精品解析：四川省泸州市泸县第五中学2022-2023学年高一下学期6月期末物理试题（解析版）

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泸县第五中学2023年春期高一期末考试物理试题满分100分。考试用时75分钟。第I卷（选择题44分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 生活中大部分的运动都是曲线运动，关于曲线运动，下列说法不正确的是（　　）A. 做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上B. 做曲线运动的物体，加速度不可能为零C. 做曲线运动的物体，速度一定改变，加速度一定发生变化D. 做曲线运动的物体，速度大小可能不变【答案】C【解析】【详解】A．做曲线运动的物体，合力方向与速度方向一定不在同一条直线上，而合力方向与加速度方向相同，则做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A正确，不符合题意；B．做曲线运动的物体，速度发生变化，速度变化量不为零，根据可知加速度不为零，即做曲线运动的物体，加速度不可能为零，故B正确，不符合题意；C．做曲线运动的物体，速度一定改变，但加速度不一定发生变化，例如平抛运动是曲线运动，其加速度为重力加速度，加速度为一定值，故C错误，符合题意；D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，速度大小没有发生变化，故D正确，不符合题意。故选C。2. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们的路程之比为4:3，运动方向改变的角度之比为3:2，它们的向心加速度之比为（　　）A. 1:2 B. 2:1 C. 4:3 D. 3:4【答案】B【解析】【详解】根据题意可得它们的线速度：它们的角速度之比为：根据公式：可得向心加速度之比为：B正确。故选B。【点睛】做此类题目的关键是对公式的灵活应用，匀速圆周运动这一块的公式比较多，所以一定要注意通过各个公式之间的联系来记忆。3. 若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小。现假设河的宽度为120 m。河中心水的流速大小为4 m/s，船在静水中的速度大小为3 m/s，要使船以最短时间渡河，则（　　）A. 船渡河的最短时间是24 s B. 在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线 D. 船在河水中的最大速度为7 m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．当船头的指向（即船相对于静水的航行方向）始终垂直于河岸时，渡河时间最短，且选项A错误，选项B正确；C．因河水的流速随距岸边距离的变化而变化，而小船的实际航速、航向都在变化，航向变化引起船的运动轨迹不在一条直线上，选项C错误；D．船在静水中的速度一定，则水流速度最大时，船速最大，船以最短时间渡河时二者互相垂直，由运动的合成可知，选项D错误。故选B。4. 在太空中发，物体完全失重，用天平无法测量质量，可采用动力学测量质量的方法。我国航天员要在天宫1号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，采用的方法如下：质量为的标准物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，待测质量的物体B连接在后传感器上，在某一外力作用下整体在桌面上运动，如图所示，稳定后标准物A前后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体B的质量为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】整体为研究对象，由牛顿第二定律得隔离B物体，由牛顿第二定律得联立可得5. 我国的第一颗卫星“东方红一号”于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心由长征一号运载火箭送入工作轨道（近地点距地球表面的距离、远地点距地球表面的距离），它开创了中国航天史的新纪元。1984年，“东方红二号”卫星发射成功，这是一颗地球同步卫星，距离地心大约。已知地球半径为，可以估算“东方红一号”卫星的周期约为（　　）  A. 80分钟 B. 102分钟 C. 114分钟 D. 120分钟【答案】C【解析】【详解】设“东方红一号”卫星周期为，其半长轴为“东方红二号”卫星周期，工作轨道半径，根据开普勒第三定律，可得代入数据解得     分钟ABD错误，C正确。故选C。6. 两质量相等的物体A、B在外力作用下从静止开始做匀加速直线运动，它们的图像如图所示，则时间内，（　　）  A. A、B所受的合外力之比为B. A、B位移之比为C. A、B所受的合外力做功之比为D. A、B所受的合外力做功的平均功率之比为【答案】C【解析】【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，可知A、B的加速度分别为，根据牛顿第二定律可知，A、B所受的合外力之比为故A错误；B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知A、B的位移之比为故B错误；C． A、B所受的合外力做功之比为故C正确；D．A、B所受的合外力做功的平均功率之比为故D错误。故选C。7. 如图所示，一位学生手撑雨伞站在水平地面上。伞面边缘各结点处在距地面高度h=1.8m、半径为R=0.6m的圆周上。现将雨伞绕竖直伞杆匀速旋转，伞边缘上的水滴甩落到地面形成一半径为r=3.0m的圆形，当地重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，由此可知（    ）  A. 雨滴脱离伞面时的速度大小为4m/sB. 雨滴脱离伞面时的速度大小为5m/sC. 雨伞绕竖直伞杆匀速转动的角速度大小为D. 雨伞绕竖直伞杆匀速转动的角速度大小为【答案】C【解析】【详解】AB．雨滴脱离伞面做平抛运动，则联立解得故AB错误；CD．雨伞绕竖直伞杆匀速转动的角速度大小为故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。8. 如图所示，皮带传动装置右轮的半径为r，a是它边缘上的一点；左侧为一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）A. a点与c点的角速度相等B. b点与d点的角速度相等C. a点与d点的向心加速度大小相等D. a、b、c、d四点中，向心加速度最小的是b点【答案】BCD【解析】【详解】A．由题意可得，a、c两点是同缘转动，则线速度大小相等，由于，由可得选项A错误；B．由于b、d两点共轴转动，因此选项B正确；C．由题意可得，a、c线速度大小相等，由可得d、c角速度相等，由可得故a点与d点的向心加速度大小相等，选项C正确；D．a点与d点的向心加速度大小相等，b、c、d角速度相等，根据可得向心加速度最小的是b点，选项D正确；故选BCD。9. 一质点做匀变速曲线运动，从a点运动到d点的轨迹如图所示。已知该质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直。则该质点从a点运动到d点的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 质点的速率先增大后减小 B. 质点的速率先减小后增大C. 质点经过b点时的速率比d点的大 D. 质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于【答案】BD【解析】【详解】ABD．质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直，根据曲线运动轨迹和合外力的关系可知，合外力指向曲线运动轨迹的内侧，合外力的方向和加速度方向相同，速度方向是轨迹上某点的切线方向，由a→c合外力与速度成钝角，速率越来越小，c→d合外力与速度成锐角，速率越来越大，即速率先减小后增大，质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于，A错误，BD正确；C．根据图可知，质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直，即竖直速度为零，合外力竖直向下，质点从b→c运动的竖直位移小于质点从c→d运动的竖直位移，根据匀变速运动规律可知质点从b→c运动的时间小于质点从c→d的运动时间，则在b点的竖直速度小于d点的竖直速度，在水平方向上做匀速直线运动，根据速度的合成，即质点经过b点时的速率比d点的小，C错误。故选BD。10. 一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持恒定的加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力随速度变化的图像如图所示。若已知汽车的质量m、牵引力F1、速度v1及该车所能达到的最大速度v3，则根据图像所给的信息，下列说法正确的是（　　）  A. 汽车运动中的最大功率为F1v2B. 速度为v2时的加速度大小为C. 汽车行驶中所受的阻力为D. 保持恒定加速度运动时，加速度大小为【答案】BD【解析】【详解】A．根据牵引力和速度的图像和功率P=Fv，可知汽车运动中的最大功率为F1v1，故A错误；BC．汽车运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，所以速度为v2时的功率是F1v1，根据功率P=Fv，可知速度为v2时的牵引力是，对汽车受力分析，受到重力、支持力、牵引力和阻力，该车达到最大速度时加速度为零，此时阻力大小等于牵引力，所以阻力根据牛顿第二定律可知，速度为v2时，有解得故C错误，B正确；D．根据牛顿第二定律，可得保持恒定加速度运动时，有F1-F阻=ma'解得故D正确故选BD。11. 如图所示，在抗洪救灾中，一架直升机通过绳索，用恒力竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气和水的浮力，则在此过程中，以下说法正确的有（　　）A. 力所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B. 木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量C. 力和阻力的合力所做的功等于木箱动能的增加量D. 力和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增加量【答案】BD【解析】【详解】B．木箱克服重力做的功等于重力势能的增加量，选项B正确；AC．木箱上升时受到重力、拉力和阻力作用，根据动能定理有则选项AC错误；D．除重力外其余力做的功等于机械能的增加量，除重力外，物体只受拉力和阻力，选项D正确。故选BD。第II卷（非选择题56分）三、实验题12. 图为研究平抛运动实验装置，在实验过程中A球在斜槽末端水平抛出时撞开轻质接触式开关（未画出），被电磁铁吸住的B球同时在等高位置自由下落，借助频闪相机记录两个小球下落过程中的位置。请回答下列问题：（1）频闪相机记录A、B两球在下落过程中不同时刻的位置，关于该实验的原理或现象，下列说法正确的是________。A．该实验用比较的方法来探究A球在水平方向上的分运动规律B．该实验用测量的方法来探究A球在竖直方向上的分运动规律C．从实验现象中可以得出A球在竖直方向上的分运动是自由落体运动D．从实验现象中可以得出A球在水平方向上分运动是匀速直线运动（2）根据两小球各自的运动特点，判断两小球在到达水平槽之前是否发生了碰撞？________（填“是”或“否”）。（3）利用频闪相片研究A球的平抛运动，将坐标原点设在球A0所在的球心位置，建立以水平向右为x轴，竖直向下为y轴的坐标系，测量并记录A1的坐标为（x1，y1），A2的坐标为（x2，y2），若小球A在水平方向上是匀速直线运动，则x1和x2的数值关系应为________。利用得到的数据可以计算出频闪周期T＝________。（已知当地重力加速度为g，结果用x1、y1、y2符号表示）【答案】    ①. C    ②. 是    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]A球做平抛运动，B球做自由落体运动；将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，在下落过程中比较发现A、B两个小球下落的高度总是相等，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。故选C。（2）[2]B球做自由落体运动，根据相机记录的图像可知，B球在到达B3位置时偏离了原来的竖直方向，说明在该时刻前两小球已发生碰撞，故两小球在到达水平槽之前已发生了碰撞。（3）[3]因为闪光时间相同，小球A在水平方向做的是匀速直线运动，则相等的时间内位移相等，则x1和x2的数值关系应为[4]在竖直方向上则有13. 落体法验证机械能守恒定律的实验中，某同学实验步骤如下：A．用天平准确测出重锤的质量；B．竖直固定打点定时器，并接上直流电源；C．将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；D．先释放重锤，后接通电源；E．更换纸带，再重复几次；F．选择纸带，测量纸带上某些点间的距离G．根据测量结果进行计算  （1）你认为实验步骤中多余的步骤是________，错误的步骤是________；（填序号）（2）打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为，重物的质量为。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到打点计时器所打下的第一个点O的距离如图所示，相邻计时点时间间隔为0.02s，那么可以判断，从起点O到计时点B的过程中重力势能减少量是________J，此过程中物体动能的增加量________J（本小题各空格计算结果均保留3位有效数字）。  （3）根据实验的纸带算出相关各点的速度v，算出下落的距离h；以为纵坐标，以h为横轴画出的图线应是图中的________就证明机械能是守恒的。A.   　　　B.   C.   　　　D.   【答案】    ①. A    ②. BD##DB    ③. 0.491    ④. 0.480    ⑤. B【解析】【详解】（1）[1]因为动能和重力势能中均有质量，所以表达式中质量可以约去，故不需要测量重锤的质量。故实验步骤中多余的步骤是A。[2]打点计时器应接上交流电源；应先通电再释放重锤。这样以提高纸带利用率，有更多的点可以选择。故实验中错误的步骤是BD。（2）[3]从起点O到计时点B的过程中重力势能减少量是[4]根据速度公式得此过程中物体动能的增加量（3）[5]如机械能守恒，则有化简得故选B。四、解答题（本答题共3个小题，14题12分，15题14分，16题18分，共44分）14. 一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球半径为R、地球的质量为M，不考虑球地球自转的影响。求：（1）地球对卫星的万有引力F的大小。（2）此卫星绕地球作匀速圆周运动的线速度的大小；（3）此卫星绕地球作匀速圆周运动的加速度a的大小；【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）地球对卫星的万有引力（2）根据解得（3）根据15. 北京冬奥会的成功举办激起了民众对冬季运动的热爱，如图为某滑雪场地的侧视简图。它由助滑雪道和着陆坡构成，着陆坡与水平面的夹角。某次滑雪过程中，运动员在O点以一定速度斜向上离开轨道，经过最高点M后落在斜坡上的B点，落地时速度方向与斜面夹角，M点正好位于水平轨道和斜坡衔接点A的正上方，已知M点与A点的高度差，O点与A点的水平距离，不计空气阻力，重力加速度g取。求：（1）运动员在O点时速度的大小；（2）运动员在空中运动的时间；（3）A、B两点间距离。  【答案】（1）20m/s；（2）；（3）40m【解析】【详解】（1）由O到M过程，根据斜抛运动规律有联立解得（2）落地时速度方向与斜面夹角，则此时竖直向下的速度为由M到B过程，根据平抛运动规律解得运动员在空中运动的时间（3）在空中运动过程，水平方向速度一直不变，由M到B过程，根据平抛运动规律，MB的竖直距离水平距离A、B两点间距离16. 如图所示某物理兴趣小组设计一个游戏装置，该装置由倾角为60°的斜轨道AB，半径为r1=0.4m、圆心角为60°的圆弧轨道EF，水平轨道FO2：及一个半径为的圆弧PQ组成，其中AFO2Q在同一水平线上，BE等高，BE间的距离，FO2间距离l2=0.7m，O1、O2分别为两弧形轨道的圆心，F、P分别为两弧形轨道的最低点，O1F、O2P在竖直方向，滑块在FO2轨道滑动时动摩擦因数为μ=0.5，其余轨道均光滑。某次游戏时小智同学用沿斜面向上的恒力F拉一个可视为质点的滑块从倾斜轨道最低点A由静止匀加速至B撤去外力，发现滑块刚好能从E点沿切线进入弧形轨道EF（无机械能损失），然后沿EF滑下经O2落在圆弧PQ上，已知滑块质量为m=0.1kg，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）恒力F对滑块做的功；（2）滑块在弧形轨道EF的最低点F处受轨道的支持力大小和方向；（3）滑块落在圆弧PQ上的位置。  【答案】（1）；（2）3N，方向竖直向上；（3）滑块落在圆弧PQ圆弧上的中点【解析】【详解】（1）块刚好能从E点沿切线进入弧形轨道EF，且B、E两点等高，根据斜抛运动规律有根据速度的关系可知则滑块经过B点的速度为滑块从A到B，根据动能定理有联立解得（2）滑块从E到F，根据动能定理有根据牛顿第二定律有解得N=3N方向竖直向上；（3）滑块从F到O2，根据动能定理有滑块离开平台后，做平抛运动，则有根据几何关系有联立解得则滑块落在圆弧PQ圆弧上的中点。