2023北京昌平區(qū)高一下學(xué)期期末物理試題及答案

2023北京昌平高一（下）期末物理第一部分（選擇題：共60分）一、單項選擇題。本題共20小題，每小題3分，共分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的，選出符合題目要求的一項。1.請閱讀下述文字，完成下列小題：自然界中，物體的運動是多種多樣、豐富多彩的?？梢愿鶕?jù)其運動軌跡的特點，歸入直線運動或曲線運動。曲線運動是十分常見的運動。當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。（1）做曲線運動的物體，其物理量一定變化的是（A.速率B.速度）C.加速度D.合力（2）某物體（可看做質(zhì)點）做曲線運動，下列說法正確的是（A.該物體可能不受力）B.該物體可能處于平衡狀態(tài)C.該物體加速度一定不為0D.該物體的加速度可能為0（3）下列運動屬于勻變速曲線運動的是（A.自由落體運動）B.豎直上拋運動D.勻速圓周運動C.平拋運動（4）圖中能正確描述平拋運動的水平位移與時間關(guān)系的是（）A.B.D.C.2.請閱讀下述文字，完成下列小題。如圖所示，三個質(zhì)量相同的小球，從同一高度由靜止釋放，其中a球沿豎直方向自由下落，b球沿光滑且1固定的斜面下滑，c球沿光滑且固定的圓弧下滑。不計空氣阻力。4（1）從釋放到運動至地面的過程中，a、b和c三個小球所受重力做的功分別為W、W、W）abcA.WW>WB.W<W<WabcabcC.W=W=WD.WW=Wabcabc（2）b小球從釋放到運動至地面的過程中（A.動能增加，機械能不變）B.動能減少，機械能增加C.動能增加，機械能增加D.動能減少，機械能減少（3）從釋放到運動至地面的過程中，c小球所受重力的瞬時功率（A.變小B.變大C.不變3.請閱讀下述文字，完成下列小題）D.先變大后變小2023年5月17日10時分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，是我國北斗三號工程的首顆備份衛(wèi)星，入軌并完成在軌測試后，將接入北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。這顆衛(wèi)星繞地球的運動可看作勻速圓周運動，其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi)，從地面上看，衛(wèi)星在一定高度處靜止不動。已知地球半徑為R，第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星軌道半徑為r。（1）地球自轉(zhuǎn)的周期為T，第顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的周期為T，則（）1211A.T=TB.T=T212142C.2=TD.2=2T1112（2）赤道上某點隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v，第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星運動的線速度大小為v，則為12（）RrrR2r2A.B.C.D.Rr2R2（3）關(guān)于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，下列說法正確的是（A.該衛(wèi)星可以停留在北京的上空）B.該衛(wèi)星繞地球運行時處于平衡狀態(tài)C.該衛(wèi)星的運行速度一定大于第二宇宙速度D.該衛(wèi)星的運行速度一定小于第一宇宙速度4.請閱讀下述文字，完成下列小題體育運動可以提高人們的身體素質(zhì)和生活質(zhì)量，其中，球類運動是身體和技術(shù)的結(jié)合，趣味性強，深受大家喜愛。（1）如圖所示，在某次比賽中，運動員將排球沿水平方向擊出。不計空氣阻力，以地面為參考系，排球被擊出后，在空中做（）A.平拋運動B.自由落體運動C.勻速直線運動D.勻減速直線運動（2）某同學(xué)練習(xí)定點投籃，其中有兩次籃球垂直撞擊在豎直籃板上，籃球的軌跡分別如圖中曲線1、2所示。兩次拋出的籃球在空中的運動時間為t和t，籃球撞擊籃板前的瞬時速度為v和v。不計空氣阻力，1212下列說法中正確的是（）ttv2ttv=2，1A.C.，B.D.12112t=t1ttv2，121，1=22（3）在足球場上罰任意球時，運動員有時會踢出“香蕉球”，足球會繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進入球門，足球運動軌跡如圖甲中曲線所示。運動員踢出球時，一方面使球向前運動，另一方面又使它繞軸旋轉(zhuǎn)。如圖乙所示，若球從右向左運動，并做順時旋轉(zhuǎn)，圖丙為其俯視圖。由于足球的自轉(zhuǎn)，緊貼著足球表面的一層空氣被球帶動做同一旋向的轉(zhuǎn)動。結(jié)果，造成足球A側(cè)附近空氣的流速大于B側(cè)附近空氣的流速。根據(jù)流體速度與壓強的關(guān)系可知，足球A、B兩側(cè)存在壓力差，形成方向由B指向A的力，F(xiàn)稱為馬格努斯力。根據(jù)圖甲中香蕉球的軌跡，下列說法正確的是（）A.該足球射出后順時針旋轉(zhuǎn)，且受到馬格努斯力方向指向軌跡右側(cè)B.該足球射出后順時針旋轉(zhuǎn)，且受到馬格努斯力方向指向軌跡左側(cè)C.該足球射出后逆時針旋轉(zhuǎn)，且受到馬格努斯力方向指向軌跡右側(cè)D.該足球射出后逆時針旋轉(zhuǎn)，且受到馬格努斯力方向指向軌跡左側(cè)5.請閱讀下述文字，完成下列小題如圖所示，一漏斗以一定角速度繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小物塊落入漏斗內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨漏斗一起轉(zhuǎn)動且相對漏斗內(nèi)壁靜止。重力加速度大小為g，漏斗壁傾斜角為θ。（1）若漏斗內(nèi)壁光滑，關(guān)于小物塊受力情況下列說法正確的是（A.小物塊可能只受重力的作用）B.小物塊受重力和支持力的作用C.小物塊受重力和向心力的作用D.小物塊受重力、支持力和向心力的作用（2）若漏斗內(nèi)壁光滑，小物塊隨漏斗做圓周運動的向心力（）mgA.大小為B.大小為C.大小為D.大小為，方向為豎直向下sin，方向沿漏斗內(nèi)壁向下mgcostan，方向與漏斗內(nèi)壁垂直且指向其豎直軸，方向沿水平方向且指向漏斗的豎直軸（3）若漏斗內(nèi)壁粗糙，漏斗靜止時，小物塊可以靜止在漏斗內(nèi)壁上，現(xiàn)使漏斗從靜止開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度緩慢增大，小物塊仍相對漏斗保持靜止。當角速度達到ωm時，小物塊將要與漏斗發(fā)生相對滑動。在角速度從0緩慢增大到ωm的過程中，下列說法正確的是（A.物塊所受的摩擦力隨角速度ω增大，一直增大B.物塊所受的摩擦力隨角速度ω增大，一直減小C.物塊所受的支持力隨角速度ω增大，一直增大D.物塊所受的支持力隨角速度ω增大，先減小后增大6.請閱讀下述文字，完成下列小題）圖甲為蕩秋千的情景，某同學(xué)在秋千上以固定姿勢擺動的過程可以簡化為：質(zhì)量為m的小球用細線懸于O點，小球大小可忽略不計，小球在豎直平面內(nèi)左右擺動。從A點開始運動,此時細線與豎直方向夾角為θ，到達最低點B后，擺到另一側(cè)最高點C，A點與C點等高，如圖乙所示。重力加速度大小為g，不計空氣阻力，不計秋千的質(zhì)量。（1）當秋千擺動到最低點B時，秋千對該同學(xué)的作用力（）A.等于mgB.大于mgC.小于mgD.等于零（2）該同學(xué)在蕩秋千過程中，下列說法正確的是（）A.從A運動到B的過程中，秋千對該同學(xué)的作用力做正功B.從AB的過程中，秋千對該同學(xué)的作用力做負功C.從BC的過程中，秋千對該同學(xué)的作用力做正功D.從B運動到C的過程中，秋千對該同學(xué)的作用力不做功（3）想要測量該同學(xué)擺到最低點B時的動能Ek，甲、乙、丙同學(xué)觀點如下：甲同學(xué)：需再測得秋千繩的長度l、擺到最低點時秋千對該同學(xué)的作用力T，則mvl2T?mg=求得1)Ek=(?Tl2乙同學(xué)：只需再測得秋千繩的長度，則1(?)=mgl1cosmv2Ek=2丙同學(xué)：蕩秋千的過程中，該同學(xué)體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的機械能，還需要測量這部分化學(xué)能。列說法正確的是（）A.只有甲同學(xué)的觀點是正確的B.只有乙同學(xué)的觀點是正確的C.只有丙同學(xué)的觀點是正確的D.甲、乙同學(xué)的觀點是正確的（4）若該同學(xué)到達最低點B時突然站起來，并保持站立姿勢擺到另一側(cè)的最高點D，此時細線與豎直方向夾角為θ'，其中D點和角θ'未畫出，假定人在最低點站起前后擺動速度大小不變。下列說法正確的是（）A.＜，該同學(xué)從A到D的過程中機械能不守恒B.，該同學(xué)從A到D的過程中機械能不守恒C.＞，該同學(xué)從A到D的過程中機械能守恒=，該同學(xué)從A到D的過程中機械能守恒D.第二部分（非選擇題：共40分）二、填空題。本題共3小題，每小題4分，共12分。7.用向心力演示器探究影響向心力大小的因素，儀器結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）本實驗采用的科學(xué)研究方法是________。A．微元法B．理想實驗法D．控制變量法C．等效替代法（2）某同學(xué)把兩個質(zhì)量相同的鐵球分別放在兩槽半徑相同的橫臂擋板處，依次調(diào)整塔輪上皮帶的位置，勻速轉(zhuǎn)動手柄，觀察兩個彈簧測力筒露出的標尺，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)以上操作分析，該同學(xué)探究的實驗是向心力大小與________的關(guān)系。8.某同學(xué)用數(shù)碼相機研究平拋運動，用一張畫有小方格的紙記錄小球做平拋運動的軌跡。若小球在運動途中的幾個位置如圖中A、B、C、D所示。已知，小方格邊長為l，重力加速度為g。則小球做平拋運動的初速度大小為______。小球豎直下落距離y與水平運動距離x的關(guān)系式為y=______。9.利用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。通過比較重物在某兩點間動能增加量ΔEk勢能減少量ΔEp就能驗證機械能是否守恒。實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、，測得它們到起始點O的距離分別為h、h、h。重物的質(zhì)ABC量用m表示，已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。從打O點到打B點的過程中，重物的ΔE=___________；ΔE=___________。pk三、計算論證題。本題共4小題，共28分。解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結(jié)果。有數(shù)值計算的題，結(jié)果必須明確寫出數(shù)值和單位。10.如圖所示，一質(zhì)量為m的汽車行駛在圓弧半徑為R的拱橋上．重力加速度為g．（1）當汽車到達橋頂時速度為v，求此時汽車對橋面的壓力大?。?）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時，恰好對橋面沒有壓力？在農(nóng)田旁離地一定高度處架有一水管，如圖所示。某同學(xué)測出水平管口距落點的豎直高度為h，管口的直徑為d，水落點距管口的水平距離為l。重力加速度為g。假設(shè)水從管口沿水平方向均勻流出。請估算：（1）水離開管口時的速度大小v；（2）水管排出水的流量（單位時間內(nèi)流出水的體積）Q。12.一空間探測器進入某行星的引力范圍后，繞該行星做勻速圓周運動，已知該行星的半徑為R，探測器運行軌道在其表面上空高為h處，運行周期為T，引力常量為G。求：（1）該探測器的角速度ω；（2）該行星的質(zhì)量M；（3）若在該行星表面發(fā)射一顆繞其做圓周運動的衛(wèi)星，最小的發(fā)射速度v。13.在物理學(xué)中，把做功和路徑無關(guān)的力稱為保守力，做功與路徑有關(guān)的力稱為非保守力或耗散力。保守力做功會引起相應(yīng)勢能發(fā)生變化。（1）如圖所示，物體從A點以一定的速度沖上固定的粗糙斜面，到達B點后又滑回到A點。a.請在這個過程中分析物體的受力情況、說明各個力做功情況，并指出一個耗散力。b.已知，物體質(zhì)量為m，重力加速度為g，A、B兩點距地面的高度分別為hh。若以位置A所在平面為12零勢能參考面，求小球在位置B時的重力勢能Ep。（2）萬有引力為保守力，其做功與路徑無關(guān)。取距地心無窮遠處的引力勢能為0，質(zhì)量為m的物體由于受Ep=Gm0到地球引力具有的引力勢能為，其中M為地球質(zhì)量，G為萬有引力常量。一質(zhì)量為的人r造地球衛(wèi)星在半徑為r1的軌道上做圓周運動，如圖所示，若該衛(wèi)星受到稀薄空氣阻力的作用，飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)閞2，求此過程中因空氣阻力而產(chǎn)生的熱量Q。參考答案第一部分（選擇題：共60分）一、單項選擇題。本題共20小題，每小題3分，共分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的，選出符合題目要求的一項。1.1）B（2C3）C（4）B【小問1A．做曲線運動的物體的速率大小不一定發(fā)生變化，例如勻速圓周運動，速度大小不變，速度方向發(fā)生改變，故A錯誤；B．做曲線運動的物體，速度方向沿切線方向，可知，做曲線運動的物體的速度方向在時刻發(fā)生變化，即速度一定發(fā)生變化，故B正確；D．做曲線運動的物體，所受合力不一定發(fā)生變化，例如平拋運動，物體僅受到重力作用，合力恒定不變，故D錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合上述可知，做曲線運動的物體，加速度不一定發(fā)生變化，故C錯誤。故選B?！拘?做曲線運動的物體的速度時刻發(fā)生變化，即速度的變化量不為0，根據(jù)vta=F=，可知該物體加速度一定不為0，則該物體的合力一定不為0，即該物體不可能處于平衡狀態(tài)。故選C。【小問3A．自由落體運動是勻加速直線運動，故A錯誤；B．豎直上拋運動時勻變速直線運動，故B錯誤；C．平拋運動僅僅受到重力作用，加速度恒定，則平拋運動時勻變速曲線運動，故C正確；D．勻速圓周運動的加速度大小一定，加速度方向時刻發(fā)生變化，則勻速圓周運動不是勻變速曲線運動，故D錯誤。故選C。【小問4平拋運動的水平方向做勻速直線運動，根據(jù)x=0t可知平拋運動水平方向的位移與時間關(guān)系圖像是一條過原點的傾斜直線。故選B。2.1）C（2A3）D【小問1重力做功均為G=小球初末位置高度差相等，重力做功相等。故選C。【小問2小球下滑過程中只有重力做功，也重力做正功，所以小球動能增加，機械能不變。故選A?！拘?在初始位置，小球速度為零，所以重力的瞬時功率為零，而到達底端時，速度方向與重力方向垂直，重力的瞬時功率仍然為零，所以c小球所受重力的瞬時功率應(yīng)先增大后減小。故選D。3.1）C（2A3）D【小問1第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，故衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期是相同的，即2=T1故選C?！拘?赤道上某點隨地球自轉(zhuǎn)的角速度與第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的角速度相同，由v=r得1R2rRr==故選A。【小問3A．由于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星，運行軌道與赤道平面共面，不可以停留在北京的上空，A錯誤；B．該衛(wèi)星繞地球運行時處于勻速圓周運動狀態(tài)，合力提供向心力，受力不平衡，不是平衡狀態(tài)，B錯誤；CD．由衛(wèi)星繞地球運動過程，由地球的萬有引力提供向心力mv2=r2r得衛(wèi)星的運行速度GMrv=隨著軌道半徑的增大，運行速度減小，故該衛(wèi)星的運行速度一定小于第一宇宙速度，又由于第二宇宙速度大于第一宇宙速度，故該衛(wèi)星的運行速度一定小于第二宇宙速度，C錯誤，D正確。故選D。4.1）A（2A3）A【小問1運動員將排球沿水平方向擊出，不計空氣阻力，以地面為參考系，排球被擊出后，豎直方向上受重力作用，水平方向上有初速度，故排球做平拋運動。故選A?！拘?將籃球的運動反向處理，視為平拋運動，曲線、2對應(yīng)的水平位移相等，豎直位移曲線1大于，由豎直方向運動規(guī)律可有1h=222ht=g可知1t2水平方向是勻速直線運動，水平初速度有xt0=可知12故選A。【小問3由題可知，球從右向左運動，并做順時旋轉(zhuǎn)，足球A、B兩側(cè)存在壓力差，形成方向由B指向A的力F，故F方向指向軌跡右側(cè)。故選A。5.1）B（2D（3）C【小問1小物塊隨漏斗一起做勻速圓周運動，當漏斗內(nèi)壁光滑時，小物塊受重力、支持力兩個力的作用，故ACD錯誤，B正確；故選B?！拘?小物塊隨漏斗一起做勻速圓周運動，當漏斗內(nèi)壁光滑時，小物塊受重力、支持力兩個力的作用，合力提供所需向心力，有F=F=tan向合方向沿水平方向且指向漏斗的豎直軸，故選D?！拘?AB．在角速度從0緩慢增大到m的過程中，對小物塊受力分析可知，開始時，受到的摩擦力沿斜面向上，最后沿斜面向下，故摩擦力先減小后增大，故AB錯誤；fCD．當角速度較小時，此時摩擦力沿斜面向上，在豎直方向根據(jù)共點力平衡可知Ncos+fsin=mgfNf由于角速度逐漸增大，逐漸減小，故逐漸增大。當角速度較大時，摩擦力沿斜面向下時，根據(jù)共點力平衡有Ncos?fsin=fNN隨角速度的增大，逐漸增大，故隨角速度增大而增大。綜上所述，物塊所受的支持力隨角速度ω增大，一直增大；C正確，D錯誤；故選C。6.1）B（2D（3）D（4）B【小問1在最低點，根據(jù)牛頓第二定律得v2N?mg=ml解得v2N=+mmgl故選B。【小問2AB．從A運動到B的過程中，秋千對同學(xué)的支持力的方向與同學(xué)的運動方向始終垂直，所以秋千對該同學(xué)的作用力不做功，故AB錯誤；CD．從B運動到C的過程中，秋千對同學(xué)的支持力的方向與同學(xué)的運動方向垂直，所以秋千對該同學(xué)的作用力不做功，故C錯誤，D正確。故選D?！拘?根據(jù)牛頓第二定律得mvl2T?mg=又因為1E=mv2k2解得1)EkTl=(?2再測得秋千繩的長度l、擺到最低點時秋千對該同學(xué)的作用力T，就可以測量最低點的動能，甲同學(xué)說法正確；從B點到C點，根據(jù)機械能守恒定律=(?)Ekmgl1cos只需再測得秋千繩的長度l，就可以測量最低點的動能，乙同學(xué)說法正確；人站起來后，以最低點人的重心為零勢能面，人上擺的過程中機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律=(?)Ekmgl1cos只需再測得秋千繩的長度l，就可以測量最低點的動能，不需要測量轉(zhuǎn)化為機械能的化學(xué)能，丙同學(xué)的說法是錯誤的。故選D?！拘?從A點到B點，只有重力做功，人的機械能守恒；同學(xué)到達最低點B時突然站起來，站起前后擺動速度v大小不變，動能不變，人體內(nèi)的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為人的重力勢能，重力勢能增加，人站起來的過程，機械能增加；從B點到D點，只有重力做功，機械能守恒；所以該同學(xué)從A到D的過程中機械能不守恒，機械能增加；站起前，從B點到C點，根據(jù)機械能守恒定律1mv2=mgl1?cos)2站起后，重心升高h，站起來后的機械能為1E=2+2從B點到D點，根據(jù)機械能守恒定律(?)mgl1E=解得故選B。第二部分（非選擇題：共40分）二、填空題。本題共3小題，每小題4分，共12分。7.【答案】①.D.角速度）[1]本實驗采用的科學(xué)研究方法為控制變量法，即研究向心力大小與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)保持小球的轉(zhuǎn)動半徑和轉(zhuǎn)動角速度不變。故選D（2）[2]根據(jù)題意，兩個小球質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動半徑相同，調(diào)整塔輪上皮帶的位置，從而改變小球轉(zhuǎn)動的角速度，由此可知，該同學(xué)探究的是向心力大小與角速度的關(guān)系。x28.【答案】①.2②.l【詳解】[1]小球水平方向做勻速直線運動，根據(jù)圖像可知，相鄰點跡之間的時間間隔相等，則有l(wèi)T=0豎直方向上，根據(jù)y=y=l2根據(jù)圖像可知解得0=2gl[2]小球做平拋運動，則有1x=vty=gt2，02結(jié)合上述解得x2y=l21C?A9.【答案】①.mghB②.m2T【詳解】[1]重力勢能減少量[2]動能的增加量Ep=B1E=mv2Bk2又因為C?hT