湖南省長沙市德成學校2022-2023學年高一下學期7月期末物理試題（解析版）

長沙市德成學校2023年上期高一年級期末考試（物理）試卷問卷注意事項：1．答題前填寫好自己的姓名、班級、考好等信息2．請將答案正確填寫在答題卡上第Ⅰ卷選擇題（共44分）一、單項選擇題（本題共6小題，每小題4分，共2分。在每小題所給的四個選項中，只有一個答案符合要求）1.關(guān)于平拋運動，下列說法中正確的是（）A.平拋運動是一種變加速運動 B.做平拋運動的物體加速度隨時間逐漸增大C.做平拋運動的物體每秒內(nèi)速度增量相等 D.做平拋運動的物體每秒內(nèi)位移增量相等【答案】C【解析】【詳解】AB．做平拋運動的物體只受重力，故加速度恒定，運動軌跡為曲線，故平拋運動為勻加速曲線運動，故AB錯誤；C．由于做平拋運動的物體加速度恒定，故每秒內(nèi)的速度增量相等，故C正確；D．由于做平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做勻加速直線運動，有x=v0t故合位移為因s與t非線性關(guān)系，則每秒位移增量不等，故D錯誤。故選C。2.如圖所示的皮帶傳動裝置中，皮帶與輪之間不打滑，兩輪半徑分別為R和r，且，A，B分別為兩輪邊緣上的點，則皮帶輪運動過程中，關(guān)于A，B兩點下列說法正確的是（）A.角速度之比B.角速度之比C.線速度大小之比D.在相同的時間內(nèi)通過的路程之比【答案】AD【解析】【詳解】ABC．A、B屬于皮帶傳動，線速度大小相等，由知所以ω于r成反比，所以角速度之比為故A正確，BC錯誤；D．由于AB的線速度大小相等，所以在相同的時間內(nèi)通過的路程之比應該是故D正確。故選AD。3.一汽車通過拱形橋頂點時速度為15m/s，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋頂對橋面沒有壓力車速至少為（g?。ǎ〢.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30m/s【答案】D【解析】【詳解】車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，由向心力公式可得設(shè)車速為v2時汽車對橋頂沒有壓力，則聯(lián)立解得故選D。4.假如人類發(fā)現(xiàn)了某星球，人類登上該星球后，進行了如下實驗：在固定的豎直光滑圓軌道內(nèi)部，一小球恰好能做完整的圓周運動，小球在最高點時的速度為v，軌道半徑為。若已測得該星球的半徑為R，引力常量為G，則該星球的質(zhì)量為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)小球的質(zhì)量為m，該星球的質(zhì)量為M，該星球表面的重力加速度為g，因小球恰好做完整的圓周運動，由牛頓第二定律以及向心力公式可得解得對于該星球表面質(zhì)量為m′的物體，萬有引力近似等于其重力，即由此可得M＝故選D。5.如下圖所示是兩個做圓錐擺運動的小球1，小球2，擺線跟豎直方向的夾角分別為和，兩球做勻速圓周運動所在的水平面到各自懸點的距離之比為。下列有關(guān)判斷正確的是（）A.兩球運動周期之比為B.兩球運動線速度大小之比為C.兩球運動角速度大小之比為D.兩球運動向心加速度大小之比為【答案】C【解析】【詳解】由題可知，設(shè)1球做勻速圓周運動所在的水平面到懸點的距離為，則2球做勻速圓周運動所在的水平面到懸點的距離為，則1球做圓周運動的半徑為2球做圓周運動的半徑為以1球為研究對象，根據(jù)重力與繩子的拉力的合力提供向心力，可得解得同理，以2球為研究對象，可得AC．兩球運動的角速度之比為根據(jù)兩球的周期之比為故A錯誤，C正確；B．兩球的線速度大小之比為故B錯誤；D．根據(jù)公式則兩球運動向心加速度大小之比為故D錯誤。故選C。6.如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，隨地球自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運動；B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。已知第一宇宙速度為v，物體A和衛(wèi)星B、C的線速度大小分別為，，，周期大小分別為，，，則下列關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】【詳解】AB．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以根據(jù)公式C的線速度大于A的線速度。根據(jù)得可知B的線速度大于C的線速度，但均小于第一宇宙速度，故A錯誤，B正確；CD．衛(wèi)星C為同步衛(wèi)星，所以根據(jù)得得C周期大于B的周期，故CD錯誤。二、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對得5分，選對但選不全得3分，有選錯的得0分）7.下面關(guān)于向心力的敘述中，正確的是()A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個變力B.做勻速圓周運動的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定受到一個向心力的作用C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力，也可以是這些力中某幾個力的合力，或者是某一個力的分力D.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小【答案】ACD【解析】【詳解】向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它可以是物體受力的合力，也可以是某一個力的分力，因此，在進行受力分析時，不能再分析向心力.向心力時刻指向圓心，與速度垂直，所以向心力只改變速度方向，不改變速度大小，A、C、D正確.故選ACD8.下列說法符合史實的是（）A.開普勒在第谷的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律B.卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量C.牛頓建立經(jīng)典力學可以解決自然界中所有的問題D.“和諧號”動車組高速行駛時，在地面上測得的其車廂長度明顯變短【答案】AB【解析】【詳解】A．開普勒在他的導師第谷天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，故A正確；B．萬有引力常量由卡文迪許在實驗室里測出，故B正確；C．牛頓建立的經(jīng)典力學也有其適用范圍，沒有那個理論能完全解決自然界中所有的問題，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦相對論可知，當物體的速度接近光速時，沿著運動方向的長度才明顯縮短，然而“和諧號”動車組高速行駛時，速度仍達不到光速，則其車廂長度不變，故D錯誤。故選AB。9.如圖所示，傾角為、長度為10m的光滑斜面，一質(zhì)量為0.8kg的物體從斜面頂端由靜止開始下滑，g取，則（）A.整個過程物體機械能不守恒B.整個過程中合外力做功80JC.整個過程中重力做功的平均功率是20WD.物體滑到斜面底端時的動能40J【答案】CD【解析】【詳解】AB．整個過程中只有重力做功，所以機械能守恒，重力做功合即為外力做功，則故AB錯誤；C．下滑過程中加速度為所需時間整個過程中重力做功的平均功率是故C正確；D．由下滑到斜面底端時的動能為故D正確。故選CD。10.如圖，兩個帶電量分別為與的小球固定于相距為d的水平面上，另有一個質(zhì)量為m，帶電量為q的小球A，懸浮于空中不動，此時A離的距離為，離的距離為。已知重力加速度為g，靜電力常量為k。則（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】【詳解】小球A懸浮于空中，因此Q1對A排斥力與Q2對A的排斥力的合力，一定與A所受的重力等大反向，故Q1與Q2與A都帶同種電荷，利用三角形的邊角關(guān)系可知根據(jù)庫侖定律和平衡條件，可得解得可得故選AD。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）三、填空題（本題共2小題，共12分）11.采用如下圖所示的實驗裝置做探究平拋運動的特點的實驗。（1）如圖甲探究平拋運動規(guī)律，用小錘打擊彈性金屬片，A球沿水平方向拋出，同時B球由靜止開始下落，可觀察到兩小球同時落地。改變裝置距地面的高度和打擊的力度，多次實驗，都能觀察到兩小球同時落地，說明平拋豎直分運動的特點是________。若增加小錘擊打的力度，則A球在空中運動的時間________（選填“不變”“增加”或“減少”）。（2）采用圖乙所示的裝置獲得平拋運動軌跡，關(guān)于實驗條件的說法，正確的有________。A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末段必須水平C．小球每次從斜槽上不同的位置無初速度釋放D．必須用平滑曲線把所有的點連接起來【答案】①.自由落體運動②.不變③.B【解析】【詳解】（1）[1]用小錘打擊彈性金屬片，A球沿水平方向拋出，同時B球由靜止開始下落，可觀察到兩小球同時落地，改變裝置距地面的高度和打擊的力度，多次實驗，都能觀察到兩小球同時落地，實驗中B球做自由落體運動，說明平拋豎直分運動的特點是自由落體運動。[2]若增加小錘擊打的力度，由于下落高度不變，則A球在空中運動的時間不變。（2）[3]A．小球與斜槽之間的摩擦不影響平拋運動的初速度，所以斜槽軌道可以不光滑，故A錯誤；B．通過調(diào)節(jié)斜槽末端水平，為了保證小球初速度水平，做平拋運動，故B正確；C．因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同初速度，故C錯誤；D．為了準確地描出小球運動的軌跡，用光滑曲線把軌跡點連接起來，偏差大的舍去，故D錯誤。故選B。12.利用如圖所示的裝置“驗證機械能守恒定律”。正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示。圖中O點為打點起始點，且速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…，任意兩個點之間還有四個點未畫出，測出其中E、F、G點距打點起始點O的距離分別為，已知重錘質(zhì)量為m，當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點周期為T。（1）下列操作中，有利于減小實驗誤差的是_______；A.兩限位孔在同一豎直線上B.先釋放紙帶，后接通電源C.精確測量重錘的質(zhì)量（2）為驗證從O到F過程中重錘的機械能是否守恒，需要計算出重錘下落過程中重力勢能的減少量_______，動能的增加量_______?！敬鸢浮竣?A②.③.【解析】【詳解】（1）[1]A．兩限位孔在同一豎直線上，可以減小紙帶運動過程中所受的阻力，有利于減小實驗誤差，故A正確；B．由于重錘速度較快，且運動距離有限，打出的紙帶長度也有限，為了能在長度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當?shù)臄?shù)據(jù)點，實驗時應先接通電源，再釋放紙帶，故B錯誤；C．本實驗最終驗證機械能守恒定律對應的表達式時，等式左右兩邊的重錘質(zhì)量可以消去，所以精確測量重錘的質(zhì)量并不利于減小誤差，故C錯誤。故選A；（2）[2]從打O點到打F點的過程中，重物的重力勢能減少量[3]F點的瞬時速度所以動能增量四、計算題（本題共3小題，共44分）13.如圖所示，一粗糙的半徑為0.1m的半圓形軌道放在水平面上，一個質(zhì)量為的小球以4m/s的速度沖上軌道，小球從軌道口水平飛出時的速度為，g取，不及空氣阻力，求：（1）落地時小球速度為多少？（2）求整個過程中阻力做的功？【答案】（1）；（2）【解析】詳解】（1）小球從軌道口水平飛出到落地過程，根據(jù)動能定理可得解得落地時小球速度為（2）設(shè)整個過程中阻力做的功為，根據(jù)動能定理可得14.“開陽”雙星是人們在1650年第一個用肉眼發(fā)現(xiàn)的雙星。雙星由兩顆繞著共同中心旋轉(zhuǎn)的恒星組成，即組成雙星的兩顆子星繞它們連線上的某點做勻速圓周運動。如圖所示，已知兩顆子星的質(zhì)量分別為m1和m2，二者相距r，引力常量為G，求：（1）質(zhì)量為m1的子星的轉(zhuǎn)動半徑r1；（2）質(zhì)量為m2的子星的運動周期T?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）雙星是同軸轉(zhuǎn)動模型，其角速度相等，根據(jù)萬有引力提供向心力得，對m1對m2且有聯(lián)立解得（2）同時也可得到解得則可得15.如圖所示，真空中有A、B兩帶電小球