广西南宁市第二中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题

南宁二中2022-2023学年度下学期高一期末考试

物理

（时间75分钟，共100分）

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。）

1.下列说法正确的是（    ）

A.物体瞬时速度的方向就是它动量的方向

B.质量不变的物体动能改变，动量不一定改变

C.物体的动量改变，动能一定改变

D.物体所受合力的冲量越大，它的动量就越大

2.如图所示各种情境下，关于机械能是否守恒的判断正确的是（    ）

A.图甲中，火箭匀速升空过程机械能守恒，加速升空过程机械能增加

B.图乙中，物体机械能守恒

C.图丙中，物块机械能守恒

D.图丁中，两小车组成的系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成的系统机械能守恒

3.一个质量为0.2kg的网球，以10m/s的速度垂直击中球拍的网面，并以20m/s的速度反向弹回，网球与球拍的接触时间为0.1s。不考虑重力的冲量，则网球动量变化的大小和球拍对网球的平均作用力大小F以及它们的方向分别是（    ）

A.，方向与初速度相反；，方向与初速度相反

B.，方向与初速度相同；，方向与初速度相同

C.，方向与初速度相同；，方向与初速度相同

D.，方向与初速度相反；，方向与初速度相反

4.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，它与竖直转轴的距离为r。已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕轴匀速转动；则圆盘转动的最大角速度为（    ）

A B. C. D.

5.如图所示，一长为l的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，A、B为杆水平时小球所在的位置，C、D为杆竖直时小球所在的位置，重力加速度为g。则下列说法正确的是（    ）

A.小球在C处时，杆对球的作用力不可能为0

B.小球任A处时，杆对球的作用力沿杆的方向

C.小球在A处时，杆对球的作用力大小为

D.小球从D利B过程中，杆对球做的总功为0

6.把石块从高h处以大小为，方向与水平方向夹角为的初速度抛出，石块最终落在水平地面上，如图所示。若空气阻力可忽略，下列说法正解的是（    ）

A.对于不同的抛射角，石块落地的时间可能相同

B.对于不同的抛射角，石块落地时的动能一定相同

C.对于不同的抛射角，石块落地时的机械能可能不同

D.对于不同的抛射角，石块落地时重力的瞬时功率可能相同

二、多项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

7.如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半经为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半经为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为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，则下列说法正确的是（    ）

A.A点和B点的线速度大小之比为1:1

B.B点和D点的线速度大小之比为1:4

C.A点和C点的向心加速度大小之比为1:2

D.A点和D点的向心加速度大小之比为1:1

8.2022年12月27日，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分十一号04星（以下简称04星）发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示是简化后的04星的变轨过程，04星先在椭圆轨道1上运行，经过远地点P时变轨到圆轨道2上运动。Q点是轨道1上的近地点。不计大气阻力的影响，则下列说法正确的是（    ）

A.04星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点速度大小相等

B.04星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点加速度大小相等

C.04星在轨道2上运行的速度大于其在轨道1上Q点运行的速度

D.04星在轨道1上从Q点向P点运动过程中，动能逐渐减小

9.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力E随时间t变化的关系如图所示，时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后可视为匀速行驶。若汽车的质量为，阻力大小恒定，则以下说法正确的是（    ）

A.汽车的最大功率为

B.汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为

C.汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动

D.骑车从静止开始运动15s内的位移是150m

10.如图，倾角为的光滑斜面固定在水平桌面上，轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板C相连，另一端与物体A相连。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连，滑轮左侧细线始终与斜面平行。开始时托住B，A静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B。已知物体A、B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，B始终未与地面接触。从释放B到B第一次下落至最低点的过程中，下列说法正确的是（    ）

A.刚释放物体B时，物体A受到细线的拉力大小为

B.物体B下落至最低点时，A和弹簧组成的系统机械能最大

C.物体A的速度最大时弹簧的形变量为

D.物体A的最大速度为

三、实验题（本题共2小题，共14分）

11.（6分）在“研究平抛运动”的实验中，用频闪照相机拍摄小球P某次平抛运动的轨迹，并将相关数据记录在一张印有小方格的纸上，小方格的边长为。小球P运动途经的几个位置如图中的a、b、c、d所示。重力加速度g取，则相邻两位置之间的时间间隔为______s，小球P经过b位置时速度大小为______m/s。若以a位置为坐标原点，水平向右为x轴正向，竖直向下为y轴正向，则小球P从拋出点运动至b位置所用时间为______s，抛出点的坐标为（______cm，______cm）。

12.（8分）图1是利用落体运动“验证机械能守恒定律”的实验装置，所用的打点计时器连接频率为50Hz的交流电。

（1）下列关于本实验的说法中正摔的是______。（填选项前的字母）

A.选用密度较小的材料制成的重物

B.实验需要用天平测突重物的质量

C.重物下落高度可用刻度尺测量，不可用计算得到

D.可以用计算重物的瞬时速度

（2）某同学按照正确的实验步骤操作后，选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，如图2所示。其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在A和B、B和C之间还各有一个点。用刻度尺测得、、.已知重物质量为，重力加速度g取。从打下点O至点B的过程中，重物重力势能的减少量______J，重物动能的增加量______J。（计算结果均保留三位小数）

（3）实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是重物下落时会受到阻力。测出各测量点到起始点的距离h，并计算出各测量点的速度v，用实验测得的数据绘出图线如图3所示。已知图线的斜率为k，重力加速度为g。由图线求得重物下落时受到的阻力f与重物重力mg的比值______.（用本小题中给出的字母表示）

四、计算题（共3小题，共38分，解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13.（10分）行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动，如图所示。在地球上可以测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角，地球—金星连线与地球—太阳连线夹角，两角最大值分别为、，求：

（1）地球与金星绕太阳公转的周期之比。

（2）水星与金星绕太阳公转的线速度之比。

14.（12分）如图所示，质量为的滑块A放在质量为的长木板B上，B放在水平地面上。A与B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为，B的长度为，A的大小不计。A、B之间由一绕过光滑轻质动滑轮的柔软轻绳相连，开始时A位于B的最左端，滑轮位于B的右端，整个装置保持静止状态。现给滑轮施加一大小为的水平恒力，并使滑轮两侧与A、B相连的绳子保持水平，重力加速度g取。求：

（1）把A从B的最左端拉到最右端的过程中，A、B的加速度大小、各为多少？

（2）A在B上滑行的时间t为多少？

（3）A从B的最左端滑到最右端过程中，由于摩擦产生的总热量Q为多少？

15.（16分）如图所示为某个趣味游戏的简化图。长度的水平传送带以大小为的速度顺时针匀速转动。距传送带末端B点的正下方处铺有一张长为的弹性网，在距离弹性网的右端C点x处放有一个半径的半圆形轨道，D为半圆形轨道的最低点。将质量的物块从传送带的左端A点由静止释放，物块经过B点后抛出并落到弹性网上，经弹性网反弹（反弹前后瞬间水平速度不变，竖直速度只改变方向）后恰好能够水平进入半圆形轨道的最高点E。已知物块与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度g取，传送带皮带轮的大小可以忽略。求:

（1）物块运动到传送带末端B时的速度大小。

（2）C点到D点的距离x。

（3）若传送带的速度大小v可以在之间调节，为使物块始终能水平进入半圆形轨道的最高点E并能顺着半圆形轨道滑下，试写出C、D间的距离x与传送带速度大小v的关系式。

南宁二中2022-2023学年度下学期高一期末考试

物理参考答案

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。）

1.A【解析】物体动量的方向与瞬时速度的方向相同，A正确；动能是标量，所以物体动能改变时，速度大小一定改变，则动量一定改变，B错误；动量是矢量，物体的动量改变时，可能只是速度方向改变，大小不变，此时动能不改变，C错误；根据动量定理，物体所受合力的冲量越大，它的动量变化就越大，但动量不一定越大，D错误。

2.D【解析】图甲中无论火箭匀速上升还是加速上升，都有推力对其做正功，机械能都增加，A错误；图乙中物体沿斜面匀速上升，动能不变，重力势能增加，所以机械能增加，B错误；图丙中，物块沿粗糙斜面加速滑下过程中，摩擦力做负功，机械能减少，C错误；图丁中，弹簧的弹力对两小车做正功，弹簧的弹性势能转化为两小车的动能，两小车组成的系统机械能增加，而两小本与弹簧组成的系统机械能守恒，D正确。

3.D【解析】取初速度方向为正方向，则网球动量的变化量为

负号表示方向与初速度方向相反，根据动量定理有，解得，负号表示方向与初速度方向相反，D正确。

4.B【解析】圆盘对硬币的静摩擦力提供硬币随圆盘做匀速圆周运动的向心力，当静摩擦力达到最大值时，圆盘的角速度最大。由牛顿第二定律有，解得圆盘转动的最大角速度为，B正确，ACD错误。

5.C【解析】当小球在最高点C处速度刚好等于时，杆与球间的作用力为0，A错误；小球做匀速圆周运动，在A处杆提供的力在竖直方向与重力平衡，在水平方向要充当向心力，因此杆对球的作用力一定不沿杆的方向，大小为，B错误，C正确；从D到B过程中，小球机械能增加，杆对小球做正功，D错误。

6.B【解析】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。在竖直方向以向上为正有，解得。可知，对于不同的抛射角，石块落地的时间不同，A错误；石块运动过程中，只有重力做功，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，且落地时的动能相同，B正确，C错误；在竖直方向有，可得石块落地时重力的瞬时功率为。可知，对于不同的抛射角，P不相同，D错误。

二、多项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

7.BD【解析】右轮与小轮是皮带传动，轮缘各点线速度大小相等，所以有，周。而小轮和大轮是同轴固连，两轮上各点角速度均相等，有。则，A错误；，B正确；，C错误；，故，D正确。

8.BD【解所】04星要从轨道1上变轨到轨道2上，需在P点进行加速，所以04星在轨道1上P点的這度小于在轨道2上P点的速度，A错误；无论是在轨道1还是轨道2上运行，04星都是只受地球的万有引力作用，由牛顿第二定律有，可得加速度大小，可知在同一位置，卫星的加速度大小相等，B正确；假设04星是从过Q点的绕地心圆轨道3变轨到轨道1的，则其在轨道3上运动到Q点时需加速才能变轨到轨道1上，故有。在轨道2和轨道3上运行时，均有成立，解得，可知。所以有，C错误；04星在轨道1上从Q点向P点运动过程中，需要克服万有引力做功，动能逐渐减小，D正确。

9.ABD【解析】由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，所以做匀加速直线运动：5s～15s内受到的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动，C错误；汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力，前5s内汽车的牵引力，由牛顿第二定律有，解得匀加速阶段的加速度大小，B正确；5s末汽车的速度，在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功孛，A正确；汽车在前5s内的位移大小为，汽车的最大速度为。设汽车在5s～15s内的位移为，根据动能定理可得，解得。所以汽车的总位移，D正

10.ABD【解析】设释放B前弹簧的压缩量为，对A有。刚释放B瞬间，最A、B组成的系统有，解得。此时对B有，解得，A正确；对于A和弹簧组成的系统，绳子拉力对A做的功等于该系统机械能的改变量，从被释放到B下落至最低点时，绳子拉力对A做的正功最多，所以磁场A和弹簧组成系统的机械能最大，B还确；由前面外列方程可解得。A上升过程中，当A和B整体的加速度为0时速度达到最大值，设此时弹簧的拉伸量为x，对A、B整体有，解得，所以此时弹簧的弹性势能与初始位置时相同。对A、B和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律有，解得，C错误，D正确。

三、实验题（本题共2小题，共14分）

11.【答案】0.1   2.5   0.15  

注：“横坐标”此空2分，其余每空1分。

【解析】平抛运动竖直方向分运动为自由落体运动，水平方向分运动为匀速直线运功。在竖直方向，有，代入数据解得相邻两位置间的时间间隔为。水平方向的分速度大小为。小球经过b点时竖直方向的速度大小为，所以小球经过b点时的速度大小为。小球从被抛出至运动到b点的时间为，竖直方向的位移为，将代入上式，可得抛出点的纵坐标为。小球从被抛出至运动到b点，水平方向的位移大小为，将代入上式，可得抛出点的横坐标为，则抛出点的坐标为。

12.【答案】（1）C  （2）1.823，1.711  （3）（每空2分）

【解析】（1）选用较小密度材料制成的重物，重物的体积较大，下落时受到的空气阻力较大，会增大实验误差，A错误；质量可以在验证公式中约去，所以实验时不需要用天平测量物体的质量，B错误；本实验要验证的是机械能守恒定律，若选择重物速度为0的初位置为验证的起点，则需验证是否成立。而该式成立，即成立；并且可以由和联立推出。所以既不可以用计算瞬时速度，也不可以用计算。如果用了，就是用机械能守恒验证机械能守恒，C正确，D错误。

（2）重物势能的减小量为。所用的打点计时器连接50Hz的交流电，因此打点周期为。重物动能的增加量为。

（3）重物下落过程，由动能定理份，整理后可得。可知图线的斜率为，解得。

四、计算题（共3小题，共38分，解答过程应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13.（10分）【答案】（1）   （2）

解：（1）当地球—金星连线与金星轨道相切时。设地球和金星公转的轨道半径分别为和，由几何关系得

①……2分

设地球与金星绕太阳公转的周期分别为和，对地球和金星由开普勒第三定律有

②……2分

或对地球和金星分别由万有引力定律和牛顿第二定律有

，②……2分

①②式联立解得③……1分

（2）当地球—水星连线与水星轨道相切时。设水星公转的轨道半径为，由几何关系得

④……2分

对水星和金星分别由万有引力定律和牛顿第二定律有

⑤……1分

⑥……1分

①④⑤⑥式联立解得⑦……1分

14.（12分）【答案】（1），  （2）  （3）

解：（1）设绳中张力大小为，对A、B分别由牛顿第二定律有

①……1分

②……1分

式中

①②式联立解得，③……2分

（2）A从B的最左端滑到最右端过程，A、B的位移分别为

④……1分

⑤……1分

且有⑥……1分

④⑤⑥式联立解得⑦……1分

（3）A、B间摩擦产生的热量为

⑧……1分

B与地面间摩擦产生的热量为

⑨……1分

摩擦产生的总热量为

⑩……1分

或由功能关系有

⑧……1分

且⑨……1分

⑩……1分

⑧⑨⑩联立解得⑪……1分

15.（16分）【答案】（1）3m/s  （2）0.8m，25N  （3）当时，x无解；当（或）时，；当时（或），

解：（1）假设物块可以在传送带上加速到与其共速，对物块由动能定理有

①……2分

或假设物块可以在传送带上加速到与其共速，对物块由牛顿第二定律有

，……2分

解得②……2分

假设成立，所以物块离开B点时的速度为③……1分

（2）物块反弹后在空中的运动轨迹与平抛运动对称，如图所示由平抛运动规律有

⑥……1分

⑦……1分

⑥⑦解得⑧……1分

（3）若物块运动到E点时对轨道的压力为0，有

⑨……1分

得E点的最小速度为⑩……1分

将⑩式代入⑦式解得，此时C、D重合。可知

当时，x无解⑪……1分

若物块在传送带上一直加速，由动能定理有

⑫……1分

或物块在传送带上一直加速，由牛顿第二定律有

，⑫……1分

解得离开传送带时的速度为⑬……1分

平抛运动的水平位移为，即平抛落点恰好为C点……1分

则当（或）时，有

代入数据得⑭……1分

当（或）时，物块离开传送带时的速度恒为，代入⑭式解得

⑮……1分

注：若速度用“～”表示，全题只扣1分。