2023-2024学年辽宁省锦州市高一（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年辽宁省锦州市高一（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.下列关于机械能守恒的说法正确的是（）

A.做自由落体运动的物体，其机械能一定守恒

B.当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒

C.炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒

D.做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒

2.如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能

让笔绕其手上的某一点。做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（）

A.笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向。点

B.除了。点，笔杆上其他点的角速度大小都一样

C.笔杆上各点的线速度大小与到。点的距离成反比

D.笔杆上的点离。点越近，做圆周运动的向心加速度越大

3.2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第56颗北斗导航卫星。如

图所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动。下面说法正确的是（）

A.轨道a、c运行的两颗卫星的周期乙<%

B.轨道a、c运行的两颗卫星的速率%%

C.轨道b、c运行的两颗卫星的向心力相同

D.轨道a、b运行的两颗卫星的加速度相同

A.图甲中，汽车在水平路面上拐弯，受重力、支持力和向心力作用

B.图乙中，洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到了离心力作用

C.图丙中，火车转弯低于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用

D.图丁中，正常工作的钟表的时针与分针转动时的角速度之比为1：12

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5.把质量是小的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至4的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把

小球弹起，小球升至最高位置。（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。弹簧的质量和空气的阻

力均可忽略，以下说法正确的是（）

。…C

-B

O

W

W-A

W

W

M

7

〃

///甲/

A.在B点时，小球的动能最大

B.小球由4到C的过程中机械能守恒

C.小球和弹簧组成的系统由4到C的过程中机械能守恒

D.由a到B的过程中，小球重力势能和弹簧弹性势能之和一直减小

6.如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴。转动的圆盘，圆盘上a处放一质量

为小的菜盘，B处放一质量为力的菜盘，AO=20B,圆盘正常运转，两菜盘均视为质点且不打滑。下列

说法正确的是（）OB

A.4B两处菜盘的周期之比为2：1

8两处菜盘的线速度大小之比为1：2IIJ|||

C.A,B两处菜盘的向心加速度大小之比为4：1III

D.4B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为8：3

7.气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力，如图所示。某同学的体重为G,穿着平底布鞋时双脚竖

直着地过程中与地面的作用时间为to,受到地面的平均冲击力大小为3G。若脚着地前的速度保持不变，该

同学穿上某型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为2.5%,则该同学受到地面的平均

冲击力大小变为（）

“弹”无虚发

内置气拈

A.1.8GB,1.6GC,1.2GD,0.9G

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

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8.2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，

并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是

()

A.“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度

B.“鹊桥二号”绕月球做椭圆运动，月球位于椭圆的中心

C.“鹊桥二号”与月球的连线和月球与地球的连线在相等时间内扫过的面积是同一个定值

D.“鹊桥二号”绕月球的椭圆运动中，近月点线速度的大小大于远月点线速度的大小

9.一台起重机先以不变的牵引力尸将一质量为小的重物由静止起竖直向上提起，当起重机的输出功率达到

额定功率P后，保持该功率直到重物做匀速运动，重力加速度为g。重物在上升过程中（）

A.最大加速度等于《B.平均功率大于3

DP

C.最大速度大于提D.匀加速时间等于g（F_.g）

10.如图所示，质量为小的半圆形光滑凹槽静止放在光滑的水平面上，圆槽半径为R,一个质量为苫小球静

止在凹槽的左端最高点4处。现将小球释放，在小球第一次从a开始经最低点B运动到右侧最高点C的过程

A.在整个过程中，小球和凹槽组成的系统动量守恒

B.小球从4到B的运动过程中，先处于失重状态后处于超重状态

C.小球运动到B点时，凹槽的速度大小为2•

D.当小球运动到C点时，凹槽相对地面走过的路程为竽

三、实验题：本大题共2小题，共14分。

11.某研究小组利用如图（甲）所示的D/S实验装置进行验证机械能守恒定律实验，得到了如图（乙）所示的实

验图像，其中重力势能变化图像应该是=（选/、B或者C）,观察图线（4）,可发现随着摆锤高度的

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下降，能量值略有减少，造成这一现象的原因可能是

图线显示区

（甲）（乙）

12.某同学利用如图甲所示装置验证动量守恒定律，实验步骤如下:

（1）气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块B上固定一竖直遮光条，用游标卡尺测得遮光条的宽度d,接

通气源后，将滑块B轻放在导轨上，给其一初速度，若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则可

通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度（“升高”或“降低”），直到使轻推后的滑块

B通过光电门1的时间（填“大于”“小于”或“等于"）通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫

导轨上近似做运动。

（2）滑块4的右端、滑块B的左端均装有粘扣（如图乙所示），用天平测出滑块做含粘扣）的总质量机1和滑块8（

含粘扣和遮光条）的总质量瓶2,将滑块力静置于两光电门之间，滑块B静置于光电门2右侧，推一下滑块B,

使其获得水平向左的速度，测得滑块B经过光电门2的挡光时间为a1，滑块B和滑块4碰后粘在一起向左运

动，经过光电门1记录的挡光时间为4t2。用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是

（用题给字母表示）-

乙

（3）碰撞过程损失的机械能表达式为4E=（用题给字母表示）。

四、计算题：本大题共3小题，共40分。

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13.中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技

术。如图所示，其发射过程简化如下：质量为小的飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送

入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船通过变轨进入预定圆轨道。已知：点P距地面的高度为八，

飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,地球表面重力加速度为g,地球半径为R。求：

(1)飞船从Q点到P点速度大小的变化情况；

(2)飞船经过椭圆轨道近地点P时的地球引力大小；

(3)Q点距地面的高度。

预定圆轨道

14.一质量爪=3的的物体在合力F的作用下由静止开始沿直线运动，尸随时间t变化的图像如图所示。求:

(1)第3s末合力的瞬时功率：

(2)第3s末至第6s末合力对物体的冲量大小；

(3)第4.5s末物体的速度大小。

15.如图所示，质量均为机=2的的小物块力、B通过一压缩轻弹簧锁定在一起，静止于光滑平台上，解除

锁定后，4B在弹簧弹力作用下以相等的速率与弹簧分离。4分离后向左运动，滑上半径R=0.5m的光滑

半圆轨道并恰能通过最高点，B分离后向右运动，滑上静止在水平面上长L=16、质量M=8kg的长木

板，长木板上表面与平台等高、下表面光滑，物块与木板之间的动摩擦因数〃=0.5,取g=10m/s2。

(1)求2滑上光滑半圆轨道最高点的速率是多大？B与弹簧分离时的速率是多少？

(2)判断4、8两物体与弹簧组成的系统，在相互作用的过程中机械能是否守恒？以及弹簧锁定时的弹性势

能Ep；

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(3)通过计算判断物块是否能滑离长木板？求出8在长木板上滑动过程中产生的内能Q。

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答案解析

1.A

【解析】4做自由落体运动的物体，只有重力做功，则其机械能一定守恒，选项/正确；

区有其他外力作用，合外力为零时，机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，选项3错误；

C炮弹在空中爆炸后，由于火药放出能量，则机械能会增加，选项C错误；

D做匀速圆周运动的物体，动能不变，但是重力势能可能变化，则其机械能不一定守恒，选项。错误。

故选N。

2.5

【解析】解：

/、笔杆上各点绕。点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，故/错误；

8、笔杆上的各个点都做同轴转动，除。点不转动外，其它点的角速度是相等的，故8正确；

C、笔杆上的各个点角速度相等，根据U可知，笔杆上各点的线速度大小与到。点的距离成正比，故

C错误；

笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，根据向心加速度的公式a=r/2,可知离。点越

近，向心加速度越小，故。错误。

故选瓦

分析：笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，根据线速度〃=3乙可知线速度与半径关

系，由向心力的公式a=「32可知加速度的关系。

考查圆周运动各物理量的基本关系。在解题时，要善于发现隐藏条件，得到基本条件后才能以此为据，推

断其它关系。

3.B

【解析】4根据万有引力提供向心力可得

GMm4兀2

~^二mr号

解得

T=丽2r3

_JGM

由图可知

ra>rc

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则

Ta>Tb

故/错误;

2.根据万有引力提供向心力可得

GMmv2

—5—=

丁乙m—丁

解得

T

由图可知

ra>rc

则

故8正确；

C由于不知道轨道6、c运行的两颗卫星的质量关系，所以无法比较向心力的大小关系，且轨道氏c运行的

两颗卫星的向心力方向不同，故C错误；

。根据万有引力提供向心力可得

GMm

——5—=

丫乙ma

解得

GM

=­y

CL丁/

由图可知

ra=rb

则轨道a、6运行的两颗卫星的加速度大小相等，但方向不同，故。错误。

故选Bo

4.D

【解析】4图甲中，汽车在水平路面上拐弯，受重力、支持力和摩擦力作用，其中摩擦力提供做圆周运动

的向心力，选项/错误；

民图乙中，洗衣机脱水时，当水滴的附着力不足以提供做圆周运动的向心力时水滴将做离心运动被甩出，

并不是被甩出去的水滴受到了离心力作用，选项2错误；

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C图丙中，火车转弯高于规定速度行驶时，轨道的支持力和重力的合力不足以提供做圆周运动的向心力

时，火车有做离心运动的趋势，此时外轨对轮缘会有挤压作用，选项C错误；

D图丁中，根据

2兀

可知，正常工作的钟表的时针与分针转动时的角速度之比为

3时T分601

3分T时12X6012

选项D正确。

故选。。

5.C

【解析】4小球从4到8运动的过程中，开始时弹力大于重力，则小球加速度向上，速度增加；随弹力减

小，则加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大，以后弹力小于重力，加速度向下，小

球减速运动，则从4到B小球的动能先增加后减小，故/错误；

2.小球由4到C的过程中除了重力做功之外还有弹簧弹力做功，所以小球机械能不守恒，故2错误；

C小球和弹簧组成的系统由4到C的过程中只有重力和弹力做功，则机械能守恒，故C正确；

D小球和弹簧组成的系统由4到B的过程中只有重力和弹力做功，则机械能守恒，由4选项分析可知，从4

到B小球的动能先增加后减小，所以小球重力势能和弹簧弹性势能之和先减小后增加，故。错误。

故选C。

6.D

【解析】44、B两处菜盘绕同轴转动，则周期相等，即周期之比为1：1,选项/错误；

以根据

v=a)r

可得，尔B两处菜盘的线速度大小之比为2：1,选项8错误；

C根据

a-a)2r

可得，2、B两处菜盘的向心加速度大小之比2：1,选项C错误；

D根据

f=ma

可知，因

mA-.mB=4:3

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a^,.aB=2:1

则4B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为8：3,选项。正确。

故选。。

7.4

【解析】【分析】

本题主要考查动量定理的应用。

规定正方向，穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中和穿上气垫鞋时双脚竖直着地过程中，分别根据动量定

理列方程，联立即可求得穿上气垫鞋时，该同学受到地面的平均冲击力大小。

【解答】

设脚着地瞬间的速度大小为分取竖直向上为正，穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中，

根据动量定理(F—G)"0=0—(―小①，其中尸=3G,穿上气垫鞋时双脚竖直着地过程中，

根据动量定理有(F'-G)-2.5to=O-(-mv),解得F=1.8G,故/正确，B、C、D错误。

故选N。

8.AD

【解析】4若过远月点做月球的圆轨道，则根据

Mmv2

G—~m—

可得

,,IGM

v=___

Yr

可知在该轨道上的速度小于月球的第一宇宙速度；而从椭圆轨道的远月点需要加速才能进入该圆轨道，可

知“鹊桥二号”在椭圆轨道远月点的运行速度小于在该圆轨道上的速度，也小于月球第一宇宙速度，选项

A正确；

8.根据开普勒第一定律，“鹊桥二号”绕月球做椭圆运动，月球位于椭圆的焦点位置，选项8错误；

C“鹊桥二号”绕月球运动与月球绕地球运动的轨道和中心天体都不同，可知“鹊桥二号”与月球的连线

和月球与地球的连线在相等时间内扫过的面积不是同一个定值，选项C错误；

D根据开普勒第二定律，“鹊桥二号”绕月球的椭圆运动中，近月点线速度的大小大于远月点线速度的大

小，选项。正确。

故选

9.BC

【解析】4开始时货物做匀加速运动，当达到最大功率后，随速度的增加牵引力逐渐减小，则加速度

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P

F-mgy-m9

a=--------=----------

mm

逐渐减小，则最大加速度

F—mg

a=--------

m

选项4错误；

A开始时货物做匀加速运动，则功率

P=Fv=Fat

即功率与时间成正比，此过程中的平均功率等于专，以后功率保持P不变，则整个过程中的平均功率大于

P

万，选项5正确；

C当牵引力等于重力时加速度为零，速度最大，则最大速度

PP

选项C正确；

D匀加速能达到的最大速度

P

v=—

F

匀加速的时间

_v_mP_PP

F(F-mg)~一♦；一〃(Jng)<g(F-mg)

p

即匀加速时间小于g(ig)，选项D错误。

故选BCo

10.BD

【解析】4小球初速度为0,小球运动到最低点速度沿水平方向，小球在最低点时竖直分速度为0,可知小

球在由静止释放运动到第一次最低点B过程，竖直方向先加速后减速，即存在失重与超重，可知，小球在

运动过程中，系统所受外力的合力不为0,即在整个过程中，小球和凹槽组成的系统动量不守恒，故/错

误；

2.结合上述，可知小球在由静止释放运动到第一次最低点B过程，竖直方向先加速后减速，竖直方向的加

速度方向先向下后向上，即小球从4到8的运动过程中，先处于失重状态后处于超重状态，故8正确；

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C小球和凹槽组成的系统水平方向所受外力的合力为0,系统水平方向的动量守恒，则小球运动到B点时,

对系统有

=0,7gR=--yvj+57ng

解得

%=2浮吃=苦

即小球运动到B点时，凹槽的速度大小为腭，故C错误；

。结合上述，小球和凹槽组成的系统水平方向的动量守恒，根据动量守恒位移表达式有

m

—x1—mx2=0

其中

+%2=2R

解得

2R

久2=手

故。正确。

故选3D。

11.C;摆锤在下降的过程中要克服空气阻力做功。

【解析】【分析】本题为验证机械能守恒的实验，重力势能公式为4=巾9八，可见同一个物体高度越低,

则重力势能越小。

由于存在空气阻力做负功，所以摆锤的机械能会减少。

【解答】势能随高度下降而线性减小，所以势能变化的图像应该是。

摆锤在下降的过程中要克服空气阻力做功。

12.(1)降低等于匀速

⑵,、耒血2=7711+他2

4七2

⑶小与萧-制言

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【解析】(1)若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，即经过光电门1的速度较小，导轨左端过高，

则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度降低，直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间等

于通过光电门2的时间，即说明滑块2在气垫导轨上近似做匀速运动。

(2)滑块B经过光电门2的速度为以=看

滑块48—起经过光电门1的速度为也=选

则要验证的关系式为爪2%=O1+爪2)。2

即加22=(加+小2*

gpm2mi+m2

(3)碰撞过程损失的机械能表达式为4E=|mp2-lr72m2mi+m2

2T（旖一遍）

13.(1)飞船从Q点到P点过程，飞船所受万有引力方向与速度方向夹角为锐角，飞船做加速运动，可知,

飞船从Q点到尸点过程中，速度变大。

(2)飞船经过近地点尸时，根据万有引力公式有

厅_GMm

.万=(R+九)2

在地球表面有

GMm

-^T=m9

解得

mgR2

.万=(R+研

(3)飞船在预定圆轨道上，由万有引力提供向心力，则有

GMm4TT2

(R+H)2=m*(R+")

其中周期为

t

T=-

n

结合上述解得Q点距地面的高度

H=3那2仔一口

J4ji2n2

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【解析】详细解答和解析过程见【答案】

14.(1)。〜3s内加速度

p2

a=——=—m/s2

m3

3s末速度大小

—at=2m/s

联立解得第3s末合力的瞬时功率

P=F1v1=4W

(2)FT图像的面积等于力的冲量，则由3s〜6s图像面积可得，第3s末至第6s末合力对物体的冲量大小

1

I=—x3x2N・s=3N-s

(3)由图像可得