【解析】云南省文山壮族苗族自治州砚山县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题

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云南省文山壮族苗族自治州砚山县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题

一、单选题

1．下列说法错误的有（）

A．同一个物体的运动，对于不同的参考系，其观察结果可以是不同的

B．地球公转，且有自转，但有时可被视为质点

C．研究运动员跳高的动作时，可以把运动员视为质点

D．比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系

2．（2023高一上·恩施期末）如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，设a、b和c三个小球的初速度分别为、、，运动时间分别为、、，则（）

A．，B．，

C．，D．，

3．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（）

A．c到d的时间tcd>

B．a到b的时间tab>

C．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间

D．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间

4．如果我们能测出月球表面的重力加速度g，月球的半径R和月球绕地球的转动周期T，就能够根据万有引力定律“称量”月球的质量了。已知引力常量为G，关于月球质量m月的表达式正确的是（）

A．B．

C．D．

5．（2023高一下·南宁月考）如甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在恒力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s2）（）

A．物体加速度大小为2m/s2B．F的大小为21N

C．4s末F的功率大小为42WD．4s内F做功的平均功率为42W

6．（2023高一下·灵山期末）如图所示，在水平桌面上的A点，有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（）

A．mv02+mgHB．mv02+mgh

C．mgH+mghD．mv02+mg（H﹣h）

7．（2022高一下·合肥期中）如图所示，一小球在细绳作用下在水平方向内做匀速圆周运动，小球质量为m，细绳的长度为L，细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力作用，则下列说法正确的是（）

A．小球共受到三个力的作用

B．小球的向心力大小为

C．小球受到的拉力大小为

D．小球做圆周运动的角速度大小

8．甲、乙两辆汽车同时从同一地点由静止出发沿同一直线运动，它们的速度图像如图所示，下列说法中正确的是（）

A．乙车在0-d时间内始终作匀减速运动

B．乙车在a时刻以后一直做匀变速运动

C．两辆汽车在b时刻相距最远

D．甲车在c时刻被乙车追上

二、多选题

9．如图所示，光滑半球c放在光滑的水平面上，a、b两个光滑球放在半球上并分别与光滑的竖直挡板M、N接触。a、b两球质量相等，a、b、c处于静止状态，下列说法正确的是（）

A．N板对b的作用力等于M板对a的作用力

B．c对b的作用力等于c对a的作用力

C．c对b的作用力大于b的重力

D．水平面对c的作用力小于a、b、c三者的总重力

10．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图像（以地面为参考系）如图所示。已知v2>v1，则（）

A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C．0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D．0~t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

11．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，则（）

A．轻质绳长为

B．当地的重力加速度为

C．当时，轻质绳的拉力大小为

D．当时，小球受到的弹力与重力相等

12．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑到图中B处时，下滑距离也为d，下列说法正确的是（）

A．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg

B．小环到达B处时，重物上升的高度也为d

C．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为

D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为

三、实验题

13．（2023高一上·长沙期中）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中主要操作有：

A．用弹簧测力计测出木块A的重力为G=6.00N

B．用弹簧测力计测出木板B的重力为G′=9.25N

C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板

D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并即刻读出弹簧测力计的示数平行于桌面的细线

（1）该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误。多余的步骤是，存在错误的步骤是。

（2）按正确方法重新操作，弹簧测力计的示数如图乙所示，其示数为N。

（3）根据该同学的测量数据，可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为。

14．（2022高一下·通榆月考）图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球抛出时；

（2）图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s；（g＝9.8m/s2）

（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s，小球运动到B点的竖直分速度为m/s，平抛运动初位置的坐标为（如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g＝10m/s2）。

四、解答题

15．如图所示，物体A置于水平桌面上，物体B的重力为6N，物体A、B均处于静止状态，绳OA水平，绳OC与水平方向成37°角。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）

（1）求绳OC中的拉力的大小；

（2）求物体A受到的摩擦力的大小；

（3）若物体A与水平桌面间的最大静摩擦力为10N，为使物体A、B保持静止状态，则物体B的重力不能超过多大？

16．如图所示，和两物块（可视为质点）放在转盘上，的质量为的质量为，的质量为2m，两者用长为的细绳连接，距转轴距离为，两物块与转盘间的动摩擦因数均为，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，细绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，重力加速度为，求：

（1）角速度为何值时，绳上刚好出现拉力；

（2）角速度为何值时，、开始与转盘发生相对滑动。

17．如图，半径的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为和。在高的光滑水平平台上，一质量的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数，重力加速度g取，，。求：

（1）弹簧存储的弹性势能；

（2）物体经过B点时，对圆弧轨道压力的大小；

（3）物体在轨道CD上运动的路程。（结果保留两位小数）

答案解析部分

1．【答案】C

【知识点】质点；参考系与坐标系

【解析】【解答】参考系不同，观察结果一般不同；研究地球绕太阳公转时，可以看成质点；研究运动员跳高的动作时，运动员形状大小是主要因素，不可以把运动员视为质点；比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系。本题选说法错误的，故选：C。

【分析】比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，参考系不同，观察结果一般不同；

能否看成质点要看形状大小是否是主要因素。

2．【答案】B

【知识点】平抛运动

【解析】【解答】根据平抛运动规律：

竖直方向

解得

因为可知

在水平方向

因为，

则初速度

故答案为：B。

【分析】根据平抛运动规律判断初速度大小和运动时间的长短。

3．【答案】A

【知识点】开普勒定律

【解析】【解答】在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，若匀速运动，则tcd=，但根据开普勒第二定律，cd区间速度小，故c到d的时间tcd>，同理tab

B．a到b的时间tab>

C．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间

D．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间

【答案】A

【知识点】开普勒定律

【解析】【解答】在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，若匀速运动，则tcd=，但根据开普勒第二定律，cd区间速度小，故c到d的时间tcd>，同理tabv1，则（）

A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C．0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D．0~t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

【答案】B,D

【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型；运动学v-t图象

【解析】【解答】A．根据小物块在传送带上运动的v-t图像，0~t1时间内小物块向左做匀减速直线运动，t1时刻小物块向左速度减为零，此时离A处的距离达到最大，故A错误；

B．t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后小物块相对传送带静止，t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；

CD.0~t2时间内小物块先减速，后反向加速，小物块受到大小不变，方向始终向右的摩擦力作用，根据滑动摩擦力公式f=mg，故C错误，D正确。

故选：BD。

【分析】根据v-t图像，分析t1时刻小物块距A最远；t2时刻小物块与传送带共速，相对传送带滑动的距离达到最大；根据运动情况，分析小物块受摩擦力方向；根据滑动摩擦力公式f=mg，分析摩擦力大小。

11．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，则（）

A．轻质绳长为

B．当地的重力加速度为

C．当时，轻质绳的拉力大小为

D．当时，小球受到的弹力与重力相等

【答案】A,D

【知识点】竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】设绳长为l，由圆周运动牛顿第二定律，小球在最高点有T+mg=，整理有T=-mg，由图乙，-mg=-a，=，故g=，l=，故A正确，B错误；当时，有T+mg=，解得T=，故C错；当时，由T+mg=，可得T=mg=a，故拉力与重力相等，故D正确．

故选：AD。

【分析】由圆周运动牛顿第二定律列式，结合图像，求重力加速度和绳子长度；将CD数据代入圆周运动牛顿第二定律，分析拉力大小。

12．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑到图中B处时，下滑距离也为d，下列说法正确的是（）

A．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg

B．小环到达B处时，重物上升的高度也为d

C．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为

D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为

【答案】A,C

【知识点】牛顿第二定律；运动的合成与分解

【解析】【解答】A．刚释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，由牛顿第二定律，重物合力向上，则绳中张力大于重力2mg，故A正确；

B．小环到达B处时，重物上升的高度应为绳子收缩的长度为（d-d），故B错误；

CD．沿绳子方向速度大小相等，将小环的速度沿绳子方向与垂直于绳子方向分解，则vcos=v物，小环在B处，=45，则v=v物，故C正确，D错误。

故选：AC。

【分析】重物将加速上升，由牛顿第二定律，分析绳子张力；重物上升的高度应为绳子收缩的长度，根据几何关系，计算上升的高度；沿绳子方向速度大小相等，将小环的速度沿绳子方向与垂直于绳子方向分解，分析速度大小之比。

三、实验题

13．（2023高一上·长沙期中）为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中主要操作有：

A．用弹簧测力计测出木块A的重力为G=6.00N

B．用弹簧测力计测出木板B的重力为G′=9.25N

C．按图甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板

D．松开按住木块和木板的手，让其运动，并即刻读出弹簧测力计的示数平行于桌面的细线

（1）该同学的上述操作中有一个步骤是多余的，有一个步骤存在错误。多余的步骤是，存在错误的步骤是。

（2）按正确方法重新操作，弹簧测力计的示数如图乙所示，其示数为N。

（3）根据该同学的测量数据，可得到木块A和木块B之间的动摩擦因数为。

【答案】（1）B；D

（2）2.10

（3）0.35

【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数

【解析】【解答】(1)要测量木块A和木板B之间的动摩擦因数，由摩擦力的公式知

所以要知道滑动摩擦力的大小和A对B的压力的大小，A对B的压力和A的重力相等，所以需要知道A的质量，但B的重力没有用，所以不需要知道B的质量，多余的步骤是B；通过弹簧秤的示数来测量滑动摩擦力的大小，当物体刚开始运动时，示数不稳定，此时读数带来的误差较大，正确的做法应该是：松开按住木块和木板的手，让其运动，待木块静止后读出弹簧测力计的示数，故步骤D不符合题意。(2)由弹簧秤可以直接读出为2.10N。(4)

【分析】（1）利用摩擦力的表达式可以判别测量动摩擦因数需要测量摩擦力和压力的大小；所以需要测量A的质量；实验应该松开按住木块和木板的手让其运动，才可以读出弹力的读数，此时弹力才等于木块与木板间摩擦力的大小；

（2）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；

（3）利用摩擦力和压力的大小可以求出动摩擦因数的大小。

14．（2022高一下·通榆月考）图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球抛出时；

（2）图乙是实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s；（g＝9.8m/s2）

（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s，小球运动到B点的竖直分速度为m/s，平抛运动初位置的坐标为（如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，g＝10m/s2）。

【答案】（1）水平；初速度相同

（2）1.2

（3）2.0；2.0；（－0.1m，0）

【知识点】研究平抛物体的运动

【解析】【解答】（1）平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平；每次让小球从同一位置由静止释放，小球下落高度相同才能保证每次平抛得到相同的初速度；

（2）根据平抛运动规律h＝gt2，x＝v0t，代入数据解得v0＝1.2m/s

（3）由题图丙可知，从A到B和从B到C，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同hBC－hAB＝g（Δt）2，可得Δt＝0.1s，所以v0′＝＝2.0m/s，小球运动到B点的竖直分速度vBy＝＝2.0m/s，则小球从抛出点运动到B点时所经过的时间tB＝＝0.2s，故平抛运动初位置的水平坐标x＝6×0.05m－v0tB＝－0.1m，竖直坐标y＝4×0.05m－gtB2＝0，所以平抛运动初位置的坐标为（－0.1m，0）

【分析】（1）探究平抛运动的特点”的实验时斜槽末端切线水平，每次让小球从同一位置释放，为保证每次抛出时的初速度相同；

（2）平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动的规律得出初速度的大小；

（3）结合匀变速直线运动的平均速度的表达式以及位移与时间的关系得出平抛运动的初位置。

四、解答题

15．如图所示，物体A置于水平桌面上，物体B的重力为6N，物体A、B均处于静止状态，绳OA水平，绳OC与水平方向成37°角。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）

（1）求绳OC中的拉力的大小；

（2）求物体A受到的摩擦力的大小；

（3）若物体A与水平桌面间的最大静摩擦力为10N，为使物体A、B保持静止状态，则物体B的重力不能超过多大？

【答案】（1）解：结点O处于平衡状态，竖直方向由平衡条件可得

解得

（2）解：对结点O，在水平方向由平衡条件可得

联立解得

物体A处于平衡状态，故物体A受到的静摩擦力大小等于8N，方向水平向左。

（3）解：若物体A与水平桌面间的最大静摩擦力f=10N，对结点O由平衡条件可得

解得

即物体B的重力不能超过7.5N。

【知识点】共点力的平衡

【解析】【分析】（1）结点O处于平衡状态，竖直方向由平衡条件列式，求绳OC中的拉力的大小；

（2）对结点O，在水平方向由平衡条件列式，求物体A受到的摩擦力的大小；

（3）对结点O，由平衡条件列式，分析物体B的重力不能超过多少。

16．如图所示，和两物块（可视为质点）放在转盘上，的质量为的质量为，的质量为2m，两者用长为的细绳连接，距转轴距离为，两物块与转盘间的动摩擦因数均为，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，细绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，重力加速度为，求：

（1）角速度为何值时，绳上刚好出现拉力；

（2）角速度为何值时，、开始与转盘发生相对滑动。

【答案】（1）解：两物块都靠静摩擦力提供向心力，转动半径更大的B先达到最大静摩擦力，此时绳子开始出现弹力，有

解得

故角速度为时，绳上刚好出现拉力。

（2）解：当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有

对B有

联立解得：

故角速度为时，、开始与转盘发生相对滑动。

【知识点】牛顿第二定律；生活中的圆周运动

【解析】【分析】（1）静摩擦力提供向心力，B先达到最大静摩擦力