精品解析：福建省福州市八县（市）协作校2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题（解析版）

福州市八县（市）协作校2022-2023学年第二学期期末联考

高一物理试卷

一、单项选择题：（本题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。）

1. 下列说法正确的是(  )

A. 研究刘翔的跨栏动作时，可以把刘翔看成质点

B. 研究物体的运动时，选择任意物体做参考系，对运动的描述都是一样的

C. 盐城市出租车的收费标准是1.60元/公里，其中“每公里”指的是位移

D. 第4s是指3s末到4s末这段时间

【答案】D

【解析】

【详解】A. 研究跨栏动作时，刘翔的大小和形状不能忽略，不能看作质点，故A错误；

B. 选取不同的参考系，物体的运动状态是不相同的，故B错误；

C. 出租车收费是按路程收费的，故C错误；

D. 第4s是指1s的时间，是指从3s末到4s末这一段时间，故D正确；

故选D.

2. 元代王祯所著《农书》写道：“戽斗，提水器也，……凡水岸稍下，不容置车，当旱之际，乃用戽斗，控以双绠，两人掣之抒水上岸，以灌田番，其斗或柳筲，或木罂，所以便也。”戽斗是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边绳，靠两人拉绳牵斗取水，如图所示，忽略绳子质量，戽斗处于平衡状态时，下列说法正确的是（    ）

A. 两人站得越远，人对每边绳子的拉力越大

B. 两人站得越远，人对每边绳子的拉力越小

C. 两人站得越远，两边绳子对戽斗的合力越小

D. 两人站得越远，两边绳子对戽斗的合力越大

【答案】A

【解析】

【详解】CD．对戽斗受力分析，可知两条绳子与竖直方向夹角相同，提供大小相等的拉力，合力与戽斗的重力平衡，所以两人站的远近不影响绳子对戽斗的合力，CD错误；

AB．由平衡条件可得

当两人站得越远，两绳夹角越大，两条绳子与竖直方向夹角越大，则绳中拉力F越大，A正确，B错误。

故选A。

3. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（　　）

A. 落地前瞬间A球与B球速度相同

B. 两球重力的平均功率相等

C. 落地前的瞬间A球与B球的重力瞬时功率相同

D. 落地前瞬间A球的重力瞬时功率比B球的瞬时功率小

【答案】D

【解析】

【详解】A．对小球A进行受力分析，得到小球A的加速度为，小球A沿斜面方向的位移为，根据运动学公式

可求出A球到达斜面底部的速度大小

同理可求出B球落地的速度大小

A、B落地时速度大小相等，但速度方向不同，一个沿斜面向下，一个竖直向下，故A错误；

B．两球均做初速度为0的匀变速直线运动，运动时间

两球落地速度大小相等，由于

可得

整个过程中A、B所受重力做功相同，根据平均功率

可以得出B球重力的平均功率大于A球重力的平均功率，故B错误；

CD．两球落地时速度大小相等，重力的瞬时功率等于重力乘以重力方向上的分速度，则

故

故C错误，D正确。

故选D。

4. 某动力公司研发出双足人形机器人如图甲所示，通过连续跳跃来测试机器人性能。某次测试时，机器人连续跳跃三次的轨迹如图乙，共跳出14米远的好成绩，假设机器人每次起跳腾空后重心离地的高度都是前一次的2倍，水平位移也是前一次的2倍，机器人在空中运动的总时间为，已知机器人的质量，不计一切阻力，取，则下列说法正确的是（　　）

A. 机器人三次跃起的速度方向不同

B. 机器人第一次跃起到落地的水平位移为

C. 机器人第一次跃起到落地的运动时间为

D. 机器人跳跃过程中增加重力势能最多为

【答案】D

【解析】

【详解】C．根据题意可知，机器人跳起之后竖直方向做竖直上抛运动，由可得，上升到最高点的时间为

由于每次起跳腾空后重心离地的高度都是前一次的2倍，设第一次跃起到落地的运动时间为，则第二次、第三次跃起到落地的运动时间分别为、，则有

解得

故C错误；

B．由于每一次跃起到落地的水平位移是前一次的2倍，设第一次跃起到落地的水平位移为，根据题意有

解得

故B错误；

A．根据题意，竖直方向上，由可得，跳起时竖直方向的初速度为

可知

水平方向上，由可得，跳起时水平方向的初速度为

可知

则跃起的速度方向与水平方向的夹角的正切值为

则有

可知机器人三次跃起的速度方向相同，故A错误；

D．由上述分析结合对称性可知，第三次跃起运动到最高点的时间为，则上升的最大高度为

则增加的重力势能为

故D正确。

故选D。

二、多项选择题：（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，有错选或不选得0分。）

5. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主交会对接。交会对接前，空间站组合体会从距地面较高的轨道变轨到距地面较低的轨道，等待神舟十五号载人飞船的到来。变轨前后，空间站组合体绕地球的运行均视为匀速圆周运动，则空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的（　　）

A. 速度减小 B. 周期减小 C. 加速度增大 D. 机械能增大

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．根据

可得

空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的轨道半径减小，周期减小，速度增大，加速度增大，故A错误，BC正确；

D．从高轨道到低轨道要点火减速制动，则机械能减小，故D错误。

故选BC。

6. 下列关于各图中机械能是否守恒的判断正确的是（    ）

A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能不守恒

B. 乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒

C. 丙图，不计任何阻力时A加速下落B加速上升过程中，A的机械能守恒

D. 丁图中，越来越大，小球慢慢升高，小球的机械能仍然守恒

【答案】AB

【解析】

【详解】A．甲图中只有重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧的弹性势能增大，物体A机械能减小，所以物体A机械能不守恒，故A正确；
B．乙图中物体B除受重力外，还受弹力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功代数和为零，机械能守恒，故B正确；
C．丙图中绳子张力对A做负功，所以A的机械能减小，故C错误；
D．丁图中小球的动能增加，重力势能也增加，故机械能增加，机械能不守恒（拉力对小球做正功），故D错误。

故选AB。

7. 如图所示，汽车用绳索通过定滑轮牵引小船，使小船匀速靠岸，若水对船的阻力不变，则下列说法中正确的是（   ）

A. 绳子的拉力可能不变 B. 船受到的浮力不断减小

C. 汽车匀速拉动小船 D. 汽车在减速拉动小船

【答案】BD

【解析】

【详解】AB. 小船匀速靠岸，小船受力平衡，其受力分析如图所示

假设绳子与水平面的夹角为，小船靠岸过程，逐渐增大，根据受力平衡可得

解得

，

可知随着逐渐增大，绳子拉力不断变大，船受到的浮力不断变小，选项A错误，B正确；

CD. 小船的运动可以看成是两个分运动的合成，一个是沿绳子收缩方向的分运动，另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动，将小船的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度，汽车的速度等于小船沿绳子方向的分速度，故有

由于小船匀速靠岸，即小船速度保持不变，绳子与水平面的夹角逐渐增大，汽车的速度不断减小，故汽车在减速拉动小船，选项C错误，D正确；

故选BD。

8. 近日福建师范大学附属福清德旺中学举办了第六届科技节活动，其中“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，兴趣小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，DE段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 在、、、时刻中，时刻加速度最大

B. “水火箭”在时刻达到最高点

C. 在时刻失去推力

D. 到时间内“水火箭”做自由落体运动，机械能守恒。

【答案】AC

【解析】

【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知，在t1时刻斜率最大，则加速度最大，故A正确；

B．“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，t2时刻仍在上升，故B错误；

CD．DE段是斜率绝对值为g的直线，说明t3时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在t3时刻失去推力，到时间内火箭将做向上做减速运动，机械能守恒，故C正确，D错误。

故选AC。

三、填空题（本题共4小题，每空2分，共20分。把答案填在答题卡的相应位置。）

9. 公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时，恰有一个果子从树上自由落下。地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的________，车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的________。（不计阻力）

【答案】    ①. C    ②. B

【解析】

【分析】

【详解】[1]果子从树上自由落下相对地面是直线运动，地面上的人以地面为参考系看到果子竖直下落，故地面上的人看到的轨迹为C；

[2]车中人以车为参考系，看到果子竖直下落的同时还向后运动，故轨迹为B。

10. 如图甲所示，物体受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力、物体速度v随时间（变化的规律如图乙、丙所示。取，则第内摩擦力做的功为_______J，第时推力的功率为________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1][2]根据题意，由图丙可得，物体在第内的加速度为

第内的位移为

时，物体的速度为

物体在匀速运动，结合图乙可知，摩擦力为

物体在第内受到水平推力为

则第内摩擦力做的功为

第时推力的功率为

11. 如图所示为“向心力演示仪”及配套小球，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左、右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左、右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左、右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力的大小。结合图示，完成下列问题：

（1）本实验采用的实验方法是___________

A．控制变量法         B．等效法             C．模拟法

（2）在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的___________之比（填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值___________（填“不变”“变大”或“变小”）。

【答案】    ①. A    ②. 角速度平方    ③. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]本实验探究向心力与质量、半径和角速度之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，则采用的实验方法是控制变量法。

故选A。

（2）[2]根据

在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。

[3]在加速转动手柄过程中，由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。

12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属。

（1）实验现象是，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地；

（2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）；

（3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为2cm，，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。（结果可保留根号）

【答案】    ①. 同时    ②. 不变    ③.

【解析】

【详解】（1）[1] A球在竖直方向上做自由落体运动，实验现象是，小球A、B同时落地。

（2）[2] 现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，根据 ，A球下落高度不变， A球在空中运动的时间不变。

（3）[3]由丙图可知AB与BC过程所用时间T相等，竖直方向根据

可得

水平方向有

联立可得小球运动中水平分速度的大小为

四、计算题：（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13. 天问一号成功登陆火星，中国成为世界上第三个成功登陆火星的国家，若天问一号绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：

（1）火星的质量M；

（2）天问一号的运行周期T。

（3）火星的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物体在火星表面受到的重力等于万有引力

解得火星的质量为

（2）对天问一号由万有引力作向心力可得

联立解得

（3）当卫星在火星表面运行时满足

联立解得火星的第一宇宙速度为

14. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求：

（1）该车在运动过程中所受阻力大小；

（2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小；

（3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。

【答案】（1）720N；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有

可得该车在运动过程中所受阻力大小为

（2）根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为

根据牛顿第二定律有

可得该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小

（3）内汽车匀加速运动的位移为

牵引力做功为

变加速过程中，即内，汽车牵引力的功率恒为，所以该过程中牵引力做的功为

则从静止开始到末该车所受牵引力所做的功

15. 科技馆有套机械装置，其结构简图如图所示。传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以v1=3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其最底端C点与粗糙圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，圆弧轨道半径R=0.5m，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧DE对应的圆心角为α，EF是段圆弧。某同学将一质量为m=0.5kg可视为质点的物块轻放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道并从F点飞出，当经过F点时，物块对圆弧的摩擦力f=2N，已知物块与传送带及圆弧轨道F点的动摩擦因数μ=0.5，距离F点高h=0.75m处有一挡板。问：

（1）物块从A到B的时间；

（2）圆弧DE弧对应的圆心角α；

（3）物块在圆弧轨道上克服摩擦力做的功；

（4）经过调整使得物块沿切线进入圆弧轨道D点的速度为6m/s，物块能否碰到挡板？并说明原因。

【答案】（1）0.7s；（2）；（3）；（4）碰不到挡板，见解析

【解析】

【详解】（1）物块由静止加速到v1=3m/s的时间

此过程物块的位移

则之后的时间

所以物块从A到B的时间

（2）物块离开B点后做平抛运动，水平方向

竖直方向上有

解得

则有

所以

（3）当经过F点时，有

则

代入数值解得

物块在圆弧轨道上的运动过程根据动能定理有

又

解得

（4）物块要碰到挡板，则从F点出去的速度

若物块沿切线进入圆弧轨道D点的速度为6m/s，则物块在圆弧轨道上克服摩擦力做功大于3.75J，根据动能定理

解得

即从F点出去的速度小于m/s，所以碰不到挡板。