精品解析：安徽省淮北市第五中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

2023-2024学年度第二学期期末考试高一物理 学科试题卷 时间：60分钟　满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 游泳运动员想要以恒定的速率在最短时间内游到河对岸，当水速突然增大时，对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是（ ） A. 路程增加、时间增加 B. 路程增加、时间缩短 C. 路程增加、时间不变 D. 路程、时间均与水速无关 【答案】C 【解析】 【详解】由于运动员在垂直河岸方向的速度不变，则当水速突然增大时，在垂直河岸方向上的运动时间不变，所以横渡的时间不变．水速增大后在沿河岸方向上的位移增大，所以路程增加．故C正确，ABD错误． 2. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿运动定律就是经典力学 B. 经典力学的基础是牛顿运动定律 C. 牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题 D. 经典力学可以解决自然界中所有的问题 【答案】B 【解析】 【详解】AB．经典力学的基础是牛顿运动定律，但不能说牛顿运动定律就是经典力学，故A项错误，B项正确； CD．经典力学只适用于宏观、低速物体，故CD两项错误。 3. 同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（　　） A. 相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B. 相对于地面，小球运动的轨迹是曲线 C. 小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D. 小球能落回小孔纯属巧合 【答案】B 【解析】 【详解】AB．相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，故A错误，B正确； CD．能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故CD错误。 故选B。 4. 高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，在启动阶段列车的动能（　　） A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的阻力成正比 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据初速度为零的匀加速直线运动中速度与时间关系，其动能可表示为 动能和时间的平方成正比，故A错误； B．因为是匀加速，所以合力为定值，根据动能定理 动能和位移成正比，故B正确； C．根据可得，动能与速度的平方成正比，故C错误； D．根据动能定理 动能不与阻力成正比，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为一皮带传动装置的示意图，大轮半径为，小轮半径为，是小轮边缘上的点，是大轮边缘上的点，是大轮上到中心转轴距离为的点，则传动装置匀速转动且不打滑时，下列关于、、三点的运动情况说法正确的（　　） A. 向心加速度大小关系为 B. 线速度大小关系为 C. 周期关系为 D. 角速度大小关系为 【答案】D 【解析】 【详解】BD．由题可知，a、b、c三点的运动半径关系为 同轴转动的角速度大小相同，可知 皮带上各点的线速度大小相同，可知 根据线速度与角速度关系式，可知三点的线速度与角速度的关系为 故B错误、D正确； A．向心加速度，可知三点的向心加速度大小关系为 故A错误； C．周期与角速度的关系为，可知三点的周期关系为 故C错误。 故选D。 6. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B. 运动员获得的动能为 C. 运动员克服摩擦力做功为 D. 下滑过程中系统减少的机械能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律可得 解得 因为有阻力，所以运动员下滑过程中机械能不守恒，减少的重力势能转化为动能和热能，故A错误； B．由动能定理可得 故B错误； CD．由A项分析可知，所以 运动员克服摩擦力做功为，机械能减少，故C错误，D正确。 故选D。 7. 3月1日，“高空抛物罪”正式入刑，以法律的名义维护了我们头顶上的安全！2月14日，石家庄市某小区内，一棵大白菜突然从天而降，与一位回家的女子擦肩而过，所幸未造成人员伤亡。经调查，白菜是从9层、27m高处掉落的。设白菜的质量为2.0kg，受到的空气阻力恒为其重力的0.1倍，取，则（　　） A. 下落过程中，白菜的机械能守恒 B. 下落过程中，合力对白菜做负功 C. 落地前的瞬间，白菜的动能为540J D. 落地前的瞬间，重力对白菜做功的功率为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．除了重力之外还有阻力做功，所以白菜的机械能不守恒，故A错误； B．下落过程中，白菜的速度增大，动能增大，所以合力对白菜做正功，故B错误； C．由动能定理得 代入数据得 故C错误； D．由 可得落地前瞬间白菜的速度 则落地前瞬间重力的功率 故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 B. 图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A正确； B．向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用，故B错误； C．汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，速度越大，所需要的向心力越大，对桥面的压力越小，故C错误； D．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。 故选AD。 9. 年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，“北斗”卫星导航定位系统由地球静止卫星，中轨道卫星和倾斜静止卫星组成．下列说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B. 地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 C. 中轨道卫星的周期大于 D. 中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则地球静止卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误； B．静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据 v=ωr 可知，地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大，选项B正确； C．根据 可得 中轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，可知中轨道卫星的周期小于静止卫星的周期，即小于，选项C错误； D．根据 可得 中轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大，选项D正确。 故选BD。 10. 两质量相同的物体A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧形斜坡的顶端滑向底部，如图所示。若它们的初速度为零，则下列说法正确的是（　　） A. 下滑过程中重力做的功相等 B. 它们在顶端时的机械能相等 C. 它们到达底部时的动能相等 D. 它们到达底部时的速度相同 【答案】ABC 【解析】 【详解】A. 根据 W=mgh 可知，下滑过程中重力做的功相等，选项A正确； B. 它们在顶端时的机械能都等于 E=mgh 选项B正确； C. 根据动能定理，它们到达底部时的动能均为 Ek=mgh 选项C正确； D. 它们到达底部时的速度大小相等，方向不相同，选项D错误。 故选ABC。 三、实验题：本大题共2小题，共21分。 11. 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．移动挡板MN时，其高度必须等距变化 D．钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放 （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 。 【答案】 ①. AD ②. 0.1 ③. 1.5 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]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，选项A正确； B．钢球与斜槽间的摩擦对实验无影响，选项B错误； C．移动挡板MN时，其高度不一定要必须等距变化，选项C错误； D．钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放，以保证小球到达斜槽底端时的速度相同，选项D正确； 故选AD。 （2）[2][3]根据 可知，钢球从a运动到b的时间为 钢球在斜槽末端Q的速度大小为 12. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）。 A. 应选择质量大、体积小的重物进行实验 B. 释放纸带之前，纸带可以处于弯曲状态 C. 先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点过程中，重物重力势能变化量_________，动能变化量________（用已知字母表示） 【答案】（1）A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为减小空气阻力的影响，应选择质量大、体积小的重物进行实验，故A正确； B．为避免纸带与限位孔之间的摩擦，保证纸带沿竖直方向运动，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，故B错误； C．先接通电源，后释放纸带，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [2]从打O点到B点的过程中，重力做正功，重物的重力势能减少，动能增加，则 [3]B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则 则动能变化量为 四、计算题：本大题共3小题，共33分。 13. 河宽d=60m，水流速度v1=3m/s，小船在静水中的速度v2=6m/s，问: （1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何渡河?最短时间是多少? （2）要使它渡河的航程最短，则小船应如何渡河?最短的航程是多少? 【答案】(1)船头垂直河岸，10s；(2)船头与上游河岸的夹角为60°，60m 【解析】 【分析】 【详解】(1)船头垂直河岸渡河时，时间最短，最短时间为 (2)设船头与上游河岸的夹角为α时，航程最短，有 解得 最短航程为 14. “神舟六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。求： （1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （2）飞船在A点处点火时，动能如何变化； （3）飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间。 【答案】(1) ；(2)动能减小；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)设月球的质量为M，飞船的质量为m，则有 飞船在月球表面绕月球运动时有 解得 (2)飞船在A处点火后将做近心运动，所需向心力将小于月球的吸引力，月球的吸引力不变，所以要减小速度以减小向心力，因此飞船的动能减小。 (3)设飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T，则有 解得 15. 如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽，点与圆心等高，质量的小球（可看作质点）从点正上方高处的点自由下落，由点进入圆弧轨道，从点飞出，不计空气阻力，（取）求： （1）小球经过点时的动能； （2）小球经过最低点时的速度大小； （3）小球经过最低点时对轨道的压力大小。 【答案】（1）3J （2）5m/s （3）12N 【解析】 【小问1详解】 由机械能守恒定律可知，小球经过点时的动能 【小问2详解】 由A到C由动能定理 解得 【小问3详解】 在C点时由牛顿第二定律 解得 FN=12N 根据牛顿第三定律可知小球经过最低点时对轨道的压力 FN＇=FN=12N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期期末考试高一物理 学科试题卷 时间：60分钟　满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 游泳运动员想要以恒定的速率在最短时间内游到河对岸，当水速突然增大时，对运动员横渡经历的路程、时间发生的影响是（ ） A. 路程增加、时间增加 B. 路程增加、时间缩短 C. 路程增加、时间不变 D. 路程、时间均与水速无关 2. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿运动定律就是经典力学 B. 经典力学的基础是牛顿运动定律 C. 牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题 D. 经典力学可以解决自然界中所有的问题 3. 同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（　　） A. 相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B. 相对于地面，小球运动的轨迹是曲线 C. 小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D. 小球能落回小孔纯属巧合 4. 高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，在启动阶段列车的动能（　　） A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的阻力成正比 5. 如图所示为一皮带传动装置的示意图，大轮半径为，小轮半径为，是小轮边缘上的点，是大轮边缘上的点，是大轮上到中心转轴距离为的点，则传动装置匀速转动且不打滑时，下列关于、、三点的运动情况说法正确的（　　） A. 向心加速度大小关系为 B. 线速度大小关系为 C. 周期关系为 D. 角速度大小关系为 6. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B. 运动员获得的动能为 C. 运动员克服摩擦力做功为 D. 下滑过程中系统减少的机械能为 7. 3月1日，“高空抛物罪”正式入刑，以法律的名义维护了我们头顶上的安全！2月14日，石家庄市某小区内，一棵大白菜突然从天而降，与一位回家的女子擦肩而过，所幸未造成人员伤亡。经调查，白菜是从9层、27m高处掉落的。设白菜的质量为2.0kg，受到的空气阻力恒为其重力的0.1倍，取，则（　　） A. 下落过程中，白菜的机械能守恒 B. 下落过程中，合力对白菜做负功 C. 落地前的瞬间，白菜的动能为540J D. 落地前的瞬间，重力对白菜做功的功率为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 B. 图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故 9. 年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，“北斗”卫星导航定位系统由地球静止卫星，中轨道卫星和倾斜静止卫星组成．下列说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B. 地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 C. 中轨道卫星的周期大于 D. 中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大 10. 两质量相同的物体A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧形斜坡的顶端滑向底部，如图所示。若它们的初速度为零，则下列说法正确的是（　　） A. 下滑过程中重力做的功相等 B. 它们在顶端时的机械能相等 C. 它们到达底部时的动能相等 D. 它们到达底部时的速度相同 三、实验题：本大题共2小题，共21分。 11. 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．移动挡板MN时，其高度必须等距变化 D．钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放 （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 。 12. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）。 A. 应选择质量大、体积小的重物进行实验 B. 释放纸带之前，纸带可以处于弯曲状态 C. 先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点过程中，重物重力势能变化量_________，动能变化量________（用已知字母表示） 四、计算题：本大题共3小题，共33分。 13. 河宽d=60m，水流速度v1=3m/s，小船在静水中的速度v2=6m/s，问: （1）要使它渡河的时间最短，则小船应如何渡河?最短时间是多少? （2）要使它渡河的航程最短，则小船应如何渡河?最短的航程是多少? 14. “神舟六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。求： （1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （2）飞船在A点处点火时，动能如何变化； （3）飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间。 15. 如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽，点与圆心等高，质量的小球（可看作质点）从点正上方高处的点自由下落，由点进入圆弧轨道，从点飞出，不计空气阻力，（取）求： （1）小球经过点时的动能； （2）小球经过最低点时的速度大小； （3）小球经过最低点时对轨道的压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $