北京市房山区2022-2023学年高一下学期期末物理试题

这是一份北京市房山区2022-2023学年高一下学期期末物理试题，共21页。试卷主要包含了选择题组，单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

北京市房山区2022-2023学年高一下学期期末物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、选择题组
排球运动是大家非常喜爱的一种球类运动。如图所示，在比赛中，运动员会将排球击打过网。不计空气阻力，重力加速度g取。
  
1．以地面为参考系，排球被水平击出后，在空中做（　　）
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
2．排球被水平击出后约0.80s落地，排球被击打时距地面的高度约为（　　）
A．1.6m B．2.4m C．3.2m D．6.4m
3．排球被水平击出后，从被击出到落地的过程中（　　）
A．排球动能一直减小 B．排球重力势能一直增大
C．排球机械能逐渐减小 D．排球落地时间与水平初速度无关

一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力，例如在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，如图所示。

  
4．观察钢球的运动轨迹为图中弯曲虚线。钢球做曲线运动时，下列说法正确的是（　　）
A．速度一定不变 B．合力一定不变
C．合力一定不为零 D．加速度一定不变
5．通过观察，可以发现：做曲线运动时钢球所受合力方向（　　）
A．一定与运动轨迹垂直 B．一定不与运动轨迹垂直
C．一定与其运动方向相同 D．一定与其运动方向不在同一直线上
6．钢球沿曲线MN由M向N运动，途径P点时的速度为v，虚线是曲线上过P点的切线，图中P点速度方向表示正确的是（　　）
A．   B．  
C．   D．  

如图所示，质量为m的足球从地面的1位置被踢出，在空中达到最高点2位置时的高度为h，落地时到达3位置。由位置2运动到位置3经历的时间为t，重力加速度为g。
  
7．下列用来描述足球运动的物理量中是标量的是（　　）
A．动能 B．位移 C．速度 D．加速度
8．下列说法正确的是（　　）
A．足球由1到2的过程中，重力做功为
B．足球由1到2的过程中，动能增加了
C．足球由2到3的过程中，重力做功的平均功率是
D．足球由2到3的过程中，机械能增加了
9．下列说法正确的是（空气阻力不能忽略）（    ）
A．足球被踢出的过程中，人对球做的功是
B．足球在2位置的瞬时速度沿水平方向
C．足球在3位置落地时的速度沿竖直方向
D．足球由1到2所用的时间一定也为t

如图所示，用一根长为L的细绳（不可伸长）与质量为m的小球相连，悬挂于一固定点O，将细绳拉直并处于水平状态，由静止释放小球，重力加速度为g，不计空气阻力。

    
10．小球运动到最低点时，（　　）
A．速度为 B．加速度为g
C．细绳受到的拉力为2mg D．小球的动能为mgL
11．从静止释放小球，到小球运动到最低点（　　）
A．小球受重力、细绳的拉力和向心力
B．细绳的拉力对小球做正功，使小球动能增加
C．重力对小球做正功，小球的重力势能减少
D．小球的机械能增加


二、单选题
12．把石块从高处抛出，初速度大小v0，抛出高度为h，方向与水平方向夹角为q（0 ≤q <90º），如图所示，石块最终落在水平地面上．若空气阻力可忽略，下列说法正确的是（  ）

A．对于不同的抛射角q，石块落地的时间可能相同
B．对于不同的抛射角q，石块落地时的动能一定相同
C．对于不同的抛射角q，石块落地时的机械能可能不同
D．对于不同的抛射角q，石块落地时重力的功率可能相同
13．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面，bc段距离坡底高度为h。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　）
  
A．汽车在ab段的输出功率比bc段的大
B．在ab段汽车的输出功率逐渐增大
C．汽车在ab段受到的合力比cd段受到的合力大
D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大
14．2022年3月的“天宫课堂”上，航天员做了一个“手动离心机”， 该装置模型如图所示，快速摇转该装置完成了空间站中的水油分离实验，下列说法正确的是（　　）

A．转速越小越容易实现水油分离
B．水油分离是因为水的密度较大更容易离心而分离
C．在天宫中摇晃试管使水油混合，静置一小段时间后水油也能分离
D．若在地面上利用此装置进行实验，将无法实现水油分离
15．中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送人近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，在B点通过变轨进入预定圆轨道，如图所示。则（　　）
  
A．飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B．在B点变轨进入预定圆轨道后，飞船的机械能比在椭圆轨道上的小
C．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比B点的小
D．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的小
16．空间站在距地面高度约为400km的轨道绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．空间站处于平衡状态
B．空间站内的航天员处于完全失重状态
C．空间站绕地球运动的速度应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D．空间站绕地球运动的加速度比它在地面上的重力加速度大
17．如图所示，小球从直立轻质弹簧的正上方A处由静止自由下落，到B点与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，然后又被弹回。若不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）
  
A．小球在C点时速度为零，加速度也为零
B．小球在B点速度最大
C．小球从A点到C点，弹簧的弹性势能增加量与小球重力势能的减少量相等
D．小球在由B点运动到C点的过程中，小球、地球与弹簧组成系统的机械能减小
18．铅球掷出后，在空中运动的轨迹如图所示。a、b、c、d、e为轨迹上5个点，c为轨迹的最高点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
  
A．铅球从a点运动到c点和从c点运动到e点速度变化方向相同
B．铅球从d点到e点的过程比从a点到b点的过程中速度变化快
C．铅球运动到c点时重力的功率最小，但不为零
D．铅球从a点运动到e点，合外力做的功小于重力势能的减少量
19．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，把悬线另一端的小球A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线与钉子C相碰，开始绕钉子运动。不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失，以下说法正确的是（　　）
  
A．碰到钉子的瞬间，悬线拉力的功率最大
B．钉子C越靠近O点悬线越容易断
C．碰钉子的瞬间悬线拉力做正功，所以小球的速度迅速增大
D．从开始释放到悬线碰钉子之前，小球重力的功率先增大后减小
20．2016年11月，我国研制的隐身喷气式战机“歼20”在航展上飞行表演，其中一架飞机从水平平飞经一段圆弧转入竖直向上爬升，如图所示，假设飞机沿圆弧运动时速度大小不变，发动机推力方向沿轨迹切线，飞机所受升力垂直于机身，空气阻力大小不变，则飞机沿圆弧运动时（　　）
  
A．空气对飞机的作用力不变
B．飞机发动机推力大小保持不变
C．飞机克服重力做功的功率保持不变
D．飞机发动机推力做功的功率逐渐增大

三、实验题
21．某实验小组做“研究平抛运动”的实验，实验装置如图甲所示。
    
（1）实验时如果斜槽表面比较粗糙，对实验结果 （填“有”或“没有”）影响。
（2）安装器材应注意斜槽末端水平和平板竖直，检测斜槽末端水平的方法是 。
（3）用频闪相机拍摄小的平抛运动，每隔时间T闪光一次，得到的照片如图乙所示，图中每个小方格的边长为L，实验时小球抛出时的初速度为 ，当地重力加速度的大小为 。
22．如图为利用重物自由下落，“验证机械能守恒定律”的实验装置。
  
（1）关于该验，下列做法正确的有 。
A．打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直
C．实验前，应测量重物的质量
D．数据处理时应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
（2）实验中，先接通电源，再由静止开始释放重物，得到一条点迹清晰的纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，如图所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期T，从O点到B点过程中，重物的动能增加量 J；重物的重力势能减少量 J。
  
（3）某同学在计算与B点对应的重物的瞬时速度时采用公式（h表示OB距离），这种做法是否可行？说出你的理由 。

四、解答题
23．如图所示，体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，重力加速度g取。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离；
（2）排球被垫起前瞬间的速度大小。
  
24．如图所示，某人把一个质量的小球从高处以60°角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，取地面为零势能面。重力加速度g取。求
（1）抛出过程中，人对小球做的功；
（2）小球落地时速度大小。
  
25．如图所示，有一辆质量为m的汽车（可看做质点）驶上半径为R的圆弧拱形桥。
（1）当汽车以一定速度通过拱形桥顶时（汽车与桥面之间始终有相互作用），画出此时汽车在竖直方向受力的示意图；
（2）已知m = 1500kg、R = 50m，重力加速度g取10m/s2，当该汽车以速率v = 5m/s通过拱形桥顶时，汽车对桥的压力是多大？并判断此时汽车是处于超重状态还是失重状态；
（3）汽车通过桥顶时对桥面的压力过小是不安全的。请你通过分析说明：在设计拱形桥时，对于同样的车速，拱形桥圆弧的半径是大些比较安全还是小些比较安全。

26．牛顿运用其运动定律并结合开普勒定律，通过建构物理模型研究天体的运动，建立了伟大的万有引力定律。请你选用恰当的规律和方法解决下列问题：
（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，若行星在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为。求行星在近日点和远日点的加速度大小之比；
（2）实际上行星绕太阳的运动轨迹非常接近圆，其运动可近似看做匀速圆周运动。设行星与太阳的距离为r，请根据开普勒第三定律（）及向心力的相关知识，证明太阳对行星的作用力F与r的平方成反比
（3）我们知道，地球表面不同位置的重力加速度大小略有不同。若已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在赤道地面附近重力加速度大小为，在北极地面附近重力加速度大小为，求比值的表达式。

参考答案：
1．A 2．C 3．D

【解析】1．以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，排球只受重力作用，在空中做平抛运动。
故选A。
2．排球被水平击出后约0.80s落地，排球被击打时距地面的高度约为

故选C。
3．AB．在排球被水平击出后，从被击出到落地的过程中，只有重力做正功，重力势能减小，根据动能定理可知排球的动能逐渐增大，故AB错误；
C．在运动过程中，只有重力做功，则机械能守恒，故C错误；
D．排球沿水平方向被击出后，排球只受重力作用，在空中做平抛运动，则下落时间与竖直高度有关，与水平初速度无关，故D正确。
故选D。
4．C 5．D 6．C

【解析】4．观察钢球的运动轨迹为图中弯曲虚线。钢球做曲线运动时，速度方向时刻在发生变化，故速度一定改变；钢球受到的合力一定不为0，且合力方向与速度方向不在同一直线上，且由题图可看出小球先靠近磁铁后远离磁铁，说明小球受到的合力是一直改变的，则加速度也是一直改变的。
故选C。
5．通过观察，可以发现钢球做曲线运动时，钢球所受合力方向一定与其运动方向不在同一直线上。
故选D。
6．钢球沿曲线MN由M向N运动，某一位置的速度方向在该点的切线方向上。
故选C。
7．A 8．C 9．B

【解析】7．位移、速度和加速度均为矢量，来描述足球运动的物理量中是标量的是动能。
故选A。
8．AB．足球由1到2的过程中，重力做功为

根据动能定理可知，动能减少了，故AB错误；
CD．足球由2到3的过程中，重力做功的平均功率为

足球由2到3的过程中，由图可知，足球受到空气阻力的作用，足球的机械能减少，故C正确，D错误。
故选C。
9．A．由于空气阻力不能忽略，足球从静止由1到2的过程中，设足球克服空气阻力做功为，足球在2位置的速度为，根据动能定理可得

可得

故A错误；
B．足球在2位置的瞬时速度沿水平方向，故B正确；
C．足球在3位置落地时的速度方向斜向下，不是竖直向下，故C错误；
D．由于足球受到空气阻力的作用，可知足球由1到2在竖直方向的平均加速度大于由2到3在竖直方向的平均加速度，根据

可知足球由1到2所用的时间小于，故D错误。
故选B。
10．D 11．C

【解析】10．AD．根据机械能守恒定律可知

解得小球运动到最低点的速度为

小球动能为

故A错误，D正确；
B．小球运动到最低点时

故B错误；
C．根据牛顿第二定律可得

解得

故C错误。
故选D。
11．A．从静止释放小球，到小球运动到最低点，小球受重力和细绳的拉力，故A错误；
B．下落过程中，小球的拉力始终与小球的运动方向垂直，小球拉力不做功，故B错误；
C．小球下落过程中，重力对小球做正功，小球的重力势能减少，故C正确；
D．下落过程中，只有重力做功，则小球机械能守恒，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】A．将石块抛出后，石块在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，竖直方向上有

由此式可知，对于不同的抛射角θ，石块落地的时间不同，故A错误；
BC．石块运动过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，因初速度大小不变，所以对于不同的抛射角，石块落地时的机械能相同，即落地的动能相同，故B正确，C错误；
D．在竖直方向：

可求石块落地时的竖直方向的瞬时速度，再由P=mgvy可知，不同的抛射角θ，石块落地时重力的功率不相同，故D错误.
13．A
【详解】AB．在ab段根据共点力平衡可知牵引力为

所以ab段汽车的输出功率为

所以P1不变，在bc段，牵引力为

所以bc段汽车的输出功率为

故A正确，B错误；
C．汽车通过路面abcd时速率不变，所以汽车在整个过程合力为零，故C错误；
D．汽车在cd段牵引力为

cd段汽车的输出功率为

故D错误。
故选A。
14．B
【详解】A．转速越大越容易发生离心运动，所以更容易实现水油分离，故A错误；
B．水油分离是因为水的密度较大更容易离心而分离的，B正确；
C．太空中处于完全失重状态，在天宫中摇晃试管使水油混合，静置一小段时间后水油不能分离，C错误；
D．若在地面上利用此装置进行实验，也能实现水油分离，D错误；
故选B。
15．A
【详解】A．从椭圆轨道进入预定圆轨道是由低轨道到高轨道，需要在切点位置加速，可知飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道，故A正确；
B．从椭圆轨道进入预定圆轨道是由低轨道到高轨道，需要在切点B位置加速，可知在B点变轨后，飞船的机械能比在椭圆轨道上的大，故B错误；
C．根据

解得

飞船在A点距离地心的间距小于B点距离地心的间距，则飞船在A点的加速度比B点的大，故C错误；
D．在椭圆轨道上从A运行至B过程，万有引力做负功，飞船的动能减小，则飞船的速度减小，可知在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的大，故D错误。
故选A。
16．B
【详解】A．空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站受到万有引力提供向心力，空间站不处于平衡状态，故A错误；
B．空间站内的航天员受到地球的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，航天员处于完全失重状态，故B正确；
C．地球第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，故空间站绕地球运动的速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得

解得

可知空间站绕地球运动的加速度比它在地面上的重力加速度小，故D错误。
故选B。
17．C
【详解】AD．以小球、地球与弹簧组成系统为研究对象，在小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，符合机械能守恒的条件，则系统的机械能守恒，到C点时弹簧被压缩到最短，小球处于最低点，速度为0，但此时弹簧的弹力最大，故小球向上的加速度最大，故AD错误；
B．小球在B点，加速度为g，只有当弹簧弹力等于小球重力时，加速度为0，此时速度最大，故B错误；
C．由能量关系可得，小球从A点到C点，机械能守恒，则弹簧的弹性势能增加量与小球重力势能的减少量相等，故C正确。
故选C。
18．A
【详解】A．铅球在空中只受重力作用，加速度为重力加速度，可知速度变化方向与重力加速度方向相同，则铅球从a点运动到c点和从c点运动到e点速度变化方向相同，均为竖直向下，故A正确；
B．由于铅球的加速度为重力加速度，保持不变，则铅球从d点到e点的过程比从a点到b点的过程中速度变化一样快，故B错误；
C．由于c为轨迹的最高点，可知此时速度处于水平方向，与重力方向垂直，故铅球运动到c点时重力的功率为零，故C错误；
D．由于铅球只受重力作用，则铅球从a点运动到e点，合外力做的功即为重力做的功，等于重力势能的减少量，故D错误。
故选A。
19．D
【详解】A．运动过程中，绳子的拉力始终与速度垂直，则拉力不做功，故悬线拉力的功率不是最大，故A错误；
B．钉子位置越靠近O点，小球做圆周运动的半径越大，设绳子的拉力为F，则

解得

故钉子C越靠近O点，r越大，绳子的拉力越小，在绳子与钉子相碰时绳子就越不容易断，故B错误；
C．碰钉子的瞬间，小球线速度不突变，所以小球的速度保持原状，故C错误；
D． 令轻绳与水平方向夹角为，则球体向下运动过程有
，
解得

假设

则有

解得

可知，此时小球重力功率达到最大，则从开始释放到悬线碰钉子之前，小球重力的功率先增大后减小，故D正确。
故选D。
20．D
【详解】AB．飞机的运动看做是匀速圆周运动，设速度方向（发动机推力方向）与水平方向夹角为θ，设推力为F，空气升力为F′，空气阻力为f，重力为mg，则沿切线方向上有

沿半径方向有

飞机沿圆弧向上运动，θ增大，则F增大，F′减小，故AB错误；
C．飞机在竖直方向的速度为

θ增大，竖直方向的速度增大，所以克服重力做功的功率越来越大，故C错误；
D．推力与速度同向，根据功率的计算公式

可知推力增大，其功率不断增大，故D正确。
故选D。
21． 没有 见解析
【详解】（1）[1]实验时小球从同一高度由静止释放，每次克服摩擦力做功相同，则小球离开斜槽末端的速度大小是相同的，可知斜槽表面是否粗糙对实验结果无影响。
（2）[2]将小球放在水平槽中，若能静止则可认为水平。
（3）[3]小球做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，则

[4]研究小球竖直方向上的分运动，由逐差法可得

22． AB/BA 见解析
【详解】（1）[1]
A．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确；
B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B正确；
C．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约掉，所以不需要测量重物的质量，故C错误；
D．数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量误差，故D错误。
故选AB。
（2）[2]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

从O点到B点过程中，重物的动能增加量为

[3]从O点到B点过程中，重物的重力势能减少量为

（3）[4]某同学在计算与B点对应的重物的瞬时速度时采用公式（h表示OB距离），这种做法不可行；因为这样直接认为重物的加速度为重力加速度，直接应用了机械能守恒定律，失去了验证的意义。
23．（1）；（2）
【详解】（1）排球被击出后做平抛运动，竖直方向有

解得

排球被垫起前在水平方向飞行的距离

（2）排球被垫起前瞬间的竖直分速度为

排球被垫起前瞬间的速度大小为

24．（1）；（2）
【详解】（1）小球从静止到抛出根据动能定理得

解得

（2）小球从抛出到落地根据动能定理可得

解得

25．（1）；（2）F′N= 14250N，失重；（3）半径应当大一些
【详解】（1）汽车竖直方向受力如图所示

（2）根据牛顿第二定律和向心加速度公式，有

代入数据有
FN= 14250N
根据牛顿第三定律，可知汽车对桥面的压力大小为
F′N= FN= 14250N
因为
F′N < mg = 15000N
因此汽车处于失重状态。
（3）由（2）可知

即R较大时，F′N就较大，因此拱桥圆弧的半径应当大一些。
26．（1）；（2）见解析；（3）
【详解】（1）根据
，
解得

（2）行星绕太阳的运动轨迹非常接近圆，其运动可近似看做匀速圆周运动，则有

又由于
，
解得

可知，太阳对行星的作用力F与r的平方成反比。
（3）在赤道地面附近

在北极地面附近有

解得