2021巍山彝族回族自治县二中高一下学期期末考试物理试题含答案

巍山二中2023届高一春季学期期末考试

物  理

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．第Ⅰ卷第1页至3页，第Ⅱ卷第3页至第4页．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．满分100分，考试用时120分钟．

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

注意事项：

1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚．

2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．在试题卷上作答无效．

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．火星和地球围绕太阳旋转的轨道均为椭圆，火星轨道的半长轴比地球轨道的半长轴长，根据开普勒行星运动定律可知（    ）

A．火星自转周期比地球自转周期短

B．火星靠近太阳的过程中，速率增大

C．地球远离太阳的过程中，加速度增大

D．相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于地球与太阳的连线扫过的面积

2．某地强风的风速约为，空气的密度为，如果把通过横截面积的风的动能有40%转化为电能，则用上述已知量计算风能转化电能的功率表达式为（    ）

A．   B．   C．   D．

3．如图所示，质量为的球用长为的细绳悬于天花板的点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向夹角为，则下列说法正确的是（    ）

A．摆球的向心力由绳的拉力沿半径方向的分力提供

B．摆球受到绳的拉力、重力和向心力

C．若增大细绳与竖直方向的夹角，则小球运动的周期将增大

D．摆球做匀速圆周运动的向心加速度大小为

4．如图所示，水平台面上放置一个带有底座的倒三脚支架，每根支架与水平面均成60°角且任意两支架之间夹角均相等．一个质量为的均匀光滑球体放在倒三脚支架里，重力加速度为，则每根支架受球体的压力大小是（    ）

A．   B．   C．   D．

5．如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手，在摆球运动过程中空气阻力可以忽略，在小球从水平位置运动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．悬线拉力做正功

B．在点时重力做功的瞬时功率为零

C．在点时悬线的拉力大小为

D．在点加速度方向沿着方向

6．2021年2月10日，我国发射的“天问一号”火星探测器制动系统工作约15分钟后，探测器成功进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10°的环绕火星的大椭圆轨道，如图所示．下列说法正确的是（    ）

A．火星在“天问一号”大椭圆轨道的中心

B．“天问一号”在近火点的速率小于在远火点的速率

C．“天问一号”环绕火星表面做匀速圆周运动时，周期一定小于10个地球日

D．“天问一号”从近火点运动到远火点的过程中，火星对“天问一号”的万有引力逐渐增大

7．如图5所示，物体甲、乙的质量分别为和，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，用手将甲按在地面上，乙距地面．放开物体甲，定滑轮的质量和轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度，则（    ）

A．乙物体刚落地时的速度大小为

B．乙物体刚落地时物体甲的速度大小为

C．从释放到乙物体落地，绳对物体甲做的功为

D．重力对物体乙做的功等于物体甲重力势能的增加量

8．将一个质量为的小球以的速度水平抛出，落地时重力的瞬时功率为，空气阻力不计，，则下列说法不正确的是（    ）

A．抛出点距地面的高度为

B．小球在空中运动的时间是

C．小球重力势能的减少量为

D．该过程中重力的平均功率为

9．如图所示，水平传送带，两端相距，始终以的速度顺时针匀速运转．一个可视为质点的小煤块以的初速度轻放在端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕．已知煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小取．则煤块从运动到的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．煤块从运动到的时间是

B．煤块从运动到的时间是

C．划痕长度是

D．划痕长度是

10．倾角为30°的斜面体静止在水平地面上，一质量为的物块沿着斜面匀速下滑，现给物块施加一沿着斜面向下、大小为的外力，则（    ）

A．物块与斜面间的动摩擦因数为

B．匀速下滑过程中机械能守恒

C．施加外力下滑过程中机械能守恒

D．给物块施加外力后，斜面体受地面的摩擦力发生改变

11．2021年2月24日6时29分，首次火星探测任务天问一号探测器成功实施第三次近火制动，进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日（49小时）的火星停泊轨道，在今年5月份将进行变轨成为近火卫星，如图所示．已知火星的半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，地球表面的重力加速度为，万有引力常量为．下列说法正确的是（    ）

A．天问一号探测器成为近火卫星后绕火星运行的周期大于2个火星日

B．火星表面的重力加速度为

C．火星和地球的第一宇宙速度之比为

D．天问一号探测器从近火点向远火点运动的过程中，火星对探测器的引力做负功

12．如图所示，劲度系数为的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为的光滑圆环顶点，另一端连接一套在圆环上且质量为的小球，圆环固定．开始时小球位于点，此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为60°，之后小球由静止沿圆环下滑，小球运动到最低点时的速率为，此时小球与圆环之间的压力恰好为零，已知重力加速度为．下列说法正确的是（    ）

A．小球下滑过程中机械能守恒

B．弹簧的原长为

C．小球过点时，弹簧的拉力大小为

D．小球运动到点时，弹力做功为

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

注意事项：

第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效．

二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）

13．（8分）某同学用如图所示的实验装置来探究“两个互成角度的力的合成规律”．如图甲，用两个弹簧测力计一起拉橡皮筋，使橡皮筋结点伸长到点；如图乙，改用一个弹簧测力计拉橡皮筋，也使橡皮筋伸长到点．实验时分别读出弹簧测力计的示数，并在贴于木板的白纸上记录点的位置及拉线的方向．

（1）下列实验要求正确的是______．

A．拉线方向应与木板平面平行

B．实验时，可以不用细绳套直接用弹簧测力计拉橡皮筋

C．记录拉线方向时，所描的两点可尽量靠近

D．作分力和其合力的图示时，选的标度必须相同

（2）某弹簧测力计的指针如图丙所示，由图可知拉力的大小为______．

（3）本实验采用的科学方法是______．

A．理想实验法  B．控制变量法  C．等效替代法  D．建立物理模型法

（4）若弹簧测力计和间的夹角大于90°，保持点位置不变，弹簧测力计与橡皮筋之间的夹角不变，减小弹簧测力计与橡皮筋间夹角，直至水平，则转动测力计的过程中弹簧测力计和的读数如何变化______．

A．弹簧测力计读数变大，弹簧测力计读数变大

B．弹簧测力计读数变小，弹簧测力计读数先变小后变大

C．弹簧测力计读数变大，弹簧测力计读数先变小后变大

D．弹簧测力计读数变大，弹簧测力计读数变小

14．（8分）在用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为，重锤质量设为，当地重力加速度的值为，让重锤自由下落，在纸带上打出一系列点．舍去初始部分点后得到如图纸带，各点对应刻度尺上的刻度值如图乙所示．

（1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要______．

A．弹簧秤   B．天平    C．毫米刻度尺  D．秒表

（2）图中的纸带______（填“左”或“右”）侧是与重锤相连的．

（3）从打点到打点，重锤的动能增加了______，重力势能减少了______（结果用带有的值表达，数字部分保留两位有效数字）．实验结论是_____________________________________________________．

三、计算题（本大题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15．（8分）如图所示，倾角为37°的斜面底端与半径的半圆轨道相连，为轨道圆心，为圆轨道直径且处于竖直方向．质量的滑块（大小可忽略）从斜面上某点由静止开始下滑，恰能到达点，取，，，求：

（1）滑块经过点时速度的大小；

（2）若滑块从斜面上更高的某点下滑，离开点的速度大小为，滑块从点飞出至落到斜面上的时间．

16．（8分）一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为．达到额定功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了一段距离，直到获得最大速度后才匀速行驶．求：

（1）汽车的最大行驶速度；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度大小．

17.（8分）如图所示，半径的四分之一光滑圆弧形轨道竖直放置，圆弧最低点与足够长的水平面相切于点，质量的小滑块（可视为质点）从圆弧顶点由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取．求：

（1）小滑块刚到达圆弧轨道最低点时，小滑块对轨道的压力大小；

（2）小滑块在水平面上滑行的距离．

18．（12分）如图所示，半径为的圆弧轨道固定在光滑水平面上，在点正上方的点有一个可视为质点的的小物块，小物块由静止开始下落经点沿圆弧运动到点，为圆弧轨道的末端，物块对点的压力大小，紧靠点是一个长木板，木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物块恰好没滑离木板；已知木板的长度为，质量，取，求：

（1）圆弧轨道对小物块的摩擦力做的功；

（2）小物块的最终速度大小；

（3）小物块与木板因摩擦产生的热量．

巍山二中2023届高一春季学期期末考试

物理参考答案

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的给4分，选对但不全的给2分，有选错的给0分）

【解析】

3．摆球受到绳的拉力、重力，故B错误．根据，，可知C错误．向心加速度大小为，故D错误．

4．设每根支架对球体的支持力大小为，由平衡条件可得，在竖直方向满足，解得，由牛顿第三定律可知，每根支架受球体的压力大小是，故B正确．

6．根据开普勒第一定律，火星在“天问一号”大椭圆轨道的焦点位置，故A错误．根据开普勒第二定律，“天问一号”在近火点的速率大于在远火点的速率，故B错误．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越小，则周期越小，因探测器进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，则“天问一号”环绕火星表面做匀速圆周运动时，周期一定小于10个地球日，故C正确．“天问一号”从近火点运动到远火点的过程中，火星对“天问一号”的万有引力逐渐减小，故D错误．

8．小球落地时重力的瞬时功率为，可知，解得．又，解得，故B错误．根据，得，重力势能减少量为，重力的平均功率为，本题选不正确的，故选B.

9．煤块减速至与传送带速度相同所用时间为，该过程煤块的位移大小为．之后煤块相对传送带静止，匀速前进至，所用时间为，煤块从运动到的时间是，故A错误，B正确．在煤块发生相对运动过程，传送带的位移大小为，划痕长度为，故C错误，D正确．

10．受力分析可以求得物块与斜面间的动摩擦因数为，故A正确．匀速下滑过程中机械能逐渐减小，故B错误．施加的外力等于滑动摩擦力，下滑过程中机械能守恒，故C正确．斜面体始终不受地面的摩擦力，故D错误．

11．探测器再次变轨成为近火卫星后，周期变小，故A错误．根据，解得，故B错误．根据第一宇宙速度，可知，故C正确．天问一号探测器从近火点向远火点运动的过程中，万有引力与运动方向夹角大于90°，火星对探测器的引力做负功，故D正确．

12．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球下滑过程中机械能减小，故A错误．由几何关系可知弹簧的原长为，故B正确．根据向心力公式，小球过点时，由重力和弹簧弹力的合力提供小球的向心力，得，故C错误．小球从运动到的过程中，根据动能定理得，解得，故D正确．

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、填空、实验题（本题共2小题，共16分）

13．（每空2分，共8分）

（1）AD

（2）3.00（2.99~3.01均可）

（3）C

（4）A

【解析】（1）拉线的方向必须与木板平面平行．实验时必须用绳套再用弹簧测力计拉橡皮筋．记录拉线方向时，所描的两点可尽量远些有利于减少误差．作分力和其合力的图示时，选的标度必须相同，否则数据不能进行运算，故A、D正确．

（2）最小刻度为0.1，需要估读到小数点后两位，所以拉力大小为．

（3）合力和分力的作用效果相同，属于等效替代法．

（4）由图可知，点位置保持不变，所以合力保持不变，根据如图所示，弹簧测力计读数变大，弹簧测力计读数也变大，故A正确．

14．（除特殊标注外，每空2分，共8分）

（1）C（15）

（2）左（15）

（3）       在误差范围内，重锤下落过程机械能守恒

【解析】（1）实验不需要测量重力，所以不需要弹簧秤，故A错误．而在数据处理中物体的质量可以消去，不需要测物体的质量，故不用天平，故B错误．在求动能时需要测量两点间的长度求出平均速度，故需要用到毫米刻度尺，故C正确．实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表，故D错误．

（2）从到可以看出，相等时间内的位移越来越大，则纸带的左侧与重锤相连．

（3）点的瞬时速度，点的速度，则从打点到打点，重锤的动能增加量，重锤从打点到打点，减小的重力势能．实验结论为在误差允许范围内，重锤下落过程机械能守恒．

三、计算题（本大题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分．有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15．（8分）

解：（1）滑块恰好经过点，则有①

解得②

（2）滑块离开后做平抛运动，落在斜面上有③

解得④

评分标准：本题共8分．正确得出①、③式各给3分，其余各式各给1分．

16．（8分）

解：（1）汽车的最大行驶速度

①

（2）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为，由②

解得③

由④

解得⑤

评分标准：本题共8分．正确得出③、⑤式各给1分，其余各式各给2分．

17．（8分）

解：（1）小滑块从点滑到圆弧轨道点的过程中，根据动能定理得①

在点，根据牛顿第二定律得②

解得③

根据牛顿第三定律可知，小滑块刚到达圆弧轨道的点时对轨道的压力大小为④

（2）对小滑块在水平面上运动的过程，根据动能定理得⑤

解得⑥

评分标准：本题共8分．正确得出①、⑤式各给2分，其余各式各给1分．

18．（12分）

解：（1）小物块运动到点的速度为，根据牛顿第二定律得①

小物块由点运动到点的过程中运用动能定理得②

解得，③

（2）小物块滑上长木板后做匀减速运动，加速度大小④

木板的加速度⑤

小物块恰好没滑离木板说明二者达到共同速度，有⑥

⑦

位移关系⑧

解得⑨

（3）因摩擦产生的热量为⑩

解得

评分标准：本题共12分．正确得出⑩式给2分，其余各式各给1分．