的功；（2）小滑块刚被弹出的瞬间，对路障球的顶点A的压力；（3）小滑块脱离B点时的速度大小以及与的夹角（可以用三角函数表示）。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3），【解析】【详解】（1）设手指将滑块弹出过程做的功为W，根据动能定理有联立解得（2）在A点对滑块研究，根据牛顿第二定律有联立解得根据牛顿第三定律可知，滑块对路障球顶点的压力大小为方向竖直向下。（3）滑块在B点沿切线飞出，即滑块在B点处与球面的弹力为零，在点，根据牛顿第二定律，有从A点运动至点过程中，滑块的机械能守恒，根据机械能守恒定律，有联立解得