2022-2023学年湖南省株洲市高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是( )
A. 牛顿 B. 厘米 C. 千克 D. 焦耳
2. 一质点从开始从坐标原点出发，其速度时间图像如图所示，则该质点( )
A. 时，离坐标原点的距离最大
B. 时，离坐标原点的距离最大
C. 时，回到坐标原点
D. 时，回到坐标原点
3. 如图所示，两个木块和，其质量分别为和，用跨过定滑轮的轻绳连接，静止于水平地面上，不计一切摩擦，则对绳的拉力大小与地面对的作用力大小分别为( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
4. 某国产新型冲锋舟在静水中航行的速度是，在一次抗洪抢险任务当中，欲渡过一河宽恒为的河流，渡河时船头始终保持垂直河岸，河水流速平行于河岸，当冲锋舟行至河中心时河水流速突然增大，则整个渡河时间将( )
A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 不能确定
5. 在峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上，两点角速度大小分别为、，线速度大小分别为、，则( )
A.
B.
C.
D.
6. 某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成，拉力大小为，犁位移，经历时间。已知，，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是( )
A. 拉力做功为 B. 拉力做功为
C. 拉力做功的平均功率为 D. 拉力做功的平均功率为
7. 如图所示，一质量为的小球以初动能从倾角为的固定斜面上水平抛出并落在该斜面上。若不计空气阻力，则它落到斜面上的动能为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
8. 如图所示，某高中生在自家小区住宅楼的一客梯内研究超重和失重现象，将质量为的物体悬挂在弹簧测力计上，观察到测力计示数稳定为，则该客梯当前状态及运行情况是( )
A. 该客梯处于失重状态
B. 该客梯处于超重状态
C. 该客梯可能向下做匀减速直线运动
D. 该客梯可能向下做匀加速直线运动
9. 年月日，常益长高铁正式开通运营，常德至长沙实现高铁全线贯通，最快分钟可达，常德正式进入高铁时代。铁轨弯道处外轨总是略高于内轨，这样可使列车以规定速度通过弯道时内外轨道均不受侧向挤压，保证行车安全，其简化模型如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 若要增大列车转弯时的规定速度，在设计铁路时可适当增大弯道处内外轨道的高度差
B. 列车以规定速度转弯时，受重力、支持力和向心力
C. 列车转弯时的速度大于规定速度时，列车将侧向挤压外轨
D. 只要列车转弯时速度足够小，内外轨道就不会受到侧向挤压
10. 如图所示，三颗人造卫星、、绕地球做匀速圆周运动，已知三者的质量，则三颗卫星的( )
A. 向心力大小关系是
B. 周期关系是
C. 线速度大小关系是
D. 轨道半径与周期关系是
11. 如图所示，两个质量不等的铁块和，分别从两个高度相同的光滑曲面和光滑斜面的顶端由静止滑向底端，下列说法正确的是( )
A. 它们下滑过程中重力做功相等 B. 它们到达底端时动能相等
C. 它们到达底端时速率相等 D. 它们下滑过程中机械能均守恒
三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
12. 在探究弹簧弹力与形变量之间关系的实验中
将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在______ 方向；填“水平”或“竖直”
弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为，弹簧下端挂上砝码盘稳定时，长度记为，在砝码盘中每次增加砝码，弹簧稳定时长度依次记为至，数据如下表，表中有一个数值记录不符合规范，其长度符号为______ ；
长度符号
数值
以砝码的质量为纵轴，弹簧总长度与的差值为横轴建立直角坐标系，根据表中数据描绘出图像；
根据图像计算可得该弹簧的劲度系数为______ ；结果保留两位有效数字，重力加速度取。
13. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括气垫导轨、滑块上方安装有宽度为的遮光片、两个与计时器相连接的光电门和、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：
启动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块后，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______ 时，可认为气垫导轨水平；
分别测量出砝码与砝码盘的总质量为、滑块含遮光片的质量为，光电门和之间的距离为，遮光片的宽度为；
用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；
释放砝码和砝码盘，让滑块在细线的拉动下从左端开始运动，分别测量出遮光片经过光电门和的遮光时间和；
滑块从光电门运动到的过程中，砝码和砝码盘、滑块含遮光片组成的系统动能增加量 ______ ，系统重力势能减少量 ______ ；均用题中给出的物理量符号及重力加速度表示
在误差允许的范围内，若满足______ ，则可认为系统机械能守恒。
四、简答题（本大题共3小题，共37.0分）
14. 在某次新型遥控电动玩具车的性能测试中，玩具车以的初速度冲上足够长的斜坡向上做匀减速直线运动，加速度大小是，求：
末玩具车速度是多大？
经过，玩具车在斜坡上通过多长的距离？
15. 最近山东淄博凭借烧烤火爆出圈，其实淄博美食出名的不止有烧烤，淄博博山更是被誉为是鲁菜的发源地，下图为体现齐鲁食礼的百年宴席博山四四席。假设旋转餐桌上某个餐盘及盘中菜肴的总质量为，餐盘与转盘间的动摩擦因数为，距中心转轴的距离为，若轻转转盘，使餐盘随转盘以的速率保持匀速转动，转动过程中餐盘和转盘始终保持相对静止。求：
餐盘的向心加速度大小；
餐盘与转盘间的摩擦力大小；
为防止转动过程中餐具滑出而发生危险，旋转转盘时的角速度不能超过多大？
16. 如今网购已经与我们的生活密不可分，部分电商已经能够实现“今日达”。在包裹运输的自动化分拣环节中，皮带传输机起着重要的作用。如图所示，某传送带的倾角，顶端与底端的高度差，以的速度向上匀速运行，现将一件质量的货物可视为质点轻放在底端，若货物与传送带间的动摩擦因数，取，求：
该件货物由底端经多长时间与传送带共速？
该件货物由底端运送到顶端的过程中，摩擦力做了多少功？
与未放货物相比，传送带电动机运输该件货物需多消耗多少电能？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为、、，焦耳是导出单位，故C正确。
故选：。
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔．
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制中的单位分别是什么，这都是需要学生自己记住的基本的知识，本题较简单．
2.【答案】
【解析】解：图中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知，时，图线与坐标轴为成的图形面积最大，即时，质点离原点的距离最大，故AB错误；
在前内，质点沿正方向运动，在后内质点沿负方向运动。根据“面积”表示位移，可知在这两段时间内位移大小相等，所以质点在末回到原点，故C错误，D正确。
故选：。
由速度时间图象可读出速度的大小和方向，根据速度情况可分析物体的运动情况，确定何时物体离原点最远，并能判断出质点是否回到原点。
本题抓住速度图象的“面积”大小等于位移是关键。能根据图象分析物体的运动情况，通过训练，培养基本的读图能力。
3.【答案】
【解析】解：对木块受力分析，受重力，和轻绳的拉力，物块处于平衡状态，由平衡条件可得
对木块受力分析，受重力、地面支持力和轻绳的拉力，由平衡条件可得
由牛顿第三定律可知
联立解得
故BCD错误，A正确。
故选：。
由物体静止，求出绳子的拉力．以为研究对象，根据平衡条件求出地面对的作用力的大小。
本题采用的是隔离法．当物体处于平衡状态时，采用隔离都可以求解．当几个物体都处于平衡状态时，也可以采用整体法．
4.【答案】
【解析】解：渡河时间只与垂直河岸的速度有关，即
冲锋舟在静水中航行的速度大小不变，整个渡河时间不变，故A正确，BCD错误。
故选：。
小船实际参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速直线运动和顺着水流方向的匀速直线运动，由于分运动与合运动同时进行，互不干扰，故渡河时间由沿船头方向的分运动决定，与水流速度无关。
本题关键抓住渡河时间只与沿船头指向方向的分运动有关，与沿水流方向的分运动无关．
5.【答案】
【解析】解：、由于、两处均绕同一转轴转动，所以、两处的角速度一样，故AB错误；
、由图可知处转动半径越大，根据可知处的线速度要大，即，故C错误，D正确。
故选：。
由题意可知，两点同轴转动故角速度相等，再由角速度和线速度间的关系明确角速度之间的关系。
解决本题的关键知道共轴转动的点，具有相同的角速度，同时结合公式分析求解线速度。
6.【答案】
【解析】解：该过程拉力做功为
故A，B错误；
拉力做功的平均功率
代入数据得
故C正确，故D错误。
故选：。
力对物体所做功的多少等于力与在力的方向上位移的乘积。
在功的计算中注意力与位移的夹角。
7.【答案】
【解析】解：由题可知，小球的初动能为：
则可得：
解得：
小球在空中做平抛运动，水平方向有：
竖直方向有：
又因为：
则可得：
解得：
解得：
小球从水平抛出到落在斜面上，由动能定理，可得：
则可得：，故ABC错误，D正确。
故选：。
由题可知，小球做平抛运动，根据平抛运动的规律结合动能定理求解即可。
解题关键是知道平抛运动的规律，正确应用动能定理。难度不大。
8.【答案】
【解析】解：测力计示数比物体的重力大，故该客梯处于超重状态，故A错误，B正确；
对物体研究，由牛顿第二定律
该客梯有向上的加速度，该客梯可能向上做匀加速直线运动或向下做匀减速直线运动，故C正确，D错误。
故选：。
电梯和物体具有相同的加速度，对物体分析，根据牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向，从而判断是超重还是失重。
本题通过对物体的受力分析得出物体的加速度，再由加速度确定物体可能的运动，知道加速和减速是看加速度方向与速度方向是否相同。
9.【答案】
【解析】解：列车以规定速度转弯时，受重力和轨道平面的支持力，如图所示，设轨道平面的倾斜角为，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可得
由上式可知，若要增大列车转弯时的规定速度，则要增大轨道平面的倾斜角，即在设计铁路时可适当增大弯道处内外轨道的高度差，故A正确，B错误；
C.当列车转弯时的速度大于规定速度时，列车有做离心运动的趋势，列车将侧向挤压外轨，故C正确；
D.当列车转弯时的速度小于规定的速度，有做向心运动的趋势，列车轮缘将挤压内轨道，故D错误。
故选：。
火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力；如果速度偏大，有离心趋势，挤压外轨。
解决本题的关键理清向心力的来源，结合牛顿第二定律和离心运动的条件分析。
10.【答案】
【解析】解：三颗卫星受到的万有引力提供向心力，根据万有引力的公式
因为，因此
同理又因为，因此
，故A错误；
卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：
解得：；
结合半径的大小关系可知：
，，故BC正确；
D.根据开普勒第三定律可得：
由此可得：
，故D错误。
故选：。
卫星受到的万有引力提供向心力，由此得出向心力的大小关系；
卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得出速度和周期的大小关系；
根据开普勒第三定律分析出半径与周期的关系。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，熟悉卫星的受力分析，结合开普勒第三定律即可完成解答。
11.【答案】
【解析】解：、两球沿光滑曲面下落的高度相等，但两球的质量不等，根据知两球的重力做功不相等，故A错误；
、根据机械能守恒定律可知：，得
它们到达底端时动能不相等，但是两球到达底部的速率相等，故B错误，C正确；
D、因为两球在下滑到底部的过程中，只有重力做功，所以它们下滑过程中机械能均守恒，故D正确。
故选：。
根据下降的高度比较重力做功的大小，结合机械能守恒定律比较到达底端的动能以及速率关系。对照机械能守恒条件分析机械能是否守恒。
解决本题时，要注意重力做功与路径无关，与物体的质量和初末位置的高度差有关。
12.【答案】竖直
【解析】解：因为弹簧有自重，所以在探究弹簧的弹力与形变量之间的关系时，需要排除自身重力带来的误差，故实验时弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；
根据表格中的数据，可知该刻度尺的分度值为，只有测量的数据保留到分度值，其余都是保留到了分度值的下一位，故L数值记录不符合规范；
根据胡克定律公式：，
图像的斜率表示，由弹簧的劲度系数
故答案为：竖直；
；
。
因为弹簧有自重，在实验时需要排除自身重力带来的误差，故实验时弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向；
根据表格中的数据知该刻度尺的分度值为，读数时有效位数为下一位；
图像的斜率表示，由求出该弹簧的劲度系数。
本题考查探究弹簧弹力与形变量的关系，解题关键是有胡克定律求出弹簧的进度系数。
13.【答案】相等
【解析】解：气垫导轨水平，滑块获得一初速度之后做匀速直线运动，所以滑块经过两个光电门的时间相等；
遮光片通过两个光电门的速度分别为：、
砝码和砝码盘、滑块组成的系统动能增加：
系统重力势能减少：
根据系统的机械能定律，若系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，即
可得若满足：，可认为系统机械能守恒。
故答案为：相等；、；。
根据匀速直线运动的特点分析时间问题；
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块到达光电门、的速度，根据、点的速度得出系统动能的增加量。根据下降的高度求出系统重力势能的减小量；
根据机械能守恒定律倒推出需要验证的表达式。
解决本题的关键知道光电门测速原理：极短时间内的平均速度代替瞬时速度。正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等。
14.【答案】解：根据运动学速度时间公式，玩具车做匀减速直线运动，加速度是负值，代入数据解得
根据运动学位移时间公式，玩具车做匀减速直线运动，加速度是负值，代入数据解得
答：末玩具车速度是；
经过，玩具车在斜坡上通过的距离。
【解析】根据速度与时间公式求出速度大小；
根据运动学位移时间公式求出位移大小。
本题结合运动学公式和推论灵活求解，题型较为简单。
15.【答案】解：根据餐盘的线速度和半径，可得餐盘的向心加速度大小为
代入数据解得
餐盘与转盘间的摩擦力提供餐盘做匀速圆周运动的向心力，根据向心力公式可得，餐盘受到的摩擦力大小为：
代入数据解得
若设餐具与桌面之间的摩擦因数为，则当餐具刚好不相对转盘滑动时需满足
则有，代入数据解得：。
答：餐盘的向心加速度大小为；
餐盘与转盘间的摩擦力大小为；
旋转转盘时的角速度不能超过。
【解析】餐盘做圆周运动，根据向心加速度公式求解；
转盘对餐盘的摩擦力提供向心力；
餐盘随转盘一起做匀速圆周运动，沿运动方向不受力，仅受指向中心转轴的摩擦力。
本题考查了圆周运动的相关计算，解题的关键是理解摩擦力提供向心力。
16.【答案】解：对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律，有
代入数据解得：
根据运动学公式有
解得货物由底端到与传送带共速所需时间为：
加速过程货物位移
滑动摩擦力对货物做功为
匀速过程静摩擦力做功
全过程摩擦力做功为
加速过程货物相对传动带位移为
因此摩擦产生的热量为
故电动机多消耗的电能为
答：该件货物由底端经时间与传送带共速；
该件货物由底端运送到顶端的过程中，摩擦力做了功；
与未放货物相比，传送带电动机运输该件货物需多消耗电能。
【解析】对货物，根据牛顿第二定律求出加速度，由速度时间公式求解。
共速前，货物做匀加速运动，由速度位移公式求出加速过程货物位移，由功的计算公式求出滑动摩擦力对货物做的功。共速后货物上升，根据平衡条件求出货物受到的静摩擦力，再求静摩擦力对货物做的功，从而得到整体过程中摩擦力对货物做的功。
由运动学公式求出加速过程货物相对传动带位移，从而求得因摩擦产生的热量，再由功能关系求传送带电动机运输该件货物需多消耗的电能。
本题是一个多过程问题，关键要理清货物在传送带上的运动规律，搞清能量的转化情况。要知道摩擦生热与相对位移有关。
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