山西高一下学期期末考试物理试卷附答案解析

第第页山西高一下学期期末考试物理试卷（附答案解析)学校:___________班级：___________姓名：__________考号：__________一、单选题1．下列关于曲线运动的说法中，正确的是（）A．当合力与速度共线时，物体不可能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．做曲线运动的物体可能处于平衡状态D．物体在恒力作用下不可能做曲线运动2．2022年卡塔尔足球世界杯赛场上，下列说法正确的是（）A．运动员踢出“香蕉球”，记录“香蕉球”的轨迹时，可将足球看成质点B．踢出后的足球在空中受到重力、支持力、阻力和推力C．头球射门时，足球受到的弹力源于足球的形变D．运动员将球踢出时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力3．如图所示，竖直平面内固定着一光滑的直角杆，水平杆和竖直杆上分别穿着质量mP=0.8kg和mQ=0.9kg的小球P和Q，两球用不可伸长的轻绳相连，开始时细绳水平伸直，小球Q由顶角位置O处静止释放后，当细绳与水平杆的夹角方向的夹角θ=37°时，小球P的速度为3m/s。已知两球均可视为质点，（重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）则连接P和Q的绳长为（）A．1.0m B．1.5m C．2.0m D．2.5m4．将月球视为均匀球体，由“嫦娥二号”近月环绕运动的周期及万有引力常量G可估算出A．月球的密度 B．月球的质量C．月球的半径 D．月球表面的重力加速度5．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为（）A． B． C． D．6．部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N，若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）则（）A．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为－1440JB．3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440JC．3s内，轮胎所受合力做功为1800JD．3s末，绳子拉力功率为600W7．质量为0.1kg的弹性小球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的图像如图所示，0.5s时球与水平地面相碰，离开地面时的速度为碰撞前的，设球受到空气阻力的大小恒为，重力加速度取，下列说法正确的是（）A．下降过程的平均速度大小与上升过程的平均速度大小之比为2∶1B．弹性小球受到的空气阻力的大小为0.4NC．下降过程与上升过程的加速度大小之比为2∶3D．弹性小球第一次碰撞后反弹的最大高度为0.25m8．2023年3月22日CBA常规赛战罢第38轮，山西男篮在这场关键的“卡位”赛中以119比94大胜吉林队，比赛中原帅手起刀落命中三分球。如图所示，比赛中原帅将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。若该运动员向前运动到等高的C点投篮，还要求垂直击中篮板上A点，运动员需（）A．减小抛出速度，同时增大抛射角B．增大抛出速度，同时增大抛射角C．减小抛射角，同时减小抛射速度D．减小抛射角，同时增大抛射速度9．图a中，轻弹簧竖直固定在地面上，以弹簧正上方、与上端距离为x0的O为原点，建立竖直向下的坐标系。将质量为m的小球从O点释放小球落到弹簧上并压缩弹簧，测得小球所受弹力F的大小与x的关系如图b所示。不计空气阻力，在小球向下运动的过程中（）A．到达3x0时机械能最小B．最大速度的值为C．受到弹力的最大值为2mgD．弹簧的最大弹性势能为3mgx010．如图所示，轻弹簧的下端固定在地面上，将小球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接）。用竖直向下的力F压缩弹簧，然后突然撤去力F，小球被竖直弹起且脱离弹簧后继续向上运动到最高点。小球在撤去力上升到最高点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球刚脱离弹簧时动能最大B．小球和弹簧组成的系统机械能一直增大C．小球脱离弹簧前机械能增大，脱离弹簧后机械能守恒D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直在不断增大二、多选题11．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不等，但所受筒壁的支持力大小相等D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用12．“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星使用寿命。如图所示，“轨道康复者”航天器在圆轨道1上运动，一颗能源即将耗尽的地球同步卫星在圆轨道3上运动，椭圆轨道2与圆轨道1、3分别相切于Q点和P点，则下列说法正确的是（）A．轨道3的高度是一定的，其轨道平面一定与赤道平面共面B．根据可知，“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度小于在轨道2上经过Q点时的加速度C．若“轨道康复者”要运动到轨道3上去给同步卫星补充能量，需要在Q、P两点分别点火加速才可能实现D．“轨道康复者”在三个轨道上正常运行的周期满足13．如图所示，倾角为的传送带以速率顺时针转动，其顶端B处与一平台平滑连接。一质量的货物（可视为质点）从传送带的底端A处以初速度滑上传送带，已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带A、B间的高度差为，，重力加速度g取，则（）A．货物冲不上水平台面B．货物在传送带上运动的时间为0.9sC．货物在传送带上的划痕长1.05mD．货物与传送带间因摩擦产生的热量为4.2J14．如图所示，一个质量为m的小球用质量不计的细线悬挂在O点，小球在水平拉力F的作用下，从细线竖直的最低点开始匀速率拉升至细线与竖直方向成θ角，在此过程中小球所受的空气阻力大小保持不变，则以下判断中正确的是（）A．拉力F的功率一定保持不变B．拉力F的功率一定逐渐增大C．拉力F所做的功等于小球机械能的增加量D．拉力F所做的功等于小球克服空气阻力和重力做功的总和15．如图所示，足够长的传送带以恒定速率逆时针运行，将一物体轻轻放在传送带顶端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到达传送带底端．下列说法正确的是(

)A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体做负功B．第一阶段摩擦力对物体做的功大于第一阶段物体动能的增加量C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量D．全过程物体与传送带间的摩擦生热等于从顶端到底端全过程机械能的增加量三、实验题16．如图所示，某同学想用此装置验证向心力表达式，把滑块套在水平杆上，细线一端系住滑块，另一端系在竖直杆上，细线上连有力的传感器，滑块上接有速度传感器。实验时匀速转动横杆，同时读出力传感器示数F和速度传感器示数v，要验证向心力公式（用速度来表示）表达式，本实验还需要测出的物理量有________和________；保持绳子长度不变，改变转速测出多组F和v，如果要验证向心力的表达式中F与v的关系，还可以借助用图像法来猜想表达式，如果纵坐标采用F，则横坐标应采用________（选填“v”“”或“”）。17．某实验小组利用光电门等器材验证“机械能守恒定律”。

（1）实验中，直径为d的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方固定的光电门1和光电门2，两光电门分别与数字计时器连接。小球的挡光时间分别为、，则小球通过光电门1时的速度大小为=___________，小球通过光电门2时的速度大小为=___________（用物理量的符号表示）。（2）已知当地重力加速度大小为g，为验证机械能守恒定律，实验中还一定需要测量的物理量是___________（选填选项前的字母）。A．金属小球的质量MB．金属小球下落的时间TC．两个光电门的高度差h（3）如果金属小球下落过程中的机械能守恒，应满足的关系式为___________（用题中字母表示）。四、解答题18．如图所示，AB是位于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，半径为R，OB沿竖直方向，上端A与地面的高度差为H．将质量为m的小球从A点由静止释放，小球落到地面上的C处．不计空气阻力，重力加速度为g，求：（1）小球到达B点时速度的大小（2）点C与B的水平距离．19．如图所示，光滑的水平地面与倾角为30°的足够长的光滑斜坡平滑相连，某时刻A球在斜坡底C位置，B球在A球左边相距的地方，A球以的初速度滑上斜坡，B球也以的速度向右匀速运动。两小球经过C点时速度大小不变，已知A、B两球沿斜坡上滑和下滑时加速度不变，两球加速度大小均为，方向均沿斜坡向下。问：（1）A球滑到最大位移所用时间是多少；（2）B球到达C点所用时间是多少；（3）A滑上斜坡后经过多长时间两物块相遇。20．如图所示，从A点以水平速度抛出质量的小物块P（可视为质点），当物块P运动至点时，恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道，轨道最低点与水平地面相切，点右侧水平地面某处固定挡板上连接一水平轻质弹簧。物块P与水平地面间动摩擦因数为某一定值，取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。求：（1）抛出点A距水平地面的高度；（2）若小物块P第一次压缩弹簧被弹回后恰好能回到点，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能。参考答案1．A【详解】A．当合力与速度共线时，物体做直线运动，不可能做曲线运动，选项A正确；B．物体在变力作用下不一定做曲线运动，也可能做直线运动，选项B错误；C．做曲线运动的物体速度一定变化，加速度不为零，则不可能处于平衡状态，选项C错误；D．物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如匀变速曲线运动，D错误。故选A。2．A【详解】A．运动员踢出“香蕉球”，记录“香蕉球”的轨迹时，足球的大小和形状可以忽略，可将足球看成质点，故A正确；B．踢出后的足球在空中受到重力和阻力，故B错误；C．头球射门时，足球受到的弹力源于头的形变，故C错误；D．运动员将球踢出时，脚对球的作用力等于球对脚的作用力，故D错误。故选A。3．C【详解】将小球P和Q的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度相等。则有解得两球组成的系统机械能守恒，则有绳长为联立解得故C正确，ABD错误。故选C。4．A【详解】A、研究“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，解得.由于嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行，所以r可以认为是月球半径．根据密度公式：，故A正确．B、根据A选项分析，由于不知道月球半径R，所以不能求出月球质量．故B错误．C、根据A选项分析，不能求出月球半径，故C错误．D、根据，由于不知道月球半径R，所以不能求出月球表面的重力加速度，故D错误．故选A.【点睛】研究“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式可以表示出中心体的质量．求一个物理量，我们应该把这个物理量运用物理规律用已知的物理量表示出来．5．C【详解】当汽车达到最大速度时做匀速运动，牵引力F与摩擦力Ff相等，有F＝FfP＝Fv所以可得Ff＝当速度达到时，可得F′＝则F′－Ff＝ma所以加速度为故选C。6．B【详解】A．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为选项A错误；B．3s内，绳子拉力对轮胎做功为选项B正确；C．3s内，轮胎匀速运动，则所受合力做功为0，选项C错误；D．3s末，绳子拉力功率为选项D错误。故选B。7．C【详解】A．设下降过程的末速度为v1，由题意可得上升过程的初速度大小为下降过程的平均速度为上升过程的平均速度大小为综合比较可得A错误；B．下降过程，由速度时间关系可得由牛顿第二定律可得由题图可得综合解得B错误；C．上升过程，由牛顿第二定律可得解得则有C正确；D．上升过程由速度位移关系式可得结合综合解得D错误。故选C。8．A【详解】根据题意可知，篮球垂直击中篮板上点，则逆过程就是平抛运动，竖直高度不变，水平方向位移越大，水平速度越大，抛出后落地速度越大，与水平面的夹角则越小，则该运动员向前运动到等高的C点投篮，水平位移减小，还要求垂直击中篮板上A点，则需减小抛出速度，同时增大抛射角。故选A。9．B【详解】A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时，小球的机械能最小，此时小球速度为0，则有，由弹力F的大小与x的关系可得由上几式解得所以A错误；B．当弹簧的弹力与小球的重力相有等时，小球速度最大，由动能定理则有解得所以B正确；C．由A可知当时，弹力最大有所以C错误；D．由A可知当时，弹性势能最大有所以D错误；故选B。10．C【详解】A．小球动能最大时，速度最大，加速度为零，此时弹力等于重力，即弹簧处于压缩状态，而小球刚脱离弹簧时，弹簧在原长，则小球刚脱离弹簧时动能不是最大，选项A错误；B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项B错误；C．因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球脱离弹簧前，因弹簧的弹性势能减小，则小球的机械能增大；脱离弹簧后，只有重力做功，则机械能守恒，选项C正确；D．因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球的动能先增加后减小，则小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大，选项D错误。故选C。11．BC【详解】A．汽车在最高点由牛顿第二定律有得则处于失重状态，故A错误；B．如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力提供向心力有得故增大θ，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故B正确；C．对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图所示，根据牛顿第二定律，有即两球所受合力大小相同。两小球所受合力提供圆周运动向心力有知，轨道半径大的角速度小，故A球角速度小于B球角速度，在A、B两位置所受筒壁的支持力为所以在A、B两位置所受筒壁的支持力大小相等，故C正确；D．火车转弯超过规定速度行驶时，则所需向心力变大，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。故选BC。12．ACD【详解】A．地球同步卫星相对地面静止不动，所以必须定点在赤道的正上方，轨道平面必须与赤道平面共面。故A正确；B．卫星在轨道上稳定运行时，只受万有引力作用，由牛顿第二定律得解得则卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度。故B错误；C．“轨道康复者”要运动到轨道3上去给同步卫星补充能量，需要在Q点先点火加速，使卫星做离心运动，再在远地点P加速一-次，即需要在Q、P两点分别点火加速才可能实现。故C正确；D．根据开普勒第三定律，有由图可知易知故D正确。故选ACD。13．BD【详解】AB．开始时货物加速度大小为，由牛顿第二定律得得经时间与传送带共速货物相对传送带向上的距离为共速后加速度大小为得假设能到达水平面，速度为能冲上水平台面，共速后在传送带上的时间为所以从A运动到B所用时间为0.9s，选项A错误，B正确；CD．共速后货物相对传送带向下的距离为则货物在传送带上的划痕长为货物与传送带摩擦产生的热量为故C错误，D正确。故选BD。14．BD【详解】AB．小球的受力如图由于小球做匀速率圆周运动，所以在垂直细线的合外力为零，则有拉力的功率为细线与竖直成角增大，小球所受的空气阻力大小保持不变，所以拉力的功率逐渐增大，故A错误，B正确；CD．依题意，对小球根据动能定理则有即拉力做的功与小球克服空气阻力做功之差等于小球机械能的增量，拉力做的功等于小球克服空气阻力和克服重力做功的总和，故C错误，D正确。故选BD。15．AC【详解】A．对小滑块受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，第一阶段传送带的速度大于物块的速度，所以摩擦力的方向向下，做正功；第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到达传送带底端摩擦力一直沿斜面向上，故摩擦力一直做负功，故A正确；B．根据动能定理，第一阶段合力做的功等于动能的增加量，由于重力和摩擦力都做功，故第一阶段摩擦力对物体做的功小于第一阶段物体动能的增加，故B错误；C．假定传送带速度为v，第一阶段，小滑块匀加速位移传送带位移x2=vt除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，故小滑块机械能增加量等于fx1；一对滑动摩