2023北京匯文中學(xué)高一下學(xué)期期末物理試題及答案

2023北京匯文中學(xué)高一（下）期末物理（選考）一、單選題1.關(guān)于物體運動情況的描述，以下說法不正確的是（A.當(dāng)物體做曲線運動時，所受的合外力一定不為零B.平拋運動是加速度不變的運動）C.勻速圓周運動是速度不變的運動D.當(dāng)物體速度為零時，加速度可能不為零2.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著一個紙箱A，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，紙箱相對轉(zhuǎn)臺靜止。關(guān)于這種情況下紙箱A的受力情況，下列說法正確的是（）A.受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力B.受重力、臺面的支持力和靜摩擦力C.受重力和臺面的支持力D.受重力、臺面的支持力和向心力3.我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星經(jīng)過多次加速、變軌后，最終成功進入環(huán)月工作軌道．如圖所示，衛(wèi)星既可以在離月球比較近的圓軌道a上運動，也可以在離月球比較遠的圓軌道b上運動．下列說法正確的是A.衛(wèi)星在a上運行的線速度小于在b上運行的線速度B.衛(wèi)星在a上運行的周期大于在b上運行的周期C.衛(wèi)星在a上運行的角速度小于在b上運行的角速度D.衛(wèi)星在a上運行時受到的萬有引力大于在b上運行時的萬有引力4.如圖是向心力演示儀的示意圖，用以探究物體做圓周運動向心力大小的影響因素。兩個塔輪為傳動皮帶提供了三個檔位：轉(zhuǎn)速比分別是11、1：2和：3?，F(xiàn)在要用控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要把質(zhì)量比為1：2的兩個球分別放在演示儀上合適的位置并選取適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速比，下列正確的是（）A.球分別放在位置A1B，轉(zhuǎn)速比選1：3檔位B.球分別放在位置AA，轉(zhuǎn)速比選1：1檔位12C.球分別放在位置AA，轉(zhuǎn)速比選1：2檔位12D.球分別放在位置A1B，轉(zhuǎn)速比選1：1檔位5.如圖所示，在注滿清水的豎直密封玻璃管中，紅蠟塊R正以較小的速度v0沿y軸勻速上浮，與此同時玻璃管沿水平x軸正方向做勻速直線運動。從紅蠟塊通過坐標(biāo)原點O開始計時，直至蠟塊運動到玻璃管頂端為止。在此過程中，下列說法正確的是（）A.紅蠟塊做勻速直線運動B.紅蠟塊做變速曲線運動C.紅蠟塊的速度與時間成正比D.僅增大玻璃管運動的速度，紅蠟塊將更快運動到頂端6.如下圖，從空中以3m/s的初速度平拋一質(zhì)量m=2kg的物體，物體在空中運動0.4s落地，不計空氣阻力，（g=10m/s2，則物體下落過程中的重力做功的平均功率和落地前瞬間重力的瞬時功率分別為）A.50W，100WB.40W，100WC.50W，D.40W，7.汽車在平直公路上行駛，它受到的阻力大小不變，若發(fā)動機的功率保持恒定，汽車在加速行駛的過程中，它的牽引力F和加速度a的變化情況是（A.F逐漸減小，a逐漸增大）B.F逐漸減小，a也逐漸減小C.F逐漸增大，a逐漸減小D.F逐漸增大，a也逐漸增大8.一物體沿半圓形滑梯的圓心等高位置A以沿切線方向的初速度釋放，圓的半徑為R，假設(shè)摩擦力大小恒定為f，從A運動到B的過程，下面說法正確的是（）A.重力對物體做功為2B.重力對物體做功的瞬時功率先增大后減小D.支持力對物體先做正功后做負(fù)功RfC.摩擦力對物體做功為9.如圖所示，“嫦娥三號”從M點進入環(huán)月圓軌道I，運行4天后再從M點進入橢圓軌道Ⅱ，N為橢圓軌道Ⅱ的近月點(可視為緊貼月球表面)，則“嫦娥三號”（）A.在兩軌道上運行的周期相同B.在兩軌道上運行的機械能相同C.在N點的速度大于月球的第一宇宙速度D.從N到M的過程機械能不斷增加10.某同學(xué)將手中的彈簧筆豎直向下按壓在水平桌面上，如圖所示，當(dāng)他突然松手后彈簧筆將豎直向上彈起，其上升過程中的Ekh圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（）A.彈簧原長為h1B.彈簧最大彈性勢能大小為EkmC.O到h3之間彈簧的彈力先增加再減小D.h到h之間彈簧筆的彈性勢能和動能之和減小12二、計算題如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點銜接，導(dǎo)軌半徑為R，一個質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s至A處。小球從A處由靜止釋放被彈開后，經(jīng)過B點進入軌道的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能沿軌道運動到C點，求：vC（1）小球在最高點C的速度；（2）小球在最低點B的速度vB；（3）釋放小球前彈簧的彈性勢能；（4）小球由B到C克服阻力做的功。12.如圖所示，傳送帶在電動機的帶動下保持2m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.5kg的物體（可視為=質(zhì)點）輕放在傳送帶的a點，設(shè)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)10m/s2，物體從a點運動到b點，求：，a、b間的距離L=3m，g取（1）通過計算分析，物體到達b點前速度能否達到2m/s；（2）物體從a運動到b點所經(jīng)歷的時間；（3）物體相對傳送帶移動的距離；（4）如果電動機的工作效率為80%，傳送帶為傳送此物體至少需要多消耗多少電能。能力測試三、單選題13.如圖所示為某彈簧振子在0~5s內(nèi)的振動圖象，由圖可知，下列說法中正確的是（）A.振動周期為2s，振幅為16cmB.第2s末，振子的加速度為正向最大值D.從第1s2s末，振子在做加速運動C.第3s末，振子的速度為零，機械能最小14.在如圖所示的xOy坐標(biāo)系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點代表繩上的質(zhì)點，相鄰質(zhì)點的間距3Pt=T為a。tx=0處的質(zhì)點開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運動。時的波形如圖所示。04下列說法正確的是（）3A.t=T時，質(zhì)點P的速度最大443B.t=T時，質(zhì)點P和P速度相同354PC.t時，質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運動0aD.該列繩波的波速為T15.隨著科幻電影《流浪地球》的熱映，“引力彈弓效應(yīng)”進入了公眾的視野?！耙椆?yīng)”是指在太空運動的探測器，借助行星的引力來改變自己的速度。為了分析這個過程，可以提出以下兩種模式：探測器分別從行星運動的反方向或同方向接近行星，分別因相互作用改變了速度。如圖所示，以太陽為參考系，設(shè)行星運動的速度為u，探測器的初速度大小為v0，在圖示的兩種情況下，探測器在遠離行星后速度大小分別為v和v。探測器和行星雖然沒有發(fā)生直接的碰撞，但是在行星的運動方向上，其運動規(guī)律可以12與兩個質(zhì)量不同的鋼球在同一條直線上發(fā)生的彈性碰撞規(guī)律作類比。那么下列判斷中正確的是（）A.v1>0B.1=v0C.2>v0D.v2v016.如圖所示，足夠長的小平板車B的質(zhì)量為，以水平速度v0向右在光滑水平面上運動，與此同時，質(zhì)量為m的小物體A從車的右端以水平速度v0沿車的粗糙上表面向左運動。若物體與車面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，則在足夠長的時間內(nèi)（）20mg(M+)2A.若M>mA相對地面向左的最大位移是0mg2B.若<m，平板車B相對地面向右的最大位移是C.無論M與m的大小關(guān)系如何，摩擦力對平板車的沖量均為mv020mg(M+)D.無論M與m的大小關(guān)系如何，摩擦力的作用時間均為四、實驗題17.用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。（1）組裝單擺時，應(yīng)在下到器材中選用________A.長度為左右的細(xì)線C.直徑為1.8cm的塑料球長度為30cm左右的細(xì)線D.直徑為1.8cm的鋼球（2）某同學(xué)準(zhǔn)備好相關(guān)實驗器材后，讓小球靜止懸掛，把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，待穩(wěn)定后應(yīng)由________（選填“釋放點”或“平衡位置”）開始計時；（3）測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g=________（用L、n、t（4）用多組實驗數(shù)據(jù)作出T2?L圖象，也可以求出重力加速度g。已知三位同學(xué)作出的T?L圖線的示意2圖如圖中的、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線bg值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b，下列分析正確的是________A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為次C.圖線cg值小于圖線bg值18.用如圖1所示的裝置，來完成“驗證動量守恒定律”的實驗。實驗中使用的小球1和2半徑相等，用天m1m21m，且。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指2平測得質(zhì)量分別為、的位置O。先不放小球，使小球1從斜槽上某一點S由靜止?jié)L下，落到水平地面P點。再把小球2靜置于斜槽軌道末端，讓小球1仍從S處由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后分別落在復(fù)寫紙上，在白紙上留下各自落點的痕跡。實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測量小球做平拋運動的射程來解決這個問題。確定碰撞前后落點的位置P、M、，用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON。（1）本實驗必須滿足的條件是_________。A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端必須是水平的C.小球1每次必須從同一高度由靜止釋放（2）若兩球相碰前后的動量守恒，實驗中的測量量應(yīng)滿足的關(guān)系式為：_________。（3）在上述實驗中換用不同材質(zhì)的小球，其它條件不變，可以改變小球的落點位置。如圖2所示的三幅圖中，可能正確的落點分布是_________。五、計算題19.動能定理和動量定理不僅適用于質(zhì)點在恒力作用下的運動，也適用于質(zhì)點在變力作用下的運動，這時兩個定理表達式中的力均指平均力，但兩個定理中的平均力的含義不同，在動量定理中的平均力F1力對時間的平均值，動能定理中的平均力F2是合力指對位移的平均值。(1)質(zhì)量為1.0kg的物塊，受變力作用下由靜止開始沿直線運動，在2.0s的時間內(nèi)運動了2.5m的位移，速度達到了2.0m/s．分別應(yīng)用動量定理和動能定理求出平均力F和F的值。12(2)如圖1所示，質(zhì)量為m的物塊，在外力作用下沿直線運動，速度由0變化到v時，經(jīng)歷的時間為t，發(fā)生的位移為。分析說明物體的平均速度v與v、v滿足什么條件時，F(xiàn)和F是相等的。012(3)質(zhì)量為m的物塊，在如圖2所示的合力作用下，以某一初速度沿x軸運動，當(dāng)由位置x=0運動至x=A處mk時，速度恰好為0，此過程中經(jīng)歷的時間為t=，求此過程中物塊所受合力對時間t的平均值。220.擺動是生活中常見的運動形式，秋千、鐘擺的運動都是我們熟悉的擺動。擺的形狀各異，卻遵循著相似的規(guī)律。（1）如圖1所示，一個擺的擺長為L，小球質(zhì)量為m，拉起小球使擺線與豎直方向夾角為時將小球由靜止釋放，忽略空氣阻力。a．求小球運動到最低點時繩對球的拉力的大小F。b．如圖2所示，當(dāng)小球運動到擺線與豎直方向夾角為（）時，求此時小球的角速度大小。1L（2）如圖3所示，長為L的輕桿，一端可繞固定在O點的光滑軸承在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，在距O點為和2mL處分別固定一個質(zhì)量為、可看作質(zhì)點的小球，忽略輕桿的質(zhì)量和空氣阻力。a．將桿與小球組成的系統(tǒng)拉到與豎直方向成角的位置由靜止釋放，當(dāng)系統(tǒng)向下運動到與豎直方向夾角為）時，求此時系統(tǒng)的角速度大小。2（Lg較小，系統(tǒng)的運動可看作簡諧運動，對比和的表達式，參照單擺的周期公式T=，b．若21寫出此系統(tǒng)做簡諧運動的周期的表達式，并說明依據(jù)。參考答案一、單選題1.【答案】C【詳解】A．當(dāng)物體做曲線運動時，速度在變化，即有加速度，所以合外力一定不為零，A正確；B．平拋運動是只受到重力的運動，加速度不變?yōu)橹亓铀俣?，B正確；C．勻速圓周運動的速度大小不變，但是方向在時刻變化，C錯誤；D．當(dāng)物體速度為零時，加速度可能不為零；比如豎直上拋的物體到達最高點時速度為零，此時加速度為重力加速度，D正確。本題選錯誤的，故選。2.【答案】B【詳解】當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，紙箱相對轉(zhuǎn)臺靜止，所以紙箱A受重力、臺面的支持力和靜摩擦力，其中靜摩擦力提供紙箱隨轉(zhuǎn)臺一起做圓周運動的向心力，向心力是效果力，是一種力或幾種力的合力，不是某種性質(zhì)的力，因此ACD錯誤，B正確。故選B。3.【答案】DGM【詳解】A．由vB．由T==，可知衛(wèi)星在a上運行的線速度大于在b上運行的線速度，選項A錯誤；rr3，可知衛(wèi)星在a上運行的周期小于在b上運行的周期，選項B錯誤；C．由=，衛(wèi)星在a上運行的角速度大于在b上運行的角速度，選項C錯誤；r3D．根據(jù)F=G可知，衛(wèi)星在a上運行時受到的萬有引力大于在b上運行時的萬有引力，選項D正r2確。故選D。4.【答案】D【詳解】控制變量法探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制半徑和轉(zhuǎn)動的角速度一定，長槽上A1擋板距左轉(zhuǎn)軸的距離與短槽上B擋板距右轉(zhuǎn)軸的距離相等，則球分別放在位置A1、B，轉(zhuǎn)速比應(yīng)該是11，即傳動選1：1故選D。5.【答案】A【分析】【詳解】AB．兩個勻速直線運動的合運動還是勻速直線運動，則紅蠟塊做勻速直線運動，所以A正確；B錯誤；C．紅蠟塊做勻速直線運動，紅蠟塊的速度保持不變，所以C錯誤；D．根據(jù)運動的獨立性原理，水平方向的運動不會影響豎直方向的運動，則僅增大玻璃管運動的速度，紅蠟塊運動到頂端的時間不變，所以D錯誤；故選A。6.【答案】D【分析】【詳解】物體下落的豎直高度11h=gt2=100.4222重力做功的平均功率200.8P==t0.4落地前瞬間重力的瞬時功率P=mgvy=mg2t=2100.4W=80W2故選D。7.【答案】B【詳解】汽車加速行駛，根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系：PvF=發(fā)動機的功率保持恒定，故牽引力隨汽車速度增大而減小，而根據(jù)牛頓第二定律可知：F?fa=m隨牽引力減小而減小，故B正確，ACD錯誤。故選B。8.【答案】C【分析】【詳解】A．由于A、B等高，重力對物體做功為零，故A錯誤；P=mgvcosB．物體在A點時，物體先加速度，由可知，重力的瞬時功率為零；在最低點時，由于重力的方向與速度方向垂直，故重力的瞬時功率為零；物體到達左側(cè)B點時，速度最小，重力的瞬時功率減??；故從A運動到B的過程，重力對物體做功的瞬時功率先增大后減小，再增大后減小，故B錯誤；C．摩擦力對物體做功為f=?fs=Rf故C正確；D．支持力的方向指向圓心與速度方向垂直，故支持力對物體做功為零，故D錯誤。故選C。9.【答案】Ca32=k可得半長軸a越大，運動周期越大，顯然軌道Ⅰ的半長軸（半【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律T徑）大于軌道Ⅱ的半長軸，故沿軌道Ⅱ運動的周期小于沿軌道Ⅰ運動的周期，故A錯誤；B．由于飛船經(jīng)過點M時點火減速，使飛船由環(huán)月圓軌道I從M點進入橢圓軌道Ⅱ，外力做負(fù)功，機械能減小，所以軌道Ⅰ上的機械能大于軌道Ⅱ上的機械能，故B錯誤；C．第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，是繞月球做圓周運動的最大速度也可以稱為近月N點的環(huán)繞速度，“嫦娥三號”在N點做橢圓軌道Ⅱ的離心運動，故速度應(yīng)大于在N點上圓周運動的速度，即在N點的速度大于月球的第一宇宙速度，故C正確；D．沿橢圓軌道運動，動能和勢能交替轉(zhuǎn)化，不會有別的力做功改變其機械能，機械能守恒，故D錯誤。故選C?！军c睛】衛(wèi)星變軌問題，要抓住確定軌道上運行機械能守恒，在不同軌道上的衛(wèi)星其機械能不同，軌道越大機械能越大．10.【答案】D【詳解】ABC．彈簧筆豎直向上彈起過程，所受重力保持不變，彈簧彈力減小，當(dāng)二力平衡時，加速度為零，速度達到最大，動能最大。此時彈簧還有一定的形變量，不是原長，所以彈簧最大彈性勢能大于Ekm。故錯誤；D．運動過程中，對系統(tǒng)來說，只有重力和彈簧彈力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒，h到h之間彈簧筆的彈12性勢能和動能之和減小，重力勢能增加。故D正確。故選D。二、計算題71）gR2）7gR3）mgR）mgR2）在最高點C時，根據(jù)牛頓第二定律有v2CRm=解得C=gR（2）根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在最低點B時所受支持力大小為N=根據(jù)牛頓第二定律有v2BRN?=m解得vB=7gR（3）根據(jù)機械能守恒定律可得釋放小球前彈簧的彈性勢能為17E=mv2B=mgRp22（4）設(shè)小球由B到C克服阻力做的功為W，根據(jù)動能定理有121mv2C?mv2B=?2mgR?W2解得W=12.1）2s31m4）2.5J【詳解】（）物體從釋放到與傳送帶共速時，由牛頓第二定律得mg=ma解得a=2m/s2由運動學(xué)公式得v1==avx=t=112物體到達b點前速度能達到2m/s；（2）共速后，物體與傳送帶勻速運動，時間為L?1t2==v物體從ab點所經(jīng)歷的時間為（3）物體相對傳送帶移動的距離t=t+t=12x=?x=11（4）由于摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=x=物體增加的動能為1E=2=k2傳送帶多消耗的電能為Q+Ek80%E==2.5J能力測試三、單選題13.【答案】B【分析】【詳解】A．由圖象可知振動周期為4s，振幅為8cm，故A錯誤；B．第2s末，振子處在負(fù)向最大位移處，回復(fù)力最大且指向正方向，則振子的加速度為正向最大值，故B正確；C．第3s末，振子的速度正向最大，動能最大，勢能最小，機械能不變，故C錯誤；D．從第1s末到第2s末，振子負(fù)向減速運動，故D錯誤。故選B。14.【答案】D3t=T【詳解】A．時，質(zhì)點P處于正向最大位移處，速度最小，故A錯誤；443B．t=T時，質(zhì)點P向下振，質(zhì)點P向上振，所以兩點速度大小相等，方向相反，故B錯誤；354C．振源的起振方向和各質(zhì)點的起振方向相同，即向上振，故C錯誤；D．根據(jù)波速和周期的關(guān)系可知av=T故D正確。故選D。15.【答案】A【詳解】AB．根據(jù)題意，設(shè)行星的質(zhì)量為M，探測器的質(zhì)量為m，當(dāng)探測器從行星的反方向接近行星時-mv0+Mu=Mumv112121212mv02+Mu2=Mu′2+mv12整理得v-vu+u′10所以v1>v0A正確，B錯誤；CD得mv0+Mu=Mumv212121212mv02+Mu2=Mu″2+mv22整理得所以v-vu+u″02v2<v0CD錯誤。故選A。16.【答案】D【分析】【詳解】A．規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有Mv-mv=(Mm)v00解得M?mv=0M+m若M>m，A所受的摩擦力對A，根據(jù)動能定理得Ff=μmg1-μmgxA=0-mv022則得物體A相對地面向左的最大位移v20x=A2g故A錯誤；B．若M<，對B，由動能定理得1-μmgxB=0-Mv022則得平板車B相對地面向右的最大位移20x=B2mg故B錯誤；CD．根據(jù)動量定理知，摩擦力對平板車的沖量等于平板車動量的變化量，即?20m+MI=-Ft=Mv-=f0Ff=μmg解得20(M+m)gt=故C錯誤，D正確。故選D。四、實驗題22nL17.【答案】①.D②.平衡位置③.④.Bt2）[]單擺測定重力加速度的實驗中擺線應(yīng)選左右補課伸長得細(xì)線，擺球選擇密度較大體積較小的，故D正確；（2）2]單擺測定重力加速度的實驗中待穩(wěn)定后應(yīng)由平衡位置開始計時；（3）3]單擺完成n次全振動所用的時間t，則tT=n根據(jù)單擺周期公式LgT=得22L2n2Lg==Tt2（4）4]根據(jù)單擺周期公式LgT=得2T2=Lg2T2?L圖像的斜率為；小球得半徑為r，L=l+r則g22T2=L+rgg根據(jù)數(shù)學(xué)知識對比2T2=Lg22T2=l+rgg2斜率相等，兩者應(yīng)該平行，r是截距，故出現(xiàn)a圖像得原因是誤將懸點到小球上端的距離記為擺長，g故A錯誤；B．誤將次全振動記為50次時周期測量值偏小，導(dǎo)致重力加速度測量值偏大，圖像斜率偏小，故B正確；2?L圖像的斜率為k=C.T2，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭2g=k從而可知g值大于圖線b對應(yīng)得gC錯誤。故選B。m=m+m18.【答案】①.BC②..B112）[]平拋運動的水平位移與速度成正比，所以斜槽末端是否光滑對該實驗影響不大，故A錯誤；B．為了保證小球在碰撞后做平拋運動，斜槽末端必須水平，故B正確；C．小球1每次必須從同一高度由靜止釋放是為了保證每次碰撞情況相同，故C正確。故選BC。（2）2]小球離開斜槽末端后做平拋運動，豎直方向上1h=22斜槽高度一定，小球運動的時間相同，在水平方向上x=0t兩球碰撞前后動量守恒，其表達式為m=m+m112（3）3]該實驗要驗證的表達式