北京市高一下学期期末物理试卷(附参考答案)

第第页北京市高一下学期期末物理试卷(附参考答案)学校:___________班级：___________姓名：__________考号：__________一、单选题1．下列关于力的说法中，正确的是（

）．A．分力必小于合力B．物体受几个力作用时，运动状态一定发生改变C．重力的施力物体是地球D．滑动摩擦力一定对物体做负功，使物体的机械能减小2．如图是火箭点火升空瞬间的照片，关于这一瞬间火箭的速度和加速度的判断正确的是（）A．速度很小，但加速度可能较大 B．速度很大，加速度可能也很大C．速度很小，所以加速度也很小 D．速度很大，但加速度一定很小3．一个钢球在水平桌面上做直线运动，在其经过的路径旁放一块磁铁，则钢球的运动路径就发生改变，如图所示，由此可知（

）A．当物体受到合外力作用时，其运动方向一定发生改变B．当物体受到合外力作用时，其惯性就消失了C．当物体所受合力的方向与初速度方向不共线时，其运动方向发生改变D．当物体所受合力的方向与初速度方向垂直时，其运动方向才发生改变4．如图所示，某同学拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃筒里。第一次打开开关使管内空气与大气连通，把玻璃筒倒过来，观察这些物体下落的情况。第二次他把玻璃筒里的空气抽出去，关闭开关，把玻璃筒倒立过来，再次观察物体下落的情况。则以下说法中正确的是()A．抽气前，金属片和羽毛下落的时间相同B．抽气后，金属片和羽毛下落的时间相同C．抽气后，在赤道和北京分别做该实验，金属片下落的时间相同D．抽气前和抽气后，羽毛下落均可近似看作自由落体运动5．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度大小为ω，距圆盘中心为R的位置有一个质量为m的小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，重力加速度为g。则小物块（）A．圆盘的转速为B．加速度的大小为C．所受合力的大小始终为mgD．受到重力、支持力、摩擦力、向心力的作用6．如图所示，水平放置的转盘以角速度匀速转动，放在转盘上的质量为m的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动。已知物体距圆心O的距离为R。物体与转盘间的动摩擦因数为，重力加速度为g。关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是（）A．方向与物体的瞬时速度方向相反B．大小一定为C．大小一定为D．是一个恒力7．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动，如图所示。关于苹果从最低点a到最高点c运动的过程，下列说法中正确的是（

）

A．苹果所受的合外力保持不变 B．手掌对苹果的摩擦力先减小后增大C．苹果在a点处在超重状态，在c点处在失重状态 D．苹果所受重力的功率保持不变8．做匀速圆周运动的物体，下列物理量保持不变的是（）A．速度 B．向心加速度 C．合力 D．动能9．肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力F，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是（

）A． B．C． D．10．如图所示，物体A无初速度放置于倾斜传送带的顶端并运动到底端，下列说法正确的是（）A．若传送带顺时针转动，则传送带对物体A一定一直做正功B．若传送带顺时针转动，则传送带对物体A一定一直做负功C．若传送带逆时针转动，则传送带对物体A一定一直做正功D．若传送带逆时针转动，则传送带对物体A一定一直做负功11．用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法错误的是（）A．起重机对物体的拉力大小为ma B．物体的重力势能增加了mgHC．物体的动能增加了maH D．物体的重力做功为12．质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为，AB的水平距离为。下列说法正确的是（）A．物体机械能的增加B．合力对小车做的功是C．推力对小车做的功是D．摩擦阻力对小车做的功是13．2020年3月9日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第54颗导航卫星，北斗导航工程实现2020年“开门红”。北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图所示，则（）A．地球同步倾斜轨道卫星可相对静止在北京上空B．地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度C．所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率D．质量相等的中轨道卫星与同步轨道卫星相比，中轨道卫星所具有的机械能较大14．如图所示，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定轨道。该卫星距离地球表面的高度为h，已知地球的质量为M，地球半径为R，卫星的质量为m，万有引力常量为G。F表示卫星所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是（）A．B．C． D．15．2022年6月5日，我国的神舟十四号载人飞船与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成对接。对接前，飞船在空间站正下方200米的“保持点”处调整为垂直姿态（如图所示），并保持相对静止。准备好后，再逐步上升到“对接点”与空间站完成对接。飞船和空间站对接后，组合体绕地球做匀速圆周运动。已知地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处。下列说法正确的是（）A．飞船维持在“保持点”的状态时，它的运动速度大于空间站运动速度B．飞船维持在“保持点”的状态时，需要开动发动机给飞船提供一个背离地心的推力C．与地球同步卫星相比，组合体的运动周期更大D．飞船一直加速才能从“保持点”上升到“对接点”16．2020年10月12日00时57分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定机道。“高分十三号“卫星是高轨光学遥感卫星，主要用于国土普查、农作物估产、环境治理、气家预警预报和综合防定减灾等领域。“高分十三号”卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，“高分十三号”卫星在一定高度处静止不动。已知地球的半径为R，“高分十三号“卫星轨道半径为r。赤道上某点随地球自转的线速度大小为。“高分十三号”卫星运动的线速度大小为。则为（）A． B． C． D．17．跳台滑雪主要分为4个阶段，助滑阶段、起跳阶段、飞行阶段和落地阶段．在飞行阶段，运动员会采取一种身体向前倾，同时滑雪板向前分开呈“V”字型的经典姿势，如图所示．这种姿势能够加大运动员与下方空气接触的面积，并且还可以让身体和雪板与水平方向呈最为理想的夹角，就像飞机起飞一样，从而获得较大的空气托举力．关于运动员在飞行阶段采用“V”字型姿势，下列说法正确的是（

）A．可以增加水平方向的飞行速度B．可以增加竖直方向的加速度C．可以增加运动员的机械能D．可以获得更长的飞行时间18．在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿竖直方向向上抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中（

）A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向始终相反C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等19．一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，在位置②和⑤时他的重心到地面的距离近似相等。以下说法正确的是（）A．在位置③，人的速度为0B．从位置②到⑤，重力对人的冲量几乎为0C．从位置②到⑤，重力做功几乎为0D．在位置②起跳至离地的过程中，支持力的冲量与重力的冲量大小相等20．如图，景观喷泉喷出的水做斜抛运动，以质量为Δm的一小段水柱为研究对象，如果斜抛的初速度v0与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力。则下列分析正确的（）A．抛出点水平方向分速度v0x＝v0sinθB．抛出点竖直方向分速度v0y＝v0cosθC．水柱的加速度方向始终沿轨迹切线方向D．水柱在水平方向不受力，加速度是0；在竖直方向只受重力，加速度是g二、填空题21．一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离Δs相等的三点A、B、C，量得Δs=0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：（1）物体抛出时的初速度为_____________m/s；（2）物体经过B时竖直分速度为____________m/s，速度为_____________m/s；（3）抛出点在A点上方高度为______________m处。三、实验题22．探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示。a.三个情境中，图___________是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。b.在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为1：4，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为___________。23．如图所示，小贵利用此装置，用重物带动纸带从静止开始自由下落，做“验证机械能守恒定律”的实验。已知当地的重力加速度为g。（1）下列实验准备及操作和数据处理正确的是_________。A．还必须需要的器材有交流电源、刻度尺B．使纸带限位孔在竖直方向，固定打点计时器C．做实验时，先释放连接重物的纸带，再接通打点计时器的电源D．为测量打点计时器打下某点时重物的速度v，需要先测量该点到起始点的距离h，再根据公式计算得出（2）小贵得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得它们到起始点O的距离分别为、、、、。已知打点计时器打点的周期为T，重物的质量为，从打B点到打D点的过程中，重物的重力势能减少量________，动能增加量________。四、解答题24．某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m，空气阻力忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。（1）求小球下落的时间t；（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离x；（3）以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出小球运动的轨迹方程。25．如图所示，位于坚直平面上的圆弧光滑轨道，半径为，沿水平方向，沿竖直方向，圆弧轨道上端距地面高度为，质量为的小球从静止释放，到达点时速度大小为，最后落在地面点处，不计空气阻力。求（1）小球刚运动到点时，对轨道的压力多大？（2）小球落地点与的水平距离为多少？（3）比值为多少时，小球落地点与点的水平距离最大？最大值为多少？

26．开普勒用二十年的时间研究第谷的行星观测数据，分别于1609年和1619年发表了下列定律：开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴a的三次方跟它的公转周期T的二次方的比都相等，即，k是一个对所有行里都相同的常量。（1）在研究行星绕太阳运动的规律时，将行星轨道简化为一半径为r的圆轨道。a．如图所示，设行星与太阳的连线在一段非常非常小的时间内，扫过的扇形面积为。求行星绕太阳运动的线速度的大小v，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（提示：扇形面积=×半径×弧长）b．请结合开普勒第三定律、牛顿运动定律，证明太阳对行星的引力F与行星轨道半径r的平方成反比。（2）牛顿建立万有引力定律之后，人们可以从动力学的视角，理解和解释开普勒定律。已知太阳质量为MS、行星质量为MP、太阳和行星间距离为L、引力常量为G，不考虑其它天体的影响。a．通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动。请推导开普勒第三定律中常量k的表达式；b．实际上太阳并非保持静止不动，如图所示，太阳和行星绕二者连线上的O点做周期均为T0的匀速圆周运动。依照此模型，开普勒第三定律形式上仍可表达为。请推导k′的表达式（用MS、MP、L、G和其它常数表示），并说明k′≈k需满足的条件。27．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆轨道在B点相连，轨道半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧（物块与弹簧不栓接），然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆轨道的瞬间，对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g。求：（1）物块经B点后进入半圆轨道的瞬间，速度的大小；（2）弹簧压缩时具有的弹性势能；（3）物块从B到C阻力对物体做的功；（4）物块离开C点后，再落到水平面上时动能的大小。参考答案1．C【详解】A．当二力反向时，合力等于二力大小之差，合力有可能小于分力，故A错误；B．如果在几个力的作用下物体处于平衡状态，则运动状态不会改变，故B错误；C．重力的施力物体是地球，故C正确；D．滑动摩擦力的方向如果与运动方向一致，则做正功，机械能增加，故D错误；故选：C．2．A【详解】火箭点火升空瞬间由于燃料燃烧产生的强大推力，立刻获得很大的加速度。但是由于这个“瞬间”的时间间隔很小，接近于零，所以火箭的速度很小，而加速度很大，故选A。3．C【详解】A．当物体受到与运动方向共线的合外力作用时，物体运动方向不变，故A错误；B．物体始终具有惯性，惯性不会因为物体受到合外力而消失，故B错误；CD．当物体所受合力的方向与初速度方向不共线时，其运动方向发生改变，故C正确，D错误。故选C。4．B【详解】A．玻璃筒内有空气时，形状和质量都不同的几个物体不同时下落，是因为所受的重力和空气阻力不同，导致加速度不同，下落时间不同，故A错误；B．抽气后，金属片和羽毛均做自由落体运动，加速度相同，下落的时间相同，故B正确；C．重力加速度与地球的纬度有关，纬度越高，重力加速度越大，在赤道和北京分别做该实验，金属片下落的时间不相同，故C错误；D．抽气前，羽毛下落时空气阻力不能忽略，故抽气前不能看作自由落体运动，故D错误。故选B。5．B【详解】A．圆盘的转速为选项A错误；B．根据，加速度的大小选项B正确；D．受到重力、支持力、摩擦力3个力的作用，摩擦力充当向心力，选项D错误；C．小物块所受合力提供向心力，有选项C错误。故选B。6．B【详解】AD．小物体做匀速圆周运动，由摩擦力提供向心力，摩擦力与速度垂直方向时刻都在发生变化不是恒力，AD错误；B．摩擦力充当向心力即大小一定为，B正确；C．摩擦力不一定达到最大静摩擦力，即大小不一定为μmg，C错误；故选B。7．C【详解】A．苹果做匀速圆周运动，所受的合外力大小不变，方向始终指向圆心，在变。A错误；B．从a到c过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度先变大后变小，根据牛顿第二定律可知，摩擦力先增大后减小。B错误；C．苹果在a点加速度向上，处在超重状态，在c点加速度向下，处在失重状态。C正确；D．速度大小不变，方向总在改变，重力与速度的夹角一直在变，由苹果所受重力的功率一直在变化。D错误。故选C。8．D【详解】做匀速圆周运动的物体，速度、向心加速度和合力都是大小不变，方向不断变化；而因为速度大小不变，可知动能不变。故选D。9．B【详解】A．A图中导弹向后喷气，产生沿虚线向右的作用力，重力竖直向下，则合力方向向右下方，不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故A不符合题意；B．B图中导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，则合力方向有可能沿虚线方向，故导弹可能沿虚线方向做直线运动，故B符合题意；C．C图中导弹向后喷气，产生斜向右下方的作用力，重力竖直向下，则合力方向不可能沿虚线方向，故导弹不可能沿虚线方向做直线运动，故C不符合题意；D．D图中导弹做曲线运动，导弹向后喷气，产生斜向右上方的作用力，重力竖直向下，此时则合力方向不可能沿虚线凹侧，故导弹不可能沿虚线方向做曲线运动，故D不符合题意。故选B。10．B【详解】AB．若传送带顺时针转动，物体沿传送带下滑并运动到底端，则物体受到的摩擦力必然沿传送带向上，则传送带对物体A一定一直做负功，故A错误，B正确；CD．若传送带逆时针转动，当物体与传送带速度相等之前，物体相对于传送带向上运动，物体受到的摩擦力沿传送带向下，则传送带做正功，当物体与传送带速度相等之后，若最大静摩擦力小于物体重力沿传送带向下的分力，则传送带相对于传送带向下运动，物体受到的摩擦力沿传送带向上，则传送带做负功，故CD错误。故选B。11．A【详解】A．设起重机对物体的拉力F，由牛顿第二定律得即A错误，符合题意；C．由动能定理得C正确，不符合题意；BD．物体上升H，则重力做功重力做负功，重力势能增加mgH，BD正确，不符合题意。故选A。12．D【详解】C．推力对小车做的功为C错误；BD．根据动能定理可得可得摩擦阻力对小车做的功为B错误，D正确；A．物体机械能的增加量等于除重力外的其他力做功之和，则有A错误。故选D。13．C【详解】A．地球同步倾斜轨道卫星的周期与地球的自转周期相同，但两者的绕行方向不同，则地球同步倾斜轨道卫星不可能静止在北京上空，A错误；B．根据可知，只要运动周期相同，轨道半径一定相同，即高度相同，B错误；C．根据可知，轨道半径越大的运动速率越小，因此同步卫星运动速率都小于中轨道卫星运动的速率，C正确；D．轨道半径越大的卫星，对应的发射速度越大，因此质量相等的卫星，轨道半径越大，机械能越大，D错误。故选C。14．D【详解】由万有引力定律可得当h=0时且随h的增大，F非线性减小，对比可知，D正确。故选D。15．B【详解】A．径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成对接。飞船维持在“保持点”的状态时，即飞船与空间站角速度相同，飞船在空间站正下方200米的，轨迹半径较小，故它的运动速度小于空间站运动速度，A错误；B．飞船维持在“保持点”的状态时，以空间站为研究对象，根据万有引力提供向心力有飞船维持在“保持点”的状态时，即飞船与空间站角速度相同，飞船在空间站正下方，轨迹半径较小，分析可知需要开动发动机给飞船提供一个背离地心的推力使飞船能与空间站保持相对静止，即故B正确；C．根据万有引力提供向心力有解得可知与地球同步卫星相比，组合体的运动周期更小，故C错误；D．飞船通过点火加速能从“保持点”上升到“对接点”，但不需要一直加速，故D错误。故选B。16．A【详解】“高分十三号”卫星是地球的同步卫星，则该卫星与地球具有相同的角速度，根据v=ωr可知故选A。17．D【详解】运动员在飞行阶段采用“V”字型姿势是为了增加身体与下方空气的接触面积，从而增加空气对身体的“托举力”，根据牛顿第二定律可知，运动员在竖直方向做加速运动的加速度将减小，从而增加了在空中飞行的时间。故选D。18．D【详解】A．竖直上抛运动的物体其加速度恒定不变，速度方向时刻变化，故A错误；B．加速度方向始终竖直向下，而速度开始上升时向上，下落时速度向下，故B错误；CD．根据可知在相等的时间间隔内，速度的改变量相等，但是速率的改变量不一定相等，例如在上升阶段的1s内速率改变量为10m/s，而在临近最高点的0.5s到从最高点下落0.5s的1s内速率的变化量为零，故D正确，C错误。故选D。【点睛】本题考查上抛运动的规律，要知道竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动；并注意速率和速度变化的区别。19．C【详解】A．人做斜抛运动，则在位置③时，人有水平速度，即人的速度不为0，选项A错误；B．从位置②到⑤，重力对人的作用时间不为零，根据IG=mgt可知重力的冲量不为0，选项B错误；C．从位置②到⑤，人的重心高度几乎不变，则根据WG=mgh可知，重力做功几乎为0，选项C正确；D．在位置②起跳至离地的过程中，人有了向上的速度，平均加速度向上，支持力大于重力，则支持力的冲量大小大于重力的冲量大小，选项D错误。故选C。20．D【详解】AB．根据速度的分解可知，抛出点水平方向分速度v0x＝v0cosθ竖直方向分速度v0y＝v0sinθ故AB错误；CD．水柱在水平方向不受力，加速度是0；在竖直方向只受重力，加速度是g，则加速度方向始终竖直向下，故C错误，D正确。故选D。21．21.52.50.0125【详解】（1）[1]在竖直方向上，根据△h=h2−h1＝gT2得物体抛出时的初速度为（2）[2]物体经过B点时竖直分速度为[3]根据平行四边形定则知，B点的速度为（3）[4]抛出点离B点的距离为抛出点在A点上方高度为解得22．丙2：1【详解】a.[1]探究向心力大小F与质量m关系，需要保证小球的角速度和半径不变，由图可知，演示器两侧塔轮边缘线速度大小相等，根据公式可知，需要两侧塔轮的半径相等，运动半径也相等，小球质量不等，故丙图符合题意。b.[2]在甲情境中，两球质量相等，半径相同，根据牛顿第二定律可知由于两钢球所受向心力的比值为1：4，则两侧塔轮边缘线速度大小相等，则由于则23．AB/BA【详解】（1）[1]A．还必须需要的器材有交流电源给打点计时器提供交流电压和刻度尺用来测量点迹间的距离。故A正确；B．使纸带限位孔在竖直方向，固定打点计时器，可以减小实验过程中纸带所受摩擦阻力。故B正确；C．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重物的纸带。故C错误；D．由于实验过程中不可避免地存在阻力作用，重锤的实际加速度小于当地的重力加速度，所以应该利用匀变速直线规律中的平均速度等于中