陕西省咸阳市2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

咸阳市2022~2023学年度第二学期期末教学质量调研检测

高一物理试题

注意事项：

1．本试题共4页，满分100分，时间90分钟。

2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。

3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。

第Ⅰ卷（选择题  共48分）

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题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，有选错或不选的得0分）

1. 关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 所受合外力可以为零

B. 所受合外力一定为恒力

C. 所受合外力一定为变力

D. 所受合外力的方向与物体的速度方向一定不在一条直线上

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．做曲线运动的物体，速度方向时刻在发生变化，所以一定是变速运动，合外力一定不为零，合外力可以是恒力，例如平抛运动，合外力也可以是变力，例如匀速圆周运动，故ABC错误；

D．做曲线运动的条件是所受合外力的方向与物体的速度方向不在一条直线上，故D正确。

故选D。

2. 小船过河过程中，船头始终垂直对岸。已知小船的划行速度恒定，河水流速处处相同且恒定不变。在下图中以虚线表示小船过河的轨迹示意图，可能正确的是（　　）

A. ① B. ② C. ③ D. ④

【答案】C

【解析】

【详解】小船沿垂直河岸方向做匀速直线运动，沿河水方向也做匀速直线运动，可知合运动还是匀速直线运动，则小船的运动轨迹为③所示。

故选C。

3. 关于万有引力与宇宙航行，下列说法正确的是（　　）

A. 天王星被称为“笔尖下发现的行星”

B. 第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道运行时的最大速度

C. 地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚

D. 开普勒第三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．海王星被称为“笔尖下发现的行星”，故A错误；

B．第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道运行时的最大速度，故B正确；

C．地球上的物体其发射速度达到第三宇宙速度时，其将脱离太阳引力的束缚，故C错误；

D．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，同样也适用于卫星绕行星的运动，故D错误。

故选B。

4. 在“探究合力与分力的关系”的实验中某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，则有关本实验的说法中正确的是（　　）

A. 本实验中采用的科学方法是建立物理模型法

B. 因为图中F和不重合所以不能得出平行四边形定则结论

C. 实验中F的方向和AO方向一致

D. 拉橡皮条的细绳要稍长一些可以减小操作误差

【答案】D

【解析】

【详解】A．本实验中采用的科学方法是等效替代法，故A错误；

BC．是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧沿方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到点，使得一个弹簧的拉力与两个弹簧的拉力效果相同，故方向一定沿方向的是，由于误差的存在，图中F和不重合，仍可以得出平行四边形定则结论，故BC错误；

D．拉橡皮条的细绳要稍长一些，方便记录力的方向，可以减小误差，故D正确。

故选D。

5. 如图所示，在冰上芭蕾舞表演中，演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作，在将双臂逐渐放下的过程中，演员转动的速度会逐渐变快，则演员肩上某点随之转动的（　　）

A. 转速变小 B. 周期变大

C. 线速度变大 D. 角速度变小

【答案】C

【解析】

【详解】由于演员是同一旋转体，且演员肩上的点到转轴的距离不变，由题知演员转动的速度会逐渐变快，则演员肩上某点角速度变大，根据公式

可知，周期变小，转速变大，线速度变大。

故选C。

6. 如图所示，静止的小球沿三条不同的轨道由同一位置P点运动到水平桌面上，P点到桌面的高度为h，桌面距地面高度为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　）

A. 小球沿竖直轨道运动到桌面上的过程，重力做功最少

B. 小球重力势能的减少量为mg（H+h）

C. 以桌面为参考平面，在出发点P小球的重力势能为mgH

D. 小球沿不同的轨道由同一位置运动到水平桌面，重力做功一样多

【答案】D

【解析】

【详解】AD．小球沿竖直轨道运动到桌面上的过程，重力做功为

所以小球沿三条不同的轨道下滑到桌面上重力做功相同，故A错误，D正确；

B．根据重力做功与重力势能变化的关系可得小球重力势能的减少量为

故B错误；

C．以桌面为参考平面，在出发点P小球的重力势能为mgh，故C错误。

故选D。

7. 一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，则该排球（　　）

A. 上升过程和下落过程的位移相同

B. 下落过程中做匀加速运动

C. 上升时间小于下落时间

D. 下落过程中一直处于超重状态

【答案】C

【解析】

【详解】A．上升过程和下落过程的位移大小相等，方向相反，故A错误；

C．上升过程中

下降过程中

由此可知，排球上升过程的加速度大于下降过程的加速度，而上升过程和下降过程的位移大小相等，根据位移时间关系

可知，上升时间小于下落时间，故C正确；

B．下落过程中

下落过程中，随着速度增大，加速度减小，所以排球不是做匀加速运动，故B错误；

D．下落过程中，加速度向下，排球处于失重状态，故D错误

故选C。

8. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且长度等于的长度，不计黄豆的空气阻力，可将黄豆看成质点，则（    ）

A. 乙黄豆相对于M点上升的最大高度为长度一半

B. 甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等

C. 两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍

D. 两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍

【答案】B

【解析】

【详解】A．对甲黄豆竖直方向有

对乙黄豆在从M点运动至最高点的过程中，由逆向思维得上升的最大高度为

所以乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的，故A错误；

B．设甲黄豆做平抛运动的时间为t,那么乙黄豆做斜抛运动的时间也为t。设，甲黄豆在P点的速度为，乙黄豆到达最高点的速度为。

对甲黄豆水平方向有

对乙黄豆从M点运动至N点水平方向有

联立解得

即甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故B正确；

C．对甲黄豆到N点时，在竖直方向上有

结合

得甲黄豆到达N点时的速度为

乙黄豆在M点的竖直方向分速度为

乙黄豆在N点的速度大小为

则

故C错误；

D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角正切值为

乙的速度与水平方向的夹角正切值为

所以两黄豆相遇时甲速度与水平方向的夹角的正切值为乙的两倍，两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角并非乙的两倍，故D错误。

故选B。

9. 如图，钢架雪车比赛中，雪车以速率v通过截面为四分之一圆弧的弯道，弯道半径为R，不计雪车受到冰面的摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. 轨道对雪车的弹力和重力的合力提供其转弯的向心力

B. 轨道对雪车的弹力提供其转弯的向心力

C. 若仅减小v，则雪车离轨道底部更低

D. 若仅增大R，则雪车离轨道底部更高

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．轨道对雪车的弹力和重力的合力提供其转弯的向心力，故A正确，B错误；

C．若仅减小v，雪车做圆周运动所需要的向心力变小，轨道对雪车的支持力变小，则雪车离轨道底部更低，故C正确；

D．若仅增大R，雪车做圆周运动所需要的向心力变小，轨道对雪车的支持力变小，则雪车离轨道底部更低，故D错误。

故选AC。

10. 一辆汽车从静止开始沿平直公路匀加速前进，启动时刚好有一人骑自行车匀速从汽车旁经过，它们的位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. t=10s时，两车相遇

B. 汽车的加速度大小为5m/s2

C. t=20s时，汽车刚好追上自行车

D. t=10s时，汽车的速度大于自行车的速度

【答案】AD

【解析】

【详解】A．t=10s时，两图线相交，表示两车相遇，故A正确；

B．根据位移时间关系

可得

故B错误；

C．t=10s时，汽车刚好追上自行车，故C错误；

D．x-t图线切线的斜率表示物体运动的速度，所以t=10s时汽车的速度大于自行车的速度，故D正确。

故选AD。

11. 天狼星双星系统由质量不同的主序星和伴星组成。仅考虑两星间的万有引力，两星的运动均可视为绕它们连线上某点O的匀速圆周运动，周期相同。若两星视为质点，相距为L，主序星在时间t内转过n圈，引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）

A. 伴星运动轨道半径为L

B. 伴星运动的角速度大小为

C. 主序星和伴星的总质量为

D. 主序星与伴星绕O点运动的线速度大小之比等于它们的质量之比

【答案】BC

【解析】

【详解】A．两星视为质点，相距为L，两星的运动均可视为绕它们连线上某点O的匀速圆周运动，则伴星运动的轨道半径应该小于L，故A错误；

B．主序星和伴星周期相同，角速度相同，根据题意有

所以

故B正确；

C．设主序星的质量为M，做匀速圆周运动的半径为R，伴星的质量为m，做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有

由以上各式解得

故C正确；

D．根据线速度与周期的关系

所以

由牛顿第二定律有

所以

所以

主序星与伴星绕O点运动的线速度大小之比等于它们的质量之比的倒数，故D错误。

故选C。

12. 如图所示，质量为2m的金属环A和质量为m的物块B通过光滑铰链用长为2L的轻质细杆连接，金属环A套在固定于水平地面上的竖直杆上，物块B放在水平地面上，原长为L的轻弹簧水平放置，右端与物块B相连，左端固定在竖直杆上O点，此时轻质细杆与竖直方向夹角θ=30°。现将金属环A由静止释放，A下降到最低点时θ变为60°。不计一切阻力，重力加速度为g，则在金属环A下降的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 金属环A和物块B组成的系统机械能守恒

B. 金属环A降到最低点时，物块B的速度最小

C. A达到最大动能时，地面对B的支持力大小为2mg

D. 弹簧弹性势能最大值为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．在金属环A下滑的过程中，弹簧逐渐伸长，对金属环A和物块B组成的系统，弹簧弹力做负功，系统机械能减小，弹簧弹性势能增大，故A错误；

B．A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，金属环A降到最低点时弹簧的弹性势能最大，则A、B的机械能最小，物块B的速度最小，故B正确；

C．A达到最大动能时，A加速度为零，则金属环A和物块B组成的系统在竖直方向加速度为零，对系统受力分析可得，此时物块B受到的地面支持力大小等于金属环A和物块B的总重力，即

故C错误；

D．当金属环A下滑到最低点时，弹簧的弹性势能最大，对金属环A和物块B及弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律可得

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（非选择题  共52分）

二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）

13. 如图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置。现有的器材有：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________；

A.毫米刻度尺               B.秒表

C.约为8V的交流电源        D.220V的交流电源

（2）关于重物的选择，下列说法正确的是________；

A.选择的重物的体积越小越好

B.应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些

C.应选用体积和质量都较小的重物

D.选择的重物体积应小一些，质量尽量大一些

（3）质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图乙所示，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2。从打下第一个点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减小量ΔEp=_________J，动能的增加量ΔEk=_________J。（均保留2位有效数字）

【答案】    ①. AC##CA    ②. D    ③. 0.48    ④. 0.47

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验需要刻度尺测量计数点间的距离，故A正确；

B．打点计时器可以记录时间，所以本实验不需要秒表，故B错误；

CD．电磁打点计时器使用8V以下的交流电源，不使用220V的交流电源，故C正确，D错误。

故选AC。

（2）[2]为减小空气阻力对实验的影响，重锤选用体积较小且质量较大的物体。

故选D。

（3）[3]从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减小量为

[4]做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，因此打点计时器打下计数点B时，物体的速度大小为

所以动能的增加量为

14. 如图所示是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置（已平衡摩擦力），实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力，先测出钩码所受的重力G之后改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间Δt。

（1）实验中________（选填“是”或“否”）必须测出小车质量。

（2）为完成实验，还需要测量小车释放点到光电门的距离和___________。

（3）实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是___________。

（4）若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度a1，与不平行时加速度a2相比，a1________a2。（选填“大于”“小于”或“等于”）

【答案】    ①. 是    ②. 挡光片的宽度    ③. 钩码有向下的加速度，拉力小于重力    ④. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]本实验研究加速度与力的关系，只需控制小车质量不变即可，但实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力，此时要求小车的质量远远大于钩码的质量，所以需要测出小车的质量；

（2）[2]小车经过光电门的速度为

由运动学公式

联立可得小车的加速度为

所以需要测量小车释放点到光电门的距离x和挡光片的宽度d；

（3）[3]钩码在重力和拉力作用下向下做匀加速运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律可知钩码的拉力小于钩码的重力，而钩码的拉力大小等于小车绳子拉力的大小，所以实际小车受到的拉力小于钩码的总重力；

（4）[4]本实验忽略摩擦力的影响时，细线平行时

若滑轮偏低导致细线与轨道不平行，受力如图所示

由牛顿第二定律有

所以有

三、计算题（本大题共4小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 如图所示，小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37°、大小为50N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）8s内拉力对雪橇做的功是多少；

（2）第8s末拉力的瞬时功率大小。

【答案】（1）640J；（2）160W

【解析】

【详解】（1）由题意知，8s内雪橇和小孩的位移为

所以拉力F做的功为

（2）由题意知，8s末雪橇的速度为

拉力的瞬时功率为

16. 如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求：

(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；

(2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小；

(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动过程中速度大小的最大值。

【答案】(1)2m/s；(2)15N；(3)4m/s

【解析】

【详解】(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有

解得

(2)小球通过最高点时的速度大小为4 m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有

解得

FT=15 N

(3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得

将FT′=45 N代入解得

即小球的速度不能超过。

17. 如图所示，一个质量为M、中心有孔的滑块穿在水平横杆上，一根细线一端系在滑块上，另一端系一个质量为m氢气球，氢气球受到的浮力大小为F，同时还受到水平风力，使氢气球水平向右匀速运动。已知运动过程中与滑块的相对位置不变，细线与水平方向成角，重力加速度为g。求：

（1）水平风力的大小；

（2）滑块与水平横杆间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）见解析

【解析】

【详解】（1）先对气球进行受力分析，如图所示

它在竖直方向上受重力与浮力，在水平方向上受风力，三者的合力与水平方向成角，则

解得

（2）对滑块分析，滑块受到重力、细线的拉力、杆的弹力、摩擦力，根据力的平衡，在水平方向上有

①在竖直方向上，若，即直杆对滑块的弹力竖直向上，则有

又

联立可得，滑块与水平横杆间的动摩擦因数为

②在竖直方向上，若则直杆对滑块的弹力竖直向下，则有

又

联立可得，滑块与水平横杆间的动摩擦因数为

18. 如图所示为部分跳台滑雪轨道简化示意图。运动员在某次滑雪训练时，从滑道上的A点由静止开始下滑，到达轨道B点时的速度大小为15m/s，方向与水平方向之间的夹角为37°，滑离B点后下落到轨道上的C点，落到C点前瞬间速度方向与竖直方向之间的夹角也为37°。已知运动员（含装备）的质量为50kg，轨道上A、B两点间的高度差为12m，运动员可看作质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）运动员（含装备）从A点运动到B点的过程中克服摩擦力做的功；

（2）运动员从B点运动到C点的时间；

（3）B点和C点之间的高度差。

【答案】（1）375J；（2）2.5s；（3）8.75m

【解析】

【详解】（1）运动员从A点运动到B点的过程中，根据动能定理得

解得

（2）运动员从B点运动到C点的过程中做斜抛运动，根据运动的合成和分解可得

解得

运动员在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，规定向下为正方向，运动员在B点的竖直分速度为

在C点的竖直分速度为

在竖直方向，根据速度时间关系

解得

（3）运动员从B点运动到C点的过程中，根据动能定理得

解得