湖南省长沙市德成学校2022-2023学年高一下学期7月期末物理试题（解析版）

长沙市德成学校2023年上期高一年级期末考试（物理）试卷问卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考好等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第Ⅰ卷选择题（共44分）一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共2分。在每小题所给的四个选项中，只有一个答案符合要求）1.关于平抛运动，下列说法中正确的是（）A.平抛运动是一种变加速运动 B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等 D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等【答案】C【解析】【详解】AB．做平抛运动的物体只受重力，故加速度恒定，运动轨迹为曲线，故平抛运动为匀加速曲线运动，故AB错误；C．由于做平抛运动的物体加速度恒定，故每秒内的速度增量相等，故C正确；D．由于做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，有x=v0t故合位移为因s与t非线性关系，则每秒位移增量不等，故D错误。故选C。2.如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且，A，B分别为两轮边缘上的点，则皮带轮运动过程中，关于A，B两点下列说法正确的是（）A.角速度之比B.角速度之比C.线速度大小之比D.在相同的时间内通过的路程之比【答案】AD【解析】【详解】ABC．A、B属于皮带传动，线速度大小相等，由知所以ω于r成反比，所以角速度之比为故A正确，BC错误；D．由于AB的线速度大小相等，所以在相同的时间内通过的路程之比应该是故D正确。故选AD。3.一汽车通过拱形桥顶点时速度为15m/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（g取）（）A.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30m/s【答案】D【解析】【详解】车对桥顶的压力为车重的，由向心力公式可得设车速为v2时汽车对桥顶没有压力，则联立解得故选D。4.假如人类发现了某星球，人类登上该星球后，进行了如下实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部，一小球恰好能做完整的圆周运动，小球在最高点时的速度为v，轨道半径为。若已测得该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】设小球的质量为m，该星球的质量为M，该星球表面的重力加速度为g，因小球恰好做完整的圆周运动，由牛顿第二定律以及向心力公式可得解得对于该星球表面质量为m′的物体，万有引力近似等于其重力，即由此可得M＝故选D。5.如下图所示是两个做圆锥摆运动的小球1，小球2，摆线跟竖直方向的夹角分别为和，两球做匀速圆周运动所在的水平面到各自悬点的距离之比为。下列有关判断正确的是（）A.两球运动周期之比为B.两球运动线速度大小之比为C.两球运动角速度大小之比为D.两球运动向心加速度大小之比为【答案】C【解析】【详解】由题可知，设1球做匀速圆周运动所在的水平面到悬点的距离为，则2球做匀速圆周运动所在的水平面到悬点的距离为，则1球做圆周运动的半径为2球做圆周运动的半径为以1球为研究对象，根据重力与绳子的拉力的合力提供向心力，可得解得同理，以2球为研究对象，可得AC．两球运动的角速度之比为根据两球的周期之比为故A错误，C正确；B．两球的线速度大小之比为故B错误；D．根据公式则两球运动向心加速度大小之比为故D错误。故选C。6.如图所示，A是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周运动；B、C是同一平面内两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。已知第一宇宙速度为v，物体A和卫星B、C的线速度大小分别为，，，周期大小分别为，，，则下列关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以根据公式C的线速度大于A的线速度。根据得可知B的线速度大于C的线速度，但均小于第一宇宙速度，故A错误，B正确；CD．卫星C为同步卫星，所以根据得得C周期大于B的周期，故CD错误。二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但选不全得3分，有选错的得0分）7.下面关于向心力的叙述中，正确的是()A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小【答案】ACD【解析】【详解】向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心，与速度垂直，所以向心力只改变速度方向，不改变速度大小，A、C、D正确.故选ACD8.下列说法符合史实的是（）A.开普勒在第谷的基础上，总结出了行星运动的规律B.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量C.牛顿建立经典力学可以解决自然界中所有的问题D.“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度明显变短【答案】AB【解析】【详解】A．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故A正确；B．万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出，故B正确；C．牛顿建立的经典力学也有其适用范围，没有那个理论能完全解决自然界中所有的问题，故C错误；D．根据爱因斯坦相对论可知，当物体的速度接近光速时，沿着运动方向的长度才明显缩短，然而“和谐号”动车组高速行驶时，速度仍达不到光速，则其车厢长度不变，故D错误。故选AB。9.如图所示，倾角为、长度为10m的光滑斜面，一质量为0.8kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑，g取，则（）A.整个过程物体机械能不守恒B.整个过程中合外力做功80JC.整个过程中重力做功的平均功率是20WD.物体滑到斜面底端时的动能40J【答案】CD【解析】【详解】AB．整个过程中只有重力做功，所以机械能守恒，重力做功合即为外力做功，则故AB错误；C．下滑过程中加速度为所需时间整个过程中重力做功的平均功率是故C正确；D．由下滑到斜面底端时的动能为故D正确。故选CD。10.如图，两个带电量分别为与的小球固定于相距为d的水平面上，另有一个质量为m，带电量为q的小球A，悬浮于空中不动，此时A离的距离为，离的距离为。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】【详解】小球A悬浮于空中，因此Q1对A排斥力与Q2对A的排斥力的合力，一定与A所受的重力等大反向，故Q1与Q2与A都带同种电荷，利用三角形的边角关系可知根据库仑定律和平衡条件，可得解得可得故选AD。第Ⅱ卷非选择题（共56分）三、填空题（本题共2小题，共12分）11.采用如下图所示的实验装置做探究平抛运动的特点的实验。（1）如图甲探究平抛运动规律，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止开始下落，可观察到两小球同时落地。改变装置距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地，说明平抛竖直分运动的特点是________。若增加小锤击打的力度，则A球在空中运动的时间________（选填“不变”“增加”或“减少”）。（2）采用图乙所示的装置获得平抛运动轨迹，关于实验条件的说法，正确的有________。A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末段必须水平C．小球每次从斜槽上不同的位置无初速度释放D．必须用平滑曲线把所有的点连接起来【答案】①.自由落体运动②.不变③.B【解析】【详解】（1）[1]用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止开始下落，可观察到两小球同时落地，改变装置距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地，实验中B球做自由落体运动，说明平抛竖直分运动的特点是自由落体运动。[2]若增加小锤击打的力度，由于下落高度不变，则A球在空中运动的时间不变。（2）[3]A．小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，所以斜槽轨道可以不光滑，故A错误；B．通过调节斜槽末端水平，为了保证小球初速度水平，做平抛运动，故B正确；C．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同初速度，故C错误；D．为了准确地描出小球运动的轨迹，用光滑曲线把轨迹点连接起来，偏差大的舍去，故D错误。故选B。12.利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…，任意两个点之间还有四个点未画出，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。（1）下列操作中，有利于减小实验误差的是_______；A.两限位孔在同一竖直线上B.先释放纸带，后接通电源C.精确测量重锤的质量（2）为验证从O到F过程中重锤的机械能是否守恒，需要计算出重锤下落过程中重力势能的减少量_______，动能的增加量_______。【答案】①.A②.③.【解析】【详解】（1）[1]A．两限位孔在同一竖直线上，可以减小纸带运动过程中所受的阻力，有利于减小实验误差，故A正确；B．由于重锤速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放纸带，故B错误；C．本实验最终验证机械能守恒定律对应的表达式时，等式左右两边的重锤质量可以消去，所以精确测量重锤的质量并不利于减小误差，故C错误。故选A；（2）[2]从打O点到打F点的过程中，重物的重力势能减少量[3]F点的瞬时速度所以动能增量四、计算题（本题共3小题，共44分）13.如图所示，一粗糙的半径为0.1m的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为的小球以4m/s的速度冲上轨道，小球从轨道口水平飞出时的速度为，g取，不及空气阻力，求：（1）落地时小球速度为多少？（2）求整个过程中阻力做的功？【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）小球从轨道口水平飞出到落地过程，根据动能定理可得解得落地时小球速度为（2）设整个过程中阻力做的功为，根据动能定理可得14.“开阳”双星是人们在1650年第一个用肉眼发现的双星。双星由两颗绕着共同中心旋转的恒星组成，即组成双星的两颗子星绕它们连线上的某点做匀速圆周运动。如图所示，已知两颗子星的质量分别为m1和m2，二者相距r，引力常量为G，求：（1）质量为m1的子星的转动半径r1；（2）质量为m2的子星的运动周期T。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）双星是同轴转动模型，其角速度相等，根据万有引力提供向心力得，对m1对m2且有联立解得（2）同时也可得到解得则可得15.如图所示，真空中有A、B两带电小球