青海省西宁市大通回族土族自治县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份青海省西宁市大通回族土族自治县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
青海省西宁市大通回族土族自治县2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列情景中，所研究对象机械能守恒的是( )
A.匀速下降的跳伞运动员 B.牛顿管中下落的羽毛
C.匀速上浮的潜水艇 D.在粗鉦水平地面上滚动的足球
2、如图所示为发动机的结构简图，几个齿轮之间通过皮带进行传动.已知其中A轮和B轮的半径之比为3:1，则A轮边缘上的点与B轮边缘上的点的周期之比为( )

A.3:1 B.9:3 C.1:3 D.1:9
3、如图所示，同一质量为m的物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上，其中轨道1是光滑的，轨道2、3是粗䊁的，A离地面的高度为H，重力加速度为g.该过程中，下列说法正确的是( )

A.物块的重力做功相同 B.物块的动能变化量相同
C.物块重力的平均功率相同 D.物块的机械能变化量相同
4、2022年12月7日9时15分，快舟十一号固体运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通试验卫星送入离地高700km的预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球同步卫星离地高度约36000km，则下列说法正确的是( )

A.行云交通卫星在轨道上运行的速度大于
B.发射速度指的是火箭点火瞬间的速度
C.行云交通试验卫星的周期大于同步卫星的周期
D.行云交通试验卫星的线速度大于同步卫星的线速度
5、某型号的汽车发动机的最大输出功率为，质量为的该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大功率，假定汽车受到的总阻力大小恒为，则汽车启动过程中，速度为时的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6、如图所示，盘面上放有质量为小物体的圆盘，在水平面内由静止开始绕过圆盘中心的轴转动，物体到圆盘中心的距离为，当圆盘的转速从增大到的过程中（物体与圆盘未发生相对滑动），摩擦力对小物体所做的功为( )

A. B. C. D.
7、一物体（可视为质点）在平面上运动，时，质点在坐标原点上.物体在x轴方向上的初速度为零，加速度随时间变化关系图像如图甲所示，在y方向上的速度随时间变化关系图像如图乙所示.下列说法正确的是( )

A.物体在的运动轨迹是一条直线
B.物体在内发生的位移大小为
C.物体在时的速度大小为
D.物体在时的速度大小为
8、如图所示，小球（可视为质点）第一次从平台上向右以水平速度脱离平台，第二次以速度脱离平台，小球两次在空中运动的时间分别为和（小球均打在斜面上），不计空气阻力，则和之比为( )

A.1:2 B.1:4 C. D.
二、多选题
9、一轻绳一端系一小球在竖直面内做完整的圆周运动，下列说法正确的是( )
A.小球运动到最高点时的速度可能为零
B.小球在最低点时只受到向心力的作用
C.小球的向心力不可以改变小球速度的大小
D.若小球运动至最低点时绳子突然断裂，小球做离心运动
10、“套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏。如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体。假设小圆环的运动可视为平抛运动，则( )

A.大人抛出的圆环速度大小较小 B.两人抛出的圆环速度大小相等
C.小孩抛出的圆环运动时间较短 D.大人抛出的圆环运动时间较短
11、如图所示，原长为l的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点.不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )

A.压缩弹簧过程中，小球的机械能减小
B.小球刚释放时的重力势能为
C.弹簧的最大弹性势能为
D.压缩弹簧过程中，小球的速度一直减小
12、如图所示，两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B的距离为L.已知和O点三点始终共线，A和B分别在O点的两侧，引力常量为G，星球A的质量为，星球A的轨道半径为，两星球均可视为质点.则( )

A.星球B的质量为
B.星球B的质量为
C.两星球做圆周运动的周期为
D.两星球做圆周运动的周期为
三、实验题
13、实验小组利用照相机和背景墙研究平抛运动，竖直背景墙为正方形瓷砖，墙面前方架起照相机，贴紧墙面固定好平抛演示仪，从演示仪斜面同一位置处无初速度释放相同的小球，释放小球的间隔时间相同，释放4个小球后拍摄的一张照片如图所示，已知照片与实物的线度比为1:10，用刻度尺测量出照片中瓷砖边长为，重力加速度g取，，不计空气阻力，求：

（1）释放小球的间隔时间为_________________s.
（2）小球平抛初速度大小为_________________.
（3）拍照时第1个小球的速度大小为_________________（保留一位小数）.
14、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.

（1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是_________________.
A.直流电源及导线、计时器 B.直流电源及导线、天平及砝码
C.交流电源及导线、计时器 D.交流电源及导线、刻度尺
（2）打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点，为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔打一个点，当地的重力加速度为，重物的质量为，则从O点到B点，重物重力势能的减少量_________________J，动能增加量_________________J.（计算结果均保留3位有效数字）
（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是__________________________________.
四、计算题
15、如图所示，一质量的小车以速度从A点出发，沿轨道运动，其中段水平，段为光滑曲面，平台与高度差，小车继续沿光滑曲面运动通过C点进入平台.已知小车在段受到的阻力均为小车重力的0.2倍，且，选取所在水平面为零势能面，不计小车在B处的能量损失，重力加速度g取.求：

（1）小车在C点时的机械能；
（2）小车在D点时的速度大小.
16、2022年9月14日《天体物理学杂志》宣布了一个新发现的超级地球，并且这一颗新的天体，它当中有30%都是水，它离地球的距离仅仅在100光年.假设在超级地球表面将一可视为质点的小球以速度沿竖直向上的方向抛出，小球上升的最大高度为h，已知超级地球的半径为R，超级地球的自转周期为T，引力常量为G.求：
（1）超级地球的第一宇宙速度；
（2）超级地球的同步卫星到超级地球表面的距离.
17、如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相连，导轨半径为R，一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点时的速度为，之后在半圆形导轨运动，到达C点的速度为.重力加速度为g.求：

（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）物体在B点时对半圆轨道的压力大小；
（3）物体沿半圆形导轨运动过程中阻力做的功.
参考答案
1、答案：B
解析：A.匀速下降的跳伞运动员重力势能减小，动能不变，机械能减小，故A不符合题意；
B.牛顿管中下落的羽毛只有重力做功，机械能守恒，故B符合题意；
C.匀速上浮的潜水艇重力势能增加，动能不变，机械能增加，故C不符合题意；
D.在粗糙水平地面上滚动的足球有阻力做功，机械能减小，故D不符合题意。
故选B。
2、答案：A
解析：齿轮带动过程中，轮边缘上的点的线速度大小均相等，根据可解得两者的周期之比为3:1。
故选A。
3、答案：A
解析：A.物块分别沿三条不同的轨道由4点滑到同一水平面上，三条不同的轨道高度相同，重力做功都是，所以物块沿三条不同轨道滑下重力做的功一样多。故A正确；
B.轨道1是光滑的，下滑过程中只有重力做功，由动能定理得：沿轨道1下滑到水平面时动能变化量，轨道2、3是粗糙的，下滑过程中除重力做功外还有摩擦力做负功，由动能定理得：沿轨道2、3下滑到水平面时动能变化量均小于。物块的动能变化量不相同。故B错误；
C.物块沿三轨道的运动，竖直方向的位移相同，竖直方向的加速度不同，所以运动时间不同，重力做功相等，重力的平均功率不同。故C错误；
D.由功能关系，机械能的变化量等于除重力以外其他力做的功。沿轨道1运动的物体，机械能的变化量为零。沿轨道2、3运动的物块机械能的变化量等于摩擦力做的功，均为负值。物块的机械能变化量不相同。故D错误。
故选A。
4、答案：D
解析：第一宇宙速度为最大环绕速度，选项A错误；发射速度是指卫星在发射过程中获得的最大速度，选项B错误；由于行云交通试验卫星的轨道半径比同步卫星半径小，则其周期小于同步卫星周期，线速度比同步卫星大，选项C错误，D正确。
5、答案：C
解析：发动机的输出功率，由牛顿第二定律可得：，解得：，选项C正确。
6、答案：A
解析：
7、答案：D
解析：A.由图可知，物体在x轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向上做匀速直线运动，则合加速度沿x轴，合初速度沿y轴，二者不共线，故物体在0~3s的运动轨迹是一条曲线，故A错误；
B.物体在1s内轴上的位移为，y轴上的位移为，则在内发生的位移大小为，故B错误；
C.物体在时x轴上的分速度为，y轴上的分速度为，则物体在时的速度大小为，故C错误；
D.物体在时x轴上的分速度为，y轴上的分速度为，则物体在时的速度大小为，故D正确。
故选D。
8、答案：A
解析：
9、答案：CD
解析：A.用细绳连接的小球运动到最高点时，速度不能为零，选项A错误；
B.向心力是根据效果来命名的，不是单独存在的力，小球在最低点时只受到重力和绳子的拉力作用，两个力的合力充当向心力，选项B错误；
C.向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，选项C正确；
D.运动到最低点时，绳子断裂瞬间，外力不足以提供向心力，小球做离心动，选项D正确。
故选CD。
10、答案：AC
解析：大人的身高高于小孩，抛出的圆环飞行时间要大于小孩抛出圆环的飞行时间，又由于两人距离物体水平位移相等，所以大人抛出的圆环速度要小一些。
故选AC。
11、答案：AC
解析：A.压缩弹簧过程中，弹簧弹力对小球做负功，小球的机械能减小，故A正确；
B.由于未确定参考平面（零势能面），所以无法确定小球重力势能的大小，故B错误；
C.小球下落到最低点时，弹簧压缩量最大，其弹性势能最大。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，当小球下落到最低点（速度为零、动能为零）、弹簧的压缩量为x时，小球减少的机械能（即减少的重力势能）等于弹簧增加的弹性势能，此时有，故C正确；
D.小球压缩弹簧过程中，初始阶段小球的重力大于弹力，小球所受合力向下，加速度向下，小球向下做加速运动；随着弹簧形变量逐渐变大，弹力逐渐变大，当弹力大小等于小球重力时，小球所受合力为零，加速度为零，速度达到最大；此后，当弹力大于重力时，小球所受合力向上，加速度向上，小球向下做减速运动，故D错误。
故选：AC。
12、答案：BD
解析：设B星的轨道半径为，则由题意有，两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有，，联立各式解得，选项B正确，选项A错误；，，，选项D正确，选项C错误。
13、答案：（1）0.1（2）2（3）4.9
解析：（1）设照片上瓷砖边长，释放小球间隔时间为t，已知照片与实物线度比为1:10，竖直方向上相邻小球间距离之差，得；
（2）小球平抛初速度；
（3）拍摄时第2个小球的竖直速度，第1个小球的竖直速度，拍照时第1个小球的速度.
14、答案：（1）D（2）1.88；1.84（3）存在空气阻力和摩擦阻力
解析：（1）实验中需要交流电源为打点计时器供电，还需用刻度尺测量纸带间点迹的距离，选项D正确.
（2）重物重力势能的减少量，B点的速度则B点的动能，所以动能的增加量.
（3）由于存在空气阻力和摩擦阻力，一部分重力势能转化为内能，导致重力势能的减少量大于动能的增加量.
15、答案：（1）7J（2）
解析：（1）小车从A到B点，由动能定理有
B到C过程中，小车的机械能守恒，则C点的机械能
解得
（2）小车从A到D点过程中，由动能定理有
解得
16、答案：（1）（2）
解析：（1）小球竖直向上抛出，由运动学公式得
对于超级地球表面的物体，重力等于万有引力，即有
超级地球的第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，万有引力提供向心力，则有
整理得
（2）超级地球的同步卫星绕超级地球做匀速圆周运动，设同步卫星距离超级地球表面的高度为.
则同步卫星的轨道半径为
同步卫星的环绕周期等于超级地球的自转周期，即
根据万有引力提供向心力有
整理解得
17、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）物体从A点运动到B点，由机械能守恒有
（2）物体在B点时，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律有
解得
（3）物体从B点运动到C点的过程中
由动能定理有
解得