四川省成都市十县市2022-2023学年高一下学期期末调研考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、下列关于功和能的说法错误的是( )
A.的功比5J的功少
B.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的
C.在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸的长度越长，具有的弹性势能越大
D.物体从固定的不同斜面下滑相同高度的过程中，重力做的功与斜面粗糙程度无关
2、如图，一圆柱形木头漂浮在水中，M、O、N为木头上的三个点。当木头静止时，水面恰好过O点。用手将木头向下压，使M点到达水面，松手后，木头上下做简谐运动，上升到最高处时，N点到达水面。木头做简谐运动的过程中，下列说法正确的是( )
A.M点到达水面时，木头的速度最大
B.N点到达水面时，木头所受回复力最小
C.O点到达水面时，木头的速度最大
D.木头自下而上上升到最高处时，其速度一直在增大
3、如图，射击比赛中选手将枪管AB对准竖直墙面上的C点，此时A、B、C在同一水平线上，开枪射击后发现子弹击中靶心O点正下方的D点且与竖直墙面的夹角为θ。设枪管AB始终保持水平，子弹每次射出枪口的速度均不变，不计空气阻力。则( )
A.若要子弹击中靶心O，只需将手枪竖直向下平移适当距离即可
B.若要子弹击中靶心O，只需将手枪水平远离墙壁适当距离即可
C.若只将手枪竖直向上平移一段距离，则子弹在空中飞行的时间将变长
D.若只将手枪水平远离墙壁一段距离，则子弹击中墙壁时θ将变小
4、变速自行车通过曲柄、链轮、飞轮将力传递到后轮上，带动自行车前进。变速系统如图所示，此时链条连接着链轮上半径最大的齿轮和飞轮上半径最小的齿轮。自行车在平直的路面上沿直线行驶，链条与齿轮、后轮与地面均不打滑，链条处于张紧状态。下列说法错误的是( )
A.齿轮边缘上的a点和b点在任意相等时间内通过的圆弧长相等
B.齿轮边缘上的a点和后轮边缘上的c点在任意相等时间内转动的圈数相同
C.若已知b点的线速度大小及a点所在齿轮的半径大小，则可求得c点的角速度
D.在曲柄转速不变的情况下，图中的连接方式可使自行车行驶得最慢
5、如图为中国科学家们为“天问一号”设计的椭圆形“科学轨道”，“天问一号”将在该轨道上正常运行的同时对火星展开观测。它在近火点265km附近的探测段运行2小时，在远火点11945.6km附近的探测段运行1小时，在采样段共运行288分钟。据以上信息，下列说法正确的是( )
A.可以准确知道“科学轨道”的半长轴
B.可以求得“天问一号”在“科学轨道”上的运行周期
C.从地球上发射“天问一号”的速度不得小于16.7km/s
D.“天问一号”在火星引力作用下从轨道近火点加速运行到远火点
6、如图，某次战斗演习中，一士兵操控无人机从空中投掷一枚炸弹，并击中对方坦克。已知炸弹在飞行过程中，重力对它做的功为300J，克服空气阻力做的功为60J。则在该过程中( )
A.炸弹的重力势能增加了300J B.合力对炸弹做的功为360J
C.炸弹的机械能减少了60J D.炸弹的动能增加了300J
7、某弹簧振子仅靠弹簧弹力作用在水平方向做简谐运动，其位移x随时间t变化的函数关系式为，振动图像如图所示。下列说法错误的是( )
A.弹簧在第3s末与第5s末的长度相同
B.弹簧振子的振动频率为
C.第3s末振子的速度与加速度方向相同
D.从第3s末到第5s末，振子的位移为
8、研究发现，如果人体受到的冲击力超过自身重力的7倍将可能发生严重后果。现用假人模拟人体从高处跌落，实验测得假人从接触地面开始大约经速度减为0，不计空气阻力，重力加速度大小取，则可能发生严重后果相对应的临界跌落高度大约为( )
A.2m B.5m C.7m D.10m
二、多选题
9、下列说法正确的是( )
A.图甲中，小球可以仅在一恒力F的作用下沿图中轨迹从M点运动到N点
B.图乙中，小船在绳子拉力作用下水平向左运动，其速度分解遵循图中的分解方式
C.图丙中，绳长不变，小球做匀速圆周运动的角速度越大，绳子与竖直方向的夹角越大
D.图丁中，若飞机接近光速飞行时，经典力学就不再适用
10、一玩具车正跟随水平传送带向右做匀速直线运动。现沿传送带运动的方向建立x轴，垂直于传送带运动的方向建立y轴，原点为O，俯视图如图甲所示，PQ、分别为传送带的上、下边界。则( )
A.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车到达边界PQ时速度与边界PQ垂直
B.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车到达边界PQ前的运动为匀速直线运动
C.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀加速直线运动，则玩具车可能出现图乙中的轨迹
D.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀减速直线运动，则玩具车可能出现图乙中的轨迹
11、A、B两物体均在水平面上做简谐运动。如图，实线为物体A的振动图线，虚线为物体B的振动图线。则( )
A.物体A、B的振动均为无阻尼振动且具有相同的振动周期
B.每经历一个周期，物体A的路程比物体B的路程多10cm
C.0.4s时，物体A比物体B具有更大的动能
D.物体B的振动方程为
12、近年来，高空坠物事件频发，危害巨大。假设一物体从高空由静止坠落，其受到的空气阻力大小与速率v成正比。用表示坠物的动能、表示其重力势能、E表示其机械能、x表示其位移、t表示其坠落时间，取地面为零势能面，则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
13、如图，“水上飞人”是近几年流行的游乐项目。假设人（包括装备）的质量为70kg，两个出水口的横截面积均为，适当调节出水口的喷水速度可以使人悬停在空中（近似认为水流喷出前的速度为0），忽略中间水管对人的作用力，水的密度为，重力加速度大小取。则( )
A.悬停过程中水对人做正功 B.悬停过程中水对人的冲量竖直向上
C.出水口的喷水速度大小约为6m/s D.出水口的喷水速度大小约为12m/s
三、实验题
14、某同学利用单摆测定当地重力加速度。首先，该同学将拉力传感器固定在铁架台上的水平横杆上，再将摆线的上端系在拉力传感器上（如图甲）。拉动小球到某点后由静止释放，使小球在竖直平面内做偏角极小的摆动。
（1）为完成实验，该同学应该选择的实验器材是___________。
A.弹性细绳、塑料小球 B.弹性细绳、小钢球
C.不可伸长细绳、塑料小球 D.不可伸长细绳、小钢球
（2）用游标卡尺测出小球的直径如图乙所示，则小球的直径为___________cm。
（3）实验时测得摆线长为L，小球的直径为D，拉力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图丙所示，则重力加速度g的表达式为___________（用字母L、D、表示）。
15、小明和同学在实验室用如图甲所示的装置做“验证动能定理”的实验。
（1）实验中，适当倾斜木板的目的是___________。
（2）小明用托盘天平分别称出小车的质量为、托盘及所挂钩码的总质量为，并打出一条清晰的纸带（如图乙），纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，重力加速度大小取，他以小车为研究对象，分析纸带上B点到E点的数据，做了如下计算：
①小车所受合外力做的功为___________J（保留2位有效数字）；
②小车在B点、E点时的速度大小分别为___________m/s，___________m/s；（均保留2位有效数字）
③小车动能的变化量为___________J（保留2位有效数字），实验发现与相差较大，其主要原因是___________。
四、计算题
16、随着科技的进步，探索太空已由遥不可及的幻想变成可能。假设你是一名宇宙学家，即将登陆一颗未知星球。你的飞船正绕着该星球做半径为r的匀速圆周运动，飞船做圆周运动的周期为T，引力常量为G。
（1）求该星球的质量；
（2）若已知该星球的半径为R，求该星球的密度。
17、中国第一款百万级别的量产自主品牌汽车比亚迪仰望U8可以实现原地掉头、爆胎行驶、应急浮水等功能。假设其载人后的总质量为，电机的额定功率为，行驶时汽车所受阻力大小恒为。如果汽车由静止开始保持额定功率行驶，运动位移大小为时恰好达到最大速度（不限速道路上安全行驶）。求：
（1）汽车的最大速度大小；
（2）汽车在整个过程中的行驶时间。
18、如图甲，过山车是年轻人喜爱的娱乐项目，其部分轨道简化为如图乙所示的模型：竖直平面内的粗糙斜面AB和半径为的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，斜面的倾角为，C、D分别为圆弧轨道的最低点和最高点。现有一质量为的物块（可视为质点）从斜面上的A点由静止下滑，恰能通过D点。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，。求：
（1）当物块刚滑到C点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）A、B两点间的距离。
19、如图，竖直平面内的曲面AB和水平面BC平滑连接于B点，倾角为的斜面DEF固定不动，D点在C点的正下方，二者的高度差为，质量分别为的小球P、Q并排静止于水平面BC左侧。现有一质量为的滑块从曲面AB上距水平面BC高处由静止下滑，与小球P发生正碰，由于滑块上有粘性物质，碰后二者立即粘在一起，再与小球Q发生弹性碰撞。滑块、小球P和小球Q均可视为质点，不计一切阻力，重力加速度大小取，，。求：
（1）滑块与小球P碰撞过程中，系统损失的机械能；
（2）滑块和小球P整体最终的运动状态；
（3）改变H的值，使小球Q恰能垂直打在斜面DEF上，则H的值应为多少？
参考答案
1、答案：A
解析：A.功的正负只代表是动力功还是阻力功，不代表大小，则阻力功比5J的动力功多，选项A错误，符合题意；
B.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的，选项B正确，不符合题意；
C.在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸的长度越长，具有的弹性势能越大，选项C正确，不符合题意；
D.物体从固定的不同斜面下滑相同高度的过程中，重力做的功与斜面粗糙程度无关，只与初末位置有关，选项D正确，不符合题意。
故选A。
2、答案：C
解析：ABC.木头上下做简谐运动，O点为平衡位置，到达水面时木头速度最大，加速度为零；M、N点为最大位移位置，到达水面时木头速度为零，回复力最大，故C正确，AB错误；
D.木头自下而上上升到最高处时，速度先增大后减小，故D错误。
故选C。
3、答案：D
解析：A.子弹每次射出枪口的速度均不变，则若要子弹击中靶心O，只需将手枪竖直向上平移适当距离即可，选项A错误；
B.若要子弹击中靶心O，就要减小竖直距离，这样可减小运动时间，则只需将手枪水平靠近墙壁适当距离即可，选项B错误；
C.若只将手枪竖直向上平移一段距离，水平距离不变，则子弹在空中飞行的时间不变，选项C错误；
D.若只将手枪水平远离墙壁一段距离，子弹运动时间变长，根据，则子弹击中墙壁时θ将变小，选项D正确。
故选D。
4、答案：D
解析：A.两齿轮为链传动，线速度大小相等，根据可知，齿轮边缘上的a点和b点在任意相等时间内通过的圆弧长相等，故A正确，不符合题意；
B.a点所在齿轮与后轮属于同轴传动，角速度相同，因此齿轮边缘上的a点和后轮边缘上的c点在任意相等时间内转动的圈数相同，故B正确，不符合题意；
C.因a点和b点的线速度大小相同，知道了b点的线速度就等于知道了a点的线速度，而根据，若知道a点所在齿轮的半径大小，就可知道a点的角速度，而a点的角速度与c点的角速度相等，因此就可知道c点的角速度，故C正确，不符合题意；
D.在曲柄转速不变的情况下，a、b两点线速度大小相同，而b点所在齿轮的半径大于a点所在齿轮的半径，根据可知，a点所在齿轮的角速度大于b点所在齿轮的角速度，而a点的角速度等于c点的角速度，c点所在后轮的半径大于a点所在齿轮的半径，因此，c点的线速度最大，即图中的连接方式可使自行车行驶的最快，故D错误，符合题意。
故选D。
5、答案：B
解析：
6、答案：C
解析：A.投弹过程中，重力对炸弹做正功，根据，可知炸弹的重力势能减小，即炸弹的重力势能减小了300J，故A错误；
BD.根据题意可知，投弹过程中，重力做正功，阻力做负功，而合力所做的功等于各个力所做功的代数和，由此可得合力所做的功为，而根据动能定理，合外力所做的功等于动能的变化量，可知，炸弹的动能增加了240J，故BD错误；
C.若只有重力做功，则机械能守恒，除重力以外的力若做正功，机械能增加，若做负功，机械能减小，投弹过程中，除了重力做功外，还有阻力做负功，因此可知机械能的减少量为，故C正确。
故选C。
7、答案：A
解析：A.根据图像可知，弹簧在第3s末与第5s末的位移大小相等，方向相反，则可知弹簧在这两个时刻的压缩量与伸长量相同，而长度不同，故A错误；
B.根据图像可知弹簧振子的周期为，而根据周期与频率的关系可得，故B正确；
C.根据图像可知，第3s末振子向平衡位置运动，即速度方向指向平衡位置，而加速度始终指向平衡位置，由此可知第3s末振子的速度与加速度方向相同，故C正确；
D.由已知可得，振子的振动满足，则在第3s末有，则在第5s末有，由此可知，从第3s末到第5s末，振子的位移为，故D正确。
本题选错误，故选A。
8、答案：B
解析：设人落地时得临界速度为v，取向上为正方向，由题意，根据动量定理有
人在下落过程中做自由落体运动，则有
联立解得临界高度
故选B。
9、答案：CD
解析：
10、答案：BC
解析：AB.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车的实际运动为沿y轴正方向的匀速直线运动与沿x轴正方向的匀速直线运动的合运动，而合运动的速度方向夹在两个分运动的速度方向之间，即玩具车到达边界PQ时速度与边界PQ不可能垂直，而因为两个分运动方向玩具车所受合力均为零，则可知合运动也为匀速直线运动，故A错误，B正确；
CD.图乙所示玩具车的轨迹为曲线，即玩具车做曲线运动，而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间，且合外力指向轨迹的凹侧面，若同时让玩具车沿y轴正方向做匀加速直线运动，则玩具汽车所受合外力沿y轴正方向，符合图乙所示运动轨迹，若同时让玩具车沿y轴正方向做匀减速直线运动，则合力方向沿y轴负方向，不可能出现图乙所示运动轨迹，故C正确，D错误。
故选BC。
11、答案：AD
解析：A.根据图像可知，物体A、B的振动，振幅均为衰减，因此物体A、B的振动均为无阻尼振动，而通过图像可知两物体的振动周期相同，为，故A正确；
B.一个周期内，A、B两物体的路程分别为，，路程差为，故B错误；
C.0.4s时，物体A、B均处于振幅最大位置处，速度均为0，因此两者动能相同，都为0，故C错误；
D.振动方程，对B物体而言，式中，，可得，故D正确。
故选AD。
12、答案：AC
解析：A.物体下落的加速度，随速度增加，则加速度减小，即物体做加速度减小的加速运动，最终趋于匀速运动，故A正确；
B.由于有阻力做功，则机械能减小，故B错误；
C.重力势能，故C正确；
D.动能，随速度增加，则合外力减小，图像的斜率减小，故D错误。
故选AC。
13、答案：BC
解析：
14、答案：（1）D（2）2.26（3）
解析：（1）根据单摆的定义，为完成实验，该同学应该选择的实验器材是不可伸长细绳、小钢球。
故选D。
（2）小球的直径为。
（3）根据单摆的周期公式，根据图像得，解得。
15、答案：（1）平衡摩擦力
（2）①0.94；②0.44；1.7③0.54；小车与木板间的摩擦力没平衡掉
解析：（1）实验中，适当倾斜木板的目的是平衡小车和木板间的摩擦力；
（2）①小车所受合外力做的功为
②纸带上相邻两个计数点间的时间间隔，则小车在B点、E点时的速度大小分别为
③小车动能的变化量为
实验发现与相差较大，其主要原因是可能是小车与木板间的摩擦力没平衡掉。
16、答案：（1）（2）
解析：（1）根据
可得
（2）该星球的密度
17、答案：（1）40m/s（2）9s
解析：（1）当汽车达到最大速度时有
代入数据解得
（2）根据动能定理可得
解得
18、答案：（1）120N（2）11.5m
解析：（1）物块恰能通过D点，则
从C到D由机械能守恒定律
在C点时
可得
根据牛顿第三定律，物块刚滑到C点时对圆弧轨道的压力大小120N；
（2）从A到C由动能定理
解得
19、答案：（1）12J（2）静止（3）1.0125m
解析：（1）滑块下滑到低端时
解得
滑块与小球P碰撞过程中
解得
滑块与小球P碰撞过程中，系统损失的机械能
（2）滑块和小球P整体与小球Q发生弹性碰撞，则
可得
即滑块和小球P整体最终静止；
（3）使小球Q恰能垂直打在斜面DEF上，从C点抛出时的速度为则
，
解得
由（2）的分析可知
则
可得
