?2022-2023學(xué)年湖南省張家界市高一（下）期末考試物理試卷
一、選擇題（本大題共12小題，共48分）
1. 如圖所示，修正帶是通過兩個齒輪的相互咬合進行工作的。其原理可簡化為圖中所示的模型。A、B是轉(zhuǎn)動的齒輪邊緣的兩點，則下列說法中正確的是(????)


A. A、B兩點的角速度相等
B. A、B兩點的線速度大小相等
C. A點的周期等于B點的周期
D. A點的向心加速度等于B點的向心加速度
2. 建筑工人用如圖所示裝置將建筑材料提升到高處，工人在高處平臺上向右做勻速直線運動(運動過程中手握繩的高度不變)，當手牽引的繩與水平方向的夾角為θ=37°時，重物上升的速度大小為1m/s，則人的速度大小為(????)

A. 34m/s B. 45m/s C. 54m/s D. 43m/s
3. 已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G.質(zhì)量為m的導(dǎo)彈被發(fā)射到離地面高度為?時，受到地球的萬有引力大小為?(????)

A. GMm(R+?)2 B. GMmR2 C. GMm?2 D. GMm(R??)2
4. 如圖所示，在傾角為θ的斜面上A點，以水平速度v0拋出一個小球，不計空氣阻力，它落到斜面上B點所用的時間為(????)

A. 2v0sinθg B. 2v0tanθg C. v0sinθg D. v0tanθg
5. 如圖所示，質(zhì)量為50?kg的同學(xué)在做仰臥起坐運動。若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的35，她在1?min內(nèi)做了50個仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為0.3?m，g取10?m/s2，則1?min內(nèi)該同學(xué)克服重力做的功W和相應(yīng)的功率P約為(????)

A. W=4500?J，P=75?W B. W=?7500?J，P=?125?W
C. W=4500?J，P=125?W D. W=7500?J，P=250?W
6. 農(nóng)民在水田里把多棵秧苗同時以大小相等的初速度斜向上拋出，θ表示拋出初速度方向與水平地面的夾角。不計空氣阻力，關(guān)于秧苗的運動，正確的說法是(????)

A. θ越大，秧苗落到地面的速度越大 B. θ不同，拋秧的遠近一定不同
C. θ越大，秧苗在空中的時間越長 D. θ越大，秧苗被拋得越遠
7. 如圖所示，粗糙程度處處相同的半圓形豎直軌道固定放置，其半徑為R，直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)自P點由靜止開始沿軌道下滑，滑到軌道最低點N時，小物塊對軌道的壓力為2mg，g為重力加速度的大小。則下列說法正確的是(????)



A. 小物塊到達最低點N時的速度大小為 2gR
B. 小物塊從P點運動到N點的過程中重力做功為2mgR
C. 小物塊從P點開始運動經(jīng)過N點后恰好可以到達Q點
D. 小物塊從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功為12mgR
8. 流量是指單位時間內(nèi)通過管道橫截面的流體體積，在生活中經(jīng)常需要測量流量來解決實際問題。環(huán)保人員在檢查時發(fā)現(xiàn)一根排污管正在向外滿口排出大量污水，如圖所示。他測出水平管口距落點的豎直高度為?，管口的直徑為d，污水落點距管口的水平距離為l，重力加速度為g。根據(jù)這些測量計算排出污水的流量為(????)

A. Q=14πl(wèi)d2 g2? B. Q=14ld2 g2? C. Q=14ld2 2?g D. Q=14πl(wèi)d g2?
9. 如圖所示，A、B兩個相同的茶杯放在餐桌上的自動轉(zhuǎn)盤上，O為轉(zhuǎn)盤圓心，B、O間距大于A、O間距，B杯中裝滿水，A杯是空杯，轉(zhuǎn)盤在電動機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動，A、B兩杯與轉(zhuǎn)盤始終保持相對靜止，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是(????)

A. A受到的摩擦力比B的大 B. B受到的摩擦力比A的大
C. 增大轉(zhuǎn)動的角速度，B一定先滑動 D. 增大轉(zhuǎn)動的角速度，A有可能先滑動
10. 在下面列舉的各個實例中，不考慮空氣阻力，敘述正確的是(????)
???????????????????
???????? 甲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 乙? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?丙? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 丁

A. 甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A機械能守恒
B. 乙圖中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物體B沿斜面下滑時(斜面A不動)，物體B機械能保持不變
C. 丙圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上30°角釋放后繞光滑支點擺動，小球只有重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，則丙圖中小球機械能守恒。
D. 丁圖中，ω越來越大，小球慢慢升高，小球的機械能仍然守恒
11. 如圖所示，神舟十五號飛船A、空間站B分別沿逆時針方向繞地球的中心O做勻速圓周運動，周期分別為T1、T2。在某時刻飛船和空間站相距最近，空間站B離地面高度約為400km。下列說法正確的是(????)


A. 飛船A要與空間站B對接，可以向其運動相反方向噴氣
B. 飛船A和空間站B下一次相距最近需經(jīng)過時間T1T2T2?T1
C. 飛船A與空間站B對接后的周期大于地球同步衛(wèi)星的周期
D. 飛船A與空間站B繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比為(T2T1)23
12. 從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和，取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度?的變化如圖所示。重力加速度取10?m/s2，運動過程中所受阻力大小不變，由圖中數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論，其中不正確的是(????)

A. 物體的質(zhì)量為2.5?kg
B. ?=0時，物體的速率為10?m/s
C. ?=2?m時，物體的動能Ek=50?J
D. 從地面至?=4?m，物體的動能減少20?J
二、非選擇題（52分）
13. 在“探究向心力大小的表達式”實驗中，所用向心力演示器如圖(a)所示。圖(b)是演示器部分原理示意圖：其中皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的2倍，輪④的半徑是輪⑤的2倍，兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長度相等。A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的擋板，可與轉(zhuǎn)臂上做圓周運動的實驗球產(chǎn)生擠壓，從而提供向心力，圖(a)中的標尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小關(guān)系?？晒┻x擇的實驗球有：質(zhì)量均為2m的球1和球2，質(zhì)量為m的球3。

(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，我們主要用到了物理學(xué)中的______ 。
A.理想實驗法
B.等效替代法
C.控制變量法
D.演繹法
(2)為探究向心力與圓周運動軌道半徑的關(guān)系，實驗時應(yīng)將皮帶與輪①和輪______ 相連，同時選擇球1和球2作為實驗球；
(3)若實驗時將皮帶與輪②和輪⑤相連，此時輪②和輪⑤的角速度之比為______ 。
14. 在做“研究平拋運動”的實驗中：
(1)安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，目的是________
?????? ?A.保證小球在空中運動的時間每次都相等
?????? ?B.保證小球飛出時，初速度方向水平
?????? ?C.保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小
?????? ?D.保證小球運動的軌跡是一條拋物線
(2)下列哪些因素會使“研究平拋運動”實驗的誤差增大________
A.小球從斜槽同一高度以不同速度釋放
B.用等大的空心塑料球代替實心金屬球
C.小球與斜槽之間有摩擦
D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上選取用來計算的點跡時沒有選取拋出點
(3)甲同學(xué)將小球從斜槽上釋放，乙同學(xué)用頻閃照相機對從槽口飛出的小球進行拍攝，每隔0.05s拍攝一次，拍攝的照片編輯后如圖所示。圖中的第一個小球為拋出瞬間的影像，每相鄰兩個球之間被刪去了3個影像，所標出的兩個線段l1和l2的長度之比為1∶2。重力加速度g取10?m/s2，不計空氣阻力。l1對應(yīng)的實際距離為_____________m(結(jié)果均保留根號)。


15. 驗證機械能守恒定律實驗中：
(1)如圖所示，釋放紙帶前，四位同學(xué)操作正確的是______(填甲、乙、丙、或丁)。

? ? ? ? ? ?甲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?乙? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?丙? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?丁
(2)正確操作以后，得到一條紙帶如圖所示，0為打點計時器打下的第一個點，重物的質(zhì)量為200g，重力加速度g取9.8m/s2，則打點計時器打下點B時重物的重力勢能比剛開始下落時減少了__________J，重物在點B的速度為__________m/s，由此可以算出重物的動能增加量，重力勢能的減少量和動能的增加量在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，則驗證了機械能守恒定律。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)


16. 假設(shè)未來的人類登上某一地外行星。一小球在距離該星球表面?處自由下落，經(jīng)過時間t落到星球表面，無空氣阻力。設(shè)這個行星的半徑為R，萬有引力常量為G，回答下面問題：
(1)該行星表面的重力加速度大??；
(2)該行星的質(zhì)量；
(3)如果將來要在這顆行星上發(fā)射環(huán)繞衛(wèi)星，環(huán)繞這個行星的第一宇宙速度大小約為多少？

17. 如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓與水平地面切于圓的端點A，一小球在水平地面上向左運動到A點后以一定的初速度v0沖上半圓環(huán)，沿軌道恰好通過最高點B點，最后小球落在C點．(取重力加速度g=10m/s2)不計空氣阻力。
求：
(1)小球到達B點的速度vB;
(2)A、C間的距離S;
(3)小球過A點的速度v0。

18. 如甲圖所示為安裝在公路上強制過往車輛減速的減速帶，現(xiàn)有一水平道路上連續(xù)安裝有10個減速帶(圖乙中末完全畫出)，相鄰減速帶間的距離均為l(每個減速帶寬度遠小于l，可忽略不計)；現(xiàn)有一質(zhì)量為m的電動小車(可視為質(zhì)點)從第1減速帶前某處以恒定功率P啟動，到達第1減速帶前已達到最大行駛速度v0。已知小車每次通過減速帶時所損失的機械能與其行駛速度相關(guān)，測量發(fā)現(xiàn)，小車在通過第5個減速帶后，通過相鄰兩減速帶間的時間均為t。通過第10個減速帶時立即關(guān)閉電門無動力滑行，小車在水平路面上繼續(xù)滑行距離s后停下。已知小車與路面間的阻力大小恒定，空氣阻力不計。

(1)求小車與路面間的阻力f的大?。?br /> (2)求小車通過第5個減速帶后，通過每一個減速帶時所損失的機械能；
(3)若小車通過前5個減速帶時損失的總機械能是其通過后5個減速帶時所損失總機械能的1.6倍，求小車從第1個減速帶運動至第5個減速帶所用的時間t0。
答案和解析

1.【答案】B?
【解析】解：AB.兩輪的邊緣線速度大小相同，根據(jù)v=ωr可知，半徑大的角速度小，即A點的角速度小于B點的角速度，故A錯誤，B正確；
C.根據(jù)T=2πω可知，A點的周期大于B點的周期，故C錯誤；
D.根據(jù)a=vω可知，A點的向心加速度小于B點的向心加速度，故D錯誤。
故選：B。
同緣傳動時，邊緣點的線速度相等；同軸傳動時，角速度相等，再根據(jù)公式可求。
本題關(guān)鍵明確同緣傳動同軸傳動的特點，關(guān)鍵在于靈活應(yīng)用向心加速度公式。

2.【答案】C?
【解析】略

3.【答案】A?
【解析】
【分析】
本題主要考查萬有引力定律的應(yīng)用。
明確導(dǎo)彈到地心的距離，根據(jù)萬有引力定律列方程即可求得導(dǎo)彈受到地球的萬有引力大小。
【解答】
導(dǎo)彈被發(fā)射到離地面高度為?時，距離地球球心為(R+?)，根據(jù)萬有引力公式可得導(dǎo)彈受到地球的萬有引力大小為F萬=GMm(R+?)2，故A正確，BCD錯誤。??
4.【答案】B?
【解析】
【分析】
解決平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，兩個方向上運動的時間相同。
本題就是對平拋運動規(guī)律的直接應(yīng)用，本題難度不大。
【解答】
設(shè)AB之間的距離為L，則：水平方向：Lcosθ=v0t
豎直方向：Lsinθ=12gt2
聯(lián)立解得：t=2v0tanθg
故選：B。??
5.【答案】C?
【解析】略

6.【答案】C?
【解析】略

7.【答案】D?
【解析】解：A、設(shè)小物塊到達最低點N時的速度大小為v。在N點，根據(jù)牛頓第二定律得：FN?mg=mv2R.據(jù)題有FN=2mg。聯(lián)立得v= gR，故A錯誤。
B、小物塊從P點運動到N點的過程中下降的高度為R，則重力做功為mgR，故B錯誤。
C、由于小物塊要克服摩擦力做功，機械能不斷減少，所以小物塊不可能到達Q點，故C錯誤。
D、小物塊從P點運動到N點的過程，由動能定理得：mgR?Wf=12mv2?0，可得，克服摩擦力所做的功為Wf=12mgR，故D正確。
故選：D。
分析小物塊在N點的受力情況，由牛頓第二定律和向心力結(jié)合求小物塊到達最低點N時的速度。根據(jù)下滑的高度求重力做功，由動能定理求克服摩擦力所做的功。結(jié)合能量守恒定律分析小物塊能否到達Q點。
本題主要考查了動能定理和牛頓第二定律的綜合運用，要知道在最低點，靠重力和支持力的合力提供向心力。

8.【答案】A?
【解析】略

9.【答案】BC?
【解析】略

10.【答案】BC?
【解析】略

11.【答案】AB?
【解析】略

12.【答案】AD?
【解析】略

13.【答案】(1)C? (2)④；?(3)?1：4?
【解析】解：(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，我們通過控制m、ω、r中兩個物理量不變，探究F與另一個物理量之間的關(guān)系，所以用到了控制變量法。
故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
(2)根據(jù)F=mv2r可知，探究向心力與圓周運動軌道半徑的關(guān)系，要保持線速度相等，小球質(zhì)量相等，應(yīng)選擇半徑相同的塔輪用皮帶相連，即將皮帶與輪①和輪④相連。
(3)由題意可知塔輪1和塔輪5的半徑之比為r2：r5=4：1
知輪②和輪⑤的角速度之比為ω2：ω5=1：4。

14.【答案】B????? AB??????2 615?
【解析】略

15.【答案】丙???? 0.172???? 1.30?
【解析】略

16.【答案】(1)?g=2?t2????(2)?M=2?R2Gt2?????(3)
v= 2?Rt2=1t 2?R??????????????? ??????????????
?
【解析】(1)根據(jù)自由落體運動公式??=12gt2?得，
?該行星表面的重力加速度大小為?g=2?t2??????
?? (2)在該行星表面有?mg=GMmR2
??????? 可得，行星的質(zhì)量為?M=2?R2Gt2???????????????
?? (3)根據(jù)公式?mg=mv2R?得，環(huán)繞這個行星的第一宇宙速度大小約為
v= 2?Rt2=1t 2?R??????????????? ??????????????


17.【答案】(1)?vB=2m/s?(2)?s=0.8m/s(3)
v0=2 5m/s?????????????????????????????? ?
?
【解析】：(1)小球恰好通過最高點B時?mg=mvB2R???
得：?vB=2m/s????????????????????????
(2)由平拋規(guī)律，豎直方向??=12gt2?? ??t=0.4s
水平方向?s=vBt??? 得?s=0.8m/s???? ????????????
(3)小球從A點運動到B點的過程中機械能守恒得：?12mv02=12mvB2+2mgR
v0=2 5m/s?????????????????????????????? ?


18.【答案】解：(1)小車速度達到最大時，由功率公式P=Fv0
此時小車受力平衡，即f=F=Pv0
(2)設(shè)小車通過第5個減速帶后，到下一個減速帶時的速度為v1，通過減速帶后的速度為v2，由于其通過相鄰兩減速帶間的時間均為t，則小車每次到下一個減速帶時的速度都為v1，通過減速帶后的速度都為v2，在減速帶間隔過程中由動能定理：Pt?fl=12mv12?12mv22
所以通過每一個減速帶時所損失的機械能：ΔE=Pt?fl=P(t?lv0)
(3)由題意，小車通過前5個減速帶時損失的總機械能：ΔE′=1.6×5ΔE=8P(t?lv0)
從小車到第1個減速帶前到最后停下來，由能量守恒定律：P(t0+5t)+12mv02?9fl?fs?ΔE′?5ΔE=0
解得：t0=8t+s?4lv0?mv022P
答：(1)小車與路面間的阻力f的大小為Pv0；
(2)小車通過第5個減速帶后，通過每一個減速帶時所損失的機械能為P(t?lv0)；
(3)小車從第1個減速帶運動至第5個減速帶所用的時間為8t+s?4lv0?mv022P。?
【解析】(1)由功率公式結(jié)合平衡條件，求阻力大小；
(2)由動能定理，結(jié)合功能關(guān)系，求損失機械能；
(3)由能量守恒定律，計算所用時間。
本題考查學(xué)生對功率公式、功能關(guān)系、動能定理、能量守恒定律的掌握，是一道綜合性較強的題，難度中等。

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