2022-2023学年云南省文山州马关一中高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年云南省文山州马关一中高一（下）期末物理试卷

一、选择题（本大题共12小题，共48分）

1.图示为儿童蹦极的照片，儿童绑上安全带，在两根弹性绳的牵引下上下运动。

在儿童从最高点下降到最低点的过程中（）

A.重力对儿童做负功

B.儿童重力的功率一直增加

C.儿童重力的功率一直减小

D.儿童的重力势能减少

2.甲车和乙车从同一位置出发沿平直公路行驶，它们运动的速度-时间图象分别为如图所示的直线甲和曲线

乙，t=3s时，直线甲和曲线乙刚好相切。有关两车在0〜5s内的运动，下列说法正确的是（）

A.乙车一直做加速运动，加速度先增大后减小

B.t=1s时两车间隔距离为2nl

C.t=2s时乙车的加速度大于2m/s2

D.t=3s时甲车和乙车相距最远，最远距离大于7m

3.如图所示，=1kg,m2=2kg,瓶］和rn2之间的动摩擦因数〃i=。-2,水平面光尸

滑要使mi和之间不发生相对运动，则：F最大不得超过（设最大静摩擦力等于滑动—ImJj

摩擦力，取g=10m/s2）（）

A.2NB.4NC.6ND.8N

4.某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南恒定外力作用时，物体的运动将是（）

A.匀变速直线运动

B.匀变速曲线运动，加速度方向和大小均不变

C.非匀变速曲线运动，加速度的方向改变而大小不变

D.非匀变速曲线运动，加速度的方向和大小均改变

5.我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星-风云1号，

绕地球做匀速圆周运动的周期为12无，另一类是地球同步轨道卫星-风

云2号，运行周期为24h.下列说法正确的是（）

A.风云1号的线速度大于风云2号的线速度

B.风云1号的向心加速度小于风云2号的向心加速度

C.风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度

D.风云1号、风云2号相对地面均静止

6.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的

距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之

间的万有引力作用下，绕连线上的。点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之

间的距离为L,设质量分别用小1、加2表示，且血1：m2=5：2。则可知（）

A.m1、62做圆周运动的线速度之比为5：2

B.血1、m2做圆周运动的角速度之比为5：2

C.双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大

D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

7.如图所示，将一个大小为50N与水平方向成60。角的力F作用在一个质量为

6kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8m,g=10m/s2,下面关于物体

所受各力做功说法正确的是（）

A.力F对物体做功为400/B,摩擦力对物体做功为200/

C.重力做功为480/D.合力做功为0

8.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货

物，己知货箱的质量为HI。，货物的质量为机，货车向左做匀速直线运动，在将

货物提升到图示的位置时，货箱速度为〃时，连接货车的绳与水平方向夹角氏

不计一切摩擦，下列说法正确的是（）

A.货车的速度等于"os。B.货车运动的速度等于嘉

cost/

C.缆绳中的拉力FT等于（Tn。+m）gD,货物匀速上升

9.如图所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为。点，P为环上最高点，轻弹簧的

一端固定在P点，另一端拴接一个套在大环上质量为小的小球，小球静止，弹簧与竖直方

向的夹角。为30。，重力加速度为g,贝U（）

A.小球所受弹簧的弹力大小等于Cmg

B.小球所受弹簧的弹力大小等于mg

C.小球所受大圆环的支持力大小等于mg

D.大圆环对小球的弹力方向一定沿OQ指向圆心。

10.如图所示，a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆

周运动，则下列说法正确的是（）

A.a的加速度大于b的加速度

B.a的周期小于b的周期

C.a的线速度大于b的线速度

D.地球对a的引力小于对b的引力

11.如图所示，4、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大

静摩擦力均为重力的4倍，4的质量是2rn,B和C的质量均为m,4、B离轴距离为r,

C离轴距离为2r,若三个物体均相对圆盘静止，则（）

A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用

B.C的向心加速度最大

C.B的摩擦力最小

D.当圆盘转速增大时，C比B先滑动，4和B同时滑动

12.如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一光滑定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两

端分别连接小物块4和B。保持4的质量不变，改变B的质量m,当B的质量连续改变时，得到4的加速度a随

B的质量ni变化的图线如乙图所示。设加速度沿斜面向上的方向为正方向，空气阻力不计，重力加速度g取

9.8m/s2,斜面的倾角为。，下列说法正确的是

()

a/(m,t1)

0

甲乙

A.若。已知，可求出A的质量B.若0未知，可求出乙图中的的值

C.若。已知，可求出乙图中a2的值D.若。已知，可求出乙图中山。的值

二、非选择题(共52分)

13.某同学用图(a)所示的实验装置”验证机械能守恒定律"，图(b)是用6八50Hz的打点计时器打出的一条

无漏点的纸带，。点为重锤下落的起点，选取的计数点4、B、C、。到0点的距离在图中已标出，重力加速度

g取9.8m/s2,若重锤的质量为1kg(计算结果保留两位有效数字)，

(2)从起点0到打下B点过程中，重锤的重力势能的减小量为

(3)根据(1)、(2)计算，在误差允许范围内，从起点。到打下B点过程中，你得到的结论是。

2

(4)图(c)是根据某次实验数据绘出的三-八图象，图线不过坐标原点的原因是。

14.光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物

体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是

一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上

固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K

的挡光时间分别为“和t2.

nam-s*2

0

甲7.

(1)该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M>>/n,这样做的目的是

(2)为了计算出小车的加速度，除了测量d、ti和£2之外，还需要测量______，若上述测量

量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=；

(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系

图象.

组别1234567

M"g0.580.580.580.580.580.580.58

F/N0.100.150.200.250.300.350.40

a/m-s~20.130.170.260.340.430.510.59

(4)由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：.

15.火星探测器在距火星表面高度为九的轨道绕其飞行，该运动可看做匀速圆周运动。已知探测器飞行一周

的时间为7,火星视为半径为R的均匀球体，万有引力常量为G,求：

(1)火星的质量M；

(2)火星表面的重力加速度go

16.如图所示，两绳系一质量为nt=O.Mg的小球，上面绳长L=2m,两端都拉直时与轴lA

的夹角分别为30。与45。，问：氟

(1)球的角速度在什么范围内，两绳始终张紧？B队\

(2)当角速度为3rad/s时，上、下两绳拉力分别为多大？花\\

17.如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在

同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道

与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤

压，处于静止状态。同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最

高点4,b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为重力加速度为g。求:

(l)a球离开弹簧时的速度大小%;

(2)b球离开弹簧时的速度大小%;

(3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：4、重力方向竖直向下，儿童高度降低，所以儿童受到的重力对儿童做正功，故4错误；

BC,在儿童从最高点下降到最低点的过程中，儿童竖直方向的速度先增大后减小，故儿童重力的瞬时功率

先增加后减小，故错误；

。、在儿童从最高点下降到最低点的过程中，重力对儿童做正功，根据重力做功与重力势能的关系，可知儿

童的重力势能减少，故。正确。

故选：D。

首先，根据重力的方向和儿童高度的变化，判断重力做功情况；

其次，分析儿童从最高点下降到最低点的过程中竖直方向的速度如何变化，再结合重力方向判断重力的功

率如何变化；

最后，根据儿童从最高点下降到最低点的过程中重力的做功情况，进而判断重力势能的变化。

本题考查了瞬时功率和重力做功与重力势能的关系，解决本题的关键是熟练掌握瞬时功率的计算公式以及

力做正、负功的判断。

2.【答案】C

【解析】解：4、乙车一直做加速运动，根据u-t图象的斜率表示加速度，知乙车的加速度一直减小，故A

错误；

B、甲车做匀加速运动，且其加速度为a尹=罪=竽7n/s2=2m/s2,t=ls时两车间隔距离等于。一1s内

22

甲通过的位移大小x=vot+ja^t=(2xl+^x2xl)m=3m,故B错误；

C、由图象可知，3s前乙的加速度大于甲的加速度，故t=2s时乙车的加速度大于2m/s2,故C正确；

。、整个过程中，甲车的速度大于乙车的速度，两者间距一直在增大，故。错误。

故选：Co

v-t图象的斜率表示加速度，根据图象的斜率分析加速度的变化情况。根据图象与时间轴所围的面积表示

位移，来分析两车间隔的距离。

解决本题的关键知道速度-时间图线的物理意义，知道图线的切线斜率表示加速度，分析两车的位移关系、

速度关系。

3.【答案】C

【解析】解：拉力尸作用在物体B上时，力、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体4,有：

内僧19=m.^2

对整体，有：

Pmax=(mj+m2)a2；

由上述各式联立解得：

F2max=6/V,故48。错误，C正确。

故选：Co

物体4与B刚好不发生相对滑动的临界条件是4、B间的静摩擦力达到最大值，可以先对4或B受力分析，再

对整体受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解.

本题关键抓住恰好不滑动的临界条件，然后灵活地选择研究对象，运用牛顿第二定律列式求解.

4.【答案】B

【解析】解：物体的运动方向向西，受到的合外力方向向南，所以物体做曲线运动，因为合外力恒定，根

据牛顿第二定律可知，加速度恒定，故物体做匀变速曲线运动，故B正确。

故选：B。

当物体受到与运动方向不在同一直线上的恒力作用时，物体做匀变速曲线运动.物体的运动方向向西，受

到的合外力方向向南，力与速度方向不在同一直线上，且力为恒力，根据曲线运动的条件及牛顿第二定律

即可求解.

本题主要考查了物体做曲线运动的条件，知道加速度由合外力决定，难度不大，属于基础题.

5.【答案】A

【解析】解：4、卫星做圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力G绊=mQ=7na=m^3,解得T=

2兀/^，

风云2号周期大于风云1号周期，所以风云2号轨道半径大于风云1号轨道半径，v=叵，所以风云1号的

7r

线速度大于风云2号的线速度，故A正确；

B、a=G^,所以风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度，故B错误；

C、风云2号轨道半径大于风云1号轨道半径，所以风云1号的发射速度小于风云2号的发射速度，故C错误；

。、风云2号的周期等于地球的公转周期，相对地面静止，风云1号周期小于地球的公转周期，相对地面运动，

故。错误；

故选：A

卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，据此讨论描述圆周运动的物理量与半径的关系，再

根据半径关系求解即可.

本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论.

6.【答案】D

【解析】解：AB,双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为3,色詈=巾］32rl=

TH232r2,解得轨道半径之比等于质量的反比,丁1：丫2=^2:=2:5,根据线速度与角速度关系可知,V=5,

则加］、巾2做圆周运动的线速度之比等于轨道半径之比为2：5,故错误；

CD、根据角速度与周期的关系可知，T="，由上式可知，叫=好孕，牝=吟，则总质量：w+g=

31GT2GTL

塔，双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小；双星的质量一定，双星之间的距离越大，

GT1

其转动周期越大，故C错误，。正确。

故选：0。

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。

对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，即可进行求解。

此题考查了万有引力定律及其应用，解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同

的角速度。以及会用万有引力提供向心力进行求解。

7.【答案】D

【解析1解：4、根据功的定义式尸=Fkosa得拉力F做的功名=50xcos6(Tx8=200/,故A错误；

B、如图所示，物体受重力、支持力、拉力及摩擦力；由于物体做匀速直线运动，所以：f=Fcosa=50x

cos60°=25/V

摩擦力所做的功叫=一"=-25x8/=-2007,故B错误；

C、物块沿水平方向运动，所以质量做功为0.故C错误；

D、整个的过程中作用拉力与摩擦力做功，总功：W=Wi+02=200—200=0/.故力正确。

故选：D。

根据功的定义式F=F/cosa求解拉力尸做的功.

求得物体受到的摩擦力，再由功的公式可求得摩擦力对物体所做的功.

本题考查功的计算公式，属公式的直接应用，只需求得摩擦力代入功的公式即可求出.

8.【答案】B

【解析】解：AB,将货车的速度进行正交分解，其分解成沿着缆绳方向

与垂直缆绳方向，如图所示：

由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的

分量相等，故：v=v1Cos0,则货车运动的速度内=康，故B正确，A

错误；夕

CD,因％不变，9减小，由上式知，货箱向上运动的速度"增大，货箱和货物整体向上做加速运动，由牛顿

第二定律知缆绳中的拉力尸丁大于（巾。+m）g,故8错误；

故选：Bo

在将货物提升的过程中，由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车运动的速度沿着缆绳方向的分量

相等，根据平行四边形定则求出货车的速度表达式，结合牛顿第二定律分析即可。

本题的关键要掌握缆绳端物体速度分解的方法，知道缆绳端物体沿缆绳方向的分速度相等，推导出货箱与

货车的速度关系式，从而确定货箱的运动规律.

9.【答案】AC

【解析】解：小球受重力G、弹簧的拉力F、圆环的弹力N,圆环的弹力沿半径向外，如图所示：

弹簧的弹力F沿弹簧向上，与竖直方向成30。角，圆环的弹力N与竖直方向成60。角，由正弦定理得：』

N_F

G=mg,解得：N=mg,F-故BQ错误，AC正确。

sin30°-5171120°)

故选：AC.

对小球受力分析，根据共点力平衡，分析弹簧的弹力方向，作出正确的受力分析图，根据相似三角形分析

大圆环对小球的弹力和小球重力的大小关系，进而可以求出弹簧弹力的大小。

本题考查共点力平衡问题，对学生的受力分析能力有一定要求，要求学生通过受力分析图进行分析，难度

适中。

10.【答案】ABC

【解析】解：4、根据万有引力提供圆周运动向心力，可得：誓=ma，可得：。=署《的轨道半径小,

则a的加速度大于b的加速度。故A正确；

8、根据万有引力提供圆周运动向心力有

GMmm-47r2r

丁2rp2.

可得周期丁=2兀匹，轨道半径大的卫星匕的周期大，故8正确；

7GM

。、据堂=加包得

rzr

速度〃=可得半径小的a卫星速度大，故C正确；

D、卫星受到的万有引力：F=誓，由于两个卫星的质量未知，所以不能判断它们受到的万有引力的大小

关系。故。错误；

故选：ABC.

卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，根据半径关系分析线速度、周期、向心加速度的关系。

万有引力提供圆周运动向心力，熟练掌握万有引力和向心力的不同表达式是正确解题的关键。

11.【答案】BCD

【解析】解：4物体做匀速圆周运动，受到重力、支持力、静摩擦力作用，由三个力的合力提供向心力，向

心力不是物体实际受到的力，故A错误；

B.A,B、C三个物体的角速度相等，根据

a=ro)2

由于C的半径最大，则C的向心加速度最大，故8正确；

C.根据静摩擦力提供向心力知

2

FfA=2mrto

2

FfB—mra>

Ffc=THx2ra)2=2mr(o2

可知B的摩擦力最小，故C正确；

D根据

Rmg=mro)2

可得

r^g

co=——

Nr

C离轴距离最大，则C的临界角速度最小，当转速增大时，C先滑动，4、8离轴距离相等，临界角速度相等，

则4、B同时滑动，故。正确。

故选：BCD.

物体随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，向心力大小由物体的质量与半径决定.当圆盘转速增大时，

提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体做离心运动，开始滑动.

物体做圆周运动时，静摩擦力提供向心力.由于共轴向心力大小是由质量与半径决定；而谁先滑动是由半

径决定，原因是质量已消去.

12.【答案】BC

【解析】解：4、根据牛顿第二定律得：对B得：mg—F-ma...(T)

对4得：F—mAgsin9=mAa...②

联立得a=%篱鬻...③

若。已知，由③知，不能求出4的质量啊.故A错误。

r

n—"‘A0si九8

B、由③式变形得Q=—7^——.当m->8时，Q=Qi=g,故3正确。

m

C、由③式得，zn=0时，a=a?=—gsin®,故C正确。

。、当a=0时，由③式得，m=m0=mAsind,可知，血。不能求出。故。错误。

故选：BC.

根据牛顿第二定律得4的加速度a与B的质量m关系式，结合数学知识分析根据图象能求哪些量.

解决本题的关键是通过牛顿第二定律写出a与加的关系式，由数学变形研究图象的物理意义，这也是常用的

方法.

13.【答案】1.2；0.72；0.73；在误差允许的范围内，重物机械能守恒；开始打点时重锤有一定的速度

【解析】解：(1)利用匀变速直线运动的推论

XAC12.54—3.20

V==1.2m/s

B2T4X0,02*10-

2

而B点的动能为：Efee=imvj=ixlxl.2=0.72;

△Ek=EkB-0=0.72J

(2)重力势能减小量4Ep=mgh=1x9.8x0.074J=0.73/。

(3)在误差允许的范围内，可认为减小的重力势能等于增加的动能，故说明重物下落时机械能守恒

（4）小明用实验测得数据画出户-/i图象图线不过坐标原点，即八=0时，速度不为零，刚释放时重锤速度不

为零。

故答案为：（1）1.2；0.72；（2）0.73；

（3）在误差允许的范围内，重物机械能守恒；（4）开始打点时重锤有一定的速度。

纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打

出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的

数值。

图线不过原点，抓住八为零，速度不为零，得出图线不过原点的原因。

运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。

要注意单位的换算和有效数字的保留。

解决本题的关键知道实验的原理，以及操作中的注意事项，会通过图线特点分析图线不过原点的原因；

14.【答案】小车所受合外力大小等于（或约等于）mg；两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运

动至光电门2所用时间”）；嚷萨（或半守）；木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完

全平衡摩擦力”）

【解析】解：（1）设小车的质量为M,沙桶的质量为皿，根据牛顿第二定律得：

对zn：mg-F&=ma

对M：F拉=Ma

AZ,_mMg_mg

解得：尸F我一石正一朝

当m<<M时，即当沙桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于沙桶的总重力.

这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg.

（2）除了测量d、匕和t2之外，还需要测量两光电门之间的距离，%=4，v2=r-

C1c2

加速度的表达式为a=马@（或驾蚪）；

2xqt2xtif2

（3）如下图

(4)从上图中发现直线没过原点，当FH0时，Q=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明

小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该同学实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分.

,ains"

故答案为：(1)小车所受合外力大小等于(或约等于)mg；

0.6JU4.U4XU.U44.U

uuxu-IXM-

TT"T+I-TT"

(2)两光电门之间的距离(或“小车由光电门1运TV"T+1-TT♦»-

0.5

RRTLRTE-nt11tr

11tr-irH-ntiitr

动至光电门所用时间”)，rrr「nrrrrmrrr

2~irT「rTerETrrT「

iiIIIlli

：QIC3ID：D3Ijjic

42(诏-8)，前“d(ti-t2),,、JJ1LJLU.JJIL

JJ1LJ1U.LJL'JJJXL

2用gF戏也3

JJ1L」JLU-l_UlJJ1L

-1-44-uUX4A-4U4.U

-144-U-44.M/M-444J&J

(3)如右图；yT'4MH+TT"

RRTL

1-i-rr

nnTr

rrT「

(4)木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“未完l-I

Illi

uoD

31D：uJ

JILLxJ

I

全平衡摩擦力”).」J.U.IuIt'

0

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处

理以及注意事项.

该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.

为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高，沙桶的总重力要远小于小车的重力，可使小车

的合力近似等于沙桶总重力来测量.

对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带

等.

这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决.

15.【答案】解：(1)设火星的质量为M,火星探测器质量为m。

对火星探测器，有：G-^=m^(R+h)

解得：M=4兀2(R罗二

GT1

(2)物体在火星表面受到的重力等于万有引力，G^=mg,