山东省烟台市栖霞第一中学2022-2023学年高一物理上学期期末试卷含解析

山东省烟台市栖霞第一中学2022-2023学年高一物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选题）如图，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆．设卫星、月球绕地公转周期分别为T卫、T月，地球自转周期为T地，则（）A．T卫＜T月 B．T卫＞T月 C．T卫＜T地 D．T卫=T地参考答案：AC【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律提供向心力，写出相应的牛顿第二定律的方程=，即可解答．【解答】解：卫星和月球都绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力，=，r=R+h解得：由于近地卫星的环绕半径小于同步卫星的半径，同步卫星的半径又小于月球绕地球的半径，所以，近地卫星的周期最小，月球的周期最大．又由于同步卫星的周期等于地球自转周期为T地，所以：T卫＜T地＜T月．故A、C正确，BD错误．故选：AC2.如图2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是

（

）

A．重力势能和动能之和总保持不变

B．重力势能和弹性势能之和总保持不变

C．动能和弹性势能之和保持不变

D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变参考答案：D3.一汽车通过拱形桥顶时速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为（）A．20m/s B．15m/s C．25m/s D．30m/s参考答案：A【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】根据车对桥顶的压力，结合牛顿第二定律求出拱桥的半径，再根据支持力为零，通过牛顿第二定律求出最小速度．【解答】解：根据牛顿第二定律得，，N=解得R=．当车对桥顶无压力时，有：，解得．故选：A．4.（多选题）如图所示，在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，C为一垂直固定在斜面上的挡板．A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k，系统静止于光滑水平面．现开始用一水平力F从零开始缓慢增大作用于P，（物块A一直没离开斜面，重力加速度g）下列说法正确的是（）A．力F较小时A相对于斜面静止，F增加到某一值，A相对于斜面向上滑行B．力F从零开始增加时，A相对斜面就开始向上滑行C．B离开挡板C时，弹簧伸长量为D．B离开挡板C时，弹簧为原长参考答案：BD【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；胡克定律．【分析】以A为研究对象，根据加速度方向分析，由牛顿第二定律分析A的运动情况．以AB整体为研究对象，求出B刚离开挡板C时的加速度，再对B研究，求解弹簧的弹力，确定弹簧的状态．【解答】解：AB、用水平力F作用于P时，A具有水平向左的加速度，设加速度大小为a，将加速度分解如图，根据牛顿第二定律得mgsinθ﹣kx=macosθ当加速度a增大时，x减小，即弹簧的压缩量减小，物体A相对斜面开始向上滑行．故A错误，B正确．CD、物体B恰好离开挡板C的临界情况是物体B对挡板无压力，此时，整体向左加速运动，对物体B受力分析，受重力、支持力、弹簧的拉力，如图根据牛顿第二定律，有mg﹣Ncosθ﹣kxsinθ=0Nsinθ﹣kxcosθ=ma解得：kx=mgsinθ﹣macosθ．B离开挡板C时，a=gtanθ，则得x=0，弹簧为原长．故C错误，D正确．故选：BD．5.细绳拴一个质量为m的小球，小球将左端固定在墙上的轻弹簧压缩了x（小球与弹簧不连接），小球静止时弹簧在水平位置，如图所示．将细绳烧断后，下列说法中正确的是（）A． 小球立即开始做自由落体运动 B． 小球立即获得的加速度C． 小球落地的时间等于 D． 小球落地的速度等于参考答案：C．考点：牛顿第二定律；物体的弹性和弹力解：A、将细绳烧断后，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以不是自由落体运动，故A错误．B、小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，故加速度不会是；故B错误；C、竖直方向小球不受外力，故竖直方向做自由落体运动，由h=gt2可得：t=；故C正确；D、小球若做自由落体时，落地速度是；而现在小球受到弹簧的弹力做功，故落地时速度一定大于；故D错误；故选：C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在某学校的一次运动会百米赛跑中，王刚同学在前7跑了50，跑到终点用时12.5，则他在百米全程的平均速度是：_______________--。参考答案：8m/s7.物体从静止开始沿直线以A=2m/s2的加速度运动了5s，则物体运动的总位移为

m，第5秒内的位移为

m。参考答案：8.已充电的平行板电容器与静电计连接,如图所示,电容器极板上的电荷量不变.当板间距离增大时，静电计指针的偏角将_________，板间电势差将_________，电容器的电容将________.（填增大，减小，或不变）参考答案：增大

增大

减小当板间距离增大时，根据电容的决定式可知电容减小，电容器极板上的电荷量不变，由电容器的定义式可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角将增大。9.（6分）如图所示，一辆质量为m的汽车，以恒定的输出功率P在倾角为θ的斜坡上沿坡匀速向上行驶，汽车受到的摩擦阻力恒为汽车重力的K倍（忽略空气阻力），则汽车的牵引力大小为

，上坡速度大小为

。

参考答案：mgsinθ+kmg；P/（mgsinθ+kmg）10.一同学在做平抛运动的实验中，只画出平抛运动的一部分，他在轨迹曲线上任意取水平位移相等的三点A,B,C,量得它们之间的水平位移x=0.2m，又量得各点间的竖直高度h1=0.1m，h2=0.2m,根据以上数据，可以求出小球抛出时的初速度v0=________.B点速度大小VB=_______(g取10m/s)参考答案：11.有A、B两个小球，在不同高度上做自由落体运动，A球下落1s后，B球开始下落，两球同时落到地面．已知B球离地面高度为20m，问A球从_________m高处下落.(g取10m/s2)参考答案：45m

解析：先求出B球下落的时间，根据h＝gt2，得t＝＝2s，故A球下落的时间是3s，下落的高度为hA＝gt＝×10×9m＝45m.12.已知地面的重力加速度为g，地球半径为R，人造地球卫星圆形运行的轨道半径为R0，

则卫星在轨道上运行的线速度为

m/s，周期为

s。参考答案：（R2g/R0)1/2

2π(R03/R2g)1/2

13.某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系实验中，不改变拉力T（即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg一定），只改变物体的质量M，得到了如下表所示的几组实验数据。其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已经打出了纸带，如图所示。打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为每打5个点标出的计数点，测量长度的单位为cm，两个计数点间还有4个点未标出。

实验次数123456小车质量（g）2003004005006001000小车加速度（m/s2）2．001．33

0．790．670．40小车质量倒数（kg-1）5．003．332．502．001．671．00

（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C点的瞬时速度vC=

m/s，O点的瞬时速度v0=

m/s，以及加速度a=

m/s2，（结果保留两位有效数字）（2）该实验开开始进行时，要先

，具体操作方法是

；只有当小车质量M与小车悬挂线通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量m大小满足

时，方可认为细线对小车的拉力T的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg。参考答案：（1）（1）vC=

0.35

m/s，v0=

0.05

m/s，a=

0.98

m/s2，（2）该实验开开始进行时，要先

①要平衡摩擦阻力f

，具体操作方法是②适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速滑动。满足

M>>m

时三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R(R为地球半径)，卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g.求：

(1)该卫星所在处的重力加速度g′；

(2)该卫星绕地球转动的角速度ω；(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔.参考答案：（1）（2）（3）【详解】(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为r=2R处,仍有万有引力等于重力mg′=，解得：g′=g/4；(2)根据万有引力提供向心力，mg=，联立可得ω=，(3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.即ω△t?ω0△t=2π解得：【点睛】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为2R处，仍有万有引力等于重力mg′=，化简可得在轨道半径为2R处的重力加速度；（2）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合黄金代换计算人造卫星绕地球转动的角速度ω；（3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空．15.（6分）某质点在恒力F作用下，F从A点沿下图中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，试分析它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线？参考答案：a解析：物体在A点的速度方向沿A点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线AB运动时，F必有垂直速度的分量，即F应指向轨迹弯曲的一侧，物体在B点时的速度沿B点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B时，若撤去此力F，则物体必沿b的方向做匀速直线运动；若使F反向，则运动轨迹应弯向F方向所指的一侧，即沿曲线a运动；若物体受力不变，则沿曲线c运动。以上分析可知，在曲线运动中，物体的运动轨迹总是弯向合力方向所指的一侧。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，甲车质量为4㎏，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为2㎏的小物体。乙车质量为8㎏，以一定的速度v乙向左运动，乙车与甲车相碰后甲车获得8m/s的速度，小物体滑到乙车上。若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，物体在乙车上表面滑行0.4s后相对乙车静止，求最初乙车的速度v乙？

参考答案：解析：以水平向左为正方向对于小物体，根据动量定理代入数据，解得（4分）对于乙车和小物体，根据动量守恒定律代入数据，解得（3分）对于甲、乙两车，根据动量守恒定律代入数据，解得（3分）17.“嫦娥一号”探月卫星的成功发射，实现了中华民族千年奔月的梦想．假若我国的航天员登上某一星球并在该星球表面上做了如下图所示的力学实验：让质量为m=1.0kg的小滑块以v0=1m/s的初速度从倾角为53°的斜面AB的顶点A滑下，到达B点后恰好能沿倾角为37°的斜面到达C点．不计滑过B点时的机械能损失，滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，测得A、C两点离B点所在水平面的高度分别为h1=1.2m，h2=0.5m．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计该星球的自转以及其他星球对它的作用．（1）求该星球表面的重力加速度g；（2）若测得该星球的半径为R=6×106m，宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动，则探测器运行的最大速度为多大？参考答案：解：（1）令该星球表面的重力加速度为g，小滑块从A到C的过程中，由动能定理得：=代入数值可解得g=6m/s2

（2）设探测器质量为m′，探测器绕该星球表面做匀速圆周运动时运行速度最大，万有引力提供圆周运动向心力得

又因为地星球表面重力和万有引力相等有

解得=6×103m/s答：（1）该星球表面的重力加速度g═6m/s2；．（2）若测得该星球的半径为R=6×106m，宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动，则探测器运行的最大速度为6000m/s．【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律．【分析】（1）对滑块进行受力分析和做功分析，根据动能定理列方程求得重力加速度；（2）根据万有引力提供向心力求解探测器的最大速度．18.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度时间图象如图a（t=0为打开伞瞬间）。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b。已知人的质量