亳州市二完中2022-2023学年高一下学期期末考试
物理试题
一、单选题（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，只有一项符合题目要求．）
1．如图，河宽，小船要行驶到河对岸，P处为小船的正对岸位置，已知小船在静水中划行速度，水流速度。下列说法正确的是（ ）
A．小船渡河最短时间为4s
B．小船渡河最短时间为5s
C．小船渡河最短位移不可能为20m
D．若水流速变大，小船行驶到对岸的最短时间变长
2．下列说法中正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是加速度不变的运动
B．物体做曲线运动时，加速度一定是变化的
C．当物体做曲线运动时，所受的合外力一定不为零
D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
3．对于万有引力定律的表达式，下面说法中不正确的是（ ）
A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B．与受到的引力总是大小相等的，与、是否相等无关
C．与受到的引力是一对平衡力
D．与受到的引力是一对相互作用力
4．“套圈圈”是许多人喜爱的一种游戏，如图所示，小孩和大人在同一竖直线上的不同高度先后水平抛出两个相同的小圆环，小圆环都恰好套中同一个物体。若小圆环的运动视为平抛运动，则（ ）
A．大人抛出的圆环在空中运动时间较短
B．小孩抛出的圆环初速度较小
C．重力对两个小圆环所做的功相同
D．大人抛出的圆环在落地瞬间重力的功率较大
5．用长绳一端系着装有水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”。则（ ）
A．“水流星”在最高点无论速度如何，一定会有水从容器中流出
B．“水流星”在最高点时，可能处于完全失重状态，不受力的作用
C．“水流星”通过最低点时一定处于超重状态
D．“水流星”通过和圆心等高的位置时，细绳中的拉力为零
6．火星探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星相距最近之前几个月发射。设地球环绕太阳的运动周期为T，轨道半径为；火星环绕太阳的轨道半径为，火星的半径为R，万有引力常量为G。下列结论正确的有（ ）
A．太阳质量为
B．火星的公转周期为
C．火星表面的重力加速度为
D．从火星与地球相距最近开始计时到火星与地球第一次相距最远的时间为
7．如图所示，质量分别为m、2m、m的三个物体A、B、C通过轻绳与劲度系数为k的轻弹簧相连接，并均处于静止状态。现在将B、C之间的细绳剪断，弹簧始终在弹性限度内，不考虑一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在C落地前，A、B、C三者组成的系统机械能守恒
B．剪断细绳前，弹簧的伸长量为
C．剪断细绳后，当B的速度最大时B增加的重力势能为
D．剪断细绳瞬间，A、B的加速度大小为
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）
8．北京冬奥会的成功举办，激发了群众对冬季运动的热情，滑雪运动尤其深受人民群众的喜爱。如图所示，滑雪运动员及滑板（可视为质点）总质量为m，由斜直滑道进入竖直面内半径为r的圆弧形滑道AB，当其滑到最低点B时速度的大小为v，滑板与滑道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则在最低点B时（ ）
A．滑板的向心加速度大小为
B．滑板对滑道的压力大小为
C．运动员及滑板整体受到的向心力大小为
D．滑板与滑道间摩擦力大小为
9．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，M、N为椭圆轨道短轴的端点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时（如图所示），以下说法正确的是（ ）
A．在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、2轨道、1轨道
B．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
C．卫星在轨道2上从运动所需的时间大于从的时间
D．三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点，速率最小的时刻为经过2轨道上P点
10．如图所示，水平传送带以恒定速度顺时针匀速运行，左、右两端A、B之间距离。现将一质量可看做质点的物块轻轻放到传送带的A端，同时对物块施加一水平向右的恒力．已知物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取。物块从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块先匀加速运动后匀速运动
B．物块从A端运动到B端的时间为
C．物块运动到B端时，恒力F的瞬时功率为
D．物块与传送带间因克服摩擦产生的焦耳热为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题2小题，每空2分，共16分）
11．图甲是“研究平抛物体的运动”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，是为了每次平抛___________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）
12．小明利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（已知当地重力加速度为）。
（1）实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是________（单选）。
减小空气阻力
B．减小空气阻力与重力的比值
（2）已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示。把计时器打下的第一个点记做O点（重物速度记为0），另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为________m/s（结果保留3位有效数字）。
（3）在对图中的纸带进行数据处理时，发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量，造成这个结果的原因可能是________（单选）。
A．实验过程中存在各种阻力
B．打下O点时重物的速度略大于0
C．数据运算时重力加速度取
D．重物质量的测量值大于其真实值
四、解答题（本题共3小题，13题5分+5分=10分，14题4分+4分+4分=12分，15题5分+5分+6分=16分）
13．质量为的木块，由水平光滑轨道滑向半径竖直半圆光滑轨道，到最高点C后，水平飞出，落在水平轨道上的B点处，如图所示，物块恰好能通过半圆轨道最高点C。（）
（1）求其水平位移；
（2）求其着地速度的大小。
14．若已知火星半径为R，2021年2月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，不考虑火星的自转，根据以上数据求：
（1）“天问一号”的线速度；
（2）火星的质量M；
（3）火星的密度。
15．如图是由弧形轨道、圆轨道、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道AC末端装有一体积不计的理想弹射器，圆轨道与水平直轨道相交于B点，且B点位置可改变。现将质量的滑块（可视为质点）从弧形轨道高处静止释放，且将B点置于AC中点处。已知圆轨道半径，水平轨道长，滑块与AC间动摩擦因数，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，求：
（1）滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小：
（2）弹射器获得的最大弹性势能：
（3）若，改变B点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求满足条件的BC长度。
试卷第2页，共6页亳州市二完中2022-2023学年高一下学期期末考试
参考答案
1．A
【详解】ABD．当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间为
与水流速度无关，故水流速变大，小船行驶到对岸的最短时间不变，故A正确，BD错误；
C．小船的速度大于水流的速度，根据运动的合成可知小船的合速度可以垂直河岸，小船渡河最短位移可以为20m，故C错误。
故选A。
2．C
【详解】A．匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，方向改变，故A错误；
BD．平抛运动只受重力（恒力），加速度为g，所以平抛运动是加速度不变的曲线运动，故B、D错误；
C．当物体所受合力方向与运动方向不在同一直线上时，物体做曲线运动；当物体做曲线运动时，所受合外力一定不为零，故C正确。
故选C。
3．C
【详解】A．公式中G为引力常量，它是由卡文迪许通过扭称实验测得的，而不是人为规定的，故A正确；
B．根据万有引力定律可知与受到的引力总是大小相等的，与、是否相等无关，故B正确；
CD．与受到的引力是作用力与反作用力，故C错误，D正确。
本题选不正确的，故选C。
4．D
【详解】AB．平抛运动竖直方向上有
解得
水平方向上有
由于大人抛出点高度大于小孩抛出点高度，则小孩抛出的圆环运动时间较短，水平分位移相等，则小孩抛出的圆环初速度较大，故AB错误；
C．根据
由于高度不同，可知重力对两个小圆环所做的功不同，故C错误；
D．根据
由于大人抛出点高度大于小孩抛出点高度，则大人抛出的圆环在落地瞬间重力的功率较大，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．水做圆周运动，在最高点只要水的重力不小于水做圆周运动的向心力，就不会有水从容器中流出，故A错误；
B．“水流星”在最高点时，可能处于完全失重状态，此时水只受重力作用，故B错误；
C．“水流星”通过最低点时，根据牛顿第二定律有
可知“水流星”一定处于超重状态，故C正确；
D．“水流星”通过和圆心等高的位置时，细绳中的拉力提供水做圆周运动的向心力，不为零，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．设太阳质量为，根据万有引力提供向心力可得
解得
A错误；
B．设火星公转周期为，根据开普勒第三定律得
解得
B正确；
C．根据题意无法求出火星的质量，所以无法求出火星表面的重力加速度，C错误；
D．地球绕太阳运转角速度
火星绕太阳运转的角速度
设地球和火星相距最近到第一次相距最远时间为，则
结合B选项，联立解得
D错误；
故选B。
7．C
【详解】A．在C落地前，弹簧弹力对A、B、C三者组成的系统做功，三者系统机械能不守恒，故A错误；
B．剪断细绳前，物体A受力平衡，根据平衡条件有
解得
故B错误；
C．剪断细绳后，A、B物体做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，B的速度最大，此时对A物体有
解得
在此过程弹簧的形变量为
则物体B增加的重力势能为
故C正确；
D．剪断细绳瞬间，以A为研究对象，根据牛顿第二定律有
对B有
解得
剪断细绳瞬间，A、B的加速度大小为，故D错误；
故选C。
8．AD
【详解】A．在最低点B时，由向心加速度公式得滑板的向心加速度大小为
故A正确；
B．在最低点B时，由牛顿第二定律得
可得
由牛顿第三定律可得滑板对滑道的压力大小为
故B错误；
C．运动员及滑板整体受到的向心力大小为
故C错误；
D．滑板与滑道间摩擦力大小为
故D正确。
故选AD。
9．ACD
【详解】A．由开普勒第三定律可知，轨道半径（半长轴）越大，则周期越大，3轨道的半径比2轨道的半长轴大，2轨道的半长轴比1轨道的半径大，因此在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、2轨道、1轨道，A正确；
B．由牛顿第二定律可得
解得
可知卫星在轨道1上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点时的加速度，B错误；
C．由开普勒第二定律可知，卫星在轨道2上从运动的平均速率比卫星在从的平均速率小，因此卫星在轨道2上从运动所需的时间大于从的时间，C正确；
D．由万有引力提供向心力，可得
可得
可知卫星在3轨道上运行的速率小于在1轨道的运行速率，卫星经1轨道上Q点时需点火加速做离心运动，所以卫星经2轨道上Q点时的速率大于1轨道的速率，经2轨道上P点时需点火加速做离心运动，所以经2轨道上P点时的速率小于3轨道的速率，所以在三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的点，速率最小的时刻为经过2轨道上点，D正确。
故选ACD。
10．BD
【详解】AB．物块速度加速到与传送带速度相等之前，物块所受传送带的摩擦力水平向右，根据牛顿第二定律有
解得物块的加速度大小
此过程加速的时间
物块向右运动的距离
摩擦力反向，根据牛顿第二定律有
解得物块的加速度大小
由位移时间关系式有
解得此过程加速的时间
可知物块从A端运动到B端的过程中，物块一直做匀加速运动，运动的时间为
故A错误，B正确；
C．物块运动到B端时的速度大小为
恒力F的瞬时功率为
故C错误；
D．由能量守恒有
故D正确。
故选BD。
11． 水平 初速度相同 1.6 1.5 2
【详解】（1）[1][2]为了保证小球水平飞出，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）[3]由于为抛出点，所以根据平抛运动规律有
联立可得
（3）[4][5]由图可知，小球由和由所用的时间相等，竖直方向有
可得
根据
该小球做平拋运动的初速度为
竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则B点的竖直分速度为
12． B 3.72 B
【详解】（1）[1] 实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是减小空气阻力与重力的比值，减小阻力对实验的影响。
故选B。
（2）[2] 打下B点时重物的速度为
（3）[3] A．实验过程中存在各种阻力会导致重力势能减小量大于动能增加量，故A错误；
B．打下O点时重物的速度略大于0，会导致计算得到的速度偏大，动能的增加量略大于重力势能的减少量，故B正确；
C．数据运算时重力加速度取，会导致重力势能减小量偏大，故C错误；
D．因为质量可以约去，所以质量测量无影响，故D错误。
故选B。
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意可知，物块恰能通过最高点，则在点由重力提供向心力有
代入数据解得
此后物块做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
代入数据解得
（2）根据题意，竖直方向上由可得，落地时竖直速度为
所以落地时速度
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）天问一号绕火星飞行的轨道半径
则线速度为
（2）设火星的质量为M，探测器的质量为m，根据万有引力提供向心力可知
结合上述解得
（3）根据体积公式可得火星的体积为
则火星的密度为
15．（1）100N；（2）8J；（3）
【详解】（1）从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程，由动能定理可得
在圆轨道最高点，由牛顿第二定律可得
联立解得
F=100N
由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为100N。
（2）弹射器第一次压缩时弹性势能有最大值，有能量守恒可知
解得
Ep=8J
（2）①若滑块恰好到达圆轨道的最高点，
从开始到圆轨道最高点，由动能定理可知
解得
要使滑块不脱离轨道，BC之间的距离应该满足
②若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处，此时的速度为零有动能定理可知
解得
根据滑块运动的周期性可知，应使，滑块不脱离轨道；
综上所述，符合条件的BC长度为。
答案第10页，共10页
