2023北京二中高一（下）期末物理（学考）试题及答案

高中PAGE1高中2023北京二中高一（下）期末物理（学考）一、单项选择题（每小题的四个选项中，只有一个选项是正确的，每小题2分，共70分）1.经过精密实验测出万有引力常量，被称为“称量地球的人”的是（）A.牛顿 B.弟谷 C.开普勒 D.卡文迪许2.下列哪种能量不是机械能（）A.动能 B.重力势能C.相互摩擦产生的能量 D.拉弯的弓所具有的势能3.做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是A.动能 B.速度 C.加速度 D.合外力4.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.曲线运动的加速度的方向一定在变化B.曲线运动的速度可以是不变的C.曲线运动的速度的大小一定在变化D.曲线运动一定是变速运动5.在同一高度有两个小球同时开始运动，一个水平抛出，另一个自由落下，在它们运动过程中的每一时刻，有（）A.加速度不同，速度相同 B.加速度相同，速度不同C.下落高度相同，位移相同 D.下落高度不同，位移不同6.做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（）A.大小相等，方向相同 B.大小不等，方向不同C.大小相等，方向不同 D.大小不等，方向相同7.不考虑空气阻力，下列运动中不是匀变速运动的是（）A.绕地球做匀速圆周运动的卫星 B.从窗口自由释放下落的小球C.从窗口水平抛出的小球 D.沿光滑斜面下滑的小球8.如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，则绳的拉力F大小为A. B.C. D.9.如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（）A.摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球A受拉力和向心力的作用C.摆球A受拉力和重力的作用 D.摆球A受重力和向心力的作用10.一个水平的圆盘上放一个木块，木块随圆盘绕通过圆盘中心的竖直轴匀速转动，如图所示，木块受到的圆盘对它的摩擦力的方向为（）A.方向指向圆盘的中心 B.方向背离圆盘的中心C.方向跟木块运动的方向相同 D.方向跟木块运动的方向相反11.如图所示，一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力为，在拱形路面上行驶中经过最高处时对路面的压力，已知这辆汽车的重力为G，则（）A. B. C. D.12.一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为2r时，所受万有引力为()A.F B.3F C.F D.F13.关于万有引力，以下说法中正确的是（）A.只有天体之间才有万有引力B.万有引力的大小与两物体间的距离成反比C.地球对太阳的万有引力比太阳对地球的万有引力小D.任何两个有质量的物体之间都存在万有引力14.由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.轨道平面可以不同B.轨道半径可以不同C.质量可以不同D.速率可以不同15.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越远，则A.所受的万有引力越小B.运行的角速度越大C.运行的线速度越大D.做圆周运动的周期越小16.在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是（）A.石块自由下落的过程B.电梯加速上升的过程C.抛出的铅球在空中运动的过程D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程17.改变物体的质量和速度，可以改变物体的动能。在下列情况中，使一个物体的动能为原来的2倍的是（）A.质量不变，速度增大到原来的2倍 B.质量不变，速度增大到原来的4倍C.速度不变，质量增大到原来的2倍 D.速度不变，质量增大到原来的4倍18.完全相同的甲、乙、丙三个小球，分别沿如图所示路径，从相同高度滑到同一水平面上，下列说法正确的是（）A.重力对甲球做功最多 B.重力对乙球做功最多C.重力对丙球做功最多 D.重力对三个小球做功一样多19.如图所示，物块在与水平方向成角的拉力的作用下，沿水平面向右运动一段距离，在此过程中，拉力对物块所做的功为（）A. B. C. D.20.如图所示，一光滑斜面固定在水平地面上，高度为h．小物块从斜面顶端A处由静止开始下滑，当滑到斜面底端B处时，小物块速度的大小为()A. B.gh C.2gh D.21.一个木箱以一定的初速度在水平地面上滑行，在地面摩擦力的作用下木箱的速度逐渐减小，这表明（）A.摩擦力对木箱做正功 B.木箱克服摩擦力做功C.木箱动能逐渐减小，但机械能总量不变 D.木箱的重力势能逐渐增加，机械能增加22.火车在倾斜的轨道上转弯，弯道的倾角为θ，半径为R，则火车内、外轨都不受轮边缘挤压时的转弯速率是A. B. C. D.23.一个飞镖以初速度水平抛出，插入正前方墙上挂着的竖直飞镖盘中，若飞镖插在盘上时与盘面成角，不考虑空气阻力，则飞镖开始飞出的位置到飞镖盘的水平距离为（）A.2m B.2.5m C.4.5m D.5m24.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为，则它们的（）A.周期之比为 B.速度之比为C.加速度之比为 D.角速度之比25.某个行星，其半径是地球半径的2倍，质量是地球质量的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A.6倍 B.4倍 C.倍 D.12倍26.一质量为的滑块，以速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为（方向与原来相反），在整段时间内，水平力所做的功为（）A. B.C. D.27.汽车发动机的额定功率为80kW，它在平直公路上行驶的最大速度可达20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是（）A.1600N B.2500N C.4000N D.8000N28.质量为m的石子从距地面高为H的塔顶以初速v0竖直向下运动，若只考虑重力作用，则石子下落到距地面高为h处时的动能为（g表示重力加速度）（）A.mgH+ B.mgH-mghC.mgH+-mgh D.mgH++mgh29.如图，长为L的固定斜面与竖直方向夹角，质量为m的木块从斜面顶端滑到底端的过程，斜面与木块之间的支持力大小为N，摩擦力大小为f，则（）A.重力做功做 B.支持力做功为C.摩擦力做功为 D.摩擦力做功为30.用大小为20N的水平推力，将重为100N的物体沿水平方向推动了5m，物体所受摩擦阻力大小为10N，则该过程中物体的动能增加了（）A.100J B.500J C.0 D.50J31.如图，有两个圆锥摆，摆线与竖直方向夹角都是，摆球质量也一样，只是摆线长短不同，则（）A.摆线较长的小球速度较小 B.摆线较长的小球周期较大C.摆线较长的小球受到绳的拉力较大 D.摆线较长的小球所受向心力更大32.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积33.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是（）A. B. C. D.mgR34.人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中（）A.物体所受的合外力做功为B.物体所受的合外力做功为C.人对物体做的功为D.人对物体做的功等于35.将质量为1kg的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。取重力加速度。下列说法正确的是（）A.物体能上升的最大高度为3mB.物体受到的空气阻力大小为2NC.上升过程中物体加速度大小为10m/s2D.下落过程中物体克服阻力做功为24J二、实验题（每空2分，共10分）36.（1）利用如图所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与______（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律。（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。A.秒表B.刻度尺C.天平（含砝码）（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得他们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量______。（4）一次实验中，质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图所示。已知相邻两点之间的时间间隔为0.02s。测得A、B两点间的距离为4.80cm，BC两点间的距离为6.20cm。由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为______J。（保留三位有效数字）三、计算题（本题共3小题，共20分。解答各小题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位）37.如图所示，质量为的小孩从高的长满青草的小土坡顶上无初速的滑下来。到达土坡底端时的速度为。取。求（1）该过程重力对小孩做的功；（2）小孩克服阻力做的功。38.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。39.图甲所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量。如图乙所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到a点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为b点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，弹性绳的弹力大小，其中x为弹性绳的形变量，且游客从离开蹦极平台第一次运动到最低点的过程中，机械能损失可忽略。已知该游客的质量，，弹性绳的原长。取重力加速度。（1）求游客第一次到达a点时的速度大小v；（2）求游客下落过程中速度第一次达到最大值时弹性绳的形变量；（3）国家有关部门规定蹦极所需的弹性绳最大伸长量应不超过原长的4倍。已知弹性绳的形变量为x时，它的弹性势能。请你判断该游客使用的这根弹性绳是否符合规定，并简述理由。

参考答案一、单项选择题（每小题的四个选项中，只有一个选项是正确的，每小题2分，共70分）1.【答案】D【详解】卡文迪许通过扭秤测量出万有引力常量，被称为“称量地球的人”。故选D。2.【答案】C【详解】动能、重力势能和拉弯的弓所具有的势能都属于机械能；相互摩擦产生的能量不是机械能。故选C。3.【答案】A【详解】速度、加速度、合外力均为矢量，既有大小又有方向．在匀速圆周运动中，速度、加速度和合外力的方向每时每刻发生变化，但动能为标量，只有大小，因为在匀速圆周运动中，速度大小不变，由得，动能不变．故A正确，BCD错误．4.【答案】D【详解】A．曲线运动的加速度的方向不一定变化，例如平抛运动仅受重力，加速度方向始终竖直向下，故A错误；B．曲线运动的速度方向时刻在变化，因此曲线运动的速度一定是变化的，故B错误；C．曲线运动的速度的大小不一定变化，例如匀速圆周运动的速度大小一定，方向发生变化，故C错误；D．曲线运动的速度方向时刻发生变化，因此曲线运动一定是变速运动，故D正确。故选D。5.【答案】B【分析】【详解】AB．自由落体运动的加速度为g，平抛运动在水平面上时匀速直线运动，在竖直方向上是自由落体运动，即加速度为g，所以在它们运动过程中的每一时刻，加速度都相等，自由落体运动的速度平抛运动的速度所以每时刻的速度大小不同，方向也不同A错误，B正确；CD．自由落体下落高度和位移相等平抛运动的下落高度为位移为所以下落高度相等，位移大小和方向都不相同，CD错误；故选B。6.【答案】A【详解】平抛运动的加速度不变，为g．根据，知每秒速度增量大小相等，方向竖直向下，与加速度的方向相同，所以每秒速度的增量总是大小相等，方向相同，故A正确．7.【答案】A【详解】A．匀变速运动是加速度不变的运动，而匀速圆周运动的加速度方向一直在改变，所以绕地球做匀速圆周运动的卫星不做匀变速运动，故A正确；B．从窗口自由释放下落的小球做自由落体运动，只受到恒定的重力作用，加速度不变，是匀变速运动，故B错误；C．从窗口水平抛出的小球做平抛运动，只受到恒定的重力作用，加速度不变，是匀变速运动，故C错误；D．沿光滑斜面下滑的小球在运动方向上只受到重力的分力，加速度不变，是匀变速运动，故D错误。故选A。8.【答案】B【详解】根据牛顿第二定律得，拉力提供向心力，有．故选B．9.【答案】C【分析】【详解】摆球受重力、拉力两个力作用，这两个力的合力提供向心力。故选C。10.【答案】A【详解】木块随圆盘做匀速圆周运动，一定要有一个力来充当向心力，对其受力分析可知自身重力与圆盘提供的弹力为竖直方向，只有摩擦力可以提供向心力，即摩擦力方向指向圆盘的中心。故选A。11.【答案】B【详解】AB．汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于重力，即故A错误，B正确；CD．在拱形路面上行驶中经过最高处时，设支持力为，根据牛顿第二定律所以根据牛顿第三定律故CD错误。故选B。12.【答案】C【详解】根据万有引力定律，有距离为2r时可得故C正确，ABD错误。13.【答案】D【详解】AD．自然界任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，故A错误，D正确；B．根据万有引力定律可知，万有引力的大小与两物体间的距离的二次方成反比，故B错误；C．根据牛顿第三定律，地球对太阳的万有引力与太阳对地球的万有引力大小相等，故C错误。故选D。14.【答案】C【详解】A.它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上，故A错误；B.因为同步卫星要和地球自转同步，即这些卫星ω相同，根据万有引力提供向心力得：因为ω一定，所以r必须固定，故B错误；C.许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的质量可以不同，故C正确；D.根据万有引力提供向心力得运转速度为，由于同步卫星轨道半径是一定的，所以速率也不变．故D错误．15.【答案】A【详解】A.根据可知，半径越大，则所受的万有引力越小，选项A正确；B.根据可得可知，半径越大，则运行的角速度越小，选项B错误；C.根据可得可知，半径越大，运行的线速度越小，选项C错误；D.根据可得可知，半径越大，做圆周运动的周期越大，选项D错误.16.【答案】AC【详解】在只有重力做功的情况下机械能守恒，故AC正确，B选项中，电梯受到的向上的拉力做正功，机械能增大，B错；D选项中的木箱受到的摩擦力做负功，机械能减小，D错；17.【答案】C【详解】根据动能表达式A．质量不变，速度增大到原来的2倍，则动能变为原来的4倍，故A错误；B．质量不变，速度增大到原来的4倍，则动能变为原来的16倍，故B错误；C．速度不变，质量增大到原来的2倍，则动能变为原来的2倍，故C正确；D．速度不变，质量增大到原来的4倍，则动能变为原来的4倍，故D错误。故选C。18.【答案】D【详解】重力做功与路径无关，只与初末位置有关，则根据W=mgh可知，重力对三个小球做功一样多。故选D。19.【答案】C【详解】力所做的功等于力与力方向上的位移的乘积，所以拉力对物块所做的功为故C正确，ABD错误。故选C。20.【答案】D【详解】斜面光滑，支持力不做功，只有重力做功，所以小物块的机械能守恒，故有，解得，D正确．（本题也可以通过动能定理，匀变速直线运动规律求解）21.【答案】B【详解】AB．木箱在摩擦力的作用下速度逐渐减小，可知摩擦力对木箱做负功，即木箱克服摩擦力做功，A错误，B正确；CD．木箱动能逐渐减小，高度不变重力势能不变，机械能总量逐渐减小，CD错误。故选B。22.【答案】C【详解】火车内、外轨都不受轮边缘挤压时转弯，完全由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，火车的受力图如图．

根据牛顿第二定律，得：mgtanθ=m解得：v=故选C．23.【答案】B【详解】设飞镖飞出所用时间为，根据平抛运动特点有飞镖插在盘上时与盘面成角，与水平方向也为，则有联立解得故选B。24.【答案】C【详解】AC．两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有可得则周期之比为加速度之比为故A错误，C正确；BD．根据圆周运动周期与角速度的关系可得则角速度之比为又根据角速度与速度的关系可得则速度之比为故B、D错误。故选C。25.【答案】C【详解】此行星半径是地球半径的2倍，设任意星球的质量为M，半径为R，质量为m0的物体在星球表面时，星球对物体的万有引力近似等于物体的重力，则有解得设地球的质量m半径为r，则该行星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为故ABD错误，C正确。故选C。26.【答案】A【详解】由动能定理得．A.，选项A符合题意；B.，选项B不符合题意；C.，选项C不符合题意；D.，选项D不符合题意；27.【答案】C【详解】当牵引力等于阻力时，速度最大，此时根据知汽车所受的阻力故选C。28.【答案】C【分析】【详解】石子下落过程中只受重力，只有重力做功，根据动能定理，有解得故选C。29.【答案】D【详解】A．斜面高度为重力做功为故A错误；B．支持力的方向与运动方向垂直，支持不做功或做功为零，故B错误；CD．摩擦力做负功，做功为故C错误，D正确。故选D。30.【答案】D【详解】物体沿水平方向运动，根据动能定理，可得该过程中物体的动能增加量为故选D。31.【答案】B【详解】摆线长的小球做匀速圆周运动的半径较大CD．根据几何条件，可知摆球做匀速圆周运动的向心力与摆线的长短无关，摆线的拉力与摆线的长短无关，故CD错误；A．根据可知摆线较长的小球速度较大，故A错误；B．根据可得可知摆线长的周期较大，故B正确。故选B32.【答案】C【详解】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知，木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.33.【答案】C【分析】圆周运动在最高点和最低点沿径向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最高点和最低点的速度，再根据动能定理求出此过程中小球克服空气阻力所做的功．【详解】小球在最低点，由牛顿第二定律有：F-mg=m，由题意知：F=7mg，在最高点时，由于小球恰好能通过最高点，重力提供向心力有：mg=m，小球选取从最低点到最高点作为过程，由动能定理可得：-mg•2R-Wf=m-，联立以上可得：Wf=mgR，故C正确，ABD错误．【点睛】本题主要考查了圆周运动与能量结合问题，由绳子的拉力可求出最低点速度，由恰好能通过最高点求出最高点速度，这都是题目中隐含条件．同时在运用动能定理时，明确初动能与末动能，及过程中哪些力做功，做正功还是负功．34.【答案】B【详解】AB．由动能定理，可得故A错误；B正确；CD．同理，设人对物体做的功为，有解得故CD错误。故选B。35.【答案】B【详解】B．根据动能定理可得解得图象的斜率大小；故上升过程有下降过程