2022-2023学年福建省莆田市仙游县华侨中学高一（下）期末
物理试卷
一、选择题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图所示，用同样大小的力拉同一物体，在甲光滑水平面、乙粗糙水平面、丙光滑斜面、丁粗糙斜面上通过同样的距离，则拉力的做功情况是( )
甲 乙 丙 丁
A. 甲中做功最少 B. 丁中做功最多 C. 做功一样多 D. 无法比较
2. 物理真奇妙，你认为下列机械能守恒的是( )
A. 纸片在真空中自由下落 B. 在斜坡匀速上升的物体
C. 人在马路上走路 D. 在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球
3. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球和紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )
A. 球的线速度必定小于球的线速度
B. 球的角速度必定大于球的角速度
C. 球的运动周期必定小于球的运动周期
D. 球对筒壁的压力必定等于球对筒壁的压力
4. 暑期即将来临，不少同学计划外出缅甸，柬埔寨等风土人情味国家游玩，在轮船航行时，所受水的阻力跟它航行速度的大小成正比，当轮船匀速航行的速度为时，发动机的功率是，那么轮船匀速航行的速度为时，发动机的功率是( )
A. B. C. D.
5. 篮球是大家最喜欢的运动，有些奇特玩法也逐渐被解锁，一篮球被绳子拴住做匀速圆周运动，其线速度大小为，转动周期为，则( )
A. 角速度为 B. 转速为
C. 轨迹半径为 D. 加速度大小为
6. 工程师为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是( )
A. 适当减小弯道半径 B. 适当增大弯道半径
C. 适当减小内外轨的高度差 D. 适当增加内外轨的高度差
7. 年月日凌晨，我国将世界首颗量子卫星“墨子号”送入太空轨道，它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信．“墨子号”卫星的运动可近似为匀速圆周运动，其离地面高度约为，已知地球同步卫星离地面高度约为，则下列判断正确的是
A. “墨子号”运行周期比同步卫星周期小
B. “墨子号”运行线速度比第一宇宙速度小
C. “墨子号”运行角速度比同步卫星角速度小
D. “墨子号”向心加速度比同步卫星向心加速度小
8. 习近平高度重视我国航天事业发展，多次作出重要论述和重要指示批示，倡导世界各国一起推动构建人类命运共同体，坚持在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，深入开展外空领域国际交流合作。如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道是近地圆形轨道，和是变轨后的椭圆轨道。点是轨道的近地点，点是轨道的远地点，卫星在轨道的运行速率为，则下列说法中正确的是( )
A. 卫星在轨道经过点时的速率一定大于
B. 卫星在轨道经过点时的速率可能大于
C. 卫星分别在、轨道经过点时的加速度相同。
D. 卫星在轨道经过点的时速度小于在轨道经过点时的速度。
二、非选择题（68分）
9. 某学习小组的同学想要验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图装置，如果要完成该项实验，则：
进行实验操作时，首先要做的重要步骤是_________；
在的基础上，某同学用天平称出小车的质量，所挂钩码的总质量为。为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等，钩码的总质量应满足的实验条件是__________；
实验时释放小车让钩码带着小车加速运动，用打点计时器相邻两个点的时间间隔为记录其运动情况如纸带所示，纸带上开始的一些点较模糊未画出，现测得到点间的长为，到点间的长为，若取点的速度为、点速度为那么本实验最终要验证的数学表达式为________。
10. 做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、刻度尺、打点计时器，还必须选取的器材是图中的________填字母代号，单选．
甲同学准备做“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验．图为实验室提供的部分器材，甲、乙同学均要使用的器材是________填字母代号，单选．
11. 某学习小组的同学做平抛运动的实验。
在多次实验中每次小球__________从斜糟上同一位置由静止开始运动。硬板__________平行于铅锤线。选填“一定”或“不一定”。
在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为。若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的、、、所示，则小球平抛的初速度为___________。均用、表示
12. 如图所示，用质量为的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电磁打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验．
下列说法正确的是_____
A.平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上
B.应先释放小车，再接通打点计时器电源
C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
D.为减小系统误差，应使重物质量远大于小车质量
释放小车后，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为在纸带上依次取、、若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为测得、、各点到点的距离为、、，如图所示．实验时，小车所受拉力大小近似为，则从打点到打点的过程中，拉力对小车做的功___，打点时小车的速度_______．
以为纵坐标，为横坐标，利用实验数据作出图象．假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，图中正确反映关系的是_______．
13. 游乐场里我们经常会看到“套圈圈”的游戏．如图所示，小华同学以初速度从点水平抛出铁丝圈，已知点在点的正下方，结果套中水平地面上距点处的目标忽略空气阻力取，求
铁丝圈从抛出到落地套住目标经历的时间
铁丝圈抛出点距地面的高度
14. 习近平强调，少年儿童是祖国的未来，是中华民族的希望。新时代中国儿童应该是有志向、有梦想，爱学习、爱劳动，懂感恩、懂友善，敢创新、敢奋斗，德智体美劳全面发展的好儿童。如图所示为儿童娱乐的滑滑梯示意图，其中为斜面滑槽，与水平方向夹角为，为水平滑槽，与半径为的圆弧相切，为地面。已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数大约为，点离地面的竖直高度为，不计空气阻力，求：
儿童由处静止起滑到处时的速度大小；
为了儿童在娱乐时能沿圆弧下滑一段，而不会从处平抛飞出，水平滑槽至少应有多长？
15. 中国工程院院士李克强表示，中国既要努力攻克核心关键技术，勇攀世界科技高峰；又要将科研成果转化为生产力，解决国家和产业的重大需求。如图所示为一高端全自动马克系传送带，一质量为的滑块从半径为的光滑四分之一圆弧轨道的顶端处由静止滑下，点和圆弧对应的圆心点等高，圆弧的底端与水平传送带平滑相接。已知传送带匀速运行的速度为，点到传送带右端点的距离为。当滑块滑到传送带的右端时，其速度恰好与传送带的速度相同。，求：
滑块到达底端时对轨道的压力；
滑块与传送带间的动摩擦因数；
此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由知，相同，相同，所以做功一样多，选项C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】A.纸片在真空中自由下落只受重力，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B.在斜坡匀速上升的物体受到重力、支持力和摩擦力，支持力不做功，摩擦力做负功，机械能不守恒，故B错误；
C.人在马路上走路人克服摩擦力做功，机械能不守恒，故C错误；
D.在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球，轨道对篮球的摩擦力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】A.对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，设支持力与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律，有
解得
由于球的转动半径较大，的线速度较大，故A错误；
B.根据
由于球的转动半径较大，则的角速度较小，故B错误；
C.根据
可知的周期大，故C错误；
D.圆锥筒对小球的支持力
与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对圆锥筒的压力也与半径无关，即球对圆锥筒壁的压力等于球对筒壁的压力，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】由于汽船航行时所受水的阻力与它的速度成正比，汽船以速度水平匀速航行时，受到的阻力的大小为
此时汽船受到的阻力的大小和牵引力的大小相等，即
当汽船以速度水平匀速航行时，汽船受到的水的阻力的大小为
所以此时的功率的大小为
故选D。
5.【答案】
【解析】A.根据角速度与周期的公式有
故A错误；
B.根据周期与转速的公式有
故B正确；
C.根据线速度与角速度的公式有
故C正确；
D.根据加速度的公式有
故D错误；
故选BC。
6.【答案】
【解析】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时重力与支持力的合力提供向心力，如图
得
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选BD。
7.【答案】
【解析】根据万有引力提供向心力 ，得： ， ， ， 可知，半径比较小的“墨子号”周期比同步卫星周期小，运行线速度比第一宇宙速度小；角速度比同步卫星角速度大；向心加速度比同步卫星大．故AB正确，CD错误；故选AB．
8.【答案】
【解析】A.卫星在经过点时，要做离心运动才能沿轨道运动，卫星在轨道上的速度为，故在轨道上经过点的速度一定大于，故A正确；
B.假设有一圆轨道经过点，根据
得
可知此轨道上的速度小于，卫星在点速度减小，才会做近心运动进入轨道运动。故卫星在轨道经过点时的速率一定小于，故B错误；
C.由公式
可知
则卫星分别在条轨道上运行经过点时的加速度相同，故C正确。
D.卫星从轨道上点加速做离心运动才能进入轨道，则卫星在轨道经过点时的速率大于在轨道经点时的速率，故D错误。
故选AC。
9.【答案】 平衡摩擦力 远小于
【解析】为了使小车的合力等于绳子的拉力，进行实验操作时，首先要做的重要步骤是平衡摩擦力。
对整体分析，根据牛顿第二定律有
对小车分析，绳子的拉力为
可知当 时，小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等。
从点到点，动能的变化量为
力做功为则最终要验证的表达式为
10.【答案】
【解析】验证机械能守恒，即验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，所以需要重锤，点迹间的时间间隔可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表；要验证的表达式中重物的质量消掉了，不需要天平，也不需要砝码；故选C．
甲同学准备做“探究功与速度变化的关系”实验，需要打点计时器；乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，用物体自由下落的运动来研究，故也需要打点计时器，故共同需要的是；故选B．
11.【答案】 一定 不一定
【解析】为保证小球平抛初速度相同，则多次实验中每次小球一定从斜槽同一位置由静止开始运动；
为保证小球水平抛出，则应保证硬板中的竖直方格线与铅垂线平行，硬板不一定平行于铅垂线；
水平方向做匀速直线运动，水平距离相等，则时间间隔相等，竖直方向由匀变速直线运动有
解得
水平方向有
解得
12.【答案】
【解析】平衡摩擦力时不将重物挂在小车上，只需让小车拖着纸带在木板上匀速滑动，选项A错误；应先接通打点计时器电源，再释放小车，选项B错误；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，这样可以得到更多的点，选项C正确；此实验中没必要使重物质量远大于小车质量，选项D错误；故选C．
从打点到打点的过程中，拉力对小车做的功 ，打点时小车的速度 ．
已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，弹簧的弹性势能全部转化为小车的动能，故 ，故与成正比，故A正确．
点睛：本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．本实验中也要知道误差的来源，这样在分析图象问题时就容易得出原因．
13.【答案】
【解析】铁丝圈在水平方向上做匀速直线运动，由
可得
铁丝圈在竖直方向上做自由落体运动，则：
14.【答案】 ；
【解析】儿童由处静止起滑到处时，根据牛顿第二定律得
解得
由公式有
解得
设儿童到达点时恰好从处飞出平抛时，有
设水平滑槽长度为，依据动能定理有
解得
15.【答案】压力大小为，方向竖直向下；；
【解析】到由机械能守恒可得
在点由牛顿第二定律可得
代入数据解得
有牛顿第三定律可得，压力与支持力等大反向，则可得
压方向竖直向下
设段滑块加速度大小为，到由匀变速直线运动可得
由牛顿第二定律可得
解得
设滑块由到所用时间为，则有
在此时间内传送带转动距离为
传
由能量守恒可得
解得
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