甘肃省武威市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

2024一2025学年第二学期高一年级期末考试 物理参考答案及评分意见 1.B【解析】物体做曲线运动时，A选项中物体向右加速，合力向右，图形凹侧应该指向右侧，A选项中图反了，A 错误；BD选项中物体向右减速，合力向左，图形凹侧应该指向左侧，B正确，D错误；C选项中物体向右加速，合力 向右，而图中轨迹对应的合力指向了右下方，C错误。 2B【解析】地球绕太阳运行过程中，根据开普勒第二定律可知，地球处于近日点时的速度最大，处于远日点时的 速度最小，Λ结误：根据开音勒第三定律分=，由于术星的公转轨道半长辅大于地球的公转软道半长销，则木 星的公转周期大于地球的公转周期，即木星的公转周期大于一年，B正确；由开普勒第一定律可知，太阳处在椭圆 的一个焦点上，C错误；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，同一行星与太阳连线扫过的面积相等，但相同时 间内，地球与太阳连线扫过的面积与木星与太阳连线扫过的面积不相等，D错误。 3.A【解析】设左侧小轮上某点为C,由图可知，A、C两点属于皮带传动，则线速度相等，根据v=rw,可知A、C两 点的角速度之比为2：1，B、C属于同轴传动，角速度相等，则A、B两点的角速度之比为2：1，根据向心加速度 公式a=rw2,可知A、B两点的向心加速度之比为1：1，A正确。 4.D【解析】加速过程中，人受到重力和支持力作用，根据动能定理，有W电十W。=2m02一0，可得电梯对人做的 功W惠梯=2mo2一Wc,A错误；减速过程中，根据动能定理，有W台=0一2m0,可得合外力对人做的功 1 W台=一2m0,B错误，张老师从一楼乘竖直电梯到五楼，上升的高度为4h,人的重力势能增加了4mgh,C错 误；在电梯加速运动到速度v时，电梯对人的支持力大于重力，此时电梯对人做功的瞬时功率大于mg℃，D正确。 5.C【解析】由题意知篮球做斜抛运动，设初速度为。，则篮球运动时间t=2wsin45 ，水平方向有x=9.8m= vo cos45°×t,联立解得vo=72m/s,t=1.4s,A错误，C正确；由斜抛运动规律可知篮球水平方向做匀速直线 运动，篮球投出后运动到最高点时的速度vz=Vocos45°=7m/s,B错误；最高点相对投出点的高度h= osn45)-2.45m,则篮球投出后的最高点相对地面的竖直高度大于2.45m,D错误。 2g 6.D【解析】静止卫星和地球赤道上的物体具有相同的角速度，即w。-w。,根据向心加速度和角速度的关系a= 。,可知。-A错误；对6、c由万有引力定律有G=,心 R2 6，GMc=二，由以上两式獬得= r2 GM B错误：根据G=mar可得w=, ,可知w<w6,即它们的角速度大小关系为w。=w.<wb,C错 误；b、c相邻两次相距最近的过程中，b比c多转动一周，有2π= 货)得=产>TD正， 析】由题意可知f=mg=1.5X103N,由题图可知前6s内汽车的加速度大小为a==2m F-f=ma,解得汽车的牵引力大小为F=4.5×103N,A正确；6s末达到额定功率，则汽车的额定功率P= Fu1=4.5×103×12W=54kW,B错误；当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，vmax= P =36m/s,C正确； 汽车在0一6s内做匀加速直线运动，0~6s内位移大小为x:=2°×6m=36m,汽车变加速过程由动能定理 1 1 有Pt-kmgx2=2mu2x一2moi,其中t=t1一6s,z=x1十x2,联立可得x=36,一756(m),D正确。 物理答案第1页（共4页） 8.AB【解析】图中圆轨道对应的速度是卫星绕地球运行所需的最小发射速度，最大环绕速度，A、B正确；“嫦娥” 系列探月卫星仍在地球引力的束缚内，发射“嫦娥"”系列探月卫星时，发射速度一定要大于第一宇宙速度，小于第 二宇宙速度，即大于7.9km/s小于11.2km/s,C错误；发射火星探测器时，发射速度要大于11.2km/s小于 16.7km/s,D错误。 9.AB【解析】轨道I相对于轨道Ⅱ是低轨道，由低轨道变轨到高轨道需要点火加速，则卫星在轨道I上的机械能 小于在轨道Ⅱ上的机被能，A正确；根据牛顿第二定律有G-ma,解得a-GM, ,2,卫星在轨道Ⅱ上从P向Q 运动过程中，增大，则加速度减小，B正确：由α-G心知卫星在轨道I上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经 过P点的加速度，C错误；在轨道Ⅱ运行时只有万有引力做功，机械能守恒，D错误。 10.ACD【解析】物块在圆盘上做匀速圆周运动，向心力由摩擦力和绳子拉力提供，对于物块B,其做圆周运动需 要的向心力FB=mw2·2r,物块B与圆盘间的最大静摩擦力fgm=mg,当物块B刚好由最大静摩擦力提供 向心力时，mg=mw?·2r,解得wo= ,当=3<√2r N 2r s<时，物块B所需向心力小于其最大静摩擦力， 2 此时绳子拉力为零，A正确；当w2= 时，对物块B,其所需向心力F=mw·2r=m· r 2mg,而物块B的最大静摩擦力为mg,所以绳子会有拉力T,对物块B有T十mg=mw?·2r,可得T= mg,对物块A,其所需向心力FA=mwr=m· g r=umg,又因为绳子对A有拉力T=mg,根据 FA=T十fA,可得fA=0,B错误；当A、B所受摩擦力都达到最大静摩擦力时，圆盘角速度达到最大值w3,对 物块B有T十mg=w·2r,对物块A有T-μmg=mwr,解得w3= 2.C正确：当-时对物 e 块A,FA1=mwr=m· g 人y l 3r Y=3mg<mg,物块A的摩擦力方向指向圆心，对物块B,F1=mw?· 2r=m· g N 3r ·2x=2 mg<mg,物块B的摩擦力方向指向圆心，圆盘角速度达到最大值w时，由前面 选项分析可知物块A的摩擦力背离圆心，物块B的摩擦力方向指向圆心，所以当圆盘的角速度分别为ω1和ω3 时，相对圆盘，A所受摩擦力的方向变化，而B所受摩擦力的方向不变，D正确。 11.(1)C(2分)(2)CDF(2分，少选得1分)(3)1：1(2分) 【解析】(1)两球的材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，A错误；改变小锤击打的 力度，可以改变A球的水平初速度，改变小球距地面的高度，可以改变空中的运动时间，但只要两球的起始高度 相同，两球总是同时落地，B错误；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，两球同时落 地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，C正确。 (2)调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，A正确，不满足题意要求；将坐 标纸上竖线与重垂线平行，B正确，不满足题意要求；将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记 录为抛出点，C错误，满足题意要求；为了保证每次小球抛出的速度相同，应保持挡片P的位置不变，使小球从 斜槽上相同位置释放，D错误，满足题意要求；不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐 标纸上的投影位置，E正确，不满足题意要求；将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，F错误，满足题意 要求。 (3)由题知，在y轴上从O点开始，按1：3的比例顺次截取y1、y2,根据初速度为0的匀变速直线运动规律可 知，相邻竖直位移所用的时间相等；则在误差允许的范围内，若满足x1：x2=1：1,则说明小球在水平方向的运 物理答案第2页（共4页） 动是匀速直线运动。 121AB2分，少选得1分》）（②AB2分，少选得1分)《8)-ma:2分)m7)(2分)《)存在空 气阻力和摩擦阻力的影响(1分) 【解析】(I)打点计时器需要接交流电源，要用刻度尺测量各计数点间的间隔，A、B正确；本实验质量不需要测 量，C错误。 (2)应选择质量大、体积小的重物进行实验以减小空气阻力的影响，A正确；应将打点计时器的两个限位孔调节 到同一竖直线上，B正确；为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，C错误；根据公式v=√2gh或v=gt 计算重物的速度v,已经是按没有阻力，只受重力来计算了，达不到验证的目的，D错误。 (3)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△E。=一mghg,打点计时器打B点时的速度v= 4TA,重物的动能变化量△E三 2nu2-n(h。-b4)2 32T2。 (4)很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响。 13.(1)2otan0 2π2Rt t (2)√otan0 【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g,根据平抛运动规律有，水平方向x=vot(1分) .1 竖直方向y=28(1分) 1 平抛位移与水平方向的夹角的正切值tan日-y②gL (2分) x vot 解得g= 2votan 0 (1分) t (2)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，设质量为的卫星围绕该星球表面做匀速圆周运动，根据万有引 Mm4π2 力提供向心力有G R=mTR(2分) 又在星球表面有G R:=mg(2分) 2π2Rt 联立解得T= √tang(1分) 14.(1)2m/s0.3J(2)8N 【解析】(1)物块到A点的速度沿圆弧切线方向，设物块在Q点的速度为1，则有v1=vcos0(2分) 解得v1=2m/s(1分) 设物块运动到斜面底端P点的速度为，根据动能定理有mgh一umgc0s37°·h,7 sin37°= 2mo(2分) 根据能量守恒定律有物块过P点时损失的机械能△E-mi-名m心i-mgL(2分） 代入数据得△E=0.3J(2分) 1 2)A到C的过程中，根据机械能守恒定律有mg(R十Rcos)=)m2一2m2(2分) 代入数据得vc=√7m/s (2分) 在C点，根据牛顿第二定律有FN十mg=mR 物理答案第3页（共4页） 代入数据得FN=8N 由牛顿第三定律得F压=FN=8N(2分) 15.I)-ngR(2)E,≤mgR或E,≥mgR(3)号R UB 【解析】(1)设物体在B点的速度为0g,所受支持力为Fs,据牛顿第二定律可得FNa一mg=m尺(2分) C点的速度为.c,由于恰能到达最高点C,由牛顿第二定律可得mg=m 物体由B点运动到C点的过程中，由动能定理得W-2mgR=2m呢-2noi(2分) 3 解得W=-2mgR(1分) (2)当物体不能从最高点C点飞出时，要保证始终不脱离轨道，则最高能运动到圆弧轨道的中点，弹簧的弹性势 能最大值Ep1=mgR(2分) 当物体能从最高点C点飞出时，要保证始终不脱离轨道，弹簧的弹性势能至少为 Ea=2mgR+名mE-3mgR2分) 5 故弹簧弹性势能大小的取值范围为E,≤mgR或E,≥？mgR(1分) (3)若竖直面内的半圆形导轨光滑，物体脱离导轨时一定处于圆心的上方，设脱离导轨时物体与圆心连线与水 平方向的夹角为0，此时物体的速度为v,根据动能定理可得一mgR(1十sin0)= 2mo2-E,(2分) 02 脱离导轨时，有mgsin日=mR(2分) 联立解得sin0-1 3 则物体脱离导轨时距离水平面AB的高度A=R(1十sin0)=号R(1分) 物理答案第4页（共4页）2024一2025学年第二学期高一年级期末考试 物理试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在 本试卷上无效。 3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有 一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分， 全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.红蜡块在玻璃管中匀速上升，同时玻璃管水平向右移动，用虚线表示红蜡块相对地面的 运动轨迹，则以下选项中给出的玻璃管运动情况和所绘轨迹符合实际的是 A.向右加速 B.向右减速 C.向右加速 D.向右减速 2.太阳系有八大行星，离太阳由近至远分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海 王星，如图所示。下列说法正确的是 太阳 A地球绕太阳运行过程中，速率不变 B木星的公转周期大于一年 C,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，太阳处在椭圆的中心 D.相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 第1页（共8页） 3.如图所示是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为x,A是它边缘上的一点。左侧是一轮 轴，大轮半径为4r,小轮半径为2x。B点位于大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打 滑，则A、B两点的向心加速度之比为 A.1:1 B.1:4 C.1:8 D.1:16 4.如图所示，张老师从一楼乘竖直电梯到五楼，经过匀加速、匀速和匀减速运动过程，设电梯 中途匀速运动的速度为v,每层楼的高度为h,重力加速度为g,张老师质量为m,则 1 A.加速过程中，电梯对人做的功为2mo B.减速过程中，合外力对人做的功为2mo C,整个过程中，人的重力势能增加了5mgh D.运动过程中，电梯对人做功的瞬时功率可以大于gv 5,在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演 中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳 起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐的距离为9.8m,不考虑 空气阻力，g取10m/s2。则 A.篮球出手的速度大小为7m/s B.篮球投出后运动到最高点时的速度为0 C.篮球在空中运动的时间为1.4s D.篮球投出后的最高点相对地面的竖直高度为2.45m 第2页（共8页） 6,如图所示，α为地球赤道上随地球自转的物体，b为近地卫星（轨道半径近似等于地球半 径)，c为地球静止轨道同步卫星。已知地球半径为R,c的轨道半径为r。a、b、c做匀速 圆周运动的角速度分别为w。、w6、w。,a、c的向心加速度大小分别为a。、a。,b、c的线速度 大小分别为6、，，下列说法中正确的是 Aac的向心加速度的大小之比为= 9a=R B.bc的线速度大小之比为”-尽 Ve r C.a、b、c的角速度关系为wb<we=wa D.b、c相邻两次相距最近的时间大于b的周期 7.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前6s内做匀加速直线运动，6s末达到额定功率， 之后保持额定功率运动至t1时刻达到最大速度，其v一t图像如图所示。已知汽车的质 量m=1.5×103kg,汽车受到路面的阻力大小与其受到的重力大小的比值k=0.1,取重 力加速度大小为g=10m/s2,不计空气阻力。下列说法错误的是 4/(ms-) U A.在前6s内汽车的牵引力大小为4.5×103N B.汽车的额定功率为60kW C.汽车的最大速度大小为36m/s D.汽车在0~t1时间内的位移大小x与时间t1的关系式为x=36t1一756(m) 8.如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想把物体从高山上水平抛 出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远，当抛出速度足够大时，物体就不会落回 地面，成为人造地球卫星，如今，牛顿的设想早已成为现实。下列说法正确的是 椭圆 第3页（共8页） A图中圆轨道对应的速度是发射绕地球运行的卫星的最小发射速度 B.图中圆轨道对应的速度是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度 C.发射“嫦娥”系列探月卫星时，发射速度一定要大于11.2km/s D.发射火星探测器时，发射速度要大于7.9km/s小于11.2km/s 9.如图所示为我国发射北斗卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道I上做匀速 圆周运动，卫星运动到P点时变轨进人椭圆轨道Ⅱ，运动到椭圆轨道Ⅱ的远地点Q时，再 次变轨进入半径为R的圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A.卫星在轨道I上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能 B.卫星在轨道Ⅱ上从P向Q运动过程中加速度逐渐减小 C.卫星在轨道I上经过P点的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点的 加速度 D.卫星在轨道Ⅱ上从P运行到Q过程中机械能增大 10.如图所示，物块A、B用沿半径方向的细绳相连后放置在水平圆盘上，细绳刚好伸直但 无拉力。当圆盘以不同角速度绕中心轴匀速转动时，A、B始终相对圆盘静止。已知A、 B到圆心的距离分别为r、2r,质量均为m,物块A、B与转盘间的动摩擦因数均为μ，重 力加速度为g。下列说法正确的是 B 2 A.当圆盘的角速度w1= 时，绳子的拉力为零 l 3r B.当圆盘的角速度w2= 48 时，A所受的摩擦力为umg C.A、B始终相对圆盘静止，圆盘的角速度最大值w3=, 2μg D.当圆盘的角速度分别为ω1和ω3时，相对圆盘，A所受摩擦力的方向变化，而B所受 摩擦力的方向不变 第4页（共8页） 二、非选择题：本题共5小题，共57分。 11.(6分)探究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分 方向进行实验探究： 挡片P 木板坐标纸 挡板 斜槽轨道 分 乙 (1)先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图甲）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运 动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下 列说法中正确的是 A.两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择 B改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序 C,如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤 (1)中的对比法。下面先用如图乙所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下 做法中不正确的是 。(多选) A.调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动 B.将坐标纸上竖线与重垂线平行 C.将斜槽末端位置投影在背板上，并记录为抛出点O D.不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放 E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置 F将坐标纸上确定的点用直线依次连接 (3)正确操作步骤(2)后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平运动的特点。在坐标 纸上以抛出点O为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系，在y轴上从O点开始， 按1·3的比例顺次截取y1、y2,如图丙所示，在轨迹上对应标出A、B两个点，测量OA、 AB的水平距离x1、x2,在误差允许的范围内，若x1：x2= ,则说明小球在水平 第5页（共8页） 方向的运动是匀速直线运动。 丙 12.(9分)利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。 纸带 人夹子 心重物 甲 乙 (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中， 还必须使用的器材是 。（多选) A.交流电源 B刻度尺 C,天平（含砝码） (2)关于本实验，下列说法正确的是 。(多选) A.应选择质量大、体积小的重物进行实验 B.应将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 C.应先释放纸带，后接通电源 D.为测量重物的动能，需要先根据公式v=√2gh或v=gt计算重物的速度v (3)实验中，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取计数点A、B、C,测得它们到起始 点O的距离分别为hA、hB、hc。已知相邻计数点间还有1个计时点未画出，当地重力加 速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为，则从打O点到打B点的过 程中，重物的重力势能变化量为 ,动能变化量为 0 (4)很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是 第6页（共8页） 13.(10分)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡面上P点沿水平方向 以初速度。抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为0，已 知该星球半径为R,引力常量为G,不计一切阻力及摩擦，求： (1)该星球表面的重力加速度g; (2)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T。 Q 14.(15分)如图所示，倾角为37°的粗糙斜面上一个质量为0.6kg的物块（可视为质点），从 h=1.5m高处由静止开始下滑，物块经P点从Q点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的 A点沿切线方向进人圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径 R=0.3m,0=60°，P、Q之间的距离L=0.5m,物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均 为μ=0.5，物块到达A点时的速度大小为v=4m/s,取g=10m/s2。求： (1)物块做平抛运动的初速度大小v1和物块过P点时损失的机械能； (2)物块到达圆弧最高点C时对轨道的压力大小。 370 R 第7页（共8页） 15.(17分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的 半径为R。一个质量为的物体（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹 力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，之后沿半圆形导轨运动。重力加速度 为g (1)若物体经过B点进入半圆形导轨的瞬间，导轨对其的支持力大小是重力的9倍，之 后恰能到达最高点C,求物体从B点运动至C点的过程中摩擦力所做的功； (2)若竖直面内的半圆形导轨光滑，为保证物体能滑上半圆形导轨且中途不脱离导轨，求 在A点静止释放物体时弹簧弹性势能的取值范围； 3 (3)若竖直面内的半圆形导轨光滑，在A点静止释放物体时弹簧弹性势能为2mgR,求 物体脱离导轨时距离水平面AB的高度。 C R N000007m A 第8页（共8页）