安徽省蚌埠市2023_2024学年高一物理下学期7月期末考试含解析

这是一份安徽省蚌埠市2023_2024学年高一物理下学期7月期末考试含解析，共21页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本卷满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 下列说法正确的是（ ）
A. 恒力作用下的物体一定做匀变速运动
B. 恒力作用下的物体可能做匀速圆周运动
C. 变力作用下的物体不可能做直线运动
D. 变力作用下的物体一定做抛物线运动
2. 下列关于运动合成的说法正确的是（ ）
A. 两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动
B. 两个变速直线运动的合运动不可能是直线运动
C. 一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动一定是曲线运动
D. 一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动可能是直线运动
3. 如图为自行车的局部实物图，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的一点，它们到各自转轴的距离分别为rA、rB、rC，若自行车以大小为v的速度匀速前进，则小齿轮的角速度大小为（ ）
A. B. C. D.
4. 从地面以速度竖直向上抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，以地面为重力势能的零势能面。当物体的重力势能为动能的时，物体离地面的高度为（ ）
A. B. C. D.
5. 2023年9月26日，在杭州亚运会上中国男、女队分别打破场地自行车比赛亚运会纪录。场地自行车的赛道与水平面的夹角为θ，，。若运动员骑车以速度v做匀速圆周运动，圆轨道的半径为R，赛道和自行车之间没有垂直前进方向的摩擦力。已知运动员与自行车的总质量为m，重力加速度为g，则赛道对自行车的支持力大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图P点为某次演习中轰炸机需要轰炸山坡上的目标，山坡的倾角，演习要求飞机沿水平方向飞行并在距目标h高度时投弹，且炸弹垂直击中山坡上的P点，不计空气阻力，重力加速度为g，， ，则炸弹投出时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把质量为m的物体从高山上水平抛出，抛出速度足够大时，物体就会绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。若把地球视为半径为R的质量分布均匀球体，物体抛出点距地面的高度为h，地面重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体抛出后瞬间的加速度为g
B. 物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为
C. 物体绕地球匀速圆周运动的线速度大小为
D. 物体绕地球匀速圆周运动的周期为
8. 一遥控玩具汽车以5W的恒定功率在水平地面上由静止开始做直线运动，其运动速度的倒数与加速度a的关系如图所示，若玩具汽车受到的阻力恒定，则下列结论正确的是（ ）
A. 玩具汽车的最大速度为5m/s
B. 玩具汽车的质量为0.5kg
C. 玩具汽车所受阻力大小为2N
D. 玩具汽车的加速度大小为时的速度大小为1.5m/s
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 在下面列举的各个实例中，不考虑空气阻力，叙述正确的是（ ）
A. 甲图中跳水运动员在空中运动的过程中机械能守恒
B. 乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒
C. 丙图中通过轻绳连接的物体A、B运动过程中A的机械能守恒
D. 丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒
10. 如图所示，一轻杆可绕光滑固定转轴O在竖直平面内自由转动，杆的两端固定有小球P和Q（可看作质点），P、Q的质量分别为2m和m，到转轴O的距离分别为2L和L，现将轻杆从水平位置由静止释放，轻杆开始绕O轴自由转动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. P向下运动过程中，杆对P做正功，对Q做负功
B. Q通过最高点时，P的速度大小为
C. Q通过最高点时，杆对P的弹力为拉力效果，大小为
D. Q通过最高点时，杆对Q的弹力为拉力效果，大小为
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 用图甲所示装置研究平抛运动。把坐标纸和复写纸叠放在一起压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适高度。把钢球吸在固定的电磁铁上，释放钢球，钢球沿着导轨凹槽滚下，最终落在接球槽上，撞击平板，通过复写纸在坐标纸上记录落点位置。
（1）要保证钢球抛出时的速度水平，应该进行的操作是：______。
（2）为了得到钢球做平抛运动的一条轨迹，下列操作正确的是（ ）
A. 坐标原点应选在导轨末端时钢球的下端
B. 改变电磁铁位置，将钢球从不同高度释放
C. 将钢球从同一高度释放，改变接球槽的高度
（3）图乙为实验得到的一条轨迹，重力加速度取，则钢球水平抛出时的速度大小为______m/s。（结果保留两位有效数字）
12. 某小组利用图a所示装置验证动能定理。
（1）实验前要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，具体操作是：将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在___________（选填“受”或“不受”）牵引时拉动纸带沿木板做___________运动。
（2）若槽码的质量为，小车的质量为，某段时间内小车运动的距离为s，重力加速度为g，小明提出用来计算合力对小车做的功，用这种方案需满足的条件是___________。
（3）小红在实验时，所用槽码的质量，小车的质量，得到的纸带及相关数据如图b所示，相邻两点的时间间隔为0.1s，g取，则从图中数据可得打出B点时小车的速度大小___________，从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量_______________J。要计算该过程中合力对小车做的功，___________（选填“能”或“不能”）采用（2）中小明提出的方案。（计算结果均保留2位小数）
13. 如图所示，在一端封闭的长玻璃管内注满水，水中放一个红色柱状小物块（可视为质点），用橡胶塞把玻璃管的开口封闭并竖直倒置，玻璃管以的速度沿水平向右匀速运动，同时红色小物块沿管以某一加速度a匀加速运动，若以初始时刻红色小物块所在位置为坐标原点，建立沿玻璃管运动方向为x轴、沿玻璃管方向为y轴的平面直角坐标系，通过实验得到红色小物块的轨迹满足，已知，。
（1）求小物块沿管运动加速度a的大小；
（2）小物块运动多长时间其速度方向与x轴正方向的夹角为53°？
14. 2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射。飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船经t时间运行N圈后变轨进入预定圆轨道（如图所示），已知地球半径为R，Q距地面的高度为h，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。求：
（1）地球的平均密度；
（2）飞船在预定圆轨道上运行的周期；
（3）近地点P距地面的高度。
15. 如图甲所示，倾角为的斜面传送带以6m/s的速度匀速运动，传送带上等间距固定有挡条，方便运送货物，俯视图如乙所示。将质量为30kg的物体轻放在位于传送带底端A的挡条处，物体随传送带一起匀速运动1.0s到顶端B，并以到达B点时的速度沿斜面方向飞出落入一卡车车厢内。已知车厢尾部位于传送带顶端B正下方，B与车厢底板的高度差为0.8m，车厢长度为6.0m，重力加速度取，不计货物与挡条作用过程中的能量损失和作用时间。求：
（1）使传送带运动的电动机因运送货物多消耗的能量；
（2）货物落入车厢内时，落点到车厢前端的距离。（计算结果可以用根号表示）
蚌埠市2023—2024学年度第二学期期末学业水平监测
高一物理
本卷满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 下列说法正确的是（ ）
A. 恒力作用下的物体一定做匀变速运动
B. 恒力作用下的物体可能做匀速圆周运动
C. 变力作用下的物体不可能做直线运动
D. 变力作用下的物体一定做抛物线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律，恒力作用下的物体，加速度一定大小和方向都不变，一定做匀变速运动，A正确；
B．匀速圆周运动的合力大小不变，方向指向圆心，方向变化，所以恒力作用下的物体不可能做匀速圆周运动，B错误；
C．变力作用下的物体可能做直线运动，例如，变力的方向与物体的速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，C错误；
D．变力作用下的物体不一定做抛物线运动，例如，变力的方向与物体的速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，D错误。
故选A。
2. 下列关于运动合成说法正确的是（ ）
A. 两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动
B. 两个变速直线运动合运动不可能是直线运动
C. 一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动一定是曲线运动
D. 一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动可能是直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动，A错误；
B．两个变速直线运动的合运动，如果合加速度的方向与合初速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动，B错误；
CD．一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动不一定是曲线运动，也可能做直线运动，例如，竖直上抛运动就是一个匀速直线运动和一个变速直线运动的合运动，C错误，D正确。
故选D。
3. 如图为自行车的局部实物图，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的一点，它们到各自转轴的距离分别为rA、rB、rC，若自行车以大小为v的速度匀速前进，则小齿轮的角速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意得
解得
故选A。
4. 从地面以的速度竖直向上抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，以地面为重力势能的零势能面。当物体的重力势能为动能的时，物体离地面的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物体上抛过程，机械能守恒，可得
又
联立，解得
故选D。
5. 2023年9月26日，在杭州亚运会上中国男、女队分别打破场地自行车比赛的亚运会纪录。场地自行车的赛道与水平面的夹角为θ，，。若运动员骑车以速度v做匀速圆周运动，圆轨道的半径为R，赛道和自行车之间没有垂直前进方向的摩擦力。已知运动员与自行车的总质量为m，重力加速度为g，则赛道对自行车的支持力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】竖直方向根据平衡条件得
解得
故选B。
6. 如图P点为某次演习中轰炸机需要轰炸的山坡上的目标，山坡的倾角，演习要求飞机沿水平方向飞行并在距目标h高度时投弹，且炸弹垂直击中山坡上的P点，不计空气阻力，重力加速度为g，， ，则炸弹投出时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设炸弹的运动时间为t
解得
故选C。
7. 如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把质量为m的物体从高山上水平抛出，抛出速度足够大时，物体就会绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。若把地球视为半径为R的质量分布均匀球体，物体抛出点距地面的高度为h，地面重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体抛出后瞬间的加速度为g
B. 物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为
C. 物体绕地球匀速圆周运动的线速度大小为
D. 物体绕地球匀速圆周运动的周期为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
又
联立，解得
故A错误；
B．物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为
联立，解得
故B错误；
C．根据
解得物体绕地球匀速圆周运动线速度大小为
故C正确；
D．物体绕地球匀速圆周运动的周期为
解得
故D错误。
故选C。
8. 一遥控玩具汽车以5W的恒定功率在水平地面上由静止开始做直线运动，其运动速度的倒数与加速度a的关系如图所示，若玩具汽车受到的阻力恒定，则下列结论正确的是（ ）
A. 玩具汽车的最大速度为5m/s
B. 玩具汽车的质量为0.5kg
C. 玩具汽车所受阻力大小为2N
D. 玩具汽车的加速度大小为时的速度大小为1.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，玩具汽车的最大速度为
解得
故A错误；
BC．根据
又
联立，解得
结合图像，可得
，
联立，解得
，
故B错误；C正确；
D．由C选项分析可知
当玩具汽车的加速度大小为时，速度大小为
故D错误。
故选C。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 在下面列举的各个实例中，不考虑空气阻力，叙述正确的是（ ）
A. 甲图中跳水运动员在空中运动的过程中机械能守恒
B. 乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒
C. 丙图中通过轻绳连接的物体A、B运动过程中A的机械能守恒
D. 丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图中跳水运动员在空中运动的过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故A正确；
B．乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中外力F做功，物体机械能不守恒，故B错误；
C．丙图中通过轻绳连接的物体A、B运动过程中细绳拉力对A做功，故A的机械能不守恒，故C错误；
D．丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球和弹簧系统的机械能守恒，小球的机械能减小，故D错误。
故选A。
10. 如图所示，一轻杆可绕光滑固定转轴O在竖直平面内自由转动，杆的两端固定有小球P和Q（可看作质点），P、Q的质量分别为2m和m，到转轴O的距离分别为2L和L，现将轻杆从水平位置由静止释放，轻杆开始绕O轴自由转动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. P向下运动过程中，杆对P做正功，对Q做负功
B. Q通过最高点时，P的速度大小为
C. Q通过最高点时，杆对P的弹力为拉力效果，大小为
D. Q通过最高点时，杆对Q的弹力为拉力效果，大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．系统机械能守恒，Q的动能和重力势能均增大，则Q的机械能增大，所以P的机械能减小，故P向下运动过程中，杆对P做负功，对Q做正功，A错误；
B．Q通过最高点时，根据机械能守恒定律得
根据题意得
解得
B正确；
C．根据牛顿第二定律得
解得
Q通过最高点时，杆对P的弹力为拉力效果，大小为，C正确；
D．根据牛顿第二定律得
解得
Q通过最高点时，杆对Q的弹力为支持效果，支持力大小为，D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 用图甲所示装置研究平抛运动。把坐标纸和复写纸叠放在一起压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适高度。把钢球吸在固定的电磁铁上，释放钢球，钢球沿着导轨凹槽滚下，最终落在接球槽上，撞击平板，通过复写纸在坐标纸上记录落点位置。
（1）要保证钢球抛出时的速度水平，应该进行的操作是：______。
（2）为了得到钢球做平抛运动的一条轨迹，下列操作正确的是（ ）
A. 坐标原点应选在导轨末端时钢球的下端
B. 改变电磁铁的位置，将钢球从不同高度释放
C. 将钢球从同一高度释放，改变接球槽的高度
（3）图乙为实验得到的一条轨迹，重力加速度取，则钢球水平抛出时的速度大小为______m/s。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）调节轨道末端至水平 （2）C
（3）1.5
【解析】
【小问1详解】
为了保证钢球抛出时的速度水平，实验中需要调节轨道末端至水平。
【小问2详解】
A．由于实验中通过钢球侧面撞击平板记录轨迹上的位置，则坐标原点应选在导轨末端时钢球的球心，故A错误；
B．为了确保小球飞出轨道末端的速度大小一定，实验中，应使钢球从斜槽同一高度静止释放，故B错误；
C．将钢球从同一高度释放，小球飞出末端的速度大小一定，改变接球槽的高度，得到多个不同位置的撞击点，故C正确。
故选C。
【小问3详解】
根据
，
则有
根据图乙可知，钢球轨迹通过了（40cm，35cm），代入上式解得
12. 某小组利用图a所示装置验证动能定理。
（1）实验前要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，具体操作是：将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在___________（选填“受”或“不受”）牵引时拉动纸带沿木板做___________运动。
（2）若槽码的质量为，小车的质量为，某段时间内小车运动的距离为s，重力加速度为g，小明提出用来计算合力对小车做的功，用这种方案需满足的条件是___________。
（3）小红在实验时，所用槽码质量，小车的质量，得到的纸带及相关数据如图b所示，相邻两点的时间间隔为0.1s，g取，则从图中数据可得打出B点时小车的速度大小___________，从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量_______________J。要计算该过程中合力对小车做的功，___________（选填“能”或“不能”）采用（2）中小明提出的方案。（计算结果均保留2位小数）
【答案】（1） ①. 不受 ②. 匀速直线
（2）
（3） ①. 0.60 ②. 0.32 ③. 不能
【解析】
【小问1详解】
[1][2]将木板的一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时拉动纸带沿木板做匀速直线运动，则重力的下滑分力与阻力平衡。
【小问2详解】
当满足时，才能认为小车所受拉力近似等于槽码的重力，才能满足小明提出的方案。
【小问3详解】
[1]从图中数据可得打出B点时小车的速度大小
[2]从打出B点到打出D点的过程中小车动能的增量
又
联立，解得
[3]根据题中数据可知
不满足，要计算该过程中合力对小车做的功，不能采用（2）中小明提出的方案。
13. 如图所示，在一端封闭的长玻璃管内注满水，水中放一个红色柱状小物块（可视为质点），用橡胶塞把玻璃管的开口封闭并竖直倒置，玻璃管以的速度沿水平向右匀速运动，同时红色小物块沿管以某一加速度a匀加速运动，若以初始时刻红色小物块所在位置为坐标原点，建立沿玻璃管运动方向为x轴、沿玻璃管方向为y轴的平面直角坐标系，通过实验得到红色小物块的轨迹满足，已知，。
（1）求小物块沿管运动的加速度a的大小；
（2）小物块运动多长时间其速度方向与x轴正方向夹角为53°？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以物块为研究对象，x方向上有
y方向有
解得
又
解得
（2）根据题意得
解得
14. 2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射。飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船经t时间运行N圈后变轨进入预定圆轨道（如图所示），已知地球半径为R，Q距地面的高度为h，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。求：
（1）地球的平均密度；
（2）飞船在预定圆轨道上运行的周期；
（3）近地点P距地面的高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由万有引力等于重力知
①
地球平均密度
②
解得
③
（2）飞船做圆周运动的向心力由万有引力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律得
④
解得
⑤
（3）设飞船沿椭圆轨道运动时的半长轴为a，根据开普勒第三定律，得
⑥
由几何知识得
⑦
⑧
解得
⑨
15. 如图甲所示，倾角为的斜面传送带以6m/s的速度匀速运动，传送带上等间距固定有挡条，方便运送货物，俯视图如乙所示。将质量为30kg的物体轻放在位于传送带底端A的挡条处，物体随传送带一起匀速运动1.0s到顶端B，并以到达B点时的速度沿斜面方向飞出落入一卡车车厢内。已知车厢尾部位于传送带顶端B正下方，B与车厢底板的高度差为0.8m，车厢长度为6.0m，重力加速度取，不计货物与挡条作用过程中的能量损失和作用时间。求：
（1）使传送带运动的电动机因运送货物多消耗的能量；
（2）货物落入车厢内时，落点到车厢前端的距离。（计算结果可以用根号表示）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）运送货物时使传送带运动的电动机多消耗的能量为货物增加的机械能，则有
货物随皮带匀速运动
解得
（2）货物从处飞出后做斜抛运动，水平位移
竖直位移为
解得
故落点到车厢前端的距离