精品解析：福建省福州市山海联盟校教学协作体2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

山海联盟校教学协作体2023—2024学年第二学期 高一物理期末考试卷 一、单选题（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，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（　　） A. 甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 B. 乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法 C. 丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D. 丁图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A错误，符合题意； B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B正确，不符合题意； C．丙图中，探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，故C正确，不符合题意； D．火车转弯超过规定速度行驶时，火车有离心运动的趋势，所以外轨对外轮缘会有挤压作用，以帮助提供向心力，故D正确，不符合题意。 故选A。 2. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间A球与B球速度相同 B. 两球重力的平均功率相等 C. 落地前的瞬间A球与B球的重力瞬时功率相同 D. 落地前瞬间A球的重力瞬时功率比B球的瞬时功率小 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球A进行受力分析，得到小球A的加速度为，小球A沿斜面方向的位移为，根据运动学公式 可求出A球到达斜面底部的速度大小 同理可求出B球落地的速度大小 A、B落地时速度大小相等，但速度方向不同，一个沿斜面向下，一个竖直向下，故A错误； B．两球均做初速度为0的匀变速直线运动，运动时间 两球落地速度大小相等，由于 可得 整个过程中A、B所受重力做功相同，根据平均功率 可以得出B球重力的平均功率大于A球重力的平均功率，故B错误； CD．两球落地时速度大小相等，重力的瞬时功率等于重力乘以重力方向上的分速度，则 故 故C错误，D正确。 故选D。 3. 篮球是中学生喜欢的一项体育运动，投篮时篮球以一定速度斜向上抛出，在空中划过优美的抛物线如图所示，B点是抛物线的最高点，则篮球（　　） A. 做匀变速曲线运动 B. 在B点速度为零 C. 在B点重力的功率不为零 D. 从A到C的运动过程中重力先做正功后做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．篮球以一定速度斜向上抛出，在空中只受重力，加速度为重力加速度g，所以篮球做匀变速曲线运动，故A正确； B．篮球的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动，篮球在水平方向上一直有速度，到达最高点B点时，只是竖直方向上的分速度为零，故篮球在最高点B时具有水平方向上的速度，故B错误； C．篮球在B点，竖直方向上的分速度为零，所以篮球在B点的速度为水平方向，根据重力的瞬时功率公式，有 P=mgvy=0 故C错误； D．从A到C的运动过程中重力先做负功后做正功，故D错误。 故选A。 4. 世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面行驶到弯道时，一旦操作不当常常会冲出跑道，则以下说法正确的是（　　） A. 运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道 B. 转弯处赛车所受的重力小于地面给车的支持力 C. 运动员采取及时减速可以避免造成赛车冲出跑道 D. 在控制车速不变的情况下，应该从弯道上的内侧进行转弯 【答案】C 【解析】 【详解】A．赛车行驶到弯道时，如果速度过大，使赛车受到的静摩擦力不足以提供所需的向心力，则赛车将沿切线方向冲出跑道.，A错误；； B．由于是在水平路面转弯，重力大小始终等于地面给车的支持力，B错误； C．要避免赛车冲出跑道，运动员应及时减速使所需向心力不超过地面提供的最大静摩擦力，C正确； D．在控制车速不变的情况下，根据向心力公式知应该从弯道上的外侧进行转弯，D错误。 故本题选C 二、双项选择题：（本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有2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。） 5. 小船在静水中的速度为4m/s，河宽为200m，水流速度为3m/s，下列说法正确的是（　　） A. 小船过河的最短时间为50s B. 小船以最短时间过河，其位移为200m C. 船头垂直河岸过河，水速越大，过河时间越长 D. 小船过河的实际速度可以垂直于河岸 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．当船头垂直河岸时，船沿着垂直于河岸方向的分速度最大，此时过河的时间最短，最短时间为 该时间与水速无关，水速变大，过河时间不变，故A正确，C错误； B．小船以最短时间过河，其位移为，故B错误； D．因为静水船速大于水流速度，则合速度方向可能垂直于河岸，即小船过河的实际速度可以垂直于河岸，故D正确。 故选AD。 6. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在地面上，一小球从它的正上方处自由下落，到达处开始与弹簧接触，到达处速度为0，不计空气阻力．则小球从到的过程中（　　） A. 小球机械能守恒 B. 小球先失重后超重 C. 小球的动能不断减小，直至为零 D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增加 【答案】BD 【解析】 【详解】A．从B到C，弹簧的弹力对小球做负功，则小球机械能减小，选项A错误； BC．开始时小球受向上的弹力小于向下的重力，加速度向下，小球的速度增加；以后的阶段小球受向上的弹力大于重力，则加速度向上，小球速度减小，则小球先失重后超重，动能先增加后减小，直至为零，选项B正确，C错误； D．因小球只有重力和弹簧弹力做功，则小球的动能、重力势能和弹性势能之和守恒，则下降的过程中，重力势能逐渐减小，则小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增加，选项D正确。 故选BD。 7. 如图所示，水平传送带以5m/s的速率顺时针运转，AB间距为4m，质量为1kg物块（可视为质点）轻放在传送带的A端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2，则物块从A到B的过程中（　　） A. 物块做匀加速直线运动 B. 摩擦产生的热量为12.5J C. 传送带对物块做功为20J D. 传送带克服摩擦力做功为25J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为 物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为 匀加速直线运动的位移为 然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动，故A错误； B．物块匀加速运动过程，传送带的位移为 物块相对于传送带运动的位移大小为 则摩擦产生的热量为 故B正确； C．小物块运动到皮带右端时速度为v=5m/s，根据动能定理得传送带对小物块做功 故C错误； D．传送带克服摩擦力做功等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和即为 故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，两个可视为质点的滑块a、b，通过铰链用长度为L的刚性轻杆相连接，a套在竖直杆A上，b套在水平杆B上，细杆A、B足够长，两杆分离不接触，且两杆间的距离很小可忽略不计。将滑块a从图示位置（轻杆与B杆夹角为30°）由静止释放，已知滑块a、b的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦。在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块a机械能守恒 B. 滑块a运动到B杆所在高度时加速度为g C. 滑块b的最大速度为 D. 当滑块a运动到B杆下方处时的速度为 【答案】BC 【解析】 分析】 【详解】A．由于整个运动过程中没有摩擦阻力，因此系统机械能守恒，滑块a的机械能不守恒，故A错误； B．滑块a运动到B杆所在高度时，滑块b速度为0，滑块a到达水平面，在竖直方向只受重力作用，则加速度为g，故B正确； C．当滑块a下降到最低点时，滑块a的速度为零，滑块b的速度最大，根据机械能守恒定律 解得 故C正确； D．当滑块a运动到B杆下方处时，由几何知识可知，ab与B杆夹角仍为30°，根据机械能守恒定律 滑块ab沿刚性轻杆方向速度相等，有 解得 故D错误。 故选BC。 三、填空题（每空1分，共9分） 9. 一质量为的木块静止在光滑的水平面上。从开始，将一个大小为的水平恒力作用在该木块上，木块在经历时间的过程中，木块的加速度为______；水平恒力F做的功为______J，在时刻力F的瞬时功率为______W。 【答案】 ①. 2 ②. 32 ③. 16 【解析】 【详解】[1]根据牛顿第二定律 代入数据解得木块的加速度大小为 [2][3] 时木块的速度为 木块的位移 则水平恒力所做的功 恒力的瞬时功率 10. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的A点水平飞出，落到斜坡上的B点。两点间的竖直高度，斜坡与水平方向的夹角，不计空气阻力，。则运动员在空中的飞行时间为______s；运动员从A点水平飞出时的速度为______；运动员刚落到B点时的速度大小为_____。 【答案】 ①. 2 ②. 10 ③. 【解析】 【详解】[1]根据平抛运动竖直方向为自由落体运动，则有 代入数据解得运动员在空中的飞行时间为 [2]由题可知，运动员的水平位移 故运动员从A点水平飞出的速度为 [3]结合上述结论可得，运动员落在B点时竖直方向的速度大小为 则运动员在B点的速度大小为 11. “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示，若两颗星的质量分别为和，它们之间的距离为L，万有引力常量为G，则A星圆周运动的向心力为______；A、B两颗星的质量和线速度大小关系为______、______（填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 ①. ②. < ③. > 【解析】 【详解】[1]由题可知，两星球间的万有引力为星球做圆周运动提供向心力，故A星圆周运动的向心力为 [2][3]根据牛顿第二定律可知，对于A星球则有 解得B星球的质量为 同理可得A星球的质量 由于，故有 结合，可知 四、实验题（每空2分，共12分） 12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属。 （1）实验现象是，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）； （3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为2cm，，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。（结果可保留根号） 【答案】 ①. 同时 ②. 不变 ③. 【解析】 【详解】（1）[1] A球在竖直方向上做自由落体运动，实验现象是，小球A、B同时落地。 （2）[2] 现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，根据 ，A球下落高度不变， A球在空中运动的时间不变。 （3）[3]由丙图可知AB与BC过程所用时间T相等，竖直方向根据 可得 水平方向有 联立可得小球运动中水平分速度的大小为 13. 某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为，所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点、、到第一个点的距离如图乙所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），按要求将下列问题补充完整。 （1）从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量是__________J，此过程中物体动能的增加量__________J。（计算结果保留两位有效数字） （2）若测出纸带上所有各点到点之间的距离，根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度，则以为纵轴，以为横轴，画出的图像是图中的__________。 A．B． C．D． 【答案】 ①. 0.49 ②. 0.48 ③. A 【解析】 【详解】（1）[1][2]重力势能的减少量为 B点的速度为 动能的增加量为 （2）[3]根据机械能守恒定律，以O点为零势能点，则 解得 所以画出的图像应为一条过原点的直线，A正确，BCD错误。 故选A。 五、解答题 14. 中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术。如图所示，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为的粗圆轨道上，飞船通过变轨进入预定圆轨道。 已知：点A距地面的高度为，设飞船在预定圆轨道上飞行圈所用时间为，地球表面重力加速度为，地球半径为。求： （1）飞船在预定圆轨道上飞行周期T； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小； （3）B距地面的高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）飞船在预定圆轨道上飞行周期 （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时，万有引力提供向心力，有 在地球表面有 联立解得 （3）飞船在圆轨道运行B时 联立解得椭圆轨道远地点距地面的高度 15. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求： （1）该车在运动过程中所受阻力大小； （2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小； （3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。 【答案】（1）720N；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有 可得该车在运动过程中所受阻力大小为 （2）根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为 根据牛顿第二定律有 可得该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小 （3）内汽车匀加速运动的位移为 牵引力做的功为 变加速过程中，即内，汽车牵引力的功率恒为，所以该过程中牵引力做的功为 则从静止开始到末该车所受牵引力所做的功 16. 如图所示，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。求： （1）小滑块在最高点C的速率； （2）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小； （3）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能： （4）若仅改变的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。 【答案】（1） （2） （3） （4）或者 【解析】 【小问1详解】 在C点，根据牛顿第二定律则有 代入数据解得 【小问2详解】 在B点，根据牛顿第二定律则有 小滑块从B至C根据动能定理则有 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知，小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小； 【小问3详解】 小滑块A至B根据功能关系则有 由上述结论可得 代入数据解得 【小问4详解】 物块滑上圆轨道，但不越过圆弧，设刚好到达圆弧时，轨道长，刚好到达B点时，轨道长为，则有， 代入数据解得， 故物块滑上圆轨道，但不越过圆弧的条件为； 依题意，时，刚好不脱离最高点；故物块要在整个圆弧运动要求； 综上述二种情况可得或者 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山海联盟校教学协作体2023—2024学年第二学期 高一物理期末考试卷 一、单选题（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，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（　　） A. 甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 B. 乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法 C. 丙图中，探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D. 丁图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用 2. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间A球与B球速度相同 B. 两球重力的平均功率相等 C. 落地前的瞬间A球与B球的重力瞬时功率相同 D. 落地前的瞬间A球的重力瞬时功率比B球的瞬时功率小 3. 篮球是中学生喜欢的一项体育运动，投篮时篮球以一定速度斜向上抛出，在空中划过优美的抛物线如图所示，B点是抛物线的最高点，则篮球（　　） A. 做匀变速曲线运动 B. 在B点速度为零 C. 在B点重力的功率不为零 D. 从A到C的运动过程中重力先做正功后做负功 4. 世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面行驶到弯道时，一旦操作不当常常会冲出跑道，则以下说法正确的是（　　） A. 运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道 B. 转弯处赛车所受重力小于地面给车的支持力 C. 运动员采取及时减速可以避免造成赛车冲出跑道 D. 在控制车速不变的情况下，应该从弯道上的内侧进行转弯 二、双项选择题：（本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有2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。） 5. 小船在静水中的速度为4m/s，河宽为200m，水流速度为3m/s，下列说法正确的是（　　） A. 小船过河的最短时间为50s B. 小船以最短时间过河，其位移为200m C. 船头垂直河岸过河，水速越大，过河时间越长 D. 小船过河的实际速度可以垂直于河岸 6. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在地面上，一小球从它的正上方处自由下落，到达处开始与弹簧接触，到达处速度为0，不计空气阻力．则小球从到的过程中（　　） A. 小球机械能守恒 B. 小球先失重后超重 C. 小球的动能不断减小，直至为零 D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增加 7. 如图所示，水平传送带以5m/s的速率顺时针运转，AB间距为4m，质量为1kg物块（可视为质点）轻放在传送带的A端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2，则物块从A到B的过程中（　　） A. 物块做匀加速直线运动 B. 摩擦产生热量为12.5J C. 传送带对物块做功为20J D. 传送带克服摩擦力做功为25J 8. 如图所示，两个可视为质点的滑块a、b，通过铰链用长度为L的刚性轻杆相连接，a套在竖直杆A上，b套在水平杆B上，细杆A、B足够长，两杆分离不接触，且两杆间的距离很小可忽略不计。将滑块a从图示位置（轻杆与B杆夹角为30°）由静止释放，已知滑块a、b的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦。在此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块a的机械能守恒 B. 滑块a运动到B杆所在高度时加速度g C. 滑块b的最大速度为 D. 当滑块a运动到B杆下方处时的速度为 三、填空题（每空1分，共9分） 9. 一质量为的木块静止在光滑的水平面上。从开始，将一个大小为的水平恒力作用在该木块上，木块在经历时间的过程中，木块的加速度为______；水平恒力F做的功为______J，在时刻力F的瞬时功率为______W。 10. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的A点水平飞出，落到斜坡上的B点。两点间的竖直高度，斜坡与水平方向的夹角，不计空气阻力，。则运动员在空中的飞行时间为______s；运动员从A点水平飞出时的速度为______；运动员刚落到B点时的速度大小为_____。 11. “双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示，若两颗星的质量分别为和，它们之间的距离为L，万有引力常量为G，则A星圆周运动的向心力为______；A、B两颗星的质量和线速度大小关系为______、______（填“>”、“=”或“<”）。 四、实验题（每空2分，共12分） 12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属。 （1）实验现象是，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）； （3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为2cm，，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。（结果可保留根号） 13. 某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为，所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点、、到第一个点的距离如图乙所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），按要求将下列问题补充完整。 （1）从起点到打下计数点的过程中重力势能减少量是__________J，此过程中物体动能的增加量__________J。（计算结果保留两位有效数字） （2）若测出纸带上所有各点到点之间距离，根据纸带算出各点的速度及物体下落的高度，则以为纵轴，以为横轴，画出的图像是图中的__________。 A．B． C．D． 五、解答题 14. 中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术。如图所示，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为的粗圆轨道上，飞船通过变轨进入预定圆轨道。 已知：点A距地面的高度为，设飞船在预定圆轨道上飞行圈所用时间为，地球表面重力加速度为，地球半径为。求： （1）飞船在预定圆轨道上飞行周期T； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小； （3）B距地面的高度。 15. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求： （1）该车在运动过程中所受阻力大小； （2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小； （3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。 16. 如图所示，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。求： （1）小滑块在最高点C的速率； （2）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小； （3）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能： （4）若仅改变的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$