浙江省杭州外国语学校2023-2024学年高一上学期期末物理试题（原卷版+解析版）

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第I卷（选择题，共47分）
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，错选或不答的得0分）
1. 下列万有引力公式中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. 下列说法中，错误的是（ ）
A. 引力常量G的首次测量是卡文迪许完成的
B. 开普勒根据第谷的天文观测数据发现了万有引力定律
C. 探究向心力的表达式的实验方法是控制变量法
D. 用运动的分解来研究平抛运动是等效替代法
3. 某物体在水平面内沿曲线减速行驶。关于该物体的速度v及所受合力F的方向，最可能如下列哪幅图所示（ ）
A. B. C. D.
4. A、B分别是地球上的两个物体，A在北纬某城市，B在赤道上某地，如图所示．当它们随地球自转时，它们的角速度分别是A、B，它们的线速度大小分别是vA、vB下列说法正确的是（ ）
A. A=B，vAB. A=B，vA>vB
C. AD. A>B，vA5. 有关功与能的下列说法中正确的是（ ）
A. 功是能量转化的量度，功的正负表示大小
B. 重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小
C. 沿竖直方向用手加速向上提水桶时，拉力做的功等于水桶重力势能的增加量
D. 坐升降电梯上楼时，电梯对人做的功等于人动能的增加量
6. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B. 乙图中，全过程F做的总功为108J
C. 丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功
D. 丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
7. 有一质量为m、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m0的质点。现从m中挖去半径为0.5R的球体，如图所示，则剩余部分对m0的万有引力大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，两个质量相同小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出，落在地面上的位置分别是A、B，O′是O在地面上的竖直投影，且O′A：O′B=1：2，若不计空气阻力，则两小球（ ）
A. 下落时间之比为1：2
B. 落地速度大小之比为1：2
C. 落地时重力的瞬时功率之比1：2
D. 落地速度与水平夹角的正切值之比为2：1
9. 下列有关生活中圆周运动的实例分析，正确的是（ ）
A. 甲图中，汽车通过拱桥最高点时，地面对汽车的支持力小于其重力
B. 乙图中，“水流星”在通过最低处时，水与水桶之间可以没有相互作用力
C. 丙图中，当火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
10. 如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘的轴沿顺时针方向匀速转动，角速度。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则（ ）
A. 观察到白点顺时针转动
B. 观察到的白点转动方向与闪光频率无关
C. 白点转动周期为2πs
D. 白点转动的角速度为2πrad/s
11. 2022年1月22日，我国实践21号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地轨道"上。拖拽时，航天器先在P点加速进入转移轨道，而后在Q点加速进入墓地轨道。如图所示，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行，在该过程中，航天器（ ）
A. 在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期
B. 在同步轨道上运动的角速度小于在墓地轨道上运动的角速度
C. 在转移轨道上经过Q点的速度大于在墓地轨道上经过Q点的速度
D. 在同步轨道上经过P点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度
12. 如图所示，A、B、C三个小球分别从斜面的顶端以不同的速度水平抛出，其中A、B落到斜面上，C落到水平面上，A、B落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角分别为、，C落到水平面上时速度方向与水平方向的夹角为，则（ ）
A. B.
C D.
13. 如图所示，由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4m/s顺时针匀速转动。一质量m=2kg的小滑块以平行于传送带向下v0=2m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，g取10m/s2，，，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内（ ）
A. 小滑块的加速度大小为0.1m/s2
B. 小滑块的重力势能增加了120J
C. 小滑块使电动机多消耗的电能为336J
D. 小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84J
二、不定项选择题（本题共2小题。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选得0分，共8分）
14. 两物体A、B的质量之比mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示。则在此过程中A、B两物（ ）
A. 加速度大小之比2：1B. 所受摩擦力大小之比2：1
C. 克服摩擦力做功之比4：1D. 损失的机械能之比为2：1
15. 如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（ ）

A. =B. =（）2
C. D.
第II卷（非选择题，共53分）
三、实验题（每空2分，共14分）
16. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）在做“研究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的有______。（单选）
A．重锤线 B．秒表 C．弹簧测力计 D．天平
（2）实验中，下列说法正确的是______。（多选）
A．记录的点应适当多一些
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端切线可以不水平
D．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动过程中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平拋运动的初速度为______m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
17. 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能，然后进行比较，如果两者在实验误差允许的范围内相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：
（1）关于上述实验，下列说法中正确的是___________。
A. 重物最好选择密度较小的木块
B. 重物的质量可以不测量
C. 实验中应先接通电源，后释放纸带
D. 可以利用公式v=来求解瞬时速度
E. 打点计时器安装应使限位孔保持竖直
F. 释放重物前应手提纸带上端并使重物远离计时器
（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是重物下落的起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计时点，并测出各计时点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能=___________J；重物增加的动能=___________J，造成两者不等的系统误差可能是___________重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）
四、计算题（本题共4小题，共39分）
18. 已知平台AB水平，运动员从B点离开平台的初速度v0=10m/s，B点距落地点D的高度h=20m，运动员可看作质点，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
（1）运动员在空中运动的时间t；
（2）运动员落地点D到B点的水平距离s；
（3）运动员落地时的速度。（计算结果可用根式表示）
19. 如图所示，质量为m的小球用长为的细线悬于固定点B，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角是θ，重力加速度为g。不计空气阻力，求
（1）细线对小球的拉力大小F；
（2）小球做圆周运动的周期T；
（3）若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长，小球运动周期是否变化。
20. 如图所示，一长 不可伸长的轻绳上端悬挂于点，下端系一质量的小球。 是一竖直固定的圆弧形轨道，半径，与竖直方向的夹角，现将小球拉到点保持绳绷直且水平由静止释放，当它经过点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点重力加速度取 ，求：
（1）小球到点时的速度大小；
（2）轻绳中拉力最大值；
（3）小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功。
21. 如图所示，可视为质点的质量为m=0.1kg的小滑块静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，在滑块运动到水平轨道AB之间某个点时撤去拉力，滑块继续运动到B点后进入半径为R=0.4m且内壁光滑的竖直固定圆管道，在圆管道上运行一周后从C处的出口出来后向D点滑动，D点右侧有一与CD等高的传送带紧靠D点且平滑连接，并以恒定的速度v=3m/s顺时针转动。已知水平轨道AB的长度为l1=2.0m，CD的长度为l2=3.5m，小滑块与水平轨道AB、水平轨道CD间的动摩擦因数均为μ1=0.2，与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5，传送带的长度L=0.5m，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）若滑块运动到圆管道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍，求滑块刚过B点后对圆管道的压力大小；
（2）若滑块到AB中点时撤去拉力，使小滑块能到达传送带左侧D点，求F最小值；
（3）若在AB段水平拉力F=2N且作用距离x可变，试求小滑块到达传送带右侧E点时速度v与水平拉力F的作用距离x的关系。