2023北京懷柔區(qū)高一下學(xué)期期末物理試題及答案

2023北京懷柔高一（下）期末理物本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第卷（非選擇題）兩部分，第Ⅰ卷1至4頁，第Ⅱ卷4至6頁，共100分?？荚嚂r間分鐘。第Ⅰ卷（選擇題部分）一、單項選擇題（本題共16小題，每小題3分，共分，在每小題給出的四個選項中，只1.排球是大家很熟悉的一項體育運動。在國際賽事中，中國女排姑娘們憑借著團結(jié)協(xié)作、頑強拼搏的女排精神創(chuàng)造了一個又一個輝煌，極大地激發(fā)了中國人的自豪、自尊和自信。如圖所示，在排球場上發(fā)球運動員將排球斜向上擊出，排球運動一段時間后落至A點。已知排球在空中運動軌跡的最高點為0點，排球可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力的影響。關(guān)于排球運動過程中速度方向和受力方向，下列圖中正確的是（）A.C.B.D.2.紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升，若紅蠟塊在A點勻速上升的同時，使玻璃管水平向右做勻加速直線運動，則紅蠟塊實際運動的軌跡可能是圖中的（）A.直線PB.曲線QC.曲線RD.無法確定3.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力常量G。在1798年，卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置，第一次比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的值，實驗裝置如圖所示，在實驗中卡文迪許主要運用的科學(xué)研究方法是（）A.微元法B.控制變量法C.理想模型法D.微小形變放大法4.某商場設(shè)有步行樓梯和自動扶梯，步行樓梯每級的高度是0.15m，自動扶梯與水平面的夾角為30°，自動扶梯前進的速度是0.76m/s。有甲、乙兩位顧客，分別從自動扶梯和步行樓梯的起點同時上樓，甲在自動扶梯上站立不動，乙在步行樓梯上以每秒上兩個臺階的速度勻速上樓。該樓層高4.56m。正確的（）A.甲顧客先到達樓上C.甲上樓用了14sB.乙顧客先到達樓上D.乙上樓用了12s5.如圖所示，在風(fēng)力推動下，風(fēng)葉帶動發(fā)電機發(fā)電，M、N為同一個葉片上的兩點，下列說法中正確的是A.M點的線速度等于N點的線速度B.M點的角速度小于N點的角速度C.M點的向心加速度小于N點的向心加速度D.M點的周期大于N點的周期6.汽車以恒定的速率通過一圓弧形拱橋，當(dāng)它位于拱橋頂部時，下列說法正確的是(A.汽車處于超重狀態(tài))B.汽車對拱橋的壓力等于其重力C.汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用D.汽車受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力，方向指向圓弧的圓心7.世界一級方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎賽賽道單圈長5.067公里，共有23個彎道，賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是()A.是由于賽車行駛到彎道時，運動員未能及時轉(zhuǎn)動方向盤造成賽車沖出跑道的B.是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的C.是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的D.由公式F＝mω2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道8.12）豎直方向做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，這個實驗（）A.只能說明上述規(guī)律中的第（1）條C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條B.只能說明上述規(guī)律中的第（2）條D.能同時說明上述兩條規(guī)律9.若某星球的質(zhì)量和半徑均為地球的2倍，那么質(zhì)量約為50kg的宇航員在該星球上的重力是地球上重力的1A.B.412C.2倍D.4倍10.中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystemBDS）是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中有幾顆衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是由周期約為12h的衛(wèi)星群組成。則北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星與GPS導(dǎo)航衛(wèi)星相比（）A.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的角速度大B.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑小C.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大D.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小如圖所示，人造地球衛(wèi)星發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達預(yù)定軌道．先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道I；然后在A點（近地點)點火加速，衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道Ⅱ；在B點（遠地點）再次點火加速進入圓形軌道Ⅲ．下列說法正確的是（）A.軌道Ⅱ上A點的速度一定不超過第一宇宙速度B.如果圓軌道Ⅲ是地球同步衛(wèi)星軌道，則在該軌道上運行的任何衛(wèi)星，其角速度和北京“鳥巢”的角速度相同C.在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星可節(jié)省能量，所以衛(wèi)星發(fā)射場必須建在赤道上D.衛(wèi)星在圓軌道I上運行時的周期和向心加速度小于在圈軌道Ⅲ上的周期和向心加速度12.在2015年世界蹦床錦標(biāo)賽中，中國隊包攬了女子單人蹦床比賽的金牌和銀牌，對于運動員身體保持直重力勢能，下列說法中正確的是A.重力做正功，重力勢能減少B.重力做負(fù)功，重力勢能減少C.重力做負(fù)功，重力勢能增加D.重力做正功，重力勢能增加13.汽車爬坡時，駕駛員的操作是：加大油門，同時將變速器換成低速擋。加大油門是使發(fā)動機發(fā)揮最大的功率，換用低速擋是為了減速。那么，在爬坡時，減少汽車的速度是為了（）A.保證安全C.省油B.獲取更大的動力D.增大慣性14.一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離，如圖所示。假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法不正確的是（）A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C.蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)D.蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒v15.如圖所示，某人在山上將一質(zhì)量為m的石塊以初速度拋出，拋出時石塊距地面的高度為H，到達P0點時距地面的高度為hH>h）不計空氣阻力，重力加速度為g，則石塊到達P點時的動能為1A.2+212B.C.D.0+2mgH10+(H?h)2216.在較大的平直木板上相隔一定距離釘幾個釘子，將三合板彎曲成拱橋形卡入釘子內(nèi)形成拱形橋，三合板上表面事先鋪上一層牛仔布以增加摩擦，這樣玩具慣性車就可以在橋面上跑起來了。把這套系統(tǒng)放在電子秤上做實驗，如圖所示，關(guān)于實驗中電子秤的示數(shù)，下列說法正確的是()A.玩具車靜止在拱橋頂端時的示數(shù)小一些B.玩具車運動通過拱橋頂端時的示數(shù)大一些C.玩具車運動通過拱橋頂端時處于超重狀態(tài)D.玩具車運動通過拱橋頂端時速度越大(未離開拱橋)，示數(shù)越小第II卷（非選擇題共5題共52分）二、填空題（本題共1小題，每空2分，共12分）17.利用圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。已知打點計時器打點周期T=，重力加速度為g。（1）甲同學(xué)在做實驗時進行了如下操作，其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_______．．A．將打點計時器接到直流電源上．應(yīng)選體積小、質(zhì)量大的重物C．釋放紙帶前，紙帶應(yīng)保持豎直（2O點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點。測出C、h1h2h、，由此可計算出打點計時器打下D點時重物下落的瞬時速度3D、E點距起始點O的距離分別為、vD=________m/sm表示重物的質(zhì)量，在誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足表2=達式________（3）乙同學(xué)在進行數(shù)據(jù)處理時不慎將紙帶前半部分損壞，找不到起始點了，于是他利用剩余的紙帶，用（2）中方法進行數(shù)據(jù)處理并進行驗證。如圖所示，重新任選某點為O，選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、h1h2h、，用（2）中表達式進3B、C、D、E、F作為計數(shù)點，測量出C、D、E點到O點的距離分別為、行驗證。發(fā)現(xiàn)表達式左側(cè)的數(shù)值比表達式右側(cè)的數(shù)值小了很多，最可能的原因是________。2（4）丙同學(xué)設(shè)想采用另一種方法研究機械能是否守恒：在圖中的紙帶上，先分別測量出從O點到A、B、C、D、E、F點的距離h，再計算對應(yīng)B、C、D、E各點的重物速度v。請幫助丙同學(xué)在圖中畫出v像的示意圖_______，并說明如何利用該圖像判斷重物下落過程中機械能是否守恒______。2?h圖三、計算題（本題共5小題，共40分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步18.某款兒童滑梯如圖所示，其滑面可視為與水平地面夾角=37的平直斜面，滑面頂端距離地面高度h=3.0m。一質(zhì)量m20kg的兒童從滑面頂端由靜止開始下滑至底端，已知兒童與滑梯間的動摩擦因數(shù)==0.30，兒童沿滑面下滑的過程，可以看做質(zhì)點沿斜面直線運動。已知sin37=0.6，cos37=0.8，取重力加速度g=10m/s2，忽略空氣阻力的影響。求：（1）兒童下滑過程中，所受摩擦力的大小f；（2）兒童下滑的整個過程中，重力對其做的功W；（3）兒童下滑至底端時，重力的瞬時功率P。19.追尋守恒量是物理學(xué)的重要研究內(nèi)容，在高中階段我們探索守恒量時，除了實驗手段，也常借助已有hAh，質(zhì)量為mB理論來進行分析。已知重力加速度為g。如圖所示，A和B兩位置分別距離地面高度為和vv。B的物體（可視為質(zhì)點）在A和B兩位置的速度大小分別為和AEAE；B（1）以地面為參考平面，分別寫出物體在A和B兩位置的機械能和（2）利用動能定理和重力做功的特點，證明沿光滑曲面下滑的物塊在A位置的機械能與在B位置的機械能相等。20.長為L的細線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這種運動通常稱為圓錐擺運動，重力加速度為g，如圖所示。當(dāng)細線與豎直方向的夾角是α?xí)r，求：（1）線的拉力F大?。唬?）小球運動的線速度的大??；（3）若保持圓心O到O點距離h不變，改變繩長L，求小球做勻速圓周運動角速度ω與繩長L的關(guān)系。21.環(huán)保人員在一次檢查時發(fā)現(xiàn)，有一根排污管正在沿水平方向向河道內(nèi)排出大量污水，如圖所示。水流穩(wěn)定時，環(huán)保人員測出了管口中心到河面的高度H，噴出污水的水平射程為L，管口的直徑為D（D遠小于Hg。求：（1）污水從排污管噴出時初速度的大小v0；（2）污水落至河面時速度的大小v；（3）由管口至河面間空中污水的體積A。22.2020年月日，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在預(yù)定區(qū)域安全著陸，探月工程取得圓滿成功。若MR月MR，地球半徑為，月球中心與地球中心的距離為地已知月球質(zhì)量為，月球半徑為，地球質(zhì)量為月地L，引力常量為G。在以下問題的討論中，將地球、月球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮月球和地球自轉(zhuǎn)的影響。F（1）嫦娥五號帶回了月球樣品，某樣品在月球表面附近所受重力大小為月，在地球表面附近所受重力大F月F地小為，求比值的表達式。F地（2）若將月球繞地球的公轉(zhuǎn)視為一個質(zhì)點繞地球做勻速圓周運動，其公轉(zhuǎn)周期為T。a．請寫出月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度a與T之間的關(guān)系式。地=6400kmR的60地b．經(jīng)查閱資料，可知地球半徑約為，月球與地球中心的距離L約為地球半徑倍，取地球表面附近自由落體加速度g=9.8m/s2。牛頓在思考行星間的引力時，猜想“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，最終他利用“月—地檢驗”證實了自己的猜想。根據(jù)牛頓的猜想，推導(dǎo)并寫出月球受地球引力產(chǎn)生的加速度a'R地的表達式（用g、、L具體數(shù)值。參考答案第Ⅰ卷（選擇題部分）一、單項選擇題（本題共16小題，每小題3分，共分，在每小題給出的四個選項中，只1.【答案】A【詳解】AB.排球做曲線運動，其速度方向沿軌跡的切線方向，故A正確，B錯誤；CD.排球運動的過程中只受到豎直向下的重力，受力的方向始終豎直向下，故C、D錯誤。故選A。2.【答案】B【詳解】由題意可知紅蠟塊在豎直方向做勻速直線運動，若使玻璃管水平向右做勻加速直線運動，則紅蠟塊在水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，合運動為勻變速曲線運動，其速度方向與水平方向的夾角的正切值為vyvytan==vxat由上式可知θ隨t的增大而減小，而蠟塊速度方向沿軌跡切線方向，所以紅蠟塊實際運動的軌跡可能是圖中的曲線Q。故選B。3.【答案】D【分析】【詳解】在實驗中卡文迪許主要運用的科學(xué)研究方法是微小形變放大法，故D正確，ABC錯誤。故選D。4.【答案】A【詳解】由題可知，顧客乙上樓梯的豎直向上的速度為s2==t顧客甲上樓梯的豎直向上的速度為1=0.76sin30設(shè)樓梯的總高度為h，則甲到達樓上所用的時間為h1==1乙到達樓上所用的時間為ht2==2代入數(shù)據(jù)比較可知1t2故選A。5.【答案】C【詳解】ABD．由于M、N兩點的轉(zhuǎn)動的角速度相等，則周期相等，M點轉(zhuǎn)動的半徑小，根據(jù)v=rω知，M點的線速度小于N點的線速度，故ABD錯誤．C．M、N的角速度相等，M點的轉(zhuǎn)動半徑小，根據(jù)a=rω2知，M點的向心加速度小于N點的加速度，故C正確．6.【答案】D【詳解】A．汽車過拱形橋時做圓周運動，在橋的頂部時，加速度豎直向下，車處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B．汽車處于失重狀態(tài)，車對橋的壓力小于車的重力，故B錯誤；CD．汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力作用，重力與支持力的合力提供向心力，故C錯誤，D正確．【點睛】本題考查應(yīng)用物理規(guī)律分析實際生活中圓周運動問題的能力，關(guān)鍵分析向心力的來源；汽車過拱橋，做圓周運動，在最高點，合力提供向心力，受力分析時不能分析向心力．7.【答案】C【詳解】ABC．賽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時，常常在彎道上沖出跑道，因為速度較大，靜摩擦力不足以提供向心力，而發(fā)生離心運動，所以是因為運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的，故AB錯誤C正確；r2D．由F=可知，彎道半徑越小，向心力越大，越容易沖出跑道，彎道半徑越大，向心力越小，越不容易發(fā)生側(cè)滑，故D錯誤。故選C。8.【答案】B【詳解】在打擊金屬片時，兩小球同時做平拋運動與自由落體運動。結(jié)果同時落地，則說明平拋運動豎直方向是自由落體運動，平拋的水平方向沒有參照，不能分析水平方向的運動；ACD錯誤，B正確。故選B。9.【答案】B【詳解】根據(jù)G得，重力加速度R2GMg=R212因為星球質(zhì)量和半徑均為地球的2倍，則星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，所以質(zhì)量12為50kg的宇航員在該星球上的重力是地球上重力的倍．1A.，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；412B.，與結(jié)論相符，選項B正確；C.2倍，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.4倍，與結(jié)論不相符，選項D錯誤．10.【答案】C【詳解】A．地球同步衛(wèi)星的周期為24h，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)周期約為12h，根據(jù)周期與角速度的關(guān)系=T可知北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的周期大，則其角速度小，故A錯誤；B．由萬有引力提供向心力有2G=r2T2得衛(wèi)星繞地球做圓周運動的周期r3T=北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的周期大，則其軌道半徑大，故B錯誤；C．由萬有引力提供向心力有v2G=mr2r得衛(wèi)星繞地球做圓周運動的線速度GMrv=北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的軌道半徑大，則其線速度小，GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大，故C正確；D．根據(jù)a=可知北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的角速度小、線速度小，則其加速度小，GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度大，故D錯誤。故選C?！敬鸢浮緽【詳解】A、7.9km/s是第一宇宙速度，是衛(wèi)星在地面附近做勻速圓周運動所具有的線速度，由軌道I變?yōu)檐壍愧蛐柙贏點加速，做離心運動，該點的速度會大于第一宇宙速度，故A錯誤；B、如果圓軌道Ⅲ是地球同步衛(wèi)星軌道，則定位在赤道上空，因此在該軌道上運行的任何衛(wèi)星，其角速度都和在地面上靜止物體的角速度相同，故B正確；C、雖然在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星可節(jié)省能量，但是發(fā)射場并不是必須建在赤道上的，如我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心不在赤道上，故C錯誤；2Mr3D、根據(jù)G=mam=r，可得a=G，T=，軌道I的半徑小于軌道Ⅲ的半徑，則2T2r2r衛(wèi)星在軌道I上的向心加速度大于軌道Ⅲ上的向心加速度，衛(wèi)星在軌道I上的周期小于軌道Ⅲ上的周期，故D錯誤。故選B。12.【答案】A【詳解】運動員身體保持直立狀態(tài)由最高點下落至蹦床的過程中，重力方向與位移方向相同，則重力做功正功，重力勢能減少；A.重力做正功，重力勢能減少，與結(jié)論相符，選項A正確；B.重力做負(fù)功，重力勢能減少，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.重力做負(fù)功，重力勢能增加，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.重力做正功，重力勢能增加，與結(jié)論不相符，選項D錯誤．13.【答案】B【分析】【詳解】根據(jù)功率方程WP==Fvt當(dāng)汽車爬坡時，汽車重力沿斜面向下的分力成為汽車運動的阻力，阻力增大，所以汽車減小速度以獲得更大的牽引力。故選B。14.【答案】C【詳解】A．運動員到達最低點前，運動員一直向下運動，根據(jù)重力勢能的定義可知重力勢能始終減小，故A正確；B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力方向向上，而運動員向下運動，所以彈力做負(fù)功，根據(jù)彈力做功量度彈性勢能的變化關(guān)系式得彈=?p因為彈力做負(fù)功所以彈性勢能增加，故B正確；C．根據(jù)重力做功量度重力勢能的變化G=?Ep而蹦極過程中重力做功不變，所以重力勢能的改變與重力勢能零點的選取無關(guān)，故C錯誤；D．以運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，故D正確。故選C。15.【答案】D【詳解】從拋出到P點，石塊的機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律10+gH?=E22石塊到達P點時的動能1E=+mg（H?.2021A.2+，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；21202+，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；B.C.D.mgH?mgh，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；102+mg(H?h)，與結(jié)論相符，選項D正確．216.【答案】D【詳解】C．玩具車運動到最高點時，受向下的重力和向上的支持力作用，根據(jù)牛頓第二定律有v2mg－FN＝mR即v2FN＝mg－m<mgR可知玩具車此時處于失重狀態(tài)，C錯誤；ABD．玩具車靜止在拱橋頂端時，示數(shù)即總重力，運動通過拱橋頂端時，系統(tǒng)有向下的加速度(向心加速度)，支持力小于總重力，即示數(shù)小于總重力，且速度越大，向心加速度越大，示數(shù)越小，AB錯誤，D正確。故選D。第II卷（非選擇題共5題共52分）二、填空題（本題共1小題，每空2分，共12分）m(h?h)217.【答案】①.A②.2.31③.31④.表達式右側(cè)應(yīng)為從打下O點到打下D點的過程中重T2物動能的增加量，而打下O點時重物的速度不為0，表達式右側(cè)漏減了打下O點時重物的動能，導(dǎo)致右側(cè)動能的增加量偏大。⑤.⑥.計算該圖線的斜率，若圖線為一條斜率接近2g線，則可驗證重物下落過程中機械能守恒?！痉治觥浚1]打點計時器應(yīng)接到交流電源上，A錯誤。故選A。（2）[2]根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，中間時刻的瞬時速度等于這段時間對應(yīng)的平均速度，即有23?h1(32.4910?vD===T20.02[3]在誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足3?hT1m(h?h)31211mgh=2D=m()2=2222T則可認(rèn)為重物下落過程中機械能守恒。（3）[4]由題意分析可知，因為表達式右側(cè)應(yīng)為從打下O點到打下D點的過程中重物動能的增加量，而打下O點時重物的速度不為0，表達式右側(cè)漏減了打下O點時重物的動能，所以導(dǎo)致右側(cè)動能的增加量偏大。（4）[5]1=22所以重物下落過程中，圖中畫出v2?h圖像的示意圖如下圖所示[6]如果下落過程中，機械能守恒，則有11mgh=21?0222即有2gh=12?02計算該圖線的斜率，若圖線為一條斜率接近2g的直線，則可驗證重物下落過程中機械能守恒。三、計算題（本題共5小題，共40分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步18.1）48N2）600J）720W）兒童下滑過程所受摩擦力為f=N=mgcos=48N（2）兒童下滑的整個過程重力對其做的功為G=mgh=600J（3）對下滑過程，由動能定理有h1G?f=?02sin2解得v=6m/s而在底端重力的瞬時功率為P=mgvsin解得P=720W1111E=2A+mghE=2B+mgh+）B2A