湖南省岳阳市临湘市第二中学2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题.zip

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1. 关于物理概念，下面说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B. 做匀速圆周运动的物体合力始终指向圆心
C. 由Ep=mgh可知，放在地面上的物体，它具有的重力势能一定为零
D. 由Ep=可知，弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．匀速圆周运动的加速度不为零，是变速运动，不是平衡状态，A错误；
B．匀速圆周运动的物体的向心力是指向圆心方向的合力，方向是时刻发生变化的，故选项B正确；
C．由
可知，由于零势能点不确定，则放在地面上的物体，它具有的重力势能不一定为零，选项C错误；
D．由
可知，弹簧形变量越大，弹性势能越大；弹簧变长时，形变量不一定大，则它的弹性势能不一定增大，选项D错误。
故选B。
2. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测得某时刻R的x、y坐标值分别为6cm和2cm，从开始移动到该时刻的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 该过程所用时间为6s
B. 玻璃管运动的加速度为
C. 该时刻小圆柱体的速度大小为6cm/s
D. 该时刻小圆柱体的速度方向与y轴夹角的正切值为
【答案】B
【解析】
【详解】A．R在y轴方向匀速直线运动，所以运动时间为
故A错误；
B．在x轴水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，有
解得
故B正确；
C．该时刻小圆柱体R的速度大小为
故C错误；
D．该时刻小圆柱体的速度方向与y轴夹角的正切值为
故D错误。
故选B。
3. 如图所示，一小孩尝试用水平力推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动。关于木箱受到的力及它们的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 木箱与地球间有三对相互作用力
B. 木箱对地面的压力就是该物体的重力
C. 木箱先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对木箱施加支持力
D. 之所以没有推动木箱，是因为木箱所受的推力小于所受的摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A．木箱与地球间有三对相互作用力，分别为相互作用的万有引力、相互作用的弹力和相互作用的摩擦力，故A正确；
B．木箱对地面的压力作用在地面上，物体的重力作用在物体上，所以木箱对地面的压力不是该物体的重力，故B错误；
C．木箱对地面施加压力和地面对木箱施加支持力是同时产生的，故C错误；
D．之所以没有推动木箱，是因为木箱所受的推力等于所受的摩擦力，木箱受力平衡，故D错误。
故选A。
4. 如图所示是一皮带传动装置示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，B点在小轮上，到轮轴的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则关于A、B、C、D四点的比较，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．同皮带转动时有
又因为B、C、D点位于同一个转轮上所以
并且
2:1
根据线速度表达式可得
2:1:2
故A错误；
B．因为B、C点都在同一个转轮上所以
同皮带转动时有
通过可得
2:1
所以有
2:1:1
故B错误；
CD．由向心加速度公式
可知
4:1:2:4
故C错误，D正确。
故选D。
5. 货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量M，货物质量m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，下列说法中正确的是（ ）
A. 货物向上匀速运动
B. 箱中物体对箱底压力大于mg
C. 此过程中货车拉力做功等于(M+m)gh
D. 图示位置时货车拉力功率小于(M+m)gvcsθ
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据运动的分解可知：，货车速度v是定值，所以货车速度随角度变化而变化，不是匀速，A错误．
B.随着货车运动，夹角变小，，货物速度变大，m随M一起向上加速，处于超重状态，所以箱中物体对箱底压力大于mg，B正确．
C.拉力做功增加了货箱和货物的动能和重力势能，货车拉力做功大于(M+m)gh，C错误．
D.因为货箱和货物一起加速，所以绳中拉力大于(M+m)g，整体速度，根据功率公式：，D错误．
6. 如图所示，把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，先把小球往下按至A的位置，再迅速松手后，弹簧把小球弹起；小球运动的最高位置为C，在B位置弹簧刚好处于自由状态。已知A、B之间的高度差为0.05m，C、B的高度差为0.25m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g取。下列关于小球弹起过程的说法正确的是（ ）
A. 小球的动能先增大后减小，在B点时小球动能最大
B. 小球的重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，总的机械能保持不变
C. 若选B点为零势能点，则小球在A、C点，重力势能分别为0.1J和0.5J
D. 在A位置弹簧的弹性势能为0.6J
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球从A上升到B位置过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球先加速后减速，当弹簧的弹力等于重力时，合力为零，小球的速度达到最大，之故小球从A上升到B的过程中，动能先增大后减小，故A错误；
B．小球从A上升至B的过程中，弹力做正功，机械能增大，从B到C过程中，只有重力做功，机械能不变，故小球的机械能先增大再不变，故B错误；
C．小球在A点的重力势能为
小球在C点的重力势能为
故C错误；
D．以小球和弹簧为研究对象，从A到C，根据机械能守恒
故D正确。
故选D。
7. 2020年12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接，并于6时12分将月球样品容器安全转移至返回器中，然后在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有（ ）
A. 在轨道Ⅱ上经过A速度小于经过B的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．根据开普勒定律，近地点的速度大于远地点的速度，A正确，不符合题意；
B．由I轨道变到II轨道要减速，B正确，不符合题意；
C．根据开普勒定律，，II轨道的半长轴小于I轨道的半径，故在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，C正确，不符合题意；
D．根据，r为A点到地球球心的距离，故在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，D错误，符合题意。
故选D。
8. 太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的，若分别在P和Q距星球表面附近高为h处水平拋出一小球，小球平抛运动水平位移的二次方随抛出速度的二次方变化的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。则下列判断正确的是（ ）

A. 行星P和行星Q表面的重力加速度之比为
B. 行星P和行星Q的第一宇宙速度之比为
C. 行星P和行星Q的密度之比为
D. 行星P和行星Q的密度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．抛运动水平位移
竖直方向做匀变速运动
所以
由图可得，斜率分别为
所以
故A错误；
B．根据
可得，第一宇宙速度
又因为P半径是Q半径的，所以
故B错误；
CD．根据
可得
行星的体积为
密度为
可得
故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题（共4小题，每题5分，共20分）
9. 商场的智能扶梯如图所示，扶梯与水平面之间的夹角为θ，扶梯没有站人时以较小的速度v1匀速向上运动，当质量为m的人踏上自动扶梯的水平踏板时，扶梯会自动以加速度a向上匀加速运动，经过时间t加速到较大速度v2后再次匀速向上运动。已知电梯在加速过程人上升的竖直高度为h，人手未接触电梯扶手，重力加速度为g。则（ ）
A. 电梯在加速过程中人处于超重状态
B. 加速过程中踏板对人的摩擦力不做功
C. 加速过程电梯对人做功为
D. 当扶梯以速度v2匀速运动时，支持力做功的功率为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．电梯在加速过程中，竖直方向上，人所受的合力向上，支持力大于重力，因此人处于超重状态，A正确；
B．加速过程中，踏板对人摩擦力水平向右，人在水平向右的方向上通过的位移，因此摩擦力对人做正功，B错误；
C．根据能量守恒定律，加速过程电梯对人做的功
C错误；
D．扶梯匀速运动时，支持力等于重力，因此支持力做功的功率
D正确。
故选AD。
10. 2024年2月3日，“中国移动01星”试验成功发射入轨。它是全球首颗可验证5G天地一体演进技术的星上信号处理试验卫星，也是全球首颗6G架构验证星。如图所示，假设一颗在赤道上空运行的人造卫星，距离地球赤道表面高度为（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 人造卫星所在处的重力加速度为
B. 人造卫星绕地球转动的运行速度为
C. 人造卫星绕地球转动的角速度为
D. 人造卫星相邻两次经过赤道上同一位置A上方的时间间隔为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．在地球表面处物体受到的重力等于万有引力
在轨道半径为处，有
解得
故A错误；
BC．根据万有引力提供向心力，可得
联立，可得
则运行速度为
故BC正确；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于时，卫星再次出现在建筑物上空，即
解得
故D正确。
故选BCD。
11. 下列各图分别表示的是某一物体的运动情况或其所受合外力的情况，其中甲图是某物体的位移-时间图象；乙图是某一物体的速度-时间图象；丙图表示某一物体的加速度-时间图象；丁图表示某一物体所受合外力随时间图象；四幅图中的图线都是直线，从这些图象中可以判断出这四个一定质量物体的某些运动特征。下列有关说法中正确的是（ ）
A. 甲物体受到的合外力一定不为零
B. 乙物体受到的合外力不变
C. 丙物体一定做匀速直线运动
D. 丁物体的加速度越来越大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．位移-时间图象斜率表示速度，图像斜率不变，甲物体在做匀速直线运动，所以合外力为零，故A错误；
B．速度-时间图象斜率表示加速度，图像斜率不变，则加速度不变，则合外力不变，故B正确；
C．由图知，物体加速度不为零，做变速运动，故C错误；
D．物体受到的合外力越来越大，根据牛顿第二定律，物体的加速度越来越大，故D正确。
故选BD。
12. 一条轻绳跨过定滑轮，绳两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度为h，A球静止于地面，如图所示。现静止释放小球B，B通过轻绳带动A球上升，B球着地后对轻绳无作用力，速度立即变为0。A、B可视为质点，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g。则从静止释放小球B，到球A达到最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 球A、B组成的系统机械能守恒
B. 拉力对球A所做的功为
C. A球重力势能增加量为
D. A球动能的最大值为mgh
【答案】BC
【解析】
【详解】A．在B落地前，对A、B整体，只有重力做功，故球A、B组成的系统机械能守恒，但B落地后，速度立即变为0，机械能减小，而球A继续上升，机械能不变，故整体机械能不守恒，故A错误；
B．由题可知球B落地前绳子对球A做功，设B刚落地时两球的速度大小为，根据机械能守恒
解得
对球A，根据动能定理
解得拉力对球A所做的功为
故B正确；
C．球B落地后，设球A上升的距离为，则有
解得
A球重力势能增加量为
故C正确；
D．当B球落地时，球A的速度最大，此时动能最大为
故D错误。
故选BC。
三、实验题（共2小题，共20分）
13. 某同学想测出玩具手枪子弹射出瞬间的速度大小，他设计了如图实验方案。（当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。）
(1)若想较方便准确的测出子弹的速度，他需测出哪些物理量____，还需哪些器材________。
A．子弹离开枪口时的离地高度h
B．子弹落地点到枪口的水平距离x
C．子弹下落的时间t
D．子弹的质量m
E.刻度尺
F.秒表
G.打点计时器
H.天平
(2)他得到的子弹速度表达式为：____。
(3)子弹下落过程中机械能守恒吗？____。（填“是”或“否”）
【答案】 ①. AB ②. E ③. ④. 是
【解析】
【详解】(1)[1]射出的子弹做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出子弹的初速度，根据
x=vt
则子弹的速度为
则要测量子弹的速度，需要测量子弹离开枪口时的离地高度h，以及子弹落地点到枪口的水平距离x，故选AB。
[2]需要的测量仪器是刻度尺，故选E。
(2)[3]他得到的子弹速度表达式为
(3)[4]子弹下落的过程中，只有重力做功，机械能是守恒的。
14. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）下列几个操作步骤中：
A. 按照图示，安装好实验装置
B. 将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C. 用天平测出重锤的质量
D. 先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点
E. 测量纸带上某些点间的距离
F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
没有必要的是______，操作错误的是______。（填步骤前相应的字母）
（2）在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻对应的位置，那么纸带的______（填“左”或“右”）端与重锤相连。
（3）已知交流电频率为50Hz，重锤质量为200g，当地重力加速度g＝9.80m/s2，则从O点到C点，重锤的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|＝______J、打C点的动能EkC＝______J（计算结果均保留3位有效数字）。
（4）比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是______。
A 工作电压偏高
B. 存在空气阻力和摩擦力
C. 接通电源前释放了纸带
【答案】（1） ①. C ②. D
（2）左 （3） ①. 0.545 ②. 0.588
（4）C
【解析】
【小问1详解】
[1]根据
可知验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，不用测出重锤的质量；故没有必要的是C。
[2]为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放重锤，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
故操作错误的是D。
【小问2详解】
重锤做加速运动，所以相同时间内的位移越来越大，故纸带的左端与重锤相连。
【小问3详解】
[1]从O点到C点，重锤的重力势能变化量的绝对值为
[2]打C点的速度为
则打C点的动能为
【小问4详解】
根据（3）问计算结果可知，，即重锤获得的动能大于其减小的重力势能，出现这一结果的原因可能是接通电源前释放了纸带，导致在打下第一个点时，重锤的速度不为0，使得初速度不为零。
故选C。
四、解答题（共3小题，共36分）
15. 如图所示，斜面AC长L = 1m，倾角θ =37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．一个质量m = 2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下．小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ = 0.5．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37° = 0.6，cs37° = 0.8．求：
（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；
（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；
（3）小物块在水平地面上滑行的时间t．
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律得：
（2）根据匀变速直线运动规律得：v=2m/s
（3）根据动量定理，得：t=0.4s
16. 如图所示为一质量为的滑块，在光滑水平面上，在水平方向恒力作用下运动的一段轨迹。已知滑块过P、Q两点时速度大小均为，滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角，，。求：
（1）水平恒力F的方向，并给出合适的理由；
（2）滑块从P点运动到Q点的时间；
（3）P、Q两点连线的距离。
【答案】（1）与PQ连线夹角为斜向右下，见解析；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块过P、Q两点时速度大小相等，根据动能定理得
得
即水平方向上恒定的外力F与PQ连线夹角为斜向右下；
（2）把滑块在P点的速度分解到沿水平恒力F和垂直水平恒力F两个方向上，沿水平恒力F方向上滑块先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动，加速度大小为
当沿水平恒力F方向上的速度为0时，时间
根据对称性，滑块从P到Q的时间为
（3）在垂直水平恒力F两个方向上，滑块匀速直线运动，则P、Q两点连线的距离为
17. 如图所示，质量为m2=2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道CD部分粗糙，长为L=0.2m，动摩擦因数μ=0.10，其余部分均光滑。现让质量为m1=1kg的物块（可视为质点）自A点由静止释放，此后整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取g=10m/s2，求：
（1）物块第一次到达B点时的速度大小v1；
（2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能Ep；
（3）物块最终停止的位置和弹簧被压缩的总次数N。
【答案】（1）2 m/s；（2）2.8J；（3）最终停在D点，被压缩7次
【解析】
【分析】
【详解】（1）下滑过程m1和m2组成的系统在水平方向动量守恒，有：
m1v1=m2v2
系统能量守恒，有
代入数据，联立解得
v1 = 2 m/s
（2）滑块每次经过CD段系统损耗的机械能
弹簧第一次被压缩至最短时，具有最大的弹性势能，依能量守恒：
（3）系统机械能最终被摩擦生热损耗，设滑块m1在CD段运动的总路程为s，有：

解得
s=3m
每次通过粗糙部分走过的路程为L，故滑块在CD段运动的次数
考虑到运动过程，可知系统静止时滑块最终停在D点，期间弹簧总共被压缩7次。