四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列说法正确的是(   )

A.牛顿利用扭秤实验测量出了引力常量G

B.做平抛运动的物体在任意时间内的速度变化量方向一定竖直向下

C.匀速圆周运动是加速度不变的运动

D.用起重机拉着物体匀速上升，物体的机械能守恒

2、关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是(   )

A.如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用

B.如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，则一定是因为物体的速度突然变大了

C.如图丙，火车转弯时，为避免轮缘与内外轨发生侧向变压，倾角θ应根据火车的质量设计

D.如图丁，小球在竖直放置的圆形轨道内侧做圆周运动，过最低点C时小球对轨道的压力最大

3、《流浪地球》讲述了人类为保全地球家园，驱动地球脱离太阳系去遥远的比邻星安家的科幻故事，其中蕴含了不少物理知识。下列说法正确的是(   )

A.根据故事描述，首先使地球停止自转，这会导致地球两极的物体所受重力变大

B.根据故事描述，首先使地球停止自转，这会导致地球赤道上的重力加速度变大

C.为使地球脱离太阳系，地球的公转速度应被加速到大于11.2 km/s

D.《流浪地球2》中地球停止自转前建设的太空电梯可看作地球同步卫星，其绕地球做匀速圆周运动的线速度大小小于赤道上随地球自转的物体的线速度大小

4、如图所示，小丽和小刚开始对面静止站在光滑的冰面上，小丽推小刚后，两人沿相反的方向运动，已知小丽的质量小于小刚的质量。在此过程中，下列说法正确的是(   )

A.小丽和小刚组成的系统动量守恒

B.小丽的速率小于小刚的速率

C.小丽对小刚的作用力所做的功等于小刚对小丽的作用力所做的功

D.小丽对小刚的作用力的冲量等于小刚对小丽的作用力的冲量

5、如图，一质量为1 kg的物体从固定斜面顶端由静止开始下滑，滑至斜面底端经过的时间为5 s，此时速度大小为10 m/s。下列说法正确的是(   )

A.物体所受重力在此过程中的冲量大小为

B.斜面对物体的支持力在此过程中的冲量大小为0

C.斜面对物体的摩擦力在此过程中的冲量大小为

D.物体所受合力在此过程中的冲量大小为

6、跳伞运动员是一项刺激但充满危险的运动。某跳伞爱好者（可视为质点）在某次跳伞时，已成功打开降落伞，受到竖直向上的恒定阻力作用，并将速度控制在8 m/s竖直向下匀速下落。在距地面高度为96 m处时，突然受到一股水平恒定风力作用，将跳伞爱好者吹离了原来设定的降落路线。已知恒定风力大小为120 N，跳伞爱好者及他所携带装备的总质量为60 kg，重力加速度大小取。下列说法正确的是(   )

A.跳伞爱好者受到风力作用后，其运动轨迹也是直线

B.跳伞爱好者受到风力作用3 s后，其速度大小为10 m/s

C.跳伞爱好者从受到风力作用到落地所用的时间小于12 s

D.跳伞爱好者从受到风力作用到落地，其位移大小为240 m

7、如图，在光滑水平面AB上的A点安装了一个弹簧发射装置，在B点固定一竖直放置的半径为0.4 m的光滑圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面AB相切，B点处有一小孔。开始时，用一小球（可视为质点）压缩弹簧，使弹簧的弹性势能为，小球与弹簧接触但不粘连。现由静止释放小球，小球被弹簧弹出，通过水平面AB后从B点处的小孔进入圆形轨道，小球进入后，B点处的小孔随即关闭，使小球在圆形轨道内侧做圆周运动。已知小球恰好能通过圆形轨道的最高点C，在最低点B时小球对圆形轨道的压力大小为60 N，重力加速度大小取。下列说法正确的是(   )

A.从释放小球至小球到达最高点C的过程中，小球的机械能守恒

B.小球通过C点时的速度大小为0

C.小球的质量为

D.开始时，弹簧的弹性势能为

8、小明每天骑电瓶车上下班，电瓶车的铭牌如下表所示。已知小明的体重为60 kg，小明骑电瓶车行驶时整体所受阻力的大小恒为160 N。下列说法正确的是(   )

A.电瓶车以匀加速和恒定功率两种模式启动最终达到的最大速度不同

B.若小明以的加速度匀加速启动电瓶车，匀加速阶段电瓶车能达到的最大速度为5 m/s

C.若小明以的加速度匀加速启动电瓶车，匀加速阶段电瓶车的牵引力做的功为1000 J

D.若小明以额定功率启动电瓶车，当电瓶车的速度大小为4 m/s时，其加速度大小为

二、多选题

9、下列说法正确的是(   )

A.地球同步卫星可以出现在成都正上空

B.所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上

C.赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小小于同步卫星的向心加速度大小

D.在同一圆轨道上运行的不同卫星所受向心力的大小一定相等

10、如图，一质量为1 kg的滑块A从固定光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面顶端距离光滑水平面的高度为5 m，斜面底端与水平面平滑连接。滑块B和滑块C通过轻弹簧相连且均静止于水平面上，滑块B的质量为1kg，滑块C的质量为2 kg。开始时，弹簧处于原长状态，滑块A滑到水平面与滑块B碰撞后粘在一起，滑块A、B、C均可视为质点，重力加速度大小取。下列说法正确的是(   )

A.滑块A滑至斜面底端时，其速度大小为10 m/s

B.滑块A与滑块B碰撞后的速度大小为2.5 m/s

C.弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C的速度大小均为2.5 m/s

D.滑块A与滑块B碰撞的过程中，滑块A、B、C和弹簧组成的系统损失的机械能为37.5 J

11、2023年5月28日，我国主研发的国产大飞机C919首次开启商业载客飞行，130多名首航旅客见证了这一历史性时刻。如图甲为机场工作人员利用传送带将货物运送到机舱的情景图，构建模型如图乙所示，一货物（可视为质点）在传送带上运动的图像如图所示，4 s末货物抵达机舱。已知传送带与水平面间的夹角为，货物的质量为5 kg，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，，。下列说法正确的是(   )

A.货物在传送带上留下的划痕长度为1 m

B.匀速阶段摩擦力对货物做的功为65 J

C.全程货物与传送带因摩擦产生的热量为122.5 J

D.内，因放上货物导致传送带电动机多消耗的电能为65 J

三、实验题

12、在实验室做验证动量守恒定律的实验时，某中学的一个实验小组利用老师手机的连拍功能对碰撞前后小球的运动情况进行拍摄。如图甲，该小组把带方格的纸板放在与小球轨迹所在的平面平行的平面内，小方格每格边长为，手机连拍时频闪拍照的周期为，重力加速度大小取，实验主要步骤如下：

（1）让小球1（质量为）从挡板处由静止释放，从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的A系列照片所示。

（2）将小球2（质量为）静置于斜槽轨道末端，让小球1从挡板处由静止释放，两小球在斜槽轨道末端碰撞，碰撞后两小球从斜槽轨道末端水平抛出后，频闪照片如图乙中的B、C系列照片所示。

（3）由图乙结合已知数据可计算出碰撞前瞬间小球1的速度大小为________m/s，碰撞后瞬间小球2的速度大小为________m/s。（均保留2位有效数字）

（4）若两小球碰撞过程中动量守恒，则由动量守恒定律可得________。

13、在物理学研究中，通过理论推导得出的结论，常常还要经过实验的证明和实践的检验。某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验来验证动能定理。

（1）实验时，________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

（2）关于该实验，下列说法正确的一项是________（填标号）。

A.为减小误差，实验中一定要保证和砂桶的总质量远小于小车的质量

B.若选用电火花打点计时器，则应选用6V的直流电源

C.开始时小车靠近打点计时器放置，先接通电源，再由静止释放小车，打出纸带，同时记录力传感器的示数

D.需要用天平测出砂和砂桶的总质量

（3）某次实验时，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，力传感器的示数为F，得到如图乙所示的无漏点纸带，O点是释放小车瞬间打下的点，已知打点计时器所接电源的打点周期为T。打点计时器打下B点时小车的动能为________（用题干及图乙中测得的部分物理量表示）；从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点，细线的拉力对小车做的功为________（用题干及图乙中测得的部分物理量表示）。在误差允许的范围内，若由实验得到，则动能定理得到验证。

四、计算题

14、如图，一质量为的箱子被工人用斜向右上方与水平方向成37°角、大小为的力拉着在水平地面上由静止开始拖行了的距离，箱子与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，。求：

（1）地面对箱子的摩擦力大小f和整个过程中拉力F做功的平均功率；

（2）被工人拖行后箱子获得的动能。

15、如图，质量为的玩具电动小货车沿平直轨道从A点由静止开始以恒定的功率行驶到B点，并与静止在B点的质量为m的玩具电动小轿车发生弹性正碰。已知A、B两点的距离为s，电动小货车与轨道间的摩擦力大小为f，电动小货车从A点行驶到B点用时为t，到达B点时速度大小为（此时电动小货车还未达到最大速度）。求：

（1）电动小货车在A、B两点间行驶时的功率P；

（2）碰撞后瞬间电动小货车的速度大小和电动小轿车的速度大小；

（3）若碰撞后电动小货车的功率保持不变，求碰撞后瞬间电动小货车的牵引力大小F。

16、如图，在固定光滑水平平台上有一个质量为的物块（可视为质点）压缩弹簧后被锁扣K（图中未画出）锁住，弹簧储存的弹性势能为。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后，以一定的水平速度向左滑离平台末端A点，并恰好从B点沿切线方向进入半径为的粗糙竖直圆弧轨道BC，B点和圆心O的连线与水平方向的夹角为，下端点C为圆弧轨道的最低点且与光滑水平面上的木板上表面相切，木板长度为L。距离木板右端处有一个侧面具有黏性的长度为的固定台阶，台阶上表面与木板上表面齐平。物块经过C点后滑上木板，木板运动到台阶处将与台阶牢固粘连。A、B两点的高度差为，木板的质量为，物块经过C点时所受圆弧轨道的支持力大小为，物块与木板间的动摩擦因数为，物块与台阶间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，。求：

（1）弹簧储存的弹性势能；

（2）物块从B点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功；

（3）若物块能停在台阶上，求木板长度L的取值范围。

参考答案

1、答案：B

解析：A.卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量G，选项A错误；

B.做平抛运动的物体加速度竖直向下，则在任意时间内的速度变化量方向一定竖直向下，选项B正确；

C.匀速圆周运动的加速度大小不变，方向不断变化，即是加速度变化的运动，选项C错误；

D.用起重机拉着物体匀速上升，物体的动能不变，重力势能增加，则机械能不守恒，选项D错误。

故选B。

2、答案：D

解析：A.如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力作用，其中的摩擦力做向心力，选项A错误；

B.如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，即做离心运动，则可能是因为物体的速度突然变大了，也可能是提供的向心力变小了，选项B错误；

C.如图丙，火车转弯时，为避免轮缘与内外轨发生侧向变压，倾角θ应满足

即

与火车的质量无关，选项C错误；

D.如图丁，小球在竖直放置的圆形轨道内侧做圆周运动，过最低点C时小球速度最大，根据

可知，对轨道的压力最大，选项D正确。

故选D。

3、答案：B

解析：AB.在地球两极处

赤道处

根据故事描述，首先使地球停止自转，这会导致地球赤道处的重力加速度变大，物体的重力变大；而两极的重力加速度不变，物体所受重力不变，选项A错误，B正确；

C.为使地球脱离太阳系，地球的公转速度应被加速到大于第三宇宙速度16.7km/s，选项C错误；

D.《流浪地球2》中地球停止自转前建设的太空电梯可看作地球同步卫星，根据可知，其绕地球做匀速圆周运动的线速度大小大于赤道上随地球自转的物体的线速度大小，选项D错误。

故选B。

4、答案：A

解析：A.小丽和小刚组成的系统受合外力为零，则系统动量守恒，选项A正确；

B.根据动量守恒

因小丽的质量小于小刚的质量，则小丽的速率大于小刚的速率，选项B错误；

C.根据

可知

即

可知

小丽对小刚的作用力大小等于小刚对小丽的作用力大小，根据可知，由于两人的位移不同，则小丽对小刚的作用力所做的功不等于小刚对小丽的作用力所做的功，选项C错误；

D.小丽对小刚的作用力大小与小刚对小丽的作用力为相互作用力，等大反向，则可知，小丽对小刚的作用力的冲量与小刚对小丽的作用力的冲量等大反向，选项D错误。

故选A。

5、答案：D

解析：A.物体所受重力在此过程中的冲量大小为

故A错误；

B.斜面对物体的支持力在此过程中的冲量

支持力不为零，所以冲量不为零，故B错误；

C.由于斜面倾角未知，所以无法计算摩擦力，进而无法计算摩擦力冲量大小，故C错误；

D.根据动量定理

故D正确。

故选D。

6、答案：B

解析：A.跳伞爱好者受到风力之前速度方向竖直向下，遇到风力作用后，合力方向变为水平，与速度方向有夹角，则其运动轨迹变为曲线，选项A错误；

B.跳伞爱好者受到风力作用3 s后，水平速度

其速度大小为

选项B正确；

C.跳伞爱好者遇到风力后竖直方向仍做匀速运动，则从受到风力作用到落地所用的时间

选项C错误；

D.跳伞爱好者从受到风力作用到落地，其水平位移

则位移大小为

选项D错误。

故选B。

7、答案：D

解析：A.因水平轨道和圆弧轨道都是光滑的，从释放小球至小球到达最高点C的过程中，除重力做功外，弹簧弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，选项A错误；

B.小球恰好能通过圆形轨道的最高点C，则

解得

选项B错误；

C.小球在圆弧轨道上运动时只有重力做功，机械能守恒，则

在B点时

解得

选项C错误；

D.开始时，弹簧的弹性势能为

选项D正确。

故选D。

8、答案：C

解析：A.电瓶车以匀加速启动达到额定功率时的速度为

然后可保持功率不变做加速度减小的加速运动，最终当加速度为零时，即牵引力等于阻力时达到的最大速度

若保持恒定功率启动最终达到的最大速度也为

选项A错误；

B.若小明以的加速度匀加速启动电瓶车，匀加速阶段电瓶车能达到的最大速度为

选项B错误；

C.若小明以的加速度匀加速启动电瓶车，匀加速阶段的位移

电瓶车的牵引力做的功为

选项C正确；

D.若小明以额定功率启动电瓶车，当电瓶车的速度大小为4 m/s时牵引力

其加速度大小为

选项D错误。

故选C。

9、答案：BC

解析：A.地球同步卫星只能定点在赤道的上空，不可以出现在成都正上空，选项A错误；

B.根据开普勒第一定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，选项B正确；

C.赤道上的物体的角速度等于同步卫星的角速度，根据可知，赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小小于同步卫星的向心加速度大小，选项C正确；

D.在同一圆轨道上运行的不同卫星质量不一定相同，则所受向心力的大小不一定相等，选项D错误。

故选BC。

10、答案：AC

解析：A.根据机械能守恒可知，滑块A滑至斜面底端时，其速度大小为

选项A正确；

B.根据动量守恒可知

可得滑块A与滑块B碰撞后的速度大小为

选项B错误；

C.弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C的速度相等，根据动量守恒

解得

选项C正确；

D.滑块A与滑块B碰撞的过程中，滑块A、B、C和弹簧组成的系统损失的机械能为

选项D错误。

故选AC。

11、答案：AD

解析：A.由图像可知，传送带的速度为1m/s，则货物在传送带上留下的划痕长度为

故A正确；

B.匀速阶段的位移

摩擦力对货物做的功为

故B错误；

C.加速阶段的加速度为

根据牛顿第二定律

解得

全程货物与传送带因摩擦产生的热量为

故C错误；

D.内，货物上滑的距离，因放上货物导致传送带电动机多消耗的电能为

选项D正确。

故选AD。

12、答案：（3）1；1.5（4）

解析：（3）小球1在水平方向上做匀速直线运动，则小球1碰撞前的瞬间速度大小为

碰撞后瞬间小球2的速度大小为

（4）小球1碰撞后的瞬间速度大小为

若两球碰撞过程动量守恒，则

13、答案：（1）需要（2）C（3）；

解析：（1）利用图中装置，为了使两段绳子拉力的合力等于小车受到的合力，实验时需要平衡摩擦力。

（2）A.因力传感器可以测量细线上的拉力大小，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A错误；

B.若打点计时器选用电火花计时器，则应选用220V的交流电源，故B错误；

C.开始时小车靠近打点计时器放置，先接通电源，再由静止释放小车，打出纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确；

D.因力传感器可以测量细线上的拉力，因此不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，故D错误。

故选C。

（3）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有

打点计时器打下B点时小车的动能为

从打点计时器打下O点到打点计时器打下B点，细线的拉力对小车做的功为

14、答案：（1）20N；240W（2）180J

解析：（1）地面对箱子的摩擦力大小

物块的加速度

加速3m的时间

力F的功

拉力F做功的平均功率

（2）被工人拖行后箱子获得的动能

15、答案：（1）（2）；（3）

解析：（1）小货车从A到B由动能定理

解得

（2）碰撞过程动量守恒能量守恒，则

解得

（3）若碰撞后电动小货车的功率保持不变，碰撞后瞬间电动小货车的牵引力大小

16、答案：（1）9J（2）8J（3）

解析：（1）物块到达B点时的竖直速度

则

则弹簧的弹性势能

（2）在C点时

解得

物块从B点运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功

（3）物块滑上木板时的速度为

滑上木板后物块做减速运动，加速度

木板做加速运动，加速度

木板向右运动时用时间

此时若物块到达木板右端速度为零，即刚好滑上平台，则木板最长，木板的最大长度

若物块恰能滑到平台最右端，则刚滑上平台的速度

则此时木板长度最短，最短长度

则木板的长度范围