山西省太原市2022-2023学年高一下学期期末考试
物理试卷
（考试时间：上午10：30——12：00）
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填入下表内相应位置。
1.对动能的理解，下列说法正确的是
A．动能可取负值
B．物体的动能改变，其运动状态一定改变
C．物体速度变化时，动能不一定变化
D．动能不变的物体，一定处于平衡状态
2.关于力对物体做的功，下列说法正确的是
A．小明平托着餐盘沿水平方向匀速前进，小明对餐盘不做功
B．若行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的引力做正功
C．滑动摩擦力对物体一定做负功
D． -10J的功比8J的功少
3.城市用户的污水会通过地下管道输送到污水处理厂，工厂先将污水用水泵抽送至地面，再对污水进行净化处理。下列说法正确的是
A． 当污水自发的顺着倾斜的地下管道流动时，重力对污水做负功
B．当污水自发的顺着倾斜的地下管道流动时，污水的重力势能增加
C．水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做正功地下管道
D．水泵将污水抽送至地面的过程中，污水的重力势能增加
4. 如图所示，篮球运动员进行原地纵跳摸高训练。运动员先下蹲，重心下降，由静止发力跳起摸高。忽略整个过程中空气阻力的影响，下列说法正确的是
A．运动员在未离开地面的起跳过程中，地面对运动员做正功
B．运动员在未离开地面的起跳过程中，运动员处于失重状态
C．运动员在未离开地面的起跳过程中，运动员的机械能增加
D．运动员从地面起跳，地面对人的支持力大于人对地面的压力
5.我国航天事业快速发展，下列关于航天器的说法正确的是
A．火星探测器“天问一号”在地面附近发射，速度大于第三宇宙速度
B．月球探测器“嫦娥号”在地面附近发射，速度达到第二宇宙速度
C．北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的运行速度小于第一宇宙速度
D．绕地球做匀速圆周运动的航天器返回地球，必须点火加速到第一宇宙速度
6.如图为高山滑雪赛道示意图。AB段赛道的竖直落差为H，C点距离A点的高度差为h，质量为m的运动员可视为质点。下列说法正确的是
A． 以A点所在平面为零势能参考平面，运动员在点的重力势能为mgh
B．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为H
C．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为
D． 无论以哪一点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能均为mgh
7.如图所示，先将同步卫星发射到近地圆轨道I，在其经过A点时点火，使其沿椭圆轨道II运行，在远地点B再次点火，将卫星送入同步圆轨道III。下列说法正确的是
A． 卫星在轨道I运行的加速度大于在轨道III运行的加速度
B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道II上运行的周期
C．在远地点B再次点火时，推进器向前喷气使卫星减速
D．卫星在轨道III上运行的线速度大于在轨道I上运行的线速度
8.A、B两星仅在相互万有引力的作用下，分别绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。A星表面的物质受B星引力作用，离开A星，流向B星。若双星总质量保持不变，间距不变。下列说法正确的是
A．双星系统的周期减小 B．双星系统的角速度减小
C． B星的线速度增大 D．A星的线速度增大
9.体育课上，质量为50kg的同学在一分钟内做了5个引体向上。若该同学每次引体向上重心上升的高度均为40cm，该同学克服重力做功的功率约为
A． 1.6W B． 16W C． 160W D． 1000W
10.已知中国空间站的运行轨道可近似看作距离地球表面400km的圆形轨道，空间站运行速度约为7.7km/s。地球半径约为6400km，万有引力常量根据以上物理量可估算地球质量约为
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错选的或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
11. “蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。将一根自然长度为OA的弹性轻绳一端系在人身上，另一端固定在跳台边缘。人从跳台由静止下落开始计时，下落过程中速度随时间的变化如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是
A．人从跳台下落到A点这一过程中，人的重力势能转化为动能
B．人从A点运动到B点这一过程中，人的重力势能转化为动能
C．人在下落过程中，弹性绳对人先做正功再做负功
D．人从A点运动到C点这一过程中，人的机械能一直减少
12.有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b在地球的低空圆轨道上正常运行；c是地球同步卫星；d是高空圆轨道探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是
A． a的向心加速度大于b的向心加速度
B． b的运行周期小于c的运行周期
C．d的角速度最小
D．四颗卫星的速度大小关系是
13.如图所示，质量为m的小明站在质量为M的电梯内，手中托着一摞总质量为的书本，小明始终与电梯保持相对静止。钢索拉着电梯由静止开始匀加速上升，当上升高度为H时，速度为在此过程中，下列说法正确的是
A．小明对书本支持力做的功等于
B．钢索的拉力做功等于
C．电梯对小明的支持力做的功等于
D．电梯受到各个力做功的代数和等于
14. 已知地球半径为R，自转周期为T，卫星近地面环绕速度为在南极点附近，从距地面高h处的位置，以某初速度水平抛出一物体，经时间t后物体落回地面，h远小于R，物体的运动可看作平抛运动。地球赤道上的重力加速度可表示为
A． B．
C． D．
15. 单梁起重机起吊重物的额定功率为22kw，沿竖直方向由静止匀加速向上吊起1吨的重物，加速度为。不计额外功的损失，不计空气阻力，重力加速度g取10，3s末重物开始匀速上升。下列选项正确的是
A．重物匀加速时间只能维持1s
B．重物加速过程的位移大小为4.158m
C．重物匀速向上运动的速度大小为2.2m/s
D．该起重机在2s末的瞬时起吊功率为22kw
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16.（6分）某同学用如图所示装置做“验证动能定理”的实验。适度垫高滑板右侧，未挂钩码时，轻推小车，小车恰能做匀速直线运动。悬挂钩码后，小车由静止开始运动，且钩码始终未碰到地面，小车也未触碰到滑轮，当地的重力加速度为g。
（1）已知小车质量为M，钩码的质量为。
（2）如图是某次实验中打出纸带的一部分。O点为打出的第一个点，A、B、C为实际打出的三个点，打点周期为T。通过测量，A、B、C三点到O点的距离分别为、、，则打点计时器打B点时小车的速度为___________（用题中已知字母表示）。
（3）小车从O点到B点的过程中，验证动能定理是否成立的关系式为___________（用题中已知字母表示）。
17.（8分）某实验小组利用如图装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。实验步骤如下：
①用天平测出钩码A（含挡光片）的质量、钩码B的质量，测得；
②测出挡光片宽度d；
③按照如图所示的装置安装好实验器材；
④用刻度尺测出两光电门中心的高度差H；
⑤将钩码B从一定高度由静止释放后，测出挡光片上升过程中先后通过两光电门的挡光时间，。
（1）钩码A运动的加速度为___________（用上述四个字母d、H、、表示）；
（2）在运动过程中，钩码A的机械能___________（填“守恒”或“不守恒”）；
（3）如果系统机械能守恒，应满足的关系式为___________（已知重力加速度为g，用题目中已知字母表示）；
（4）某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是___________。
A．绳子、滑轮有一定质量 B．计算重力势能时，g取10
C． 测量两光电门外侧距离为高度差H D．测量两光电门内侧距离为高度差H
四、计算题：本题包含5小题，共41分。解答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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18.（7分）科学家在距离地球最近的恒星系统“半人马座阿尔法星系”中发现了一颗类地行星“比邻星b”。观察到贴近该行星表面运行的卫星，周期为。已知万有引力常量为G，求“比邻星”的平均密度。
19.（7分）套圈是一种投掷套物的传统民俗游戏。某次游戏中，小朋友从距地高1.25m处，以5m/s的初速度水平抛出一个小圈，小圈落地且未击中目标。小圈的质量为0.2kg，重力加速度g取1。求；
（1）若不计空气阻力，小圈落地时重力的瞬时功率；
（2）若小圈落地时的速度大小为7m/s，小圈在下落过程中克服空气阻力做的功。
20.（8分）一倾角为的斜面固定在水平面上，斜面上有A、B、C三点，AB间的动摩擦因数为，BC间的动摩擦因数为，质量为的小物块从斜面顶端A由静止滑下，经B滑至底端C，速度恰好减为零。此过程小物块的图像如图所示，重力加速度g取10，。求：
（1）小物块下滑过程中，因摩擦产生的热量；
（2）小物块在斜面底端C，以多大的初速度v沿斜面滑上，恰好能滑至斜面的顶端A；
（3）和的值。
21.（9分）如图所示，一不可伸长的轻绳跨过定滑轮，一端与物块A相连，另一端与小球B（可视为质点）连接，小球B套在竖直光滑杆上，定滑轮到竖直光滑杆的距离。已知物块A的质量为，小球B的质量为。初始时，小球B在外力作用下静止，此时定滑轮左侧轻绳水平。现将小球B由静止释放，小球沿杆下滑到最低点时，下降距离为此时物块A没有到达定滑轮处。不计滑轮大小、质量及阻力，不计空气阻力，重力加速度g取10m/。求：
（1）物块A与小球B的质量之比；
（2）若小球B下降距离时，物块A的速度为1m/s，物块A与小球B的质量之比。
22.（10分）轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为4m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为。现将该弹簧自然伸长水平放置于OA，用外力将质量为m的物体压缩弹簧至长度l，然后由静止释放，物体与弹簧不拴连。光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为l，不计空气阻力，物体可看作质点，重力加速度为g。求：
（1）当物体经过B点进入导轨的瞬间，对轨道压力的大小；
（2）若物体每次都能从最高点C离开轨道，改变轨道半径大小，从而使物体落地点与C的水平距离d发生变化。当水平距离d取最大值时，轨道半径为多大，最大水平距离d为多大。
山西省太原市2022-2023学年高一下学期期末考试
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
选项 C A D C C C A D B D
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。
题号 11 12 13 14 15
选项 AD BC CD CD BCD
三、实验题：共14分。
16.（6分）
（2）（3分）
（3）（3分）
17.（8分）
（1）（2分）
（2） 不守恒 （2分）
（3）（2分）
（4） D （2分）
四、计算题：共41分。
18.（7分）
设卫星质量m，比邻星b对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力
。。。。。。。。。。（2分）
。。。。。。。。。。。。（1分）
因为
。。。。。。。。。。。。（1分）
比邻星b的体积。。。。。。。。。。（1分）
平均密度。。。。。。。。。。。（2分）
19.（7分）
（1）小球做平抛运动，由平抛运动规律
。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
重力的瞬时功率为。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）设小圈在下落过程中克服空气阻力做的功为W
则根据动能定理有。。。。。。。。（2分）
解得：。。。。。。。。。。（2分）
20.（8分）
（1）由图像，根据动能定理
。。。。。。。（2分）
解得：。。。。。。。。。。（1分）
（2）由能量守恒
。。。。。。。。。（2分）
解得：。。。。。。。。。。。（1分）
（3）由牛顿第二定律
AB段
。。。。。。。。。。。。（1分）
BC段
。。。。。。。。。。。（1分）
21.（9分）
（1）由几何关系可知，在小球B下降时
物块A上升距离
。。。。。。。。。（2分）
A、B系统机械能守恒
解得：。。。。。。。。。。（2分）
（2）如图所示，当小球B下降距离时，定滑轮左侧的轻绳与杆的夹角为θ，且A的速度为，B的速度为vB
由几何关系
再由绳的关联速度可知。。。。。（1分）
该过程A、B系统机械能守恒
。。。。。。。。（2分）
解得：。。。。。。。。。。（2分）
22.（10分）
（1）小球下压弹簧，小球与弹簧组成的系统机械能守恒
。。。。。。。。。（1分）
设物体在光滑水平面上到B点时的速度为受到的弹力为F
。。。。。。。。。（1分）
F。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。（1分）
（2）设轨道半径大小为r时，平抛距离d有最大值，物体到达C点速度为vc。
离开C点后，做平抛运动，平抛时间为t，由B到C
。。。。。。。。。（2分）
平抛过程中
解得：。。。。。。。（2分）
当l时。。。。。。。。。。（1分）
d有最大值，。。。。。。。。。（1分）
