2022-2023学年山西省朔州市平鲁区李林中学高一下学期期末物理试题（解析版）

高一年级物理期末考试一、单选题（本大题共10小题，共30分）1.一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力为N1，在拱形路面上行驶中经过最高处时对路面的压力N2，已知这辆汽车的重力为G，则：A.N1<G B.N1>G C.N2<G D.N2=G【答案】C【解析】【详解】汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于其重力；汽车通过凸圆弧形路面顶部时，由汽车的重力和桥面的支持力的合力提供汽车的向心力，即：解得：则：根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力为A.N1<G与分析不符，故A项错误；B.N1>G与分析不符，故B项错误；C.N2<G与分析相符，故C项正确；D.N2=G与分析不符，故D项错误．2.关于行星运动定律，下列说法正确的是（）A.牛顿发现了行星运动定律B.表达式，T代表行星运动的自转周期C.表达式，k与行星有关D.行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的速率【答案】D【解析】【详解】A．开普勒发现了行星运动定律，A错误；BC．表达式中，T代表行星运动的公转周期，k与太阳有关，与行星无关，BC错误；D．根据开普勒第二定律可知行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的速率，D正确。故选D。3.如图所示，在距水平地面H和4H高度处，同时将质量相同的a、b两小球以相同的初速度水平抛出，则以下判断正确的是（）A.a、b两小球同时落地B.两小球落地速度大小相同C.a、b两小球水平位移之比为1:2D.a、b两小球水平位移之比为1:4【答案】C【解析】【详解】A．两个小球在竖直方向上做自由落体运动，所以有可得两球平抛运动的高度之比为1:4，则下落的时间之比为1:2，故A错误；B．两个小球从抛出到落地只受到重力做功，所以根据动能定理可得可得因为两球抛出时的高度不同，所以落地速度大小也不相同，故B错误；CD．根据可知两球的初速度相同，时间之比为1:2，则水平位移之比也为1:2，故C正确，D错误。故选C。4.经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是（）A.子弹的飞行 B.飞船绕地球的运行C.列车的运行 D.粒子接近光速的运动【答案】D【解析】【详解】经典力学的局限性是宏观物体及低速运动。当达到高速时，经典力学就不在适用。子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用。而粒子接近光速运动，则经典力学就不在适用。故选D。5.如图所示，质量相同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是A.两小球到达底端时速度相同B.两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同C.两小球到达底端时动能相同D.两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率等于乙小球重力做功的瞬时功率【答案】C【解析】【分析】详解】A．根据动能定理得知两物块达到底端时的速度大小相等，但是速度的方向不同，速度不同。故A错误；B．两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由WG=mgh=mgR由于质量m相同，则重力做功相同，故B错误；C．两小球到达底端时动能m不同，则动能不同，故C正确；D．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，而乙球重力做功的瞬时功率不为零，则甲球重力做功的瞬时功率小于乙球重力做功的瞬时功率，故D错误。故选C。6.如图，从空中以30m/s的初速度平抛一质量m=1kg的物体，物体在空中运动4s落地，不计空气阻力，g=10m/s2，则物体下落过程中的重力做功的平均功率和落地前瞬间重力的瞬时功率分别为（）A.400W，200W B.200W，400WC.200W，500W D.400W，500W【答案】B【解析】【详解】物体做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以物体落地瞬间竖直方向上的速度为则落地瞬间重力的瞬时功率为物体在竖直方向上的位移为则重力做功为则重力的平均功率为B正确，ACD错误。故选B。7.汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速挡是为了减速。那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了（）A.保证安全 B.获取更大的动力C.省油 D.增大惯性【答案】B【解析】【分析】【详解】根据功率方程当汽车爬坡时，汽车重力沿斜面向下的分力成为汽车运动的阻力，阻力增大，所以汽车减小速度以获得更大的牵引力。故选B。8.某同学在操场上踢足球，足球质量为，该同学将足球以速度从地面上的点踢起，最高可以到达离地面高度为的点位置，从到足球克服空气阻力做的功为，选地面为零势能的参考平面，则下列说法中正确的是（）A.足球从到机械能守恒B.该同学对足球做的功等于C.足球在点处的机械能为D.足球在点处的动能为【答案】D【解析】【详解】A．根据题意可知，运动过程中，空气阻力做功，则足球从到机械能不守恒，故A错误；B．根据题意，设该同学对足球做的功等于，由动能定理有故B错误；C．选地面为零势能面，足球在点处的机械能为故C错误；D．根据题意，由动能定理有解得故D正确。故选D。9.如图所示，假设在某次比赛中运动员从10m高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其重力的3倍，在粗略估算中，把运动员当作质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为(不计空气阻力)（）A.5m B.3m C.7m D.1m【答案】A【解析】【详解】设水深h，对运动全程运用动能定理mg(H＋h)－Ffh＝0，即mg(H＋h)＝3mgh，得h＝5m．故A正确，BCD错误．【点睛】本题是两个过程的问题，对全过程运用动能定理求解比较简便，也可以分两段进行研究．10.如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2m的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2m/s的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是（）A.杆对小球A做负功B.小球A的机械能守恒C.杆对小球B做正功D.小球B速度为零时距水平面的高度为0.15m【答案】D【解析】【详解】D．设小球的质量均为m，最后小球B上升的高度为h，对小球A、B组成的系统，根据机械能守恒定律有解得h=0.15mD正确；AB．以小球A为研究对象，由动能定理有可知可见杆对小球A做正功，则小球A的机械能增加，AB错误；C．小球A、B组成的系统机械能守恒，因小球A机械能增加，故小球B机械能减小，可知杆对小球B做负功，C错误。故选D。二、多选题（本大题共5小题，共15分，少选得2分，错选0分）11.2019年3月31日，我国成功将“天链二号01星”送入地球同步轨道．可“天宫二号”在距地面390km的轨道上运行，“天链二号01星”可为“天宫二号”与地面测控站间数据传输提供中继服务．则A.“天宫二号”的速度小于第一宇宙速度B.“天链二号01星”能一直位于“天宫二号”的正上方C.“天链二号01星”能持续不断地与“天宫二号”保持直接通讯D.“天链二号01星”的加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度【答案】AD【解析】【详解】A.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据可知，“天宫二号”的卫星半径大于地球半径，所以运行速度小于第一宇宙速度，A正确．BC.根据可知，天宫二号的角速度大，所以“天链二号01星”不能一直位于“天宫二号”的正上方，且会出现，地球位于两卫星连线的中间时刻，此时无法直接通信，BC错误．D.同步轨道上的“天链二号01星”相对地面静止，与赤道上物体具有相同的角速度，根据，“天链二号01星”的轨道半径大，所以向心加速度大，D正确．12.如图所示，一质量为的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定点处。将小球拉至A处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到点正下方点速度为，已知的竖直高度差为，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A.由到过程合力对小球做的功等于B.小球到达位置时弹簧的弹性势能为C.由A到过程小球克服弹力做功D.由A到过程小球的重力势能减少【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由A到过程重力对小球做的功等于，弹簧弹力对小球做负功，故合力对小球做的功小于mgh，A错误；B．从A到B过程由能量守恒可得故小球到达位置时弹簧的弹性势能为，B正确；C．小球克服弹簧弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加量，故由A到过程小球克服弹力做功为，C正确；D．由A到过程小球的重力势能减少mgh，不等于，D错误。故选BC。13.从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示（取地面为重力势能零点）。取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.该物体上抛的过程机械能守恒 B.物体的质量为1kgC.物体上抛的初速度为10m/s D.从地面至h=3m，物体的动能减少7.5J【答案】CD【解析】【详解】A．由图可知，该上抛过程中物体机械能减少，选项A错误；B．根据mgh=Ep根据Ep-h图像解得选项B错误；C．物体上抛瞬间Ep=0Ek=10J=解得v=10m/s选项C正确；D．根据E总=Ep+Ek可知在h=3m时Ek=2.5J，则物体动能减少了∆Ek=（10-2.5）J=7.5J选项D正确。故选CD。14.如图甲所示，一个质量为1kg的物块正在光滑的水平面上匀速运动，现给物块施加一个如图乙所示的水平力F，0-1s拉力的方向与物块运动方向相同，t=2s时拉力的瞬时功率大小为30W，则（）A.时,物块的速度大小为B.物块匀速运动时速度大小为C.内拉力做的功为D.内拉力的平均功率为0【答案】ACD【解析】【详解】A.由题意可知，t=2s时，物块的速度大小为：，故A正确；B.0-1s内，物块运动的加速度大小为：，1s-3s内物块运动的加速度大小为：a2=5m/s2，从开始到2s时的过程由速度关系得：v0+a1t1-a2t1=6m/s，解得：v0=1m/s，故B错误；C.根据动能定理，0-2s内拉力做的功为：，故C正确；D.t=3s时物块的速度大小为：v'=6m/s-5×1m/s=1m/s，根据动能定理可知0-3s内拉力做功：，因此拉力做功的平均功率为0，故D正确.15.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则卫星在各轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A.卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度B.卫星在轨道3上的P点的速度大于在轨道2上经过P点时的速度C.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D.卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道3上运动的周期【答案】ABC【解析】【详解】A．根据可得可知卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度，A正确；B．卫星从轨道2上的P点进入轨道3需要加速，故卫星在轨道3上的P点的速度大于在轨道2上经过P点时的速度，B正确；C．卫星在轨道1上经过Q点时所受的万有引力大小等于它在轨道2上经过Q点时所受的万有引力大小，所以卫星在轨道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，C正确；D．根据开普勒第三定律则卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期，D错误。故选ABC。三、实验题（本大题共2小题，每空3分，共15分）16.在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤拖着一条纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点。把重锤开始下落时打出的点标为O，然后按先后顺序依次选取三个计数点A、B、C，如图所示。通过测量得到O、A间距离为h1，O、B间距离为h2，O、C间距离为h3。已知相邻计数点间的时间间隔为T，当地重力加速度为g。从开始下落到打B点时，重锤减少的重力势能为_________，打B点时重锤的动能为_________。【答案】①.②.【解析】【详解】[1]从开始下落到打B点时，重锤重力势能的减少量[2]打B点的速度为打B点时重锤的动能为17.某实验小组利用如图所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端由静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤.回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？__________________(选填“是”或“否”)；(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有___________________；A.悬挂钩码的总质量mB.长木板的倾角θC.两传感器间的距离lD.小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：______________.(重力加速度为g)【答案】①.否②.ACD③.mgl＝M(v22－v12)【解析】【详解】第一空.小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响；第二空.第三空.根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：mgl＝Mv22−Mv12，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离l，小车的质量M，故选ACD.四、计算题18.某实验小组成员站在高处沿水平方向抛出一物体。已知抛出时物体距地面5m，物体落到地面时的水平位移为9m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求物体抛出时水平速度的大小。【答案】9m/s【解析】【分析】【详解】物体做平抛运动，水平方向x=v0t竖直方向解得19.在某质量分布均匀的星球表面离地h处静止释放一个小球，经时间t落地，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度v；（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球星球上做自由落体运动，则解得（2）设该星球的第一宇宙速度为v解得（3）当人造卫星靠近星球表面做圆周运动时，人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动有最小周期T，则20.质量为m的物体，在距地面高h处以g的加速度由静止竖直下落到地面。在此过程中，物体的重力势能和动能的变化量分别是多少？【答案】mgh，【解析】【分析】【详解】重力势能的变化量为由动能定理可知动能的变化量为21.如图所示，竖直平面内的一半径R＝0.5m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，质量m＝0.1kg的小球（可看作质点）从B点正上方H＝0.75m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出，不计空气阻力，（取g＝10m/s2）求：(1)