2022学年下学期高一期末五校联考试卷
物理
本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2．选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。
第一部分 选择题（共46分）
一、单项选择题（共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列陈述与事实相符的是（ ）
A．“月地检验” 表明地面物体受到的地球引力与太阳、行星间的引力遵从相同规律
B．“探究向心力大小表达式”实验，主要体现了演绎推理法
C．卡文迪许利用扭秤实验得出万有引力与距离平方成反比的规律
D．牛顿被称为“称量地球质量”第一人
2． “羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为“羲和号”绕地球做匀速圆周运动，每24小时绕地球运行n圈（），轨道平面与赤道平面垂直，轨道如图所示。关于“羲和号”， 下列说法正确的是（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度 B．角速度大于地球同步卫星的角速度
C．向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 D．发射速度大于第二宇宙速度
3．仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。在一次测试中，某学生一分钟内连续做了60个仰卧起坐。该学生的质量约为50kg，上半身质量是总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，上半身重心升高约为0.4m，取重力加速度g=10m/s2，此次测试过程中，克服重力做功的平均功率约为（ ）
A．2W B．120W C．200W D．720W
4．山崖边的公路常常被称为最险公路，某弯道如图所示，外圈临悬崖，内圈靠山，为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面往往设计成倾斜的。某汽车在这样的弯道转弯，下列说法正确的是（ ）
A．汽车以恒定速率转弯时，做匀变速曲线运动
B．汽车以恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需向心力越大
C．为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面应该设计成内低处高
D．因弯道路面倾斜，汽车转弯时一定不需要摩擦力提供向心力
5．人们生活中出现越来越多的环保电动自行车，这种轻便的交通工具受到许多上班族的喜爱。下表是一辆电动车铭牌上的技术参数。若质量为70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶的v-t如图所示，所受阻大小恒为车重(包括载重)的0.02倍，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
规格 后轮驱动直流永磁体电动机
车型 26″电动自行车 额定输出功率 400W
整车质量 30 kg 最大载重 120 kg
A．匀速阶段牵引力大小为25N
B．匀速阶段电动机的输出功率为400W
C．匀加速阶段牵引力大小为50N
D．匀加速阶段电动机的输出功率随时间均匀增大
6．如图所示，在光滑水平面上以速度v0匀速滑动的小物块，运动到A点时受到一水平恒力F的作用，经过时间t后运动到B点，速度大小仍为v0，方向改变了90°，两速度延长线交于O点，则在此过程中（ ）
A．物块的速度大小不变，方向时刻改变
B．物块的加速度大小为
C．物块的动能先减小后增加
D．水平恒力F的方向沿OB方向
7．如图所示，质量为2×103kg的电梯在缆绳发生断裂后向下坠落，电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4m/s，缓冲弹簧被压缩2m时电梯停止了运动，下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力共为1.7×104N，取g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．电梯刚接触弹簧时速度最大
B．电梯压缩弹簧过程中电梯的加速度一直在减小
C．电梯停止时弹簧的弹性势能为2.2×104J
D．电梯压缩弹簧过程中电梯的机械能减少了1.6×104J
二、多项选择题（共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分）
8．北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示。运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能分别用、P、Ek、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，设起跳处为零势能参考面，不计空气阻力的影响，下列图像中可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．机场一般用可移动式皮带输送机给飞机卸货，皮带输送机可简化为倾角为θ，以速度逆时针匀速转动的传送带。时刻，货物以速度滑上传送带上端，如图乙所示，货物在传送带上运动的速度随时间变化的关系图像如图丙所示，则（ ）
A．0~内，传送带对货物做正功
B．匀速阶段，传送带对物体做负功
C．0~内，传送带对货物做功等于货物动能的增加量
D．0~内，传送带对货物做的功等于货物与传送带之间摩擦产生的热量
10．图甲中的辘轱是古代民间提水设施，由辘轱头、支架、井绳、水桶等部分构成，图乙为提水设施工作原理简化图，辘轱绕绳轮轴半径为r=0.1m，水桶的质量为0.5kg，井足够深，忽略井绳质量和因绳子缠绕导致轮轴的半径变化。某次从井中汲取m=2kg的水，轮轴由静止开始绕中心轴转动从而向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2，则（ ）
A．10s末水桶的速度大小为2m/s
B．水桶的速度大小随时间变化规律为
C．0~10s内水桶上升的高度为10m
D．0~10s内井绳拉力所做的功为255J
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验题（共2小题，共16分）
11．（6分）小明学完平抛运动后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为0.2m。通过次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2．
（1）下列实验步必要的是___________。
A．在安装时，必须确保弹射器水平放置
B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C．每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D．第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离
（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为___________m/s，弹丸打到C点时的速度大小为___________m/s（所有计算结果均保留两位有效数字）。
12．（10分）某小组为了验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置。物块P、Q用跨过定滑轮的轻绳相连，P底端固定一宽度为d的轻质遮光条，托住P，用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h(d<
(2)下列实验步骤必要的是_________；
A．可以选择两个质量相等的物块进行实验
B．实验时，需要确保物体P由静止释放
C．需要测量出两物块的质量和
D．需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T
甲 乙 丙
(3)改变高度h，重复实验，测得各次光条的挡光时间t，以h为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出-h图像，如图丙所示，该图象的斜率为k，在实验误差允许范围内，若=______（用题目中的字母表达），则验证了机械能守恒定律。
(4)实验发现图像的斜率k的测量值总是小于理论值，除了空气阻力的影响外，还可能存在的原因是： __________________________。
四、计算题（共3小题，共38分。要有计算过程，适当文字说明，只有结果不给分）
13．（8分）北京时间2022年11月30日7时33分，神舟十四号航天员乘组与神舟十五号航天员乘组在天和核心舱内顺利会师，六名中国航天员在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影！已知天和核心舱在距地球表面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略其他天体的引力作用和地球自转的影响。求:
（1）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期T；
（2）地球的第一宇宙速度v．
14．（14分）在农村人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。打夯共有五人，其中四人分别握住拴着夯锤的绳子，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时用力将夯锤竖直向上提起，号音一落四人同时松手，经过一段时间后，夯锤自由下落至地面将地基砸实。某次打夯时，夯锤的质量m=80kg，每个人都对夯锤施加与竖直方向夹角为θ=37°的斜向上的力，大小均为F=375N．当夯锤离开地面h=30cm时松手，最后夯锤落地将地面砸深h1=5cm。取地面为零势能参考面，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）松手时锤的速度大小v；
（2）夯锤对地面平均冲击力的大小F1；
（3）夯锤上升阶段，夯锤的机械能E与上升高度H的函数关系式，并画出图像。
15．（16分）科技节上有一个小游戏，装置由放置在水平地面上的发射器、两竖直放置的半圆形管道BC、等腰直角斜面EDF、与水平地面成θ角的足够长斜面GH构成，如图所示。游戏者调节发射器，使物体(可视为质点)从A点水平发射后经B点进入半圆形管道，从顶点C水平飞出。已知物体质量m=0.3kg，半圆形管道半径R=0.4m，斜面高度h=0.4m，BE=L，FG=x=1.6m，F点左边所有接触面均光滑，F点右边所有接触面和物体间的动摩擦因数均为μ=0.75。斜面DF和GH与水平面间均平滑连接，物体经过连接点时没有能量损失，不考虑物体在管道里碰撞时的能量损失和物体落地后的反弹过程，忽略空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2．
（1）当物体以vC=1.5m/s通过C时，求管道对物体的作用力FC；
（2）当物体以vC=1.5m/s通过C时，若L=0.4m，物体能够击中ED，面求物体在空中运动的时间t；
（3）若某次物体通过C后，恰能无碰撞从D点沿面DF滑下。求θ取不同值时，物体在整个运动过程中克服摩擦力做的功W与θ的关系。
参考答案
1．A
【解析】A．牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律，故A正确；
B．“探究向心力大小表达式”实验，主要体现了控制变量法，故B错误；
C．牛顿于1687年发现万有引力定律，即自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量的乘积成正比、与它们之间距离的二次方成反比。一百多年后，卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，故C错误．
D．牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的第一人，故D错误．
故选A．
2．B
【解析】A．第一宇宙速度是以地球半径为轨道半径的卫星的运行速度，是最大的运行速度，故A错误；
B．卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈，则卫星的周期为
其中，由
可知
即“羲和号”角速度大于地球同步卫星，故B正确；
C．根据
解得
可知，由于“羲和号”周期小于地球同步卫星，所以“羲和号”的运行轨道小于地球同步卫星轨道，又因为
可知轨道半径越大，加速度越小，故“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故C错误；
D．发射速度大于第二宇宙速度的话，就会脱离地球的引力，则卫星无法围绕地球做匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
3．B
【解析】每一次克服重力做功为
一分钟内连续做了60个仰卧起坐所做的功为
她克服重力做功的平均功率为
故ACD错误，B正确。
故选B。
4．C
【解析】A．匀变速曲线运动即为加速度大小方向均不变的曲线运动，汽车以恒定速率转弯时，加速度的大小肯定是发生了变化的，故A错误；
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，根据
转弯半径大，所需的向心力小，故B错误。
C．为汽安全考虑，弯道处应该设计成内侧低外侧高，这样支持力的水平分力可以提供向心力，减小汽在转弯时发生侧滑的危险，故C正确；
D．弯道处设计成内侧低外侧高，当汽车速度为某一适当值时，其所需向心力由汽车重力与车道对汽车的支持力的合力提供，路面对汽车没有摩擦力的作用；当汽车速度小于此值时，汽车将受到平行路面指向弯道外侧的摩擦力；当汽车速度大于此值时，汽车将受到平行路面指向弯道内侧的摩擦力。故D错误。
故选C。
5．D
【解析】AB．匀速运动时，此时电动自行车的牵引力
由可知，电动自行车此时的功率为
故AB错误；
C由v-t图象可知在匀加速阶段，由加速度定义式
此时电动自行车的牵引力
故C错误。
D．由可知，此时的牵引力为定值，速度v随时间均匀增大，电动自行车此时的功率随时间也是均匀增大，D正确；
故选D。
6．C
【解析】ACD．物体的初、末动能相同，根据动能定理，合力对物块的功一定为零，故合力与位移垂直，即水平恒力F方向一定与AB连线垂直；由于合力先做负功后做正功，故速度先减小后增加，动能先减小后增加，故AD错误，C正确；
B．由加速度定义式，速度差为矢量差，，故B错误；
故选C．
7．C
【解析】AB．与弹簧接触前，电梯做匀加速直线运动，接触弹簧后，先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增加的减速运动，故AB错误；
C．电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4m/s，缓冲弹簧被压缩2m时电梯停止了运动，根据能量守恒，得
代入数据解得
故C正确；
D．电梯压缩弹簧过程中，机械能的减少量等于动能的减少量以及重力势能的减少量，则
故D错误。
故选C。
8．BC
【解析】A．滑雪运动员从起跳区飞出后做平抛运动，根据速度改变量
可知与时间t成正比，故A错误；
B．根据
可知，重力的瞬时功率P与t成正比，故B正确；
C．从水平抛出开始，经过时间t物体的动能根据动能定理得
解得此时运动员的动能
故C正确；
D．不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的，其机械能与时间的关系图像应是一条平行于t轴的直线，故D错误。
故选BC。
9．AB
【解析】A．0~t1内货物沿传送带斜向下加速，对货物受力分析可知，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，故传送带对物体做正功，A正确；
B．当t1后，货物与传送带共速，对货物受力分析可知，受到的静摩擦力沿传送带向上，故传送带对物体做负功，AB正确；
C．0~t1内，根据动能定理可得
C错误；
D．系统产生的热量为
动能增加量为
由图像面积表示位移可知
又
因此系统产生的热量一定比货物动能的增加量小，即系统产生的热量一定比传送带对货物做的功小，D错误。
故选AB。
10．ACD
【解析】AB．由丙图知
水桶速度随时间变化规律为
（所涉及物理量均用国际单位制）
t=10s时，v=2m/s
A正确，B错误；
C．水桶匀加速上升时的加速度
根据牛顿第二定律
解得
井绳拉力大小
0~10s内水桶上升的高度为
C正确；
D．0~10s内井绳拉力所做的功为
D正确。
故选ACD。
11． ABC 2.0 2.8
【解析】（1）A．为保证弹丸做平抛运动，安装时弹射器发射方向应保持水平，A正确；
B．由于研究的是平抛运动，为了减少空气阻力的影响作用，应选用体积小密度大（重力较大，所受阻力相对较小）的弹丸，B正确；
C．每次实验保证弹丸压缩弹射器的压缩程度相同是为了保证弹丸每次平抛初速度相同，C正确；
D．数据是从一张有4个连续落点痕迹的白纸上获得的，这四个点中未必有第一次弹射的点，故不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，D错误。
故选ABC。
（2）由于钢球平抛时在竖直方向做自由落体运动，所以根据
代入数据解得相邻时间
由于弹射器每次在水平方向移动0.2m，所以根据
代入数据解得钢珠离开弹射器时的速度为
钢珠打到C点时
代入数据解得
根据
代入数据解得
＝2.8m/s
12． 1.50 BC 滑轮轮轴摩擦阻力；滑轮的质量不可忽略，有转动动能；绳子的质量不可忽略等。
【解析】(1) 刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1.50cm；
极短时间内的平均速度等于瞬时速度，可知点的瞬时速度为
(2) A．释放P物体后需要P向下加速通过光电门，Q向上加速，则需要P的质量大于Q的质量，故A错误；
B．装置中只有B处有光电门，因此初状态的动能要能被确定，就需要确保物体P由静止释放（确定初动能为零），故B正确；
C．验证机械能守恒的表达式为
故还需要测量的质量，的质量，故C正确；
D．物块从点到达点时和组成的系统动能增加量为
系统重力势能的减小量为
故不需要测量出遮光条从A到达B所用的时间就能验证机械能守恒，故D错误；
故必要的实验步骤选BC。
(3)根据验证机械能守恒定律需要的表达式为
变形为
则图象的斜率为
故在实验误差允许范围内，，则验证了机械能守恒定律。
P和Q运动时要克服空气阻力和滑轮轮轴摩擦阻力做功，所以k的测量值总是小于理论值，除了空气阻力外，还有滑轮轮轴摩擦阻力的影响。滑轮的质量不可忽略，有转动动能;绳子的质量不可忽略等。
13．（1）；（2）
【解析】（1）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为
天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可知
地球表面的重量加速度为g，可知
联立解得
（2）设地球的第一宇宙速度为，则
解得
14．（1）m/s；（2）8×103N （3）见解析
【解析】（1）由牛顿第二定律，可得
则有夯锤的加速度为
由速度位移关系公式，可得速度大小
（2）松开手后，夯锤上升的高度
设夯锤落地时，地面对夯锤的平均作用力为F1，夯锤从最高点到地面停下，由动能定理可得
解得
由牛顿第三定律可知，夯锤落地时对地面的平均冲击力F1大小为8×103N。
（3）松开手后，夯锤上升的高度
当0
15．（1），方向竖直向上；（2）0.5s；（3）见解析
【解析】（1）物体在C点时，假设管道对物体的作用力竖直向下，根据牛顿第二定律可得
可得
FC的值为负，表示其作用力方向应该跟预设的方向相反，是竖直向上的，大小为N；
（2）令物体撞在斜面离地面高地方，可由平抛运动规律可得
联立解得
（3）物体恰能从D沿斜面滑下，由平抛规律得:
可得
情况一：当θ较小时，mgsinθ≤μmgcosθ，即tanθ≤μ，θ≤37°，物体滑到斜面 GH上速度减为零后可以停在斜面上。
对物体机械能守恒：
解得：
整个过程克服摩擦力做功：
解得：
或W=μmgx+μmgcosθ·s解得：
情况二：当θ较大时，mgsinθ>μmgcosθ，即θ>37°，物体滑到斜面 GH上速度减为零后会滑下来，当物体滑到F点后，假设物体会从D飞出，则：从D再次运动到D点，对物体用动能定理：
由此可以算出，物体运动到D前速度减为零，故物体不会从D飞出。则物体最终会停在FG之间。整个过程中物体克服摩擦力做功：
综上所述：当θ≤37°时，（或）
当θ>37°时，W＝8.4J
