考生注意：
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。
2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內項目填寫清楚。
3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)城內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.本卷命題范圍：必修第二冊。
一、選擇題（本題共10小題，共46分.在每小題給出的四個選項中，第1～7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8～10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
1.對做功的理解，下列說法正確的是（ ）
A功有大小有正負，則功是矢量
B.恒力與位移的夾角為銳角，則該恒力做正功
C.物體的位移為零，該過程中外力對物體做功一定為零
D.力對物體所做的功等于力和路程的乘積
2.關于曲線運動的有關描述，下列說法正確的是（ ）
A.物體做曲線運動時受到的合外力方向指向曲線內側
B.做曲線運動的物體所受的合外力可以為零
C.如果物體受到的合力是恒力，則物體一定做直線運動
D.做勻速圓周運動的物體的速度大小和加速度大小均不變，所以也叫勻變速運動
3.如圖所示，A，B兩車正在水平圓形賽道上做速度大小相等的勻速圓周運動，下列說法正確的是（ ）
A.A車的向心加速度小于B車的向心加速度
B.A車所受合外力一定大于B車所受合外力
C.A車的角速度比B車的角速度大
D.兩車所受合力方向不一定指向圓心
4.“夸父一號”衛(wèi)星運行在距地球表面約720公里的太陽同步晨昏軌道，下列關于“奪父一號”說法正確的是（ ）
A.發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B.角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度
C運行速度可能大于第一宇宙速度D.加速度小于地球同步衛(wèi)星的加速度
5.周末放假，質量為40kg的某同學背著2kg的書包，在40s內由地面走到10m高的四樓才到家，重力加速度大小g取，則該同學在登樓的整個過程中（ ）
A.樓梯對該同學的支持力做正功
B.該同學對書包做功為4000J
C.該同學克服自身重力做功的平均功率為100W
D.該同學增加的重力勢能為6000J
6.如圖所示，高度為的長方體平臺與傾角為的斜面體都固定在水平地面上，長方體和斜面體的下端緊挨在一起，小球以水平初速度v離開平臺，最后垂直打在斜面上.已知，重力加速度大小g取，不計空氣阻力，則v的大小為（ ）
A.B.CD.
7.某同學在學校附近山地上練習打高爾夫球，從高出水平地面H的坡上以速度水平擊出一個質量為m的高爾夫球.高爾夫球落在松軟的地面上，砸出一個深度為h的坑，重力加速度大小為g，不計空氣阻力，對高爾夫球從擊出到落至坑底的過程，下列說法正確的是（ ）
A地面對高爾夫球做的功為
B.高爾夫球的重力勢能的減少量為
C.地面對高爾夫球做的功為
D.合外力對高爾夫球做的功為
8.如圖所示，木星是太陽系內質量和體積最大的行星，木星繞太陽沿橢圓軌道運動，P點為近日點，Q點為遠日點，P點到太陽的距離為距離的四分之一，M，N為軌道短軸的兩個端點，木星運行的周期為T，若只考慮木星和太陽之間的引力作用，下列說法正確的是（ ）
A木星從P到Q的加速度越來越小
B.木星與太陽連線和地球與太陽連線在相同時間內掃過的面積相等
C.若木星的軌道長軸是地球軌道長軸的4倍，則木星繞太陽一圈的周期為4年
D.木星經過P、Q兩點的速度大小之比為
9.如圖所示，D點為固定斜面的三等分點，，在A點先后分別以初速度和水平拋出一個小球，結果小球分別落在斜面上的D點和C點.空氣阻力不計.設小球在空中運動的時間分別為和，落到D點和C點瞬間的速度方向與斜面的夾角分別為和，落到D點和C點瞬間重力的瞬時功率分別為和，則下列關系式正確的是（ ）
A.B.CD.
10.如圖所示，傾角為37°的斜面體底端有一固定擋板，擋板上固定一輕彈簧，原長時彈簧的上端位于B點，光滑豎直的圓軌道與光滑斜面體相切于C點，E點為圓軌道的最高點，D點為與圓心等高的點.質量為m可視為質點的物體放在輕彈簧的上端，用外力使物體將彈簧壓縮至A點，將物體靜止釋放后，經過一段時間物體剛好能通過圓軌道的最高點E.已知圓軌道的半徑為R，，，，重力加速度為g，一切阻力均可忽略不計.則下列說法正確的是（ ）
A物體在D點時對圓軌道的壓力大小為
B.物體剛經過C點瞬間對圓軌道的壓力大小為
C.物體在A點時，彈簧儲存的彈性勢能為
D.物體在B點的速度大小為
二、實驗題（本題共2小題，共14分）
11.（6分）如圖所示的裝置為向心力演示器，可以探究向心力大小與哪些因素有關.勻速轉動手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動.使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的支持力提供.球對擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降、從而露出標尺8.根據標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值.
（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時，我們主要用到了物理學中______.（填正確答案標號）
A理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法
（2）通過本實驗可以得到的結論有______.（填正確答案標號）
A在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比
B.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比
C.在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比
D.在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比
（3）在一次實驗中，一同學把兩個質量相等的小球分別放在兩個卡槽內，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為的塔輪上，實驗中勻速轉動手柄1時，得到左、右標尺露出的等分格數(shù)之比約為，則左、右兩小球做圓周運動的半徑之比為______.
12.（8分）“驗證機械能守恒定律”實驗有很多方案可以選擇.
（1）第一實驗小組用圖甲裝置驗證，下列說法正確的是______.
A電磁打點計時器使用的是交流220V電壓
B.體積相同條件下，重物質量越大，下落過程中所受阻力越小
C.利用本實驗裝置驗證機械能守恒定律，可以不測量重物的質量
（2）第二實驗小組用頻閃法驗證，得到小球由靜止下落過程中的頻閃照片如圖乙所示，實驗小組對每次閃光時小球的位置進行編號，用刻度尺正確量出所得照片中對應頻閃點球心位置到0點的距離，數(shù)據如下表，已知頻閃周期，小球的質量，當?shù)刂亓铀俣萭取.
①小球運動到編號8位置時的動能______J，小球從釋放到運動到編號8位置過程中減小的重力勢能______J.（結果均保留三位有效數(shù)字）
②通過計算多組數(shù)據對比，該組同學發(fā)現(xiàn)小球下落的某一過程中增加的動能總是略小于減小的重力勢能，其原因是______.
三、計算題（本題共3小題，共計40分.解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13.（12分）假如你將來成為一名航天員并成功登陸火星，你駕駛一艘宇宙飛船飛臨火星表面軌道，當你關閉動力裝置后，你的飛船緊貼著火星表面做勻速圓周運動飛行一周的時間為T，已知火星的半徑為R，引力常量為G，火星可視為質量分布均勻的球體，不考慮火星自轉影響.求：
（1）飛船繞火星表面做勻速圓周運動的向心加速度大??；
（2）火星的密度；
（3）火星表面的重力加速度g的大小
14.（12分）如圖所示，足夠大的光滑水平桌面上固定一光滑釘子O，一長的細線一端套系在釘子上，一端系在光滑的小球上，先將細線恰好拉直，再給小球一垂直于細線方向的初速度，小球在桌面上做圓周運動，已知小球質量.
（1）若，求小球的角速度大?。?br>（2）若，求細線對小球的拉力大小F；
（3）若細線最大能承受100N的拉力，現(xiàn)不斷增大小球的速度，當細線斷裂后2s內，小球的位移大小是多少？
15.（16分）如圖所示，質量均為m、且可視為質點的小球甲、乙固定在輕桿的兩端，兩輕桿的夾角為，兩桿的長度分別為R，，整個裝置可繞O點在豎直面內轉動，當乙球與O點等高時將裝置由靜止釋放，忽略一切阻力.重力加速度為g.求：
（1）當甲球轉到與O點等高處時，甲球的向心加速度大??；
（2）從開始運動到乙球轉到O點正下方的過程中，輕桿對乙球所做的功；
（3）整個過程，甲球上升的最大高度.
2023～2024學年度高一下學期期末聯(lián)考試卷?物理
參考答案、提示及評分細則
1.B 功是標量，只有大小沒有方向，但有正功、負功之分，選項A錯誤；恒力與位移的夾角為銳角，則該力做正功，選項B正確；物體在粗糙的水平面上繞行一周的過程中，物體的位移為零，摩擦力對物體做的功不等于零，選項C錯誤；由功的定義式：可知，一個力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積，選項D錯誤.
2.A 物體做曲線運動時所受合力方向指向曲線內側，A正確；做曲線運動的物體所受合力一定不為零，B錯誤；物體所受合力為恒力時可以做直線運動，也可以做曲線運動，C錯誤；勻速圓周運動是非勻變速運動，D錯誤.
3.C A，B兩車做速度大小相等的勻速圓周運動，根據，可知A的向心加速度較大，A錯誤；由于兩車質量關系未知，兩車所受合力提供向心力，根據，可知無法判斷合力大小，B錯誤；根據可知A車的角速度比B車的角速度大，C正確；做勻速圓周運動時，合力方向一定指向圓心，D錯誤.
4.B “夸父一號”是地球衛(wèi)星，發(fā)射速度小于第二宇宙速度，選項A錯誤；因為“夸父一號”比地球同步衛(wèi)星的軌道半徑小，由和可知，“夸父一號”的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，角速度大于同步衛(wèi)星角速度，選項B正確，D錯誤；其運行半徑大于地球半徑，根據衛(wèi)星運行速度可知，運行速度小于第一宇宙速度，選項C錯誤.
5.C 該同學在登樓整個過程中，支持力的作用點沒有發(fā)生位移，樓梯對該同學的支持力不做功，選項A錯誤；書包重力勢能增加，則該同學對書包做功為200J，選項B錯誤；該同學克服自身重力做功等于重力勢能增加量為.則該同學克服自身重力做功的平均功率為，選項C正確；該同學重力勢能增加.選項D錯誤.
6.A 設小球做平拋運動的時間為t，水平位移為x，豎直位移為y，由平拋運動規(guī)律可得水平位移，豎直位移，由幾何關系可得，且，已知，解得，選項A正確.
7.D 設地面對高爾夫球做的功為，則由動能定理有，解得，選項A，C錯誤；高爾夫球的重力勢能的減少量為，選項B錯誤；對高爾夫球從坡上拋出到落至坑底的過程，根據動能定理，合外力對高爾夫球所做的功等于高爾夫球動能的變化量，，選項D正確.
8.AD 根據萬有引力定律，從近日點到遠日點，萬有引力變小，加速度變小，A正確；開普勒第二定律只適用于同一個環(huán)繞天體，B錯誤；根據開普勒第三定律，木星繞太陽一圈的周期為8年，C錯誤；由開普勒第二定律可知，在經過P，Q兩點的一小段時間內有，又，則木星經過P，Q兩點的速度大小之比為，D正確.
9.AD 由，，可知，，，，，故，位移方向相同，則速度偏轉方向相同，A，D正確.
10.BC 由題意物體剛好經過圓軌道的最高點E，則物體在E點時，由得，物體由D到E的過程中，由機械能守恒定律得，又.解得，選項A錯誤；物體由C到E的過程，由機械能守恒定律得，在C點時由牛頓第二定律得.解得，由牛頓第三定律可知物塊在C點對軌道的壓力大小為，選項B正確；物體由A到C的過程中，由能量守量得，解得，選項C正確；物體由A到B的過程，由能量守恒得，解得，選項D錯誤.
11.（1）C（2分） （2）B（2分） （3）（2分）
解析：（1）研究向心力與各物理量的關系，主要用到控制變量法，選項C正確.
（2）根據向心力的公式可知，在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比，選項A，C錯誤；根據向心力的公式，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比，選項B正確；根據向心力的公式，在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比，選項D錯誤.
（3）左右兩塔輪屬于皮帶傳動，其線速度大小相同，而半徑之比為，根據線速度與角速度之間的關系，可得兩個塔輪轉動的角速度之比為，而根據題意可知，則可得.
12.（1）C（2分） （2）①0.0671（或0.0670）（2分） 0.0676（2分） ②小球下落過程中，空氣阻力對小球做負功（表述合理即可，2分）
解析：（1）電磁打點計時器使用的是交流6～8V電壓，選項A錯誤；體積相同條件下，重物質量越大，下落過程中所受阻力的相對影響越小，并不是阻力越小，選項B錯誤；利用本實驗裝置驗證機械能守恒定律，重物的質量可以消去，選項C正確.
（2）①小球在編號8位置時，速度則.，.
②小球下落過程中受空氣阻力作用，阻力做負功，使得小球下落某一過程中增加的動能總是小于減小的重力勢能。
13.解：（1）由向心加速度公式（1分）
（1分）
聯(lián)立解得
（2分）
（2）由，（2分）
萬有引力提供向心力
（2分）
聯(lián)立解得（1分）
（3）由（1分）
（1分）
聯(lián)立解得（1分）
14.解：（1）由（2分）
可知（1分）
（2）由（2分）
可得（1分）
（3）當時，由（2分）
得（2分）
細線斷后小球做勻速直線運動，（2分）
15.解：（1）由題可知，甲、乙兩球為同軸模型，則轉動過程中兩球的角速度相同
則由公式可知（1分）
解得（1分）
裝置由釋放到甲球與O點等高的過程中，系統(tǒng)的機械能守恒，則由機械能守恒得
（2分）
由圓周運動的規(guī)律得甲球的向心加速度大小為（1分）
解得（1分）
（2）由（1）問分析知
對乙球由動能定理得（2分）
解得（1分）
（3）假設整個過程，甲球上升到最大高度時，連接甲球的桿與水平方向的夾角為，此時連接乙球的桿與豎直方向的夾角為，此時兩球的速度均為零（1分）
則整個過程由機械能守恒定律得（2分）
解得（1分）
則整個過程甲球上升的最大高度為（2分）
解得（1分）
位置編號
0
7
8
9
10
11
12
0.00
26.40
34.49
43.65
53.89
65.21
77.60

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