2022-2023学年广东省广州市番禺区高一下学期期末物理试题（解析版）

广东省广州市番禺区2022-2023学年高一下学期期末物理卷一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项正确。）1.根据爱因斯坦提出的相对论，以下说法正确的是（）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.物体的质量取决于物体所含物质的多少，质量与速度大小无关C.一个真实的物体，其运动速度有可能达到甚至超过真空中的光速D.质量、长度、时间的测量结果都与观测者的相对运动状态有关【答案】D【解析】【详解】A．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，对微观粒子不适用，A错误；B．当物体高速运动时，根据相对论理论可知物体的速度越大，质量越大，B错误；C．光速是速度的极限，一个真实的物体，其运动速度不可能达到甚至超过真空中的光速，C错误；D．根据爱因斯坦的相对论可知，质量、长度、时间都是相对的，它们的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变，D正确。故选D。2.图甲是组合式推拉黑板。若在一名同学向左匀速拉动黑板时，另一名同学用粉笔从静止开始，在该黑板上匀加速竖直向下画线，则粉笔在黑板上画出的轨迹可能是图中的（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】粉笔相对黑板水平向右做匀速运动，竖直向下做匀加速运动，则合运动为曲线运动，轨迹的凹向向下，则轨迹为C所示。故选C。3.如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（）A.炮弹在上升过程中动能减小B.炮弹在下落过程中机械能增加C.炮弹到达最高点时速度为零D.炮弹到达最高点时加速度为零【答案】A【解析】【详解】A．炮弹在上升过程中，重力、空气阻力都做负功，动能减小，机械能减小，故A正确；B．炮弹在下落过程中，空气阻力做负功，机械能减小，故B错误；C．炮弹到达最高点时竖直方向的速度为零，而水平方向的速度不为零，故C错误；D．炮弹到达最高点时受重力和空气阻力，合力不为零，加速度不为零，故D错误。故选A。4.如图所示，质量为m的小球（可视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，连接O点与小球的为轻杆。对小球，下列说法正确的是（）A.过圆周最高点的临界速度为B.过圆周最高点的的速度不能大于C.在圆周最高点对轻杆的作用力大小可以为零D.在圆周最高点对轻杆的作用力大小最小为【答案】C【解析】【详解】连接O点与小球的为轻杆，轻杆可以提供支持力，则小球过圆周最高点的临界速度为零；小球在圆周最高点时轻杆的作用力可能为零。故选C。5.2023年2月10日，在中国空间站全面建成后，航天员首次出舱活动取得圆满成功。已知空间站在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，运行周期1.5h,地球半径约6400km,下列说法正确的是（）A.空间站绕地球做运动的线速度略大于第一宇宙速度B.空间站绕地球做运动的线速度大于同步卫星绕地球的线速度C.空间站绕地球做运动的角速度小于同步卫星绕地球的角速度D.空间站绕地球做运动的向心加速度小于同步卫星绕地球的向心速度【答案】B【解析】【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，所以空间站围绕地球做圆周运动的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．同步卫星绕地球运动的周期为24h，大于空间站的运行周期，由得可知，同步卫星运行轨道半径比空间站大，由得所以空间站的线速度大于同步卫星的线速度，选项B正确；C．由得所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度，选项C错误；D．根据得向心加速度为所以空间站的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，选项D错误。故选B。6.如图所示，蹦床运动员从蹦床最低点弹起至蹦床平衡位置过程中，蹦床的弹力一直做正功，这个过程中（）A.蹦床的弹性势能减少 B.蹦床的弹性势能增加C.蹦床的弹性势能先增加后减少 D.运动员的重力势能减少【答案】A【解析】【详解】ABC．蹦床对运动员的弹力一直做正功，运动员向上弹起，蹦床的形变量减小，弹性势能减少，故A正确、BC错误；D．运动员向上运动，位置升高，重力势能增大，故D错误。故选A。7.如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A.螺丝帽受的重力小于最大静摩擦力B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C.此时手转动塑料管的角速度D.若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动【答案】C【解析】【详解】A．螺丝帽恰好不下滑，知螺丝帽受到重力和最大静摩擦力平衡，故A错误；B．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误；C．根据牛顿第二定律得又联立解得故C正确；D．若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。故选C。二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）8.如图所示,、两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出,其平抛运动轨迹交点为,则以下说法正确的是A.、两球同时落地B.球先落地C.、两球在点相遇D.无论两球初速度大小多大,两球总不能相遇【答案】BD【解析】【详解】做平抛运动时，下落的时间取决于下落的高度，从图中可知a球下落的高度大于b球，根据可得a球下落过程中的时间长，故b球先落地，A错误B正确；由于在P点两球下落的高度不同，所以到达P点的时间不同，故不能在P点相遇，C错误D正确；9.国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站，下列说法正确的是（）A.地面基站可以建设在青藏高原上B.配重的线速度小于同步空间站的线速度C.箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小D.配重还受到缆绳的拉力，所以做圆周运动的向心力大于它本身受到的万有引力【答案】CD【解析】【详解】A．根据题意可知缆绳相对地面静止，则整个同步轨道一定赤道正上方，所以地面基站不可以建设在青藏高原上，故A错误；B．根据“太空电梯”结构可知，配重和同步空间站的角速度相同，空间站的环绕半径小于配重的环绕半径，根据线速度与角速度的关系v=ωr可知配重的线速度大于同步空间站的线速度，故B错误；C．箱体与地球之间的万有引力为，箱体在上升过程中距离地球越来越远，受到地球的引力越来越小，故C正确；D．缆绳对配重有指向地球的拉力，所以拉力与配重所受的万有引力的合力提供配重绕地球转动的向心力，所以向心力大于它本身受到的万有引力，故D正确。故选CD。10.一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.2g的加速度匀加速上升h高度，在此过程中（）A.人克服重力做功mgh B.人的动能增加了0.2mghC.人的重力势能增加了0.2mgh D.人的机械能增加了0.2mgh【答案】AB【解析】【详解】AC．电梯上升h高度，则重力对人的做功为－mgh，即人克服重力做功mgh，可以知道重力势能增加了mgh，故A正确、C错误；B．根据牛顿第二定律得F合=ma=0.2mg根据动能定理得ΔEk=W合=mah=0.2mgh即人的动能增加了0.2mgh，故B正确；D．人的重力势能增加了mgh，动能增加0.2mgh，则机械能增大了1.2mgh，故D错误。故选AB。三、非选择题：共54分。计算题要求有必要说明、原始表达式和正确的计算结果。11.如图为“向心力演示仪”及配套小球图示，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力大小。结合图示，完成下列问题：（1）若要演示“和一定时，向心力与成正比”，可将钢球置于图中卡槽3处，将________（选填“钢”或“铝”）球置于卡槽________处，且左右两侧转盘半径满足________（选填“”或“”或“”）；（2）若选用两个钢球分别置于卡槽3和2处，则此时可进行演示的是“和________一定时，向心力与________成正比”（选填“”或“”）。【答案】①.铝②.1③.=④.⑤.r【解析】【详解】（1）[1][2][3]若要演示“和一定时，向心力与成正比”，应使两球的质量不同，做圆周运动的半径和角速度相同，可将钢球置于图中卡槽3处，将铝球置于卡槽1处，且左右两侧转盘半径满足。（2）[4][5]若选用两个钢球分别置于卡槽3和2处，此时两个钢球做圆周运动的半径不同，根据此时可进行演示的是“和一定时，向心力与成正比”。12.在验证机械能守恒定律实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2。求：（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=___________（保留两位有效数字）。（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量Ep=___________，动能的增加量Ek=_________（保留两位有效数字）。（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的Ep也一定略大于Ek，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因（）A．重物下落的实际距离大于测量值B．重物质量选用得大了，造成的误差C．重物在下落的过程中，由于摩擦生热造成的误差D．先释放纸带后接通计时器造成的误差（4）某同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线。则图线未过原点O的原因是___________，图线的斜率近似等于___________。A．19.6m/s2B．9.80m/s2C．4.90m/s2【答案】①.0.97m/s②.0.48J③.0.47J④.C⑤.实验过程先释放重物后接通（打点计时器）电源⑥.A【解析】【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动的推论得（2）[2]从起点O到打下记数点B的过程中，重力势能减小量为[3]动能的增加量为（3）[4]由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故动能的增量总是要小于重力势能的减小量。故选C。（4）[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源。[6]根据机械能守恒可得可得可知图像的斜率为k=2g=19.6m/s2故选A。[5]从图像中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源。13.某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定。（1）若燃油发动机单独工作时最大速度为v，则赛车运动过程中受到的阻力f为多少?（2）若燃油发动机单独工作时的最大速度v=120km/h，求两台发动机同时工作时的最大速度v2为多少?【答案】（1）；（2）210km/h【解析】【详解】（1）速度最大时，功率为额定功率P，物体做匀速直线运动，此时F牵=f而所以（2）两台发动机一起工作时，总功率由（1）可知，速度最大v＇时且燃油机单独公式时的最大速度v=120km/h，带数据解得v＇=210km/h14.如图所示，一架执行救援任务的直升机在H=180m的高空以v0=40m/s的速度水平向右匀速飞行，要将两箱救援物资先后准确地投放到山脚和山顶的安置点A、B，已知山高h=135m，山脚和山顶的水平距离x0=500m，g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）第一箱物资应在飞机离A的水平距离x1为多少时投放？（2）投放第一箱物资后，飞机应继续飞行多大距离后再投放第二箱物资？【答案】（1）240m；（2）620m【解析】【详解】（1）第一箱物资投下后做平抛运动，竖直方向有解得则水平距离为（2）第二箱物资投下后也做平抛运动，则有解得第二箱物资投放后飞行的水平距离为则15.如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF及弹性板等组成，半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上，且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量，轨道BCD的半径，轨道EF的长度，滑块与轨道EF间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出，经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值，弹射器中滑块与弹簧相互作用时，机械能损失忽略不计，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回，不计滑块通过DE之间的能量损失，g取。求（1）滑块恰好能通过D点的速