安徽省合肥市庐江县2022-2023学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

庐江县2022-2023学年度第二学期期末教学质量抽测

高一物理试题

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. 以下说法正确的是（　　）

A. 物体做曲线运动时，速度一定是变化的

B. 物体做圆周运动时，所受合力的方向总是指向圆心

C. 若物体受合力等于零，则机械能总量一定保持不变

D. 若系统内存在摩擦力做功，则动量一定不守恒

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体做曲线运动时，速度方向一定变化，即速度一定是变化的，选项A正确；

B．物体只有做匀速圆周运动时，所受合力的方向才是指向圆心，选项B错误；

C．若物体受合力等于零，机械能总量不一定保持不变，例如物体向上匀速运动时，机械能增加，选项C错误；

D．若系统内存在摩擦力做功，则动量也可能守恒，例如长木板放置在光滑水平面上，物块以一定的初速度在长木板上滑动时，物块和木板系统动量守恒，选项D错误。

故选A。

2. 2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮送入太空，大约6.5小时后，神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，对接过程如图所示，空间站处于圆形轨道Ⅱ，“神舟十六号”经过变轨后，沿椭圆轨道Ⅰ运动到B处与空间站对接，则（　　）

A. 飞船在轨道Ⅰ的A点速度等于第一宇宙速度

B. 飞船沿轨道Ⅰ从A点运动到B点的过程中，速度不断增大

C. 飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于空间站在轨道Ⅱ运行的周期

D. 飞船在轨道Ⅰ上与地心的连线和空间站与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度指卫星绕地球表面运行速度，即过A点的正圆速度，轨道Ⅰ为椭圆轨道，则飞船在轨道Ⅰ的A点速度大于第一宇宙速度，故A错误；

B．飞船沿轨道Ⅰ从A点运动到B点的过程中，由近地点向远地点运动，速度不断减小，故B错误；

C．由开普勒第三定律

可知飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于空间站在轨道Ⅱ运行的周期，故C正确；

D．由开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅰ上与地心的连线和空间站与地心的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误。

故选C。

3. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是（　　）

A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大

B. 如图b，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大

C. 如图c，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在A、B位置做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于在B位置处所受的支持力

D. 如图d，火车转弯时若超过规定速度行驶，火车轮缘对内轨会有挤压作用

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律

得

根据牛顿第三定律

速度越大，压力越小，故A错误；

B．受力分析可得

设圆锥高h，则

得

h和g不变，角速度不变，故B错误；

C．设圆锥面与竖直方向夹角为α，则

可知，小球在两个位置所受支持力相等，故C正确；

D．设轨道平面与水平方向夹角为β，当火车与铁轨的侧向弹力为零时，有

若火车速度变大，需要更大的向心力，由铁轨对货车的支持力与重力的合力提供的向心力不足，则需要外轨对火车提供侧向弹力，外轨对火车轮缘有挤压作用，故D错误。

故选C。

4. 如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是（　　）

A. 在0~1s内，物体做匀速直线运动 B. 在0~1s内，物体做匀变速直线运动

C. 在1~2s内，物体做匀变速曲线运动 D. 在1~2s内，物体做匀变速直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】AB．在0～1s内，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，故AB错误；

CD．在1～2s内，水平方向初速度为

加速度为

竖直方向初速度为

加速度为

则合速度与水平方向的夹角为

合加速度与水平方向的夹角为

而且二者方向在同一直线上，根据曲线运动条件可知，合运动匀变速直线运动，故C错误，D正确。

故选D。

5. 如图为汤池镇金汤湖五一假期期间水幕电影的场景，主喷泉竖直喷出的最高水柱约45m，喷管的横截面积约为，已知水的密度，重力加速度。据此估计主喷管喷水时的输出功率约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据题意，设主喷管喷水时的喷出水的速度为，则有

解得

设主喷管喷水时的输出功率约为，时间为，则有

代入数据解得

故选B。

6. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，在平直轨道上由静止起加速，经时间t达到最大速度v，此过程发动机的输出功率恒为P，所受到的阻力为F。则动车在时间t内（　　）

A. 加速大小恒为 B. 合力做功为

C. 牵引力做功为 D. 位移大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意，由公式可得，牵引力为

由牛顿第二定律可得，加速度为

可知，由于速度增大，则汽车做加速度减小的加速运动，故A错误；

BCD．根据题意，设动车在时间t内位移大小为，由动能定理有

解得

即合力做功小于，牵引力做功大于，位移大小为，故BC错误，D正确。

故选D。

7. 如图所示，足够长的水平传送带保持的速度匀速运动，漏斗以20kg/s的流量往传送带上装砂子，不计砂子的初速度，则与不传送砂子相比，传送带的电动机每秒要多做的功为（　　）

A. 10J B. 20J C. 30J D. 40J

【答案】B

【解析】

【详解】设t时间内砂子与传送带共速，砂子达到传送带速度经历的位移为

传送带的位移

则相对运动的位移大小为

根据动能定理知

产生的热量为

根据能量守恒定律得，传送带的电动机每秒要多做的功为

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 宇宙中一对年轻的双星，在距离地球16万光年的蜘蛛星云之中。该双星系统由两颗炽热又明亮的大质量恒星构成，二者围绕连接线上某点旋转。通过观测发现，两颗恒星正在缓慢靠近。不计其他天体的影响，且两颗恒星的质量保持不变。则以下说法中正确的是（　　）

A. 双星之间引力大小不变

B. 每颗星的向心加速度均变大

C. 双星系统周期逐渐变小

D. 双星系统转动的角速度变小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意，由万有引力公式可知，由于两颗恒星正在缓慢靠近，且两颗恒星的质量保持不变，则双星之间引力增大，故A错误；

B．由万有引力提供向心力有

可知，由于两颗恒星正在缓慢靠近，且两颗恒星的质量保持不变，则每颗星的向心加速度均变大，故B正确；

CD．由万有引力提供向心力有

解得

可知，由于两颗恒星正在缓慢靠近，且两颗恒星的质量保持不变，双星系统转动的角速度变大，由公式可知，双星系统周期逐渐变小，故D错误，C正确。

故选BC。

9. 一质量为的物块静止在水平地面上，时起在水平力的作用下运动，随时间变化的图线如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取。则（　　）

A. 时物块的动量大小为

B. 时物块的速度大小为

C. 时间内对物块的冲量大小为

D. 时间内物体的位移为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．物块与地面间的滑动摩擦力为

根据题意，内，由动量定理有

解得

故A错误；

B．由公式可得，物块在时的速度为

由图根据牛顿第二定律可得，之后，物块的加速度大小为

方向与速度方向相反，则物块做减速运动，则时，物块的速度为

故B错误；

C．时间内对物块的冲量大小为

故C正确；

D．根据题意，结合上述分析可知，时物块的速度大小为零，之后拉力与摩擦力平衡，不再运动，由公式可得，时间内物体的位移为

故D正确。

故选CD。

10. 如图所示，质量为的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到点，两点的连线水平，，且小球在、两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为，，。则（　　）

A. 弹簧的劲度系数为

B. 小球位于点时的速度大小为

C. 物体乙重力的瞬时功率一直增大

D. 小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．、两点处弹簧弹力的大小相等，则由胡克定律可知点的压缩量等于点的伸长量，由几何关系知

则小球位于点时弹簧的压缩量为

对点的小球由力的平衡条件可知

解得

选项A正确；

B．当小球运动到点时，假设小球甲的速度为，此时小球甲的速度与绳子OQ垂直，所以物体乙的速度为零，又小球、物体和弹簧组成的系统机械能守恒，则由机械能守恒定律得

解得

选项B正确；

D．由于小球在、两点处时弹簧弹力的大小相等，即小球在、两点处时弹簧的弹性势能相等，则小球由到的过程，弹簧的弹性势能先减小后增大，由能量守恒定律可知，小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，选项D正确；

C．由于小球在和点处，物体乙的速度都为零，在其他过程中，物体乙的速度不是零，则可知物体乙重力的瞬时功率先增大后减小，选项C错误。

故选ABD。

三、实验题（请将正确答案填写在答题卡相应位置上，每空3分，共18分）

11. 某同学在实验室发现一张小球做平抛运动的部分频闪照片，小球的瞬时位置如图中A、B、C所示，照片背景为一堵贴近小球的竖直砖墙，已知每块砖的厚度和长度，频闪照片的拍摄频率，不计砖块间的缝隙宽度和空气阻力。

（1）由以上已知量和测量量，可求得小球的水平初速度______m/s，当地的重力加速度______；（结果均保留两位有效数字）；

（2）小球实际的抛出位置在A点上方第______层砖内。

【答案】    ①. 2.1    ②. 9.8    ③. 二

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意可知，频闪照片的拍摄频率，则时间间隔为

由图可知，水平方向上有

解得

[2]竖直方向上，由逐差法有

解得

（2）[3]根据题意，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，小球经过点时的竖直速度为

则抛出点到点的竖直高度为

则抛出点距点高度为

可知，小球实际的抛出位置在A点上方第二层砖内。

12. 某探究小组利用图示装置验证机械能守恒定律。一根长为L的不可伸长细线一端系住可视为质点的小钢球，另一端悬挂在铁架台上并连接拉力传感器。开始小球静止于A位置，此时拉力传感器示数为，实验中将钢球拉至距A高为处的位置B由静止释放，并记录小钢球到达A位置时拉力传感器示数，已知重力加速度为g，则（结果用题目中给出的字母、、、L、g表示）

（1）小钢球质量为______；

（2）若要验证机械能守恒定律，则只需要验证表达式______是否成立即可；

（3）该组同学将小钢球拉至距A位置不同高度h处由静止释放，记下小钢球到达A位置时拉力传感器示数F，并作出图像，如果小钢球的机械能守恒，下列图像合理的是______。

A.      B.       C.  

【答案】    ①.     ②.     ③. B

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意，由平衡条件有

解得

（2）[2]根据题意，在点，由牛顿第二定律有

若从点到点的机械能守恒，则有

联立整理可得

即该式成立，则机械能守恒。

（3）[3]根据题意，结合上述分析，整理可得

可知图像为与轴正半轴有交点的一次函数。

故选B。

四、计算题（本题共3小题，共36分，其中13题10分，14题10分，15题16分。写出必要的公式、文字说明和重要演算步骤。）

13. 引江济淮工程是跨长江、淮河流域重大战略性水资源配置工程，也是全国172项重大水利工程标志性工程。图甲为“引江济淮”庐江船闸工程图景，图乙为大坝截面示意图。某家长带小孩在坝顶游览时，小孩在A点正对水面水平抛出一扁平小石子，已知斜面AB的长度为L，倾角为，重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）若小石子恰好落在B点，求石子抛出时速度的大小；

（2）如果石子接触水面时的速度方向与水面夹角不大于时，石子就会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”，要形成“水漂”效果，求石子抛出速度的最小值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，石子从A到B做平抛运动，水平方向上有

竖直方向上有

联立方程，解得

（2）当石子落水恰形成“水漂”效果时，设石子竖直方向速度为，由平抛运动规律

运动学规律

联立方程，解得

14. 将地球看成是质量分布均匀的球体，设万有引力常量为G，地球质量为M、半径为R、自转周期为T。

（1）2023年5月17日，由航天科技集团五院研制的第五十六颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星是我国北斗三号工程的首颗备份卫星，属于地球同步轨道卫星。试求该卫星距离地面的高度h。

（2）研究发现，在赤道上测量同一物体的重力，所得结果较南极测量值偏小，说明赤道上重力加速度值小于南极重力加速度值，试求南极和赤道上的重力加速度的差值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据万有引力提供向心力

可得该卫星距离地球球心的距离

卫星距离地面的高度

（2）在南极有

在赤道有

南极和赤道上的重力加速度的差值

15. 如图所示，光滑水平面的左侧是倾角为的粗糙斜面，右侧是竖直半圆形光滑轨道。可看作质点的物块A、B放在水平面上，两者用细线相连，A、B间有一轻质压缩弹簧。某时刻烧断细线，A、B被弹簧弹开，物块A向左运动滑上斜面，沿斜面上升的最大高度为。物块B向右运动进入半圆轨道。已知物块A质量为，物块B质量为，物块A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度g取，，。求：

（1）物块A被弹簧弹开时获得的初速度的大小；

（2）细线烧断前弹簧的弹性势能；

（3）欲使物块B不在中途脱离半圆轨道，轨道半径R应该满足什么条件。

【答案】（1）5m/s；（2）75J；（3）或

【解析】

【详解】（1）A物块在斜面上升过程，由动能定理

解得

（2）弹簧将A、B弹开过程，动量守恒

能量守恒

解得

（3）当物块B恰可以沿半圆轨道运动到圆心等高点时，轨道半径为，根据机械能守恒定律有

解得

当物块B恰可以沿半圆轨道运动到最高点时，轨道半径为，半圆轨道最高点

物块B沿半圆轨道上升过程

解得

故欲使物块B不在中途脱离半圆轨道，轨道半径应满足