精品解析：河南省安阳市龙安高级中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

安阳市龙安高级中学2023-2024学年第二学期高一年级期末考试 物理试卷 本试卷共3大题，17小题，满分100分，时间75分钟 注意事项：考生答题时将答题答在答题卡上，在本试题卷上答题无效。 一、单选题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每个小题只有一个正确选项） 1. 如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，关于物块的受力情况是，下列说法正确的是（　　） A. 受重力、支持力 B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C. 重力、支持力、向心力、摩擦力 D. 受到的合外力为零 【答案】B 【解析】 【详解】物体受重力、支持力和指向圆心的摩擦力，其中重力和支持力平衡，指向圆心的摩擦力提供向心力，合外力不为零。 故选B。 2. 中国空间站绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为400km，则中国空间站（　　） A. 运动周期比地球同步卫星运动的周期小 B. 向心加速度比地球近地卫星向心加速度大 C. 运动速度大于7.9km/s D. 运动角速度比地球同步卫星运动角速度小 【答案】A 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可得 可得 ，，， 可知中国空间站运动周期比地球同步卫星运动的周期小；向心加速度比地球近地卫星向心加速度小；运动速度小于近地卫星线速度，即小于7.9km/s；运动角速度比地球同步卫星运动角速度大。 故选A。 3. 金秋时节，又是一年枣熟时，一同学用竹竿打树上的红枣，红枣离开枝头后做平抛运动．现测得红枣从离开枝头到落地的水平位移为10 m，红枣在枝头时离地面的高度为5 m，取g=10 m/s2，不计空气阻力，则红枣离开枝头时的速度大小为 A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】小球竖直方向都做自由落体运动，则 解得: t=1s； 水平方向做匀速运动，则： 解得: v0=10m/s； 故B正确； ACD错误． 4. 下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动时，速度一定在改变 B. 做曲线运动的物体受到的合外力可能为零 C. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 D. 做曲线运动的物体在某一时刻加速度可能与速度同方向 【答案】A 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，所以速度一定是变化的，一定为变速运动，故A正确； B．做曲线运动的物体一定是变速运动，所以加速度不可能为零，则合外力不可能为零，故B错误； C．做曲线运动物体，可以受恒力的作用，如平抛运动，故C错误； D．根据做曲线运动的条件可知，做曲线运动的物体在某一时刻加速度方向不可能与速度同方向，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，一长度为L不可伸长的轻绳，一端固定在O点，另一端系一个质量为m的小球（可看作质点）。把细绳拉至水平由静止释放小球，小球下降到B点时细绳与水平方向成30°，忽略空气阻力，重力加速度为g。则运动到B点时小球重力的瞬时功率为（　　） A 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据动能定理 解得 将其沿重力方向分解 v'＝vcos30° 则此时重力的瞬时功率为 故选D。 6. 我国的“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道；北斗卫星导航系统，由5颗静止卫星、30颗非静止卫星等组成。若空间站和北斗系统的卫星均视为匀速圆周运动，则（ ） A. 空间站里的宇航员受到地球的引力为零 B. 空间站运行速度大于7.9km/s C. 静止卫星离地球表面的高度都是一定的 D. 静止卫星可以经过安阳地区的正上空 【答案】C 【解析】 【详解】A．空间站里的宇航员受到地球的引力不等于零，A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 到地心的距离r越大，速度越小，空间站运行速度小于7.9km/s，B错误； C．根据牛顿第二定律得 解得 静止卫星离地球表面的高度都是一定的，C正确； D．静止卫星不会经过安阳地区的正上空，只能静止在赤道上空，D错误。 故选C。 7. 宇航员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 地球对宇航员没有引力 B. 宇航员处于完全失重状态 C. 宇航员的加速度为零 D. 宇航员处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】宇航员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时，地球对宇航员的万有引力提供所需的向心力，宇航员的加速度不为零，宇航员处于完全失重状态。 故选B。 8. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做逆时针匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P位置的小水珠速度方向沿a方向 B. 水珠做离心运动是由于合外力大于所需向心力 C. P、Q两位置，杯子的角速度相同 D. 从Q到P，杯子所受合外力做功不为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．杯子做逆时针匀速圆周运动，则P位置的小水珠速度方向沿b方向，故A错误； B．水珠做离心运动是由于合外力小于所需向心力，故B错误； C．杯子做逆时针匀速圆周运动，则P、Q两位置，杯子的角速度相同，故C正确； D．从Q到P，杯子所受合力始终指向圆心，与其速度夹角为90°，合外力做功为零，故D错误。 故选C。 9. 丽水拥有很多美丽的绿道，绿道骑行成为越来越多人的放松方式。如图，一位大人和一位小孩在绿道转弯处骑行，大人和小孩以相同的速率转弯，路面水平，转弯过程近似为匀速圆周运动，则大人和小孩（　　） A. 受到的向心力大小相等 B. 转弯过程中位移大小与路程相等 C. 转弯过程中由静摩擦力提供向心力 D. 转弯过程中加速度为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．大人和小孩所受到的向心力为骑行者做匀速圆周运动，线速度大小不变，根据 可知大人和小孩质量不同，则向心力不同，故A错误； B．由图可知大人和小孩的轨道半径不同，则位移和路程不同，故B错误； C．对大人和小孩受力分析，受到重力，地面竖直向上的支持力、地面指向圆弧内侧的静摩擦力，与运动方向相反的摩擦力，由静摩擦力提供向心力，故C正确； D．大人和小孩做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供向心力，存在向心加速度，即加速度不为零，故D错误； 故选C。 10. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误； BD．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误； C．离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。 故选B。 11. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，自此开启世界首次月球背面采样返回之旅。若将来宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），已知引力常量为G，月球的半径为R、密度为。物体从刚被抛出到刚落回月球表面的时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设月球表面的重力加速度为，则有 解得 根据竖直上抛运动的规律可知，落回月球表面的时间 C正确。 故选C。 12. 如图所示，在竖直面内有一个以AB为水平直径的半圆，O为圆心，D为最低点。圆上有一点C，且∠COD=60°。现在A点以速率v1沿AB方向抛出一小球，小球能击中D点；若在C点以某速率v2沿BA方向抛出小球时也能击中D点。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆的半径为R= B. 圆的半径为R= C. 速率v2=v1 D. 速率v2=v1 【答案】A 【解析】 【详解】AB．从A点抛出的小球做平抛运动，它运动到D点时 R=v1t1 故 选项A正确，选项B错误； CD．从C点抛出的小球 水平方向 Rsin60°＝v2t2 竖直方向 R（1－cos60°）＝ 联立解得 故CD错误。 故选A 二、实验题（共2题，9个空，每空2分，共18分） 13. 某实验小组用图（a）所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸。MN是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板，小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记：上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接。得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）下列说法正确的是___________（填选项序号字母）； A. 安装斜槽时，应保证斜槽末端Q的切线水平 B. 钢球与斜槽间的摩擦是造成实验误差的主要原因 C. 钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放 D. 移动挡板MN时，其高度必须等距变化 （2）图（b）所示为实验中得到的一张平抛运动轨迹图，在轨迹上取水平间距均为的a、b、c三点，测得竖直间距，，重力加速度，则钢球从a运动到b的时间为___________s，钢球在斜槽末端Q的速度大小为___________m/s，小球平抛至b点时的时间为___________s。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）AC （2） ①. 0.10 ②. 2.0 ③. 0.35 【解析】 【小问1详解】 A．安装斜槽时，应保证斜槽末端Q的切线水平，以保证小球做平抛运动，故A正确； BC．只要钢球每次都从斜槽中同一高度由静止释放，无论钢球与斜槽间是否有摩擦，小球到达斜槽底端时的速度就相同，则钢球与斜槽间的摩擦对实验无影响，故B错误，C正确； D．移动挡板MN时，其高度不一定必须等距变化，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1][2]由公式可知，由于水平间距相等，则运动时间相等，设时间为，竖直方向上有 解得 钢球在斜槽末端Q的速度大小为 [3]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，小球平抛至b点时，小球的竖直分速度为 则运动时间为 14. 某同学利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。 （1）下列操作正确的是__________（填正确答案标号）。 A. 为了减小实验误差，重物应选择密度较小的物体 B. 先释放纸带，后接通电源 C. 在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离 （2）该同学正确操作后得到一条如图乙所示的纸带，为第一个点，A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为，则打点计时器打点时重物的速度大小为__________。（结果保留三位有效数字） （3）已知重物的质量为，当地的重力加速度，从点到B点，重物重力势能的减少量__________J，动能的增加量__________J。（结果均保留三位有效数字），可以得出的结论是____________________。 【答案】（1）C （2）1.92 （3） ①. 0.188 ②. 0.184 ③. 在误差允许范围内，机械能守恒定律是成立的 【解析】 【小问1详解】 A．在验证机械能守恒定律实验中阻力的影响越小越好，因为密度大的物体的阻力与重力之比更小，所以对于体积和形状相同的重物，实验时应选择密度大的，故A错误； B．应该先接通电源，然后释放纸带，故B错误； C．在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 因为B点为AC段的中间时刻，打B点时重物的速度为 【小问3详解】 [1]从O点到B点，重物重力势能的减少量 [2]动能的增加量 [3] 可以得出的结论：在误差允许范围内，机械能守恒定律是成立的。 三、解答题（本题共3小题，第15题10分，第16题12分，第17题12分，共34分） 15. 如图所示，水平地面上有一高的竖直墙，现将一小球以的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点A与墙面的水平距离s=3.6m，离地面高H=5.0m，不计空气阻力，不计墙的厚度。重力加速度g取10m/s2。 （1）小球碰墙点B离地面的高度； （2）碰墙时小球的速度大小； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球在碰到墙前做平抛运动，设小球碰墙前运动时间为t，根据 小球平抛运动的时间 根据 可得 （2）平抛运动在竖直方向上的分速度 解得 根据平行四边形定则知，小球碰墙前瞬间速度 16. 2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该星是高轨光学遥感卫星。已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动，地球的半径为R，自转周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，求： （1）遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度； （2）遥感四十一号卫星运行的周期； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由牛顿第二定律有 根据万有引力与重力的关系 联立解得 （2）根据万有引力提供向心力 解得遥感四十一号卫星运行的周期为 17. 如图所示，竖直平面内的粗糙半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．一质量的小物块可视为质点在水平面上由A点向左运动到轨道最低点B时的速度为，随后沿半圆轨道运动至C点水平飞出并落在水平面上，落点与B点之间的距离为。已知半圆形轨道的半径，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）滑块到B点时对轨道的压力大小； （2）滑块从C点水平飞出时的速度大小； （3）滑块从B点运动到C点过程中，物块克服摩擦力所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 详解】（1）由向心力公式可知 滑块运动到B点时轨道对滑块的支持力大小 根据牛顿第三定律可得，滑块到B点时对轨道压力等于轨道对滑块的支持力，即 （2）滑块从C点水平飞出后做平抛运动，在竖直方向 解得 在水平方向 代入数据，解得 （3）滑块从B点运动到C点过程中，根据动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 安阳市龙安高级中学2023-2024学年第二学期高一年级期末考试 物理试卷 本试卷共3大题，17小题，满分100分，时间75分钟 注意事项：考生答题时将答题答在答题卡上，在本试题卷上答题无效。 一、单选题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每个小题只有一个正确选项） 1. 如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，关于物块的受力情况是，下列说法正确的是（　　） A. 受重力、支持力 B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C. 重力、支持力、向心力、摩擦力 D. 受到合外力为零 2. 中国空间站绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为400km，则中国空间站（　　） A. 运动周期比地球同步卫星运动的周期小 B. 向心加速度比地球近地卫星向心加速度大 C. 运动速度大于7.9km/s D. 运动角速度比地球同步卫星运动角速度小 3. 金秋时节，又是一年枣熟时，一同学用竹竿打树上的红枣，红枣离开枝头后做平抛运动．现测得红枣从离开枝头到落地的水平位移为10 m，红枣在枝头时离地面的高度为5 m，取g=10 m/s2，不计空气阻力，则红枣离开枝头时的速度大小为 A. 5 m/s B. 10 m/s C. 15 m/s D. 20 m/s 4. 下列说法正确的是（　　） A. 物体做曲线运动时，速度一定在改变 B. 做曲线运动物体受到的合外力可能为零 C. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 D. 做曲线运动的物体在某一时刻加速度可能与速度同方向 5. 如图所示，一长度为L不可伸长的轻绳，一端固定在O点，另一端系一个质量为m的小球（可看作质点）。把细绳拉至水平由静止释放小球，小球下降到B点时细绳与水平方向成30°，忽略空气阻力，重力加速度为g。则运动到B点时小球重力的瞬时功率为（　　） A. 0 B. C. D. 6. 我国的“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道；北斗卫星导航系统，由5颗静止卫星、30颗非静止卫星等组成。若空间站和北斗系统的卫星均视为匀速圆周运动，则（ ） A. 空间站里的宇航员受到地球的引力为零 B. 空间站运行速度大于7.9km/s C. 静止卫星离地球表面的高度都是一定的 D. 静止卫星可以经过安阳地区的正上空 7. 宇航员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A 地球对宇航员没有引力 B. 宇航员处于完全失重状态 C. 宇航员的加速度为零 D. 宇航员处于超重状态 8. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做逆时针匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P位置小水珠速度方向沿a方向 B. 水珠做离心运动是由于合外力大于所需向心力 C. P、Q两位置，杯子的角速度相同 D. 从Q到P，杯子所受合外力做功不为零 9. 丽水拥有很多美丽的绿道，绿道骑行成为越来越多人的放松方式。如图，一位大人和一位小孩在绿道转弯处骑行，大人和小孩以相同的速率转弯，路面水平，转弯过程近似为匀速圆周运动，则大人和小孩（　　） A. 受到的向心力大小相等 B. 转弯过程中位移大小与路程相等 C. 转弯过程中由静摩擦力提供向心力 D. 转弯过程中加速度为零 10. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 11. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，自此开启世界首次月球背面采样返回之旅。若将来宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），已知引力常量为G，月球的半径为R、密度为。物体从刚被抛出到刚落回月球表面的时间为（ ） A. B. C. D. 12. 如图所示，在竖直面内有一个以AB为水平直径的半圆，O为圆心，D为最低点。圆上有一点C，且∠COD=60°。现在A点以速率v1沿AB方向抛出一小球，小球能击中D点；若在C点以某速率v2沿BA方向抛出小球时也能击中D点。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆的半径为R= B. 圆的半径为R= C 速率v2=v1 D. 速率v2=v1 二、实验题（共2题，9个空，每空2分，共18分） 13. 某实验小组用图（a）所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸。MN是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板，小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记：上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接。得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）下列说法正确的是___________（填选项序号字母）； A. 安装斜槽时，应保证斜槽末端Q的切线水平 B. 钢球与斜槽间的摩擦是造成实验误差的主要原因 C. 钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放 D. 移动挡板MN时，其高度必须等距变化 （2）图（b）所示为实验中得到的一张平抛运动轨迹图，在轨迹上取水平间距均为的a、b、c三点，测得竖直间距，，重力加速度，则钢球从a运动到b的时间为___________s，钢球在斜槽末端Q的速度大小为___________m/s，小球平抛至b点时的时间为___________s。（结果保留两位有效数字） 14. 某同学利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。 （1）下列操作正确的是__________（填正确答案标号）。 A. 为了减小实验误差，重物应选择密度较小的物体 B. 先释放纸带，后接通电源 C. 在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离 （2）该同学正确操作后得到一条如图乙所示的纸带，为第一个点，A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为，则打点计时器打点时重物的速度大小为__________。（结果保留三位有效数字） （3）已知重物的质量为，当地的重力加速度，从点到B点，重物重力势能的减少量__________J，动能的增加量__________J。（结果均保留三位有效数字），可以得出的结论是____________________。 三、解答题（本题共3小题，第15题10分，第16题12分，第17题12分，共34分） 15. 如图所示，水平地面上有一高的竖直墙，现将一小球以的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点A与墙面的水平距离s=3.6m，离地面高H=5.0m，不计空气阻力，不计墙的厚度。重力加速度g取10m/s2。 （1）小球碰墙点B离地面的高度； （2）碰墙时小球的速度大小； 16. 2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该星是高轨光学遥感卫星。已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动，地球的半径为R，自转周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，求： （1）遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度； （2）遥感四十一号卫星运行的周期； 17. 如图所示，竖直平面内的粗糙半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．一质量的小物块可视为质点在水平面上由A点向左运动到轨道最低点B时的速度为，随后沿半圆轨道运动至C点水平飞出并落在水平面上，落点与B点之间的距离为。已知半圆形轨道的半径，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）滑块到B点时对轨道的压力大小； （2）滑块从C点水平飞出时的速度大小； （3）滑块从B点运动到C点过程中，物块克服摩擦力所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$