2022-2023学年河南省焦作市博爱重点中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 如图所示的我国第三艘航空母舰“福建舰”，在年月日移出船坞下水废计划开展航行试验。下列情况中“福建舰”可视为质点的是( )
A. 研究航行路线时 B. 弹射舰载机时
C. 移出船坞下水时 D. 用操作仪把控方向时
2. 唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力通过耕索分别拉两种犁，与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( )
A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C. 曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D. 直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
3. 公元前世纪末，我国的墨经中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业．为了节省救援时间，人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，则关于消防队员的运动，下列说法中正确的是( )
A. 消防队员做匀加速直线运动 B. 消防队员做匀变速曲线运动
C. 消防队员做变加速曲线运动 D. 消防队员水平方向的速度保持不变
5. 如图所示的陀螺，是汉族民间最早的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩玩具。从上往下看俯视，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能如图中的( )
A. B. C. D.
6. 在天文学的发展过程中，下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是( )
A. 人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心
B. 人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心
C. 开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论
D. 人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
7. 如图所示，质量关系为的三个小球分别沿三条不同的轨道、、由离地高的点滑到同一水平面上，轨道是光滑的，轨道、是粗糙的，在轨道上动摩擦因数大于轨道的动摩擦因数，重力对小球做功分别为、、，则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目，简化后的示意图如图所示。已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的圆周上。转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后，每根钢绳含飞椅及游客与转轴在同一竖直平面内。图中、两位游客悬于同一个圆周上，所在钢绳的长度大于所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为、不计钢绳的重力。下列判断正确的是( )
A. 、两个飞椅的线速度大小相同
B. 无论两个游客的质量分别有多大，一定大于
C. 如果两个游客的质量相同，则有等于
D. 如果两个游客的质量相同，则的向心力一定小于的向心力
9. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的倍。下列应用公式进行的推论正确的有( )
A. 由可知，甲的速度是乙的倍
B. 由可知，甲的向心加速度是乙的倍
C. 由可知，甲的向心力是乙的
D. 由可知，甲的周期是乙的倍
10. 如图所示，轻质弹簧下端悬挂有一小球，上端固定在水平天花板上，将弹簧拉至水平方向，且弹簧处于原长，然后由静止释放小球直至其运动到最低点，不计空气阻力，此过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能守恒 B. 弹簧的弹力对小球做负功
C. 弹簧的弹力对小球不做功 D. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
三、填空题（本大题共1小题，共8.0分）
11. 在水平桌面上，质量为的物体在的水平拉力作用下以的加速度作匀加速直线运动，当水平拉力增大到时，木块的加速度是______ ，当水平力再减小到时，木块的加速度大小是______ ，此时加速度方向与滑行方向______ 。
四、实验题（本大题共1小题，共8.0分）
12. 一位学生设计了一个测定自由落体加速度的实验。如图所示，在一个敞口容器的底部插入一根细橡皮管，并装上一个夹子，在其下方地面上放一个金属盘子。调节夹子的松紧，以使第个水滴落入盘中的瞬间，第个水滴正好从管口落下。调节好后以某次水滴落入盘中瞬间开始计时，此后水滴落入盘中依次记数为、、，待计数到时测得经过的时间为，再用米尺量出管口至盘子的高度为。回答下列问题：
相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为______。
重力加速度为______计算结果保留三位有效数字。
该同学测量重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略小，原因可能是______填标号。
A.空气对水滴有阻力的作用
B.测得水滴下落的时间间隔偏小
五、简答题（本大题共2小题，共26.0分）
13. 年北京冬奥会我国运动员在冰壶比赛中取得了新的突破。比赛中运动员用脚蹬固定的起踏器后和冰壶一起前进，在前掷线处将冰壶脱手。按比赛规则，队友可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数来调节冰壶的运动，使其到达理想位置。已知冰壶质量，运动员质量，重力加速度大小。冰面视作水平面，冰壶视为质点
在某次投壶过程中运动员离开起踏器时他和红色冰壶的速率，已知运动员和起踏器相互作用的时间，求此过程中运动员包含冰壶在水平方向所受平均作用力的大小；
若红色冰壶沿直线运动到距营垒中心处的速度，队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的，冰壶滑过被毛刷摩擦过的冰面后以的速度与静止在营垒中心、质量相等的蓝色冰壶发生对心碰撞，碰后无人再用毛刷摩擦冰面，蓝色冰壶以的速度向前滑行。求碰撞后红色冰壶的滑行距离。
14. 如图甲所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在位置。质量为的物块可视为质点以初速度从斜面的顶端点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到点位置后，又被弹簧弹回。物块离开弹簧后，恰好回到点。已知、之间的距离为，点和点间的距离，物块与斜面间的动摩擦因数为，斜面倾角为，重力加速度为。
求物块下滑的初速度。
求弹簧右端被压缩至点处的弹性势能。
在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧，一端固定在挡板上。若将另一个与材料相同的物块可视为质点与两根弹簧另一端拴接，设的质量为，将与并排在一起，使两根弹簧右端仍压缩到点位置，然后由静止释放，如图乙所示，若离开后最终未冲出斜面，求需满足的条件。
六、计算题（本大题共1小题，共12.0分）
15. 单板滑雪型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为某次练习过程中，运动员以的速度从轨道边缘上的点沿轨道的竖直切面滑出轨道，速度方向与轨道边缘线的夹角，腾空后沿轨道边缘的点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小，，求：
运动员腾空过程中离开的距离的最大值；
、之间的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：当研究“福建舰”的航行路线时，“福建舰”的形状和大小可以忽略不计，可以看成质点，故A正确；
当研究弹射舰载机时、移出船坞下水时、用操作仪把控方向时，由于“福建舰”的形状及大小对研究的问题影响不能忽略不计，所以“福建舰”均不能看成质点，故BCD错误。
故选：。
物体能看作质点的条件是其形状和大小对所研究的问题可忽略不计。
本题主要考查了能否看作质点的条件，解题关键是掌握物体能看作质点的条件是其形状和大小对所研究的问题可忽略不计。
2.【答案】
【解析】解：、耕索对曲辕犁拉力的水平分力大小为，耕索对直辕犁拉力的水平分力大小为，由于，则耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁拉力的水平分力小，故A错误；
B、耕索对曲辕犁拉力的在竖直方向的分力大小为，耕索对直辕犁拉力的竖直方向分力大小为，由于，则耕索对曲辕犁拉力的竖直方向的分力比对直辕犁拉力在竖直方向的分力大，故B正确；
、无论曲辕犁匀速前进或直辕犁加速前进，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力属于物体间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，故CD错误。
故选：。
根据力的分解得到两种情况下水平分力、竖直分力的大小关系，根据牛顿第三定律分析相互作用力大小。
本题主要是考查共点力的平衡、力的分解以及牛顿第三定律的应用，掌握力的分解方法、知道物体之间相互作用力的大小关系。
3.【答案】
【解析】解：、根据牛顿第二定律的表达式可知，力的单位为，故A错误，B正确；
C、根据压强的表达式可知，力的单位为，但是压强单位不是国际制基本单位，故C错误；
D、根据功的表达式可知，力的单位是，但是功的单位不是国际制基本单位，故D错误。
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，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位；通过物理公式去推导力的单位。
本题以我国的墨经中提到“力，形之所以奋也”为背景，考查了国际单位制中力的基本单位，要明确国际单位制中规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。
4.【答案】
【解析】【分析】
消防员参与了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀速直线运动，通过合速度与合加速度是否在同一条直线上判断消防员做直线运动还是曲线运动。
解决本题的关键掌握运动的合成与分解，知道通过分解为水平方向和竖直方向分运动来判断消防队员在水平方向的速度变化。
【解答】
根据运动的合成，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动，故AC错误，B正确。
D.将消防员的运动分解为水平方向和竖直方向，知水平方向上的最终的速度为匀速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变，所以消防队员水平方向的速度在变，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】【分析】
圆周运动边缘上每一点的速度方向沿该点的切线方向。在陀螺的边缘滴一滴墨水，墨水甩出的痕迹首先要沿陀螺边缘的切线方向，然后再考虑顺时针方向的影响。
【解答】
、陀螺的边缘上的墨水以切线方向飞出，所以、B错误；
、陀螺立在某一点顺时针匀速转动，所以墨水滴的方向要与顺时针方向的前方一致。故C错误，D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、人们观测到太阳每天都要东升西落，是由于地球的自转，并不是因为地球是静止不动是宇宙的中心，故A错误；
B、行星绕太阳做圆周运动，但太阳同时绕银河系中心运动，故B错误；
C、开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论，故C正确；
D、根据开普勒第一定律，行星绕恒星的运动轨迹是椭圆，故D错误。
故选：。
明确地心说和日心说的内容，知道地心说和日心说均是错误的，同时明确人类以天体运动研究对应的物理学史．
对物理学的发展史要了解，特别是一些物理学家对物理学史的贡献更应当了解，属于物理常识．
7.【答案】
【解析】解：重力做功与路径无关只与物体下落的初末高度差有关
对三个小球的运动过程而言，相同，且，所以；故C正确，ABD错误。
故选：。
物体从三个斜面滚下来，要求重力对小球做功分别为、、的关系；重力做功与路径无关只与物体下落的初末高度有关，三个物体质量相等，下落高度相同，由求解即可。
本题考查的是重力做功问题，解题的关键是知道物体重力相等的情况下，下落的高度也一样，那么重力做功相等。
8.【答案】
【解析】解：、重力与拉力的合力为，由 解得： 为钢绳延长线与转轴交点，与游客水平面的高度
由其中为圆盘半径得，越小则越小。则，与质量无关。则B正确，A错误
、由可得，角速度相同，则由可知半径不同线速度不同，则；由向心力公式可知的向心力一定小于的向心力，则A错误D正确。
故选：。
由重力与拉力的合力提供向心力可以确绳子的偏角与的关系，据确定线速度的大小，由向心力公式确定向心力的大小。
飞椅做的是圆周运动，确定圆周运动所需要的向心力是解题的关键，向心力都是有物体受到的某一个力或几个力的合力来提供，在对物体受力分析时一定不能分析出物体受向心力这么一个单独的力。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力得出线速度与向心加速度与半径的关系即可分析；向心力。
根据万有引力提供向心力进行解答，注意中的只与中心天体有关。
【解答】
解：、甲的轨道半径是乙的倍，根据万有引力提供向心力得：
，故，故乙的速度是甲的倍；
，甲的向心加速度是乙的，故A错误，B错误；
C、根据万有引力提供向心力则，而甲、乙两颗人造卫星质量相等，甲的轨道半径是乙的倍，故甲的向心力是乙的，故C正确；
D、由开普勒第三定律可知，而甲的轨道半径是乙的倍，故甲的周期是乙的倍，故D正确。
故选CD。
10.【答案】
【解析】解：、小球下落的过程中，小球和弹簧组成的系统的外力只有重力，则减小的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，因此小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误，D正确；
、小球下落的过程中，弹簧的弹性势能增加，弹簧对小球做负功，故B正确，C错误；
故选：。
根据机械能守恒的条件分析出小球或小球和弹簧组成的系统是否符合机械能守恒；
根据弹簧弹性势能的变化分析出弹力对小球的做功类型。
本题主要考查了机械能守恒定律的相关应用，理解机械能守恒的条件，由此分析出在变化过程中的能量转化和力的做功情况即可。
11.【答案】 相反
【解析】解：设物体所受阻力为，当拉力为时，由牛顿第二定律可得
解得：
当拉力为时，由牛顿第二定律可得
解得：
当水平力再减小到时，水平力小于阻力，物体做减速运动，设加速度大小为，由牛顿第二定律可得
解得：
此时加速度方向与运动方向相反。
故答案为：；；相反
当拉力为时，由牛顿第二定律求出阻力，当拉力为时，由牛顿第二定律可木块的加速度；当水平力再减小到时，阻力不变，由牛顿第二定律求木块的加速度大小和方向。
本题主要考查了牛顿第二定律，求出阻力是本题的关键，再根据阻力不变，求解加速度，比较容易，要认真解题。
12.【答案】
【解析】解：相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为：；
根据自由落体运动位移公式：
可得：
水滴下落过程受到空气阻力，设当地重力加速度为，则根据牛顿第二定律有：
可得：
该同学测量重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略小，原因可能是空气对水滴有阻力的作用，故A正确，B错误。
故选：。
故答案为：；；。
每个水滴落入盘中的时间相同，结合题意计算；
根据自由落体运动位移公式求加速度；
考虑空气阻力，根据牛顿第二定律分析判断。
本题考查测定自由落体加速度的实验，要求掌握实验原理、实验装置、数据处理和误差分析。
13.【答案】解：对运动员和冰壶整体分析：根据动量定理得
得
设冰壶与冰面间的动摩擦因数为，红色冰壶与蓝色冰壶碰撞前，根据动能定理
得
设碰撞后红壶的速度为，红壶和蓝壶碰撞过程动量守恒，由动量守恒方程得
得
根据动能定理得
得
答：此过程中运动员包含冰壶在水平方向所受平均作用力的大小为；
碰撞后红色冰壶的滑行距离为。
【解析】对运动员和冰壶整体分析：根据动量定理，求力大小；
根据动能定理，求滑动摩擦因素，再由动量守恒方程和动能定理，求的大小。
本题考查学生对动能定理、动量守恒定理、动量定理等规律的掌握，具有一定综合性，是一道中等难度题。
14.【答案】解：从点又回到点，根据动能定理有：
解得：
从斜面顶点到点，根据动能定理与功能关系可得
解得：
分离时：，，根据牛顿第二定律
对有：
设弹簧对的弹力为，对有：
联立得到：
即弹簧处于原长处，、两物体分离。
从点到点由功能关系得：
分离后继续上升到静止的过程，由动能定理得：
且有：
解得：
答：物体下滑的初速度为；
弹簧在最低点处的弹性势能为；
需满足的条件为。
【解析】对于物块从点又回到点过程，运用动能定理求得初速度；
根据能量守恒定律求解弹簧在最低点处的弹性势能；
刚分离时两者间的弹力为零，根据牛顿第二定律分别求出两者此时的加速度，确定出弹簧此时的状态。再对分离后的过程，由能量守恒列式求解。
运用动能定理解题，关键选择合适的研究过程，分析过程中有哪些力做功，确定能量如何转化，然后根据动能定理和能量守恒结合解答。
15.【答案】解：在点，设运动员在面内垂直方向的分速度为，由运动的合成与分解规律得：
设运动员在面内垂直方向的分加速度为，由牛顿第二定律得：
由运动学公式得：
联立式，代入数据得：
在点，设运动员在面内平行方向的分速度为，由运动的合成与分解规律得：
设运动员在面内平行方向的分加速度为，由牛顿第二定律得：
设腾空时间为，由运动学公式得：
沿斜面方向根据位移时间关系可得：
联立式，代入数据得：。
答：运动员腾空过程中离开的距离的最大值为；
、之间的距离为。
【解析】在点由运动的合成与分解规律得到垂直于面的速度大小和加速度大小，由运动学公式求解；在点由运动的合成与分解规律得到沿面向下的分速度，由牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解。
本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用问题以及斜上抛问题的分析，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律求解加速度，将速度和加速度同时进行分解，再根据运动学公式进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
第1页，共1页
