2022-2023学年河北省秦皇岛市青龙县二校高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年河北省秦皇岛市青龙县二校高一（下）期末物理

试卷

一、选择题（本大题共10小题，共40分）

1.探究向心力的大小/与小球质量Tn、角速度3和标尺半径r之间关系的实验装置如图所示,

已知挡板4、B、C到转轴距离之比为1：2：1。某次实验选用质量相同的小球分别放在变速

塔轮的长槽挡板4处和短槽挡板C处，当塔轮匀变速转动时左右两标尺露出的格子数之比为1：

4。则传动手柄皮带所用的左右两侧塔轮圆盘半径之比为（）

D.1：4

2.2021年12月9日，中国空间站''天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航

天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中

继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速

圆周运动，下列说法正确的是（）

A.空间站的角速度小于中继卫星的角速度B.空间站的加速度大于中继卫星的加速

度

C.空间站的线速度小于中继卫星的线速度D.中继卫星的线速度等于第一宇宙速度

3.关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（）

A.两个直线运动的合运动一定是直线运动

B.两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动

C.两个匀加速直线运动的合运动一定是直线运动

D.两个初速度为0的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动

4.在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度为竖直上抛一小球，

小球在空中运动时的。-t图像分别如图所示。假设两星球均为质量

均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确

的是（）

A.星球P和星球Q的质量之比为3：1

B.星球P和星球Q的密度之比为1：1

C.星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为1：1

D.星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1：3

5.两点分别以速度％、以水平抛出两个相同的小球，可视为质C,P

点，它们在水平地面上方的P点相遇.假设在相遇过程中两球的b—T2

•P

运动没有受到影响，则下列说法正确的是（）

7777777777777777777777

A.两个小球从a、b两点同时抛出

B.两小球抛出的初速度%=V2

C.从a点抛出的小球着地时水平射程较大

D.从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大

6.已知地球的半径为R,万有引力常量为G,某人造地球卫星在离地球表面九高处的轨道上

做周期为T的匀速圆周运动，则下列说法错误的是（）

A.该卫星的环绕速度小于第一宇宙速度

B.该卫星运行的角速度大小为半

C.地球的质量为4滔（Ry）3

GT2

D.地球表面的重力加速度大小4/（以）3

GT1Ri

7.一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面，然后又滑回斜面底端，己知小物体的初动能

为E,返回斜面底端时的速度为力克服摩擦力做功为与若小物体冲上斜面的初动能为2E,则

下列选项中正确的一组是（）

①物体返回斜面底端时的动能为E

②物体返回斜面底端时的动能为当

③物体返回斜面底端时的速度大小为为

④物体返回斜面底端时的速度大小为，

A.①③B.②④C.①④D.②

8.有科学家认为，木星并非围绕太阳运转，而是围绕着木星和太阳之间的某个公转点进行

公转，因此可以认为木星并非太阳的行星，它们更像是太阳系中的“双星系统”。假设太阳

的质量为木星的质量为m2,它们中心之间的距离为L,引力常量为G,则下列说法正确

的是（）

A.太阳的轨道半径为R=R⅛L

B.木星的轨道半径为r=筹L

C.这个“双星系统”运行的周期为T=2πLI“上、

∖G（m1+m2）

D.若认为木星绕太阳中心做圆周运动，则木星的运行周期为T=2立ʃɪ

9.如图所示，一个质量为小的物体以某一速度从4点冲上倾八/C

角为30。的斜面，其运动的加速度为第，这物体在斜面上上

升的最大高度为九，则物体在斜面上运动的整个过程中（）

B

A.上升过程物体动能减少了

B.上升过程重力势能增加了亮τng∕ι

C.物体在斜面上运动的整个过程机械能损失了Jmgh

D.物体沿斜面上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力做功的平均功率

10.如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的4端放置一个

质量为m的小物体.现缓慢抬高4端，使木板以左端为轴转动.当木板

转到跟水平面的夹角为α时，小物体开始滑动，此时停止转动木板，

小物体滑到底端的速度为V，则在整个过程中（）

A.木板对物体做功为义加卢B.摩擦力对小物体做功为HigLsina

C.支持力对小物体做功为零D.克服摩擦力做功为HigLsina-2m/

二、非选择题（60分）

11.在验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.20kg的重物拖着纸带自由下落，在纸带上打

出一系列的点，如图所示.已知相邻计数点间的时间间隔为0.02秒，当地的重力加速度为

9.80πι∕s2,回答以下问题.

单位3CB

P••••A•BC

:16.68,

:20.43~~,

24.56

（1）纸带的（选填“左”或“右”）端与重物相连；

（2）打点计时器应接（选填“直流”或“交流”）电源，实验时应先（填“释放纸

带”或“接通电源”）；

（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△昂=J,此过程中物体动

能的增加量AEk=_____J；（结果保留3位有效数字）

12.在“探究平抛运动的特点”实验中，采用如图甲所示的实验装置。

（1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是。

A.安装斜槽时应使其末端切线水平

8.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差

C小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放

D小球在斜槽上释放的位置尽可能靠近斜槽末端

(2)如果小球每次从斜槽上不同位置静止释放，离开斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小

球每次在空中运动的时间(选填“相同”或“不同”)。

(3)小张同学为研究平抛运动，采用如图乙所示的方式来确定平抛运动轨迹(即横档条卡住平

抛小球，用铅笔标注小球最高点)，那么坐标原点应选小球在斜槽末端点时的。

A.球的顶端

8.球心

C.球的底端

(4)如图丙所示，力、8、C是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格长L=

5cm,g取IOnι∕s2,则小球平抛的初速度为=TnIs。

(5)小方同学用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像(每秒25帧)，他目测斜槽末端到挡板的竖

直高度大约为0∙2m,小方同学采用逐帧分析的方法进行研究，那么他大约可以得到帧

小球正在空中运动的照片。

13.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验。在离地面九高处让小球以北的初速度

水平抛出，测得小球落地点与抛出点的水平距离为，已知该星球的半径为R,万有引力常量

为G,不计星球的自转，求：

(1)未知星球的第一宇宙速度；

(2)未知星球的密度。

14.标准排球场总长为18m,宽为9m,设球网高度为2τn,运动员站离网3τn接近边线的A处

2

(图中未画出)面对球网竖直跳起将球水平击出，空气阻力不计，如图所示。(5=10m∕s)

(I)若击球点的高度为2.5τn,为使球不触网的最小速度为多少？使球不出界的最大速度为多少？

(2)当击球点的高度为何值时，无论水平击球的初速度多大，球不是触网就是越界？

15.跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图所示为一简

化后的跳台滑雪的雪道示意图.助滑坡由48和BC组成，AB

是倾角为。=37。的斜坡，BC是半径为R=IOnl的圆弧面，

圆弧面和斜面相切于与水平面相切于C,AB竖直高度差

刈=35m,竖直跳台CD高度差为九2=5m,跳台底端与倾

角为。=37。的斜坡OE相连.运动员连同滑雪装备总质量为

80kg,从4点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡上，测得坡上落点E

到D点距离为125zn(不计空气阻力，sin37o=0.6,cos37°=0.8,g=lθm/s2).求：

(I)运动员到达C点的速度大小；

(2)运动员由4滑到C雪坡阻力做了多少功.

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：根据左右两标尺露出的格子数之比可知两球做圆周运动的向心力之比为1：4,而小

球做圆周运动的半径和质量不变，根据F=mω2r

可得转动的角速度之比为1：2,因为靠皮带传动，两个变速塔轮的线速度大小相等，根据V=3R

则皮带所用的左右两侧塔轮圆盘半径之比为2：Io故A正确，BS错误。

故选：Ao

根据左右两标尺露出的格子数得到向心力关系，根据向心力公式得到角速度关系，根据线速度、

角速度关系得到半径关系。

本题关键是掌握根据左右两标尺露出的格子数得到向心力关系，掌握向心力公式、线速度、角速

度关系式。

2.【答案】B

【解析】解：人中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为24小时，空间站转一圈约90分钟，

由公式3=半，知空间站角速度大于中继卫星角速度，故4错误；

8、由开普勒第三定律q=k,知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由粤=mα得:α=缪，

所以空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故B正确；

CD,由万有引力定律提供向心力喀=∏lQ得：V=叵，可知空间站的线速度大于中继卫星

rzr7r

的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故Co错误。

故选：Bo

根据万有引力提供圆周运动向心力由轨道半径关系分析向心加速度、线速度、角速度的关系.

熟练掌握万有引力提供圆周运动向心力并熟知第一宇宙速度和同步卫星的相关问题是解决本题的

关键.

3.【答案】BD

【解析】解：4两个直线运动的合运动不一定是直线运动.比如平抛运动.故A错误.

8、两个匀速直线运动的合运动，因为合加速度为零，合运动仍然是匀速直线运动.故B正确.

C、两个匀加速直线运动的合速度方向与合加速度方向如果不在同一条直线上，合运动为曲线运

动.故C错误.

。、两个初速度为零的匀加速直线运动，因为合速度为零，合加速度不为零，则合运动是初速度

为零的匀加速直线运动.故。正确.

故选BD.

当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上时，物体的合运动是直线运动，当合加速度的

方向与合速度的方向不在同一条直线上，则合运动是曲线运动.

解决本题的关键知道速度和加速度的合成与分解遵循平行四边形定则，掌握判断合运动是直线运

动还是曲线运动的方法.

4.【答案】B

【解析】解:4、根据U-t图像的斜率表示加速度，可得两星球表面重力加速度之比为gp：9Q=个:

›=3：1

丸O

在星球表面，根据万有引力等于重力，得G粤=mg,可得M=运，则星球P和星球Q的质量之

RG

2

比票=写，代入数据解得：空=与，故A错误；

M1

MQQQRQQ

B、由M=p-ɪ-

3

联立可得p=z⅜,故”=笔，代入数据解得：并=1,故B正确；

L4πGRPQMQRPPQ

C、第一宇宙速度是卫星绕星球表面做匀速圆周运动的线速度，由粤=m[得：v=再,故

MRy∣R

"=I⅛,代入数据解得：詈=：,故C错误；

VQ7MQRPVQ1

D、由G零=m誓，可得T=2n[j,得出7＞：TQ=I:1.故。错误。

故选：Bo

根据t图线的斜率求出两星球表面的重力加速度之比，然后结合星球表面的重力等于万有引力

即可求出质量关系和密度的关系，根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度和近地卫星的周期。

本题考查万有引力定律和抛体运动的综合应用，关键是根据万有引力等于重力，以及万有引力提

供向心力进行解答。

5.【答案】D

【解析】

【分析】

根据高度比较平抛运动的时间，确定两球抛出的先后顺序.根据水平位移和时间比较初速度.根

据落地时竖直分速度的大小比较重力瞬时功率的大小.

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，

初速度和时间共同决定水平位移.

【解答】

解：4、两球到达P点，α球下降的高度较大，根据t=J得知，α球的运动时间较长，贝IJa球先抛

出，故A错误.

B、到达P点，α球运动的时间较长，两球的水平位移相等，根据X=%t知，v2>v1,故8错误.

C、到达P点后，α球的竖直分速度较大，则ɑ球从P点到达地面所需的时间较短，由于ɑ球水平分

速度较小，则α球的水平位移较小，故C错误.

。、根据％=∕⅛知，α球到达地面时竖直分速度较大，根据P=mg与知，α球着地时重力的瞬

时功率较大，故。正确.

故选：D.

6.【答案】D

【解析】解：4、第一宇宙速度是绕地球匀速圆周运动的最大速度也是近地卫星的最大速度，由

于神舟七号飞船轨道半径大于地球半径，故其运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；

B、根据角速度定义，可求卫星运动的角速度3=竿，故B正确；

C、根据万有引力提供圆周运动向心力有：7⅛=陪）2（R+八）可得：地球质量M=4/（Ry）3,

故。正确；

。、在球地球表面重力与万有引力相等有:爷=mg可得地球表面重力加速度g=*=等攀上

故。错误。

本题选错误的，

故选：D。

第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，万有引力提供圆周运动向心力由此分析线速度向心

加速和地球表面重力加速度。

运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法.向心力的公式选取要根据题目提供的已

知物理量或所求解的物理量选取应用。

7.【答案】C

【解析】解：以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中，由动能定理得：

ɪmv2-E=-I...①

设以初动能为E冲上斜面的初速度为火,则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为，而加速度

相同。对于上滑过程，根据-2αx=/一诏可知％=用，所以第二次冲上斜面的位移是第一次的

Za

两倍，上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，上升和返回的整个过程中克服摩擦力做功是

第一次的两倍，即为E。以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中，运用动能定理得：

—τnv'^—2E———E...(2)

所以返回斜面底端时的动能为E；由①②得：

v'=y∕~2v<>

故①④正确，②③错误；

故ABO错误，C正确。

故选：Co

冲上斜面和返回到斜面底端两过程中克服摩擦阻力做功相等；初动能增大后，上升的高度也随之

变大，可根据匀减速直线运动的速度一位移公式求出上升的位移，进而表示出克服摩擦力所做的

功；对两次运动分别运用动能定理即可求解。

该题考查了动能定理的直接应用，注意以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做

的功也不同。

8.【答案】CD

【解析】解：AB,双星靠相互之间的万有引力提供向心力，两者角速度相同，设为3,贝∣J:

12

对太阳，有：G^=m1ωR(T)

2

对木星，有：=m2ωr@

得：m1R=m2r③

又R+r=L,解得：R=i⅛L,r=ɪʌ,故AB错误；

C、由①得：G詈=t∪2R=*R④

由②得：G詈=/R=竽R⑤

由④⑤解得=2句短焉，故C正确；

2

。、若认为木星球绕太阳中心做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：G≡⅛=m2(y)L,

解得T=2TILJ系,故。正确。

故选：CDa

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，应用牛顿第二定律列方程求解。

解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，会用万有引力提

供向心力进行求解。

9.【答案】AC

【解析】解：4、由题，物体在斜面上上升的最大高度为h,克服重力做功为mg∕ι,则重力势能增

加了mgho

根据牛顿第二定律得：mgsin300+f=ma,得到摩擦力大小为f=2小9,物体克服摩擦力做功

为必=/"•布Mr=SnIgX2h=qmg∕ι,所以物体的机械能损失了;mgh,动能减少了WG+叼=

IrngZi.故A正确，8错误；

C、物块向上运动的过程中与向下运动的过程中摩擦力对物体做的功是相等的，所以物体在斜面

上运动的整个过程机械能损失了^τng∕ι,故C正确；

。、由于物块在运动的过程中克服摩擦力做功，所以物块回到出发点时的速度一定小于开始时的

速度，所以物块上升过程中的平均速度大于下降过程中的平均速度，所以物体沿斜面上升过程克

服重力做功的平均功率大于下降过程重力做功的平均功率。故。错误。

故选:AC.

物体在斜面上上升的最大高度为八，克服重力做功为τng∕1,知重力势能的变化.根据牛顿第二定律

求出摩擦力大小，根据物体克服摩擦力做功等于物体机械能的损失，求解机械能的损失.根据合

力做功，求解动能的损失.

本题考查对几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，

除重力以外的力做功与机械能的变化有关∙

10.【答案】AD

【解析】解：

8、物块在缓慢提高过程中，静摩擦力始终与运动方向垂直，所以摩擦力不做功，物块在滑动过程

中，由动能定理可得：W湾+mgLSina=TnIU2-0,则有滑动摩擦力做功为TnW2-HigLsina,

所以克服摩擦力做功为mgLsina-gm172,所以B错误，。正确。

C、在下滑的过程中，支持力不做功，在上升的过程中，根据动能定理可得，W-mgLsina=O,

所以支持力对物体做功为W=mgLsina,所以C错误。

人木板对物体做功为支持力和摩擦力对物体做功的和，所以木板对物体做功为Tnw2-

mgLsina+mgLsina=,所以4正确。

故选：AD.

当缓慢提高木板时，导致物块受到的支持力发生变化，则不能再根据功的定义去算支持力对物块

做的功，因此由动能定理结合重力做功，可求出支持力做功.在此过程中，静摩擦力始终与运动

方向垂直，所以静摩擦力不做功.当物块滑动后，可由动能定理求出滑动摩擦力做的功.

当力是恒定时，除可由力与力的方向位移求出功外，还可以由动能定理来确定；当力是变化时，

则只能由动能定理来求出力所做的功.

11.【答案】左交流接通电源0.4000.388

【解析】解：(1)重物做加速运动，纸带在相等时间内位移逐渐增大，可知纸带的左端与重物相连.

(2)打点计时器应接交流电源，实验时先接通电源，再释放纸带.

(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量为：

△Ep=mgh=0.20X9.8X0.2043/≈0.400/.

B点的瞬时速度为：

X(24.56-16.68)×IO-2

VB=药AC=---------Q-Q4--------------m/s=l∙97m∕s

则动能的增加量为：△Ek=ɪmvj=TX0.20X1.972/t0.3887.

故答案为：(1)左(2)交流，接通电源(3)0.400；0.388

(1)根据相等时间内的位移变化判断纸带的哪一端与重物相连.

(2)打点计时器应接交流电源，实验时先接通电源，再释放纸带.

(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量,

根据下降的高度求出重力势能的减小量.

解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根

据下降的高度求解重力势能的减小量.

12.【答案】AC相同A1.55

【解析】解：(1)4研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出

时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是保证小球飞出时初速

度水平，故A正确；

8.小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故B错误；

C.由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹

相同，所以要求小球每次从同一高度且静止释放，故C正确；

。.为了保证小球做平抛运动的初速度适当，小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低,

故。错误。

故选:AC.

(2)小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初

速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。

(3)确定平抛运动轨迹过程，是横档条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，故坐标原点也应选

小球在斜槽末端点时的球的顶端；

(4)Z,=5cm=0.05m

由图可知，从A到B与从B到C时间间隔相等，设为T,竖直方向，根据ZIy=gT2=2L

解得：T=0.1s

水平方向%7=3L

解得。0=1.5m∕s

(5)小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，课桌的高度约为0.2m,根据竖直方向上的运动特

点可得：

h=∖gt2

解得"再=Z1等s=0∙2s

又因为每秒25帧照片，所以0.2s将拍到n=洋X25帧=5帧

故答案为：(I)AC;(2)相同;(3)4(4)1.5；(5)5

(1)根据实验原理掌握正确的实验操作；

(2)根据实验现象得出小球运动时间的关系；

(3)根据实验原理分析出坐标原点应在小球的顶端；

(4)根据平抛运动的特点结合运动学公式得出小球的初速度；

(5)先根据竖直方向上的运动特点得出时间，利用时间完成分析。

本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动的特点

和运动学公式即可完成分析。

13.【答案】解：(1)小球做平抛运动，在水平方向，有：x=v0t

在竖直方向上，有：h=∖gt2

解得该星球表面的重力加速度为：g=?我

绕地球表面做圆周运动的卫星，有：mg=m4

解得未知星球的第一宇宙速度为：v=y∕~^R=^>Γ2hR

(2)根据万有引力和重力的关系可得：G塔I=TnIg

可得未知星球的质量为：M="!=网擘

GGx2

2hv^R2

未知星球的密度为：0一生一二逗二一且运。

PV-*R3-2nRGx2

答：(1)未知星球的第一宇宙速度为半口正；

(2)未知星球的密度为屈1.

2πRGxz∙

【解析】(1)小球做平抛运动，根据平抛运动的规律求解该星球表面的重力加速度，根据万有引力

提供向心力求解未知星球的第一宇宙速度；

(2)根据万有引力和重力的关系求解未知星球的质量，根据密度的计算公式求解未知星球的密度。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，

忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。

14.【答案】解：(1)球在空中做平抛运动，球恰好不触网时，根据：hi=∖gtl

解得：廿咫=产蜉s