2022-2023學(xué)年福建省泉州市高一（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學(xué)年福建省泉州市高一（下）期末物理試卷一、單選題（本大題共6小題，共24.0分）1.華中科技大學(xué)物理學(xué)院引力中心團隊于2018年測得了當(dāng)時最精確的引力常量值，國際同行評價這項工作是“精密測量領(lǐng)域卓越工藝的典范”。引力常量G的國際單位是(

)A.N?m2?kg2 B.2.如圖，將細線穿過一根內(nèi)壁光滑平整的豎直空心管，在細線一端栓一個小螺母，另一端掛一個籃球，搖動空心管使螺母在水平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)螺母的轉(zhuǎn)速達到一定值時，籃球就會懸?？罩刑幱陟o止狀態(tài)，此時螺母(

)A.受到重力、繩子的拉力和向心力

B.受到的重力和繩子的拉力是一對平衡力

C.做圓周運動的向心力由籃球的重力提供

D.做圓周運動的向心力由重力和繩子拉力的合力提供

3.如圖(a)，運動員做杠鈴彎舉訓(xùn)練，保持肘關(guān)節(jié)不動，前臂從豎直的位置彎舉到與上臂夾角為60°的位置，完成一次彎舉，杠鈴運動軌跡如圖(b)。已知杠鈴總質(zhì)量為20kg

A.60J B.90J C.112J4.如圖，跑步機履帶外側(cè)的機身上有正對的A、B兩點，小明想讓玩具電動車經(jīng)履帶沿AB連線運動。他調(diào)節(jié)跑步機的履帶至水平，速度設(shè)置為3m/s，玩具車的速度調(diào)為6m/sA.30° B.37° C.45°5.如圖，一架無人機從地面由靜止開始豎直向上運動，上升10m時剛好達到最大速度。已知無人機的質(zhì)量為1kg，升力的功率恒為90W，上升過程中空氣阻力大小恒為5N，取重力加速度大小為10m/A.做勻加速直線運動 B.最大速度為9m/s C.升力做功為168J6.如圖(a)，傾角為37°的斜面固定在水平地面上，一小物塊從底端O點以一定初速度沖上斜面。以O(shè)點為原點，沿水平方向建立Ox坐標系，物塊沿斜面運動過程中，動能Ek隨x的變化規(guī)律如圖(b)中的曲線Ⅰ和Ⅱ所示，取sin37°=A.m=1kg，μ=0.25 B.m=1kg，μ二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）7.如圖，運動員定點投籃，籃球空心入網(wǎng)。已知籃球質(zhì)量為m，出手時球心距離地面高度為h1，速度大小為v，籃筐距離地面高度為h2，重力加速度為g，不計空氣阻力，以地面為零勢能面，忽略投籃出手過程中籃球上升的高度，則(

)A.運動員投籃出手過程對籃球做功為12mv2

B.籃球進筐時的重力勢能為mg(h28.2020年6月，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功，標志著北斗三號星座部署全面完成。該星是北斗三號系統(tǒng)的第三顆地球同步軌道衛(wèi)星(被稱為“吉星”)，因為在“吉星”家族中排行老三，也被稱為“嚞(讀‘zhé’A.線速度大于第一宇宙速度

B.角速度大于月球繞地球運行的角速度

C.向心加速度大于地面的重力加速度

D.軌道半徑與前兩顆“嚞星”的軌道半徑相同9.如圖，一半徑為r的圓形轉(zhuǎn)盤與圓形餐桌共軸放置，轉(zhuǎn)盤邊緣放置一質(zhì)量為m的碟子(可視為質(zhì)點)。已知碟子與轉(zhuǎn)盤之間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g?，F(xiàn)緩慢增加轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，使碟子與轉(zhuǎn)盤一起繞中心O從靜止開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時，碟子從轉(zhuǎn)盤上滑落到餐桌上。則(

)A.碟子即將相對轉(zhuǎn)盤滑動時的線速度大小為μgr

B.該過程中，轉(zhuǎn)盤對碟子作用力做功為零

C.該過程中，轉(zhuǎn)盤對碟子作用力做功為2πr?μmg10.如圖，傾角為30°的傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，將質(zhì)量為m的物塊輕放到傳送帶上端，物塊下降高度h時，恰與傳送帶共速。已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=33，重力加速度大小為gA.傳送帶對物塊的摩擦力做功為2mgh

B.物塊的機械能變化量為mgh

C.系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為三、填空題（本大題共2小題，共8.0分）11.如圖，一輛質(zhì)量為1600kg的汽車駛過凹凸形路面。汽車駛過頂端P和底部Q兩點時對路面的壓力大小分別為NP、NQ，則NP______NQ(選填“大于”“小于”或“等于”)。若已知汽車駛過P點時速度大小為10m/s，P點處圓弧半徑為4012.如圖，一質(zhì)量為m、長度為L的均勻柔軟細繩上端懸掛在天花板上的P點。若以細繩的下端Q所在水平面為零勢能面，重力加速度大小為g，則細繩的重力勢能為______；將細繩的下端Q緩慢地向上拉起至P點，使細繩對折，則細繩的重力勢能增加了______。

四、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）13.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根輕細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺的O點，鋼球靜止于A點，光電門固定在A點的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片遮光條。

(1)將鋼球拉至某位置，記錄此時鋼球球心到鋼球在A點時的______(選填“頂端”“球心”或“底端”)之間的豎直距離h。

(2)將鋼球由靜止釋放，記錄遮光條通過光電門的遮光時間t，并測出遮光條的寬度d，則鋼球經(jīng)過A點時的速率為______。

(3)已知重力加速度大小為g，如果滿足關(guān)系式：______14.用如圖(a)裝置研究平拋運動的規(guī)律。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道滑下后飛出，落在水平擋板MN上，在白紙上留下一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。

(1)下列實驗條件必須滿足的有______。

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

(2)如圖(b)，在軌跡上取a、b、c、d四個點，鋼球經(jīng)過ab和bc的時間______(選填“相等”或“不相等”)。已知圖中小方格的邊長為L，重力加速度大小為g，鋼球平拋的初速度大小為______(用L、g表示)，鋼球經(jīng)過五、簡答題（本大題共4小題，共38.0分）15.拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的清潔工具。某同學(xué)保持拖桿與水平方向的夾角θ=53°，用沿拖桿方向的恒力F=40N推動拖把頭，使其由靜止開始在水平地面沿直線運動位移s=2m，如圖所示。已知拖把頭的質(zhì)量m=2kg，拖桿質(zhì)量不計，拖把頭與地面間的摩擦力f=16N，取重力加速度大小g=10m/s216.如圖，固定在豎直平面內(nèi)的34圓弧形光滑軌道半徑為R，A端與圓心O等高，C端在O的正上方。一個質(zhì)量為m的小球在A點正上方P點處由靜止開始釋放，自由下落至A點無碰撞進入軌道，到達C點時對軌道的壓力大小為3mg，忽略空氣阻力，重力加速度大小為g。求：

(1)P點與A點的高度差h；

(2)

17.1687年牛頓提出了萬有引力定律，并通過“月—地檢驗”證明了地球?qū)Φ孛嫖矬w的引力與地球?qū)υ虑虻囊哂邢嗤男再|(zhì)。

(1)從離水平地面高h=4.9m處，以v0=3m/s的初速度水平拋出一小石塊，其落地點到拋出點的水平距離為x=3m。求地球表面的重力加速度大小g；

(2)月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期約為T=2.4×106s，地球的半徑約為R=6.4×106m，月球繞地球公轉(zhuǎn)的半徑r18.如圖(a)，傾角為30°的固定斜面底端固定一輕彈簧，頂端與一水平面相連；一輕繩將斜面上的物塊A通過輕質(zhì)定滑輪與水平面上的物塊B相連。先將B鎖定，使細繩處于拉緊狀態(tài)，滑輪左側(cè)細繩與斜面平行，右側(cè)細繩與水平面平行。解除鎖定，A、B開始滑動，B始終未與滑輪相碰。以物塊A的初始位置為原點O，沿斜面向下建立坐標系Ox，彈簧對物塊A的彈力F大小隨物塊A的位置坐標x的變化關(guān)系如圖(b)。已知物塊A、B的質(zhì)量均為m=1kg，重力加速度大小為g=10m/s2，彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，忽略一切摩擦阻力，求：

(1答案和解析1.【答案】B

【解析】解：由萬有引力定律

F=GmMr2

解得：G=Fr2mM

公式中，質(zhì)量m的單位為kg，距離r的單位為m，引力F的單位為N，由公式知G的單位為N?m2?kg?2，故ACD錯誤，2.【答案】D

【解析】解：A.受力分析，螺母受到重力、繩子的拉力，故A錯誤；

B.對螺母受力分析，螺母受重力和繩子的拉力不在同一條直線上，不是平衡力，故B錯誤；

CD.螺母做圓周運動的向心力由重力和繩子拉力的合力提供，故C錯誤，D正確。

故選：D。

向心力是效果力；

螺母合力提供向心力，受力不平衡；

螺母受到重力和繩子的拉力的合力提供向心力。3.【答案】B

【解析】解：根據(jù)功的定義式可知，運動員克服杠鈴重力做功約為：

W=mg(x+xcos60°)

其中x=30cm=4.【答案】A

【解析】解：設(shè)玩具車車身與AB之間的夾角為θ，車速為v，履帶的速度為v0，使玩具電動車經(jīng)履帶沿AB連線運動，則玩具車在垂直AB方向的分速度要與履帶的速度大小相同，方向相反，如圖所示

因此可得vsinθ=v0

代入數(shù)據(jù)解得θ=30°，故A正確，BCD錯誤。5.【答案】C

【解析】解：A.無人機以恒定功率上升，由

P=Fv

可知速度增大，則升力減小，由

a=F?f?mgm

可知無人機做加速度減小的加速直線運動，故A錯誤；

B.上升的最大速度為

vm=Pf+mg=905+10m/s=6m/s

故B錯誤；

C.由動能定理可得

W?12mvm2=(f+m6.【答案】A

【解析】解：根據(jù)動能定理，對上滑過程有：?μmgcos37°×xcos37°?mgxtan37°=0?Ek0，(其中E7.【答案】AD【解析】解：A、對于投籃過程，由動能定理知運動員投籃出手過程對籃球做功為W=12mv2?0=12mv2，故A正確；

B、以地面為零勢能面，籃球進筐時相對于地面的高度為h2，則籃球進筐時的重力勢能為mgh2，故B錯誤；

C、設(shè)籃球進筐時的動能為Ek，籃球從拋出到進筐，由動能定理得

?mg(h2?8.【答案】BD【解析】解：A、第一宇宙速度為衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也最大環(huán)繞速度，即為物體環(huán)繞地球表面做勻速圓周運動時的線速度大小，根據(jù)萬有引力提供向心力得

GMmR2=mv2R

可得：v=GMR，可知軌道半徑越大，線速度越小，而“嚞星”的軌道半徑大于地球半徑，所以，“嚞星”的線速度小于近地衛(wèi)星的速度，即小于第一宇宙速度，故A錯誤；

B、根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力有GMmR2=mω2R

解得：ω=GMR39.【答案】AD【解析】解：A、碟子即將相對轉(zhuǎn)盤滑動時，最大靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：μmg=mv2r

解得：v=μgr

故A正確；

BC、碟子從靜止開始轉(zhuǎn)動到剛好離開轉(zhuǎn)盤時，由動能定理得：W=12mv2=12μmgr

則轉(zhuǎn)盤對碟子作用力做功不為零，故BC錯誤；

D、碟子離開轉(zhuǎn)盤后做平拋運動，設(shè)轉(zhuǎn)盤距桌面的豎直高度為h，根據(jù)平拋運動規(guī)律有：h=12gt2

x10.【答案】BD【解析】解：AB、傳送帶對物塊的摩擦力做功為Wf=μmgcos30°?hsin30°=33mg?3h=mgh，則物塊的機械能變化量為mgh，故A錯誤，B正確；

C、設(shè)傳送帶的速度為v，從開始至共速時間為t，則對物塊有：x物11.【答案】小于

1.2×【解析】解：汽車駛過頂端P點有

mg?NP=mvP2RP

解得

NP=mg?mvP2RP

車駛過底部Q點有

NQ?mg=mvQ2RQ

解得

NQ=12.【答案】12mg【解析】解：以細繩的下端Q所在水平面為零勢能面，細繩的重心到零勢能面的高度為L2，則細繩的重力勢能為Ep=mgL2=12mgL

使細繩對折，此時細繩的重心到零勢能面的高度為34L，則細繩的重力勢能增加量為

13.【答案】球心

dt

mgh【解析】解：(1)小球下落的高度為初、末位置球心間的豎直距離，即鋼球球心到鋼球在A點時的球心之間的豎直距離h。

(2)鋼球經(jīng)過A點時的速率為v=dt

(3)初位置的機械能為E初=mgh

末位置的機械能為E末=12mv2=12m(dt)2

若機械能守恒，則滿足E初=E14.【答案】BD

相等

2gL

【解析】解：(1)A.斜槽軌道是否光滑對本實驗沒有影響，故A錯誤；

B.為保證鋼球飛出時速度水平，所以斜槽軌道末段需要水平，故B正確；

C.擋板只要能記錄下鋼球在不同高度時的不同位置，不需要等間距變化，故C錯誤；

D.為保證鋼球飛出時的速度不變，需要從同一位置釋放才可，故D正確。

故選：BD。

(2)由于鋼球在水平方向的分運動為勻速直線運動，其中xab=xbc，則鋼球經(jīng)過ab和bc的時間相等。

在豎直方向有

Δy=L=gT2

在水平方向

vx=2LT=2gL

鋼球經(jīng)過b點的豎直方向分速度為

vby=3L2T

鋼球經(jīng)過c點的豎直方向分速度為

vcy=15.【答案】解：(1)恒力F做的功為：

W=Fscos53°

解得：W=48J

(2)由牛頓第二定律得：

Fcos53°?f=ma

由運動學(xué)公式得：

s=12at2【解析】根據(jù)功的公式W=Fscosα計算恒力F做的功W；根據(jù)平均功率公式P=Wt16.【答案】解：(1)設(shè)小球經(jīng)C點時的速度大小為vC，根據(jù)牛頓第二定律得

NC+mg=mvC2R

小球從P到C過程，根據(jù)動能定理得

mg(h?R)=12mvC2

聯(lián)立解得h=3R

(2)設(shè)球經(jīng)過B點時速度大小為vB，從B到C過程，根據(jù)動能定理得

?【解析】通過C點時對軌道的壓力大小為3mg，用牛頓第二定律和向心力公式求出C點速度，再對PC過程用動能定理，可求P點與A點的高度差h；從B到C過程，根據(jù)動能定理可得B點速度，小球運動到軌道最低點B點時，用牛頓第二定律和向心力公式求出軌道對小球的支持力。17.【答案】解：(1)石塊做平拋運動，水平初速度v0=3m/s，水平位移為x=3m，豎直位移為h=4.9m。

設(shè)石塊的運動時間為t，地球表面的重力加速度大小