2023-2024学年广西河池市高一（下）期末
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列有关物理学史的说法中不正确的是( )
A. 开普勒通过分析自己长期的天文观测数据总结出了开普勒行星运动的三大定律
B. 牛顿认为月球受到地球的引力与地面的物体受到地球的引力是同种性质的力，并遵循相同的规律
C. 世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动
D. 哥白尼提出了日心说，认为行星和地球都绕太阳做匀速圆周运动
2.如图所示是全球第一款针对私人飞行的“愿景”喷气机机型，如果该喷气机在某次飞行过程中沿曲线向上爬升，图中虚线是飞行的轨迹，则喷气机所受合外力与速度的关系可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，在细长轻绳下端拴一小球，将小球向左拉开一个小角度，然后无初速度释放。对于小球的运动，下列说法正确的是( )
A. 小球做匀速圆周运动
B. 轻绳对小球的拉力提供它做圆周运动的向心力
C. 小球受到的合外力提供它做圆周运动的向心力
D. 小球经过最低点时对轻绳的拉力最大
4.如图所示为某型号发动机的部分结构简图，几个齿轮之间通过皮带连接传动皮带不打滑。已知图中轮与轮的半径之比为：则、轮边缘的( )
A. 线速度大小之比为：
B. 角速度之比为：
C. 向心加速度大小之比为：
D. 周期之比为：
5.如图所示是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图及其示意图。货物可视为质点从传送带端传送到端的弯道可以看成是一段半径为的半圆弧，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间始终不打滑，已知货物与传送带间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，则货物在此过程中( )
A. 所受合力为零
B. 所受合力做正功
C. 所受摩擦力对货物做负功
D. 传送速率不能超过
6.如图所示俯视图，甲为水平平台，乙为与甲处在同一水平面的传送带。传送带以恒定速率运转，某时刻，质量为的货物从甲平台以垂直于传送带运行方向、大小也为的速度冲上传送带，最终货物在脱离传送带之前与其达到相对静止，则自货物冲上传送带到货物与传送带相对静止的过程中，货物所受摩擦力做功大小为( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示，将一截面为矩形的特殊材料静置于水平面上，从距材料上表面高度为处由静止释放一个质量为的小球可视为质点，小球进入材料后恰好能运动至材料中距上表面的处。已知小球在该材料中所受的阻力为大小恒定但未知的系数，为小球在材料中运动的位移大小。重力加速度为，不计空气阻力，则的大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，一名同学正在练习投篮，用力将手中篮球斜向上抛出，球在空中运行一段时间，穿篮而过，落地并在地面反弹几次后最终静止在地面上，不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 同学将篮球从手中斜抛出的过程，篮球机械能守恒
B. 篮球在空中飞行的过程机械能守恒
C. 篮球与地面接触的过程机械能守恒
D. 篮球抛出后到最终静止在地面的过程，篮球机械能减小
9.中国空间站主要由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船即已经命名的“神舟”号飞船和货运飞船天舟飞船五个模块组成，空间站在离地面高度为的圆轨道上做匀速圆周运动，已知地球半径为，地球表面附近的重力加速度为，万有引力常量，，根据以上信息可计算出的物理量有( )
A. 空间站受到地球的万有引力大小 B. 空间站做圆周运动的周期
C. 地球的平均密度 D. 地球的自转周期
10.如图所示，静止在光滑水平面上的长木板，某时刻一可视为质点的小物块从的左端滑上，恰好运动到的右端时两者相对静止，已知该过程中，长木板的动能增加量为，小物块的动能减少量为，、间摩擦产生的热量为。关于、、的值，下列可能正确的是( )
A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验：
实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹、上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，取下白纸用平滑的曲线连接各点，从而得到小球做平抛运动的轨迹。下列给出的操作步骤中，该实验必需的是______填字母序号；
A.斜槽要尽可能光滑
B.每次实验钢球需要从同一位置由静止释放
C.每次实验，挡板需要下降相同的高度
D.背板必须竖直放置
得到平抛运动的轨迹后，以抛出点为坐标原点，建立平面直角坐标系，水平向右为轴，竖直向下为轴，如图乙所示，已知每个小方格的边长为，已经在轨迹上确定了坐标为的点，若想得到小球水平方向运动的规律，需要再选取纵坐标为______的点，若点的横坐标为______，则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12.为了验证机械能守恒定律，物理实验小组设计利用自由落体运动验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
本实验中，不同学生在实验操作过程中出现如图甲所示的四种情况，其中操作正确的是______。
按正确实验操作将重锤由静止释放，是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带，用刻度尺测量连续三点、、到点的距离，如图乙所示，若重锤的质量，查表可知当地的重力加速度，则从打下点到打下计数点的过程中，重力势能的减少量 ______，动能的增加量 ______计算结果均保留位有效数字。结果发现略大于，原因可能是______。
用代表重锤下落的距离，重锤的动能随着变化的图像如图丙所示，如果重锤的质量为，所受阻力恒定，已知图像的斜率为，那么重锤受到的阻力大小为______用题中给出的字母表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，一人站在山崖上以与水平方向夹角为斜向上、大小为的初速度抛出一个小石块可视为质点，已知抛出点到水平地面高度为，石块质量为，重力加速度，不计空气阻力，以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面。，。求：
石块被抛出后的机械能的大小；
石块从抛出到落地所经历的时间；
石块落地时速度的大小。
14.如图所示为年月份我国某新能源汽车产商最新发布的一款新能源汽车，现有一辆该新能源汽车在平直公路上行驶，已知其质量为，发动机的额定功率为，行驶过程中受到的阻力大小恒为。
在不超过额定功率的前提下，求该新能源汽车所能达到的最大速率；
在额定功率下，当汽车行驶的速率为时，求此时汽车的加速度的大小；
在额定功率下，汽车从静止启动，经过时间达到最大速度，求这一过程中汽车克服阻力做的功。
15.如图所示，竖直平面内固定的光滑半圆轨道和光滑半圆管道在点平滑连接，、分别为半圆轨道的管道的最高点，，分别为半圆轨道和管道的圆心，点与圆心等高。水平地面与半圆轨道最低点平滑连接，在水平地面的点处有一竖直挡板，点有一可视为质点的物块，一轻质弹簧水平放置在、间，左端固定在挡板上，右端与物块接触未拴接，开始弹簧处于原长，、间地面光滑，、间地面粗糙。现使物块压缩弹簧始终处于弹性限度内，某时刻由静止释放。已知物块质量，、间地面长度，物块与、间地面的动摩擦因数，半圆轨道半径，半圆管道半径，重力加速度，物块可视为质点，管道半径远大于其粗细。
若释放后，物块恰好能运动到点，求：
物块经过点时对轨道的压力的大小；
弹簧所具有的弹性势能的大小；
若释放后，物块能经过点，求释放时弹簧所具有的弹性势能最小值及此时经过点时的速度的大小。结果可保留根号
答案解析
1.
【解析】解：开普勒通过分析第谷长期的天文观测数据总结出了开普勒行星运动的三大定律，故A错误；
B.牛顿认为月球受到地球的引力与地面的物体受到地球的引力是同种性质的力，并遵循相同的规律，故B正确；
C.世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动，故C正确；
D.哥白尼提出了日心说，认为行星和地球都绕太阳做匀速圆周运动，故D正确。
本题选择错误选项；
故选：。
本题应明确关于天体运动的物理学史知识：明确开普勒通过分析第谷观测数据，指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，揭示了行星运动的有关规律．牛顿提出了万有引力定律。
本题考查有关天体运动的物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.
【解析】解：喷气机在空中做曲线运动，速度方向为轨迹上该点的切线方向，力的方向指向轨迹的凹侧，且运动轨迹要夹在合力与速度之间，故A正确，BCD错误。
故选：。
曲线运动某点的速度方向沿该点的切线方向，力的方向指向轨迹的凹侧。
本题考查曲线运动，解题关键是掌握曲线运动的速度方向和受力的方向的特点。
3.
【解析】解：由于小球受到竖直向下的重力和沿绳方向指向圆心的绳拉力，二者合力不指向圆心，所以小球做变速圆周运动，故A错误；
重力沿绳方向的分力与绳的拉力的合力提供向心力，重力沿切线方向的分力产生切向加速度，改变速度的大小，故BC错误；
D.小球经过最低点时速度最大，根据牛顿第二定律可得
由此可知，轻绳对小球的拉力最大，根据牛顿第三定律可得小球对轻绳的拉力最大，故D正确。
故选：。
A.根据受力分析，判断合力是否指向圆心，据此判断小球是否做匀速圆周运动；
根据向心力定义，结合受力分析，重力沿绳方向的分力与绳的拉力的合力提供向心力，重力沿切线方向的分力产生切向加速度，改变速度的大小，据此判断；
D.小球经过最低点时速度最大，根据牛顿第二定律可知，此时轻绳对小球的拉力最大，据此判断。
本题考查竖直方向的圆周运动，要理解变速圆周运动中向心力的概念，即指向圆心方向的合力提供向心力。
4.
【解析】解：、齿轮带动过程中，轮边缘上的点的线速度大小均相等，根据
可得两者的周期之比为：，角速度之比为：，故B正确，AD错误；
C、根据向心加速度公式，可知向心加速度大小之比为：，故C错误。
故选：。
靠传送带传动轮子边缘上的点线速度大小相等，根据，进行分析求解。
传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等。
5.
【解析】解：、货物做匀速圆周运动，合力提供向心力，合力不为零，货物速率不变，则动能不变，由动能定理可知合力做功为零，故AB错误；
C、货物竖直方向受重力、支持力，两个的合力为零，摩擦力提供向心力，摩擦力方向与货物的速度方向垂直，所以摩擦力不做功，故C错误；
D、货物摩擦力达到最大静摩擦力时，货物将要滑动，则有：，可得，所以货物传送速率不能超过，故D正确。
故选：。
、根据货物的运动特点可知合力的特点，根据货物速率不变和动能定理可知合力做功特点；
C、货物的合力等于摩擦力，根据摩擦力方向特点可知摩擦力不做功；
D、货物的摩擦力达到最大时，恰好要滑动，利用牛顿第二定律可得货物临界速率。
本题考查了匀速圆周运动的特点，动能定理、牛顿第二定律，解题的关键是知道匀速圆周运动，速度大小不变，速度方向时刻改变，合力提供向心力，合力始终指向圆心。
6.
【解析】解：初始和最终货物速率未变，动能未变，根据动能定理可知，摩擦力对货物做的功为零，故ABC错误，D正确。
故选：。
根据动能定理分析解答即可。
本题要明确货物的受力情况和运动情况，关键是根据动能定理的关系进行解答。
7.
【解析】解：小球在该材料中所受的阻力，可知随均匀变化，则小球进入材料后恰好能运动至材料中距上表面的处阻力做功为
根据动能定理有
解得
故B正确，ACD错误；
故选：。
随均匀变化，根据平均阻力与位移的成绩计算阻力做功，根据动能定理解答。
本题考查动能定理，解题关键掌握阻力变化时做功的计算方法。
8.
【解析】解：、同学将篮球从手中斜抛出的过程，手对球做正功，篮球的机械能增大，故A错误；
B、篮球在空中飞行的过程，仅有重力做功，机械能守恒，故B正确；
、篮球与地面接触过程，阻力对篮球做负功，则篮球的机械能减小。篮球最终停在地面，整个过程机械能减小，故C错误，D正确。
故选：。
机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，分析外力做功情况，判断机械能是否守恒。
解答本题的关键要掌握机械能守恒的条件，可结合功能关系分析机械能的变化情况。
9.
【解析】解：、根据万有引力定律有，空间站质量未知，无法计算万有引力大小，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力有
根据万有引力与重力的关系有
从而计算周期，故B正确；
C、根据可计算地球质量，根据可计算地球密度，故C正确；
D、根据题干给出的物理量，需要计算自转周期，还需已知地球同步卫星的高度才可计算，故D错误；
故选：。
空间站质量未知，无法计算万有引力大小，通过万有引力充当向心力和圆周运动学公式可寻求地球质量和已知常量的关系可计算相关要素。
题目并不难，唯一的就是变量和常量太多容易混淆。以后遇到此种题目，注意对运动情景拆解成较为简单的分情景，分别分析，一般就比较简单了。
10.
【解析】解：、根据能量守恒，，故B错误；
、做匀减速直线运动，做匀加速直线运动，恰好运动到的右端时两者相对静止，即的末速度等的末速度，由图像可知，
图像的面积代表的就是位移，则，根据功能关系的，，，
所以，故AD正确，C错误。
故选：。
对列动能定理，对列动能定理，找到各自对应的位移，其中摩擦热是等于摩擦力与相对位移的乘积。
本题考查了板块模型，理解物体在木板上的运动过程中的能量转化情况，其中，相对位移可以通过图像来比较大小。
11.
【解析】解：钢球每次均从斜槽同一位置静止释放，钢球克服阻力做功相同，钢球飞出斜槽的初速度大小相同，即斜槽的摩擦对实验没有影响，可知斜槽不需要尽可能光滑，故A错误；
B.为了确保小球飞出斜槽的初速度大小相同，每次实验钢球需要从同一位置由静止释放，故B正确；
C.实验中通过上下调节挡板，多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，从而得到小球做平抛运动的轨迹，每次实验中，挡板并不需要下降相同的高度，故C错误；
D.平抛运动轨迹位于竖直平面内，为了准确描绘出钢球平抛运动的轨迹，背板必须竖直放置，故D正确。
故选：。
平抛运动竖直方向为自由落体运动，自由落体运动初速度为，相邻相等时间间隔内的位移之比为奇数之比，则有
：：
解得．
平抛运动竖直方向为自由落体运动，水平方向为匀速直线运动，若、纵坐标为上述值，则两点横坐标关系有
解得
故答案为：；；
根据平抛运动实验正确的操作分析判断；
根据平抛运动竖直、水平方向的运动规律解答。
解决本题的关键是把平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动，水平方向的匀速直线运动，然后根据实验原理与实验操作分析判断即可。
12. 由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能
【解析】解：打点计时器应接交流电源，为减小阻力的影响，释放时纸带处于竖直状态，故ACD错误，B正确。
故选：。
从起点到打下计数点的过程中，重物重力势能的减少量
代入数值计算得
由于交流电频率，则打点时间间隔
又因为点瞬时速度等于段的平均速度
从起点到打下计数点的过程中，重物动能的增加量
代入数值计算得
重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量，其主要原因是由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能。
从起点重物下落的过程中，重物动能的增加量
从起点重物下落的过程中，对重物受力分析，由牛顿第二定律有
从起点重物下落的过程中，对重物由匀加速直线运动速度位移关系式变形，得末速度为
联立以上公式可得
根据图像可知，斜率为
计算得
故答案为：；；；由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能；
根据实验操作规范分析解答；
根据功能关系得出重力势能的改变量，结合运动学公式得出速度，进而得出动能的改变量，根据实验原理分析误差；
根据动能与距离的表达式，结合图像斜率分析解答。
解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求出重力势能的减小量，知道实验误差的来源。
13.解：以抛出点所处高度为重力势能为零的参考平面，则石块在抛出点的机械能大小为：，石块抛出后，只有重力做功，机械能守恒，所以石块被抛出后的机械能的大小为。
石块被抛出后在竖直方向做竖直上抛运动，取竖直向下为正方向，由运动学公式有：
代入数据可得：
石块从抛出到落地过程，由动能定理有：
代入数据可得：
答：石块被抛出后的机械能的大小为；
石块从抛出到落地所经历的时间为；
石块落地时速度的大小为。
【解析】根据机械能的定义和机械能守恒定律分析；
根据石块在竖直方向运动特点，由运动学公式求解；
石块在空中运动过程，利用动能定理可得石块落地速度大小。
本题考查了斜抛运动、机械能和机械能守恒定律、动能定理，解题的关键是知道石块在空中运动过程，在竖直方向做竖直上抛运动。
14.解：设汽车以额定功率启动后达到最大速度时牵引力为，汽车达到最大速度时有：
而功率
解得：
设汽车在匀加速度运动时，牵引力为，根据牛顿第二定律
根据功率的公式有
解得：
根据动能定理有
解得
答：该新能源汽车所能达到的最大速率为；
此时汽车的加速度的大小为；
这一过程中汽车克服阻力做的功为。
【解析】当汽车达到最大速度时，汽车做匀速直线运动，根据平衡条件与功率的计算公式求解；
根据功率的公式求解牵引力，结合牛顿第二定律解得加速度；
根据动能定理解答。
本题关键是明确汽车的运动规律，当牵引力减小到等于阻力时速度最大；对于匀加速启动问题，要明确匀加速过程的最大速度与平衡时的最大速度不同。
15.解：物块恰好能运动到点，则在点的速度为，从到根据动能定理有
在点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知物块经过点时对轨道的压力的大小为；
物块从静止到点，根据功能关系有
解得
物块能经过点，根据牛顿第二定律有
解得
从释放到点，根据动能定理有
解得
答：物块经过点时对轨道的压力的大小为；
弹簧所具有的弹性势能的大小为；
释放时弹簧所具有的弹性势能最小值为，经过点时的速度的大小为。
【解析】根据动能定理与牛顿第二定律解答；
根据功能关系解答；
根据临界条件结合功能关系解答。
本题是一道力学综合题，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、圆周运动规律以及功能关系即可解题。
第1页，共1页
