2022-2023学年福建省漳州市高一（下）期末物理试卷（7月）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
1. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上．在力作用下物体处于静止状态，当撤去力后，物体将向右运动．在物体向右运动的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 物体的机械能不变
C. 物体的动能逐渐增大 D. 弹簧的弹性势能先减小后增大
2. 在水平地面上，关于平抛物体的运动，下列说法正确的是( )
A. 由知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短
B. 由知，物体下落的高度越大，飞行时间越长
C. 任意连续相等时间内，物体下落高度之比为：：
D. 任意连续相等时间内，物体运动速度改变量增加
3. 如图所示，两轮绕轴转动，和两轮用皮带传动皮带不打滑，三轮的半径之比：：，、、为三轮边缘上的点，则正确的是( )
A. 线速度 B. 角速度
C. 角速度 D. 向心加速度
4. 如图，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒和谷粒的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是( )
A. 谷粒的加速度小于谷粒的加速度 B. 谷粒在最高点的速度小于
C. 两谷粒从到的运动时间相等 D. 两谷粒从到的平均速度相等
5. 如图，质量均为的物体、通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧。开始时细绳伸直，用手托着物体使弹簧处于原长且与地面的距离为，物体静止在地面上。放手后物体下落，与地面即将接触时速度大小为，此时物体对地面恰好无压力。不计空气阻力及滑轮与绳的摩擦。下列判断正确的是( )
A. 物体下落过程机械能守恒 B. 此时弹簧的弹性势能等于
C. 此时物体的速度大小也为 D. 此时物体的加速度大小为零
6. 三颗人造地球卫星、、在地球的大气层沿如下列图的方向做匀速圆周运动，如此三颗卫星( )
A. 线速度大小的关系是 B. 周期关系是
C. 角速度的关系是 D. 向心加速度的关系
7. 如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为的两个物体和，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A. 此时绳子张力为
B. 此时所受摩擦力方向沿半径指向圆内
C. 此时圆盘的角速度为
D. 此时烧断绳子，仍相对盘静止，将做离心运动
8. 在点处固定一个正点电荷，点在点右上方。从点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。、是轨迹上的两点，，，则小球( )
A. 在运动过程中，电势能先增加后减少
B. 在点的电势能大于在点的电势能
C. 在点的机械能等于在点的机械能
D. 从点运动到点的过程中，电场力始终不做功
9. 如图，一定质量的理想气体从状态经过状态变化到状态。到过程气体内能_____选填“增加”“减小”或“保持不变”；到过程中气体_____选填“吸热”“放热”或“与外界无热交换”。
10. 按照狭义相对论的观点，在太空中“迎着”光飞行的宇宙飞船上，观察者测得的光速_____选填“大于”、“等于”、“小于”，其中为真空中的光速。
11. 如图所示，质量为的球用长的轻绳悬于固定点，从点正下方位置开始，用水平恒力把球移到悬线与竖直方向成角的位置，则水平恒力做功为______，若用水平把球缓慢移到悬线与竖直方向成角的位置，则水平力做功为______。
12. 用图甲数字化机械能守恒实验器验证机械能守恒定律。为内置了光电门的摆锤，通过白色轻质杆悬挂于转轴处，仪器上嵌有个相同的白色圆柱体。当摆锤通过某个白色圆柱体时，光电门能测出通过该圆柱体所用的时间即圆柱体遮光的时间，将轻杆拉至水平，由静止开始释放摆锤，记录摆锤通过圆柱体所用的时间，分别为、，用左侧刻度尺测出圆柱体与摆锤释放点间的高度差分别为、。重力加速度为。
关于该实验，下列说法正确的是_____。
A.实验中还需要测出摆锤的质量
B.实验时应使左侧刻度尺处于竖直位置
C.白色圆柱体应沿圆弧等距均匀分布
D.若未从静止释放摆锤将不能验证机械能守恒定律
用游标卡尺测量圆柱体的直径如图乙，读数为_____。
若有关系式_____用题中所给字母表示成立，则可验证摆锤从运动到的过程机械能守恒。
实验中发现摆锤重力势能的减小量略大于摆锤动能的增加量，则可能的原因是_____。
由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，图像的纵坐标应为_____选填、或，根据图像说明机械能守恒的依据是_____。
13. 如图所示，轨道的段是半径的光滑的圆弧形轨道，段为粗糙水平面，物体从点静止开始下滑，在平面上运动了后停下，求：
物体通过点时的速率；
物体与水平面的动摩擦因数。取。
14. 如图，在距地面的高空处以水平初速度投掷飞镖，在与点水平距离为的地面上的点处有一个气球，选择适当时机让气球以速度匀速上升，在升空过程中被飞镖击中。飞镖在飞行过程中受到的空气阻力忽略不计，在计算过程中可将飞镖和气球视为质点，已知重力加速度为。试求：
飞镖是以多大的速度击中气球的？
掷飞镖和放气球两个动作之间的时间间隔应为多少？
15. 万有引力定律和库仑定律都满足力与距离平方成反比关系。如图所示，计算物体从距离地球球心处，远离至与地心距离处，万有引力对物体做功时，由于力的大小随距离而变化，一般需采用微元法。也可采用从到过程的平均力，即计算做功。已知物体质量为，地球质量为，半径为，引力常量为。
求该物体从距离地心处至距离地心处的过程中，万有引力对物体做功；
若从地球表面竖直向上发射某物体，试用动能定理推导使物体能运动至距地球无穷远处所需的最小发射速度；
氢原子是最简单的原子，电子绕原子核做匀速圆周运动与人造卫星绕地球做匀速圆周运动类似。已知电子质量为，带电量为，氢原子核带电量为，电子绕核运动半径为，静电力常量为，求电子绕核运动的速度大小；若要使氢原子电离使核外电子运动至无穷远，逃出原子核的电场范围，则至少额外需要提供多大的能量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
弹簧的弹性势能与弹簧的形变量大小有关，形变量越大，弹性势能越大，题中弹簧先压缩后伸长，根据形变量的变化，分析弹性势能的变化．根据物体的受力情况，分析其运动情况，再分析物体的机械能和动能的变化情况。
本题要知道弹簧压缩或伸长时都具有弹性势能，其大小均与形变量的大小有关；对于动能，也可以系统的机械能守恒分析动能的变化。
【解答】
当撤去后，物体向右运动的过程中，弹簧先由压缩状态变到原长，再到伸长状态，所以形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减少再增加，故A错误，D正确。
撤去拉力后，物块在弹簧的弹力作用下先向右做加速运动，后向右做减速运动，所以动能先增大后减小，而重力势能不变，则机械能先增大后减小，故BC错误。
故选D。
2.【答案】
【解析】解：、平抛运动水平方向做匀速运动：；竖直方向做自由落体运动：；平抛运动在空中运动的时间由竖直方向上的运动决定：所以物体下落的高度越大，飞行时间越长，故A错误，B正确；
C、平抛物体在竖直方向上做了初速度为零的自由落体运动，物体下落高度之比为：：，仅仅符合从一开始下落时计算，并不是任意连续相等时间内都满足。故C错误；
D、由，知任意连续相等时间内，物体运动速度改变量都相等，故D错误；
故选：。
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，水平分运动是匀速直线运动。由平抛运动的规律分别得到时间和水平距离的表达式，再进行分析。
本题关键抓住平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；平抛运动的时间由初末位置的高度差决定，与初速度无关，而水平距离与初速度和高度两个因素有关。
3.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查传动问题，同轴传动角速度相等，皮带传动线速度相等，由此分析问题即可。
【解答】
已知、、三轮的半径之间的关系：：：：；
A、两个轮子是同轴传动，角速度相等，故：：：
根据公式，线速度之比为：：：：
根据公式，周期之比为：：：：
根据公式，向心加速度之比为：：：：
A、两个轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故：：：
根据公式，角速度之比为：：：：
根据公式：，周期之比为：：：：
根据公式，向心加速度之比为：：：：
A.由得：：：：：，故A错误；
由得：：：：：，故BC错误；
D.由得：：：：：，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查抛体运动的内容，掌握运动的合成与分解的应用，水平方向不受力做匀速直线运动，竖直方向只受重力做匀变速直线运动，通过水平方向的位移比较水平方向的速度，根据平均速度的定义式比较平均速度。
【解答】
A.抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒的加速度等于谷粒的加速度，A错误；
C.谷粒做斜向上抛运动，谷粒做平抛运动，均从点运动到点，故位移相同。在竖直方向上谷粒做竖直上抛运动，谷粒做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒运动时间较长，C错误；
B.谷粒做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒水平方向上的速度较小即最高点的速度小于 ，B正确；
D.两谷粒从点运动到点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒的平均速度大于谷粒的平均速度，D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】解：、下落过程中，绳子的拉力对物体做功，故物体下落过程中机械能不守恒，故A错误；
B、物体与弹簧系统机械能守恒，，
故E；故B正确；
C、此时物体受重力和细线的拉力，处于平衡状态，速度仍为零，故C错误；
D、物体对地压力恰好为零，故细线的拉力为，故弹簧对的拉力也等于，此时物体受重力和细线的拉力大小相等，合力为零，加速度为零，故D正确
故选：。
先对物体受力分析，由胡克定律求解弹簧的劲度系数；再对物体受力分析，结合机械能守恒定律列式分析。
本题关键分别对两个物体受力分析，然后根据机械能守恒定律列式求解
6.【答案】
【解析】根据
可得
因为
可得
故AC正确，BD错误。
故选AC。
7.【答案】
【解析】
【分析】
两物块和随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，、的静摩擦力都到达最大静摩擦力，由牛顿第二定律求出、两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力。
解决本题的关键是找出向心力的来源，知道、两物体是由摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力。
【解答】
两物块和随着圆盘转动时，由合外力提供向心力，则，的半径比的半径大，所以所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，的最大静摩擦力方向指向圆心，的最大静摩擦力方向指向圆外，有相对圆盘沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故A、C正确，B错误；
D.烧断绳子瞬间物体所需的向心力为，此时烧断绳子，的最大静摩擦力不足以提供向心力，则做离心运动，故D错误。
故选AC。
8.【答案】
【解析】
【分析】
依据点电荷的电势分布解决带电粒子在电场中运动问题的关键，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势能的高低变化情况。
根据点电荷电势分布，判断各点电势大小，根据判断电势能大小；和点电势能相等，故根据能量守恒定律可知，机械能也相等；电场力做正功，电势能减小，做负功，电势能增大；电场力和运动方向夹角为锐角做正功，若为钝角做负功。
【解答】
由题知， ， ，根据正点电荷的电势分布情况可知 ，则带负电的小球在运动过程中，由公式 可知，电势能先减小后增大，且 ，故A错误，B正确；
C.带负电的小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，则小球的电势能和机械能之和不变，由能量守恒定律可知，带负电的小球在点的电势能等于在点的电势能，则带负电的小球在点的机械能等于在点的机械能，故C正确；
D.从带运动到点的过程中，根据电场力与运动方向的夹角，刚开始夹角为锐角，做正功；后变为钝角，做负功，故电场力先做正功后做负功，故D错误。
故选BC。
9.【答案】 保持不变 放热
【解析】 到过程气体的温度不变，内能保持不变；
到过程中气体温度降低，气体内能减小，体积减小，外界对气体做正功，即
由热力学第一定律有
可知到过程中气体放出热量。
10.【答案】等于
【解析】根据光速不变原理，在太空中“迎着”光飞行的宇宙飞船上，观察者测得的光速等于 。
11.【答案】
【解析】解：根据功的计算公式可得：
小球从平衡位置缓慢移到悬线与竖直方向成角的位置的过程中，根据动能定理可得：
解得：
故答案为：；
根据功的计算公式得出水平恒力的做功大小；
根据动能定理得出水平力做的功。
本题主要考查了动能定理的相关应用，同时熟悉恒力做功的计算公式，结合动能定理即可完成分析。
12.【答案】 实验中存在阻力其他答案合理即给分 图像的斜率为
【解析】
【分析】
本题考查了实验验证机械能守恒定律，解题的关键是理解实验原理，会游标卡尺的读数，熟练运用机械能守恒定律。
根据实验原理结合根据机械能守恒定律即可分析；
根据游标卡尺读数规则可知，游标卡尺主尺读数加上游标读数为游标卡尺读数，不需要估读；
根据机械能守恒定律即可写出关系式。
根据机械能守恒定律写出函数关系式即可分析解答。
【解答】
根据机械能守恒定律可知，重力势能的减少量等于动能增加量，即：，等号两边均含有，可以约掉，所以该实验不需要测量摆锤的质量，故选填否；根据游标卡尺读数规则，由图可知圆柱体的直径的读数为：；
若摆锤从运动到的过程机械能守恒，根据机械能守恒定律有：，即：；根据机械能守恒定律若满足：，即：，知图像是一条过原点的倾斜直线，故图像纵坐标应为：，如果不考虑实验误差，由可知图像的斜率是：。
13.【答案】 ；
【解析】滑块沿光滑弧形轨道下滑到达轨道底端的过程中，根据机械能守恒定律
解得
滑块在水平面上滑行的过程中，受到滑动摩擦力的作用，由动能定理得
解得
14.【答案】解：根据得，．
则竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则得，飞镖击中气球的速度．
飞镖从掷出到击中气球过程中，下降的高度
气球从被释放到被击中过程中上升的高度
气球的上升时间
可见，所以应先释放气球．
释放气球与掷飞镖之间的时间间隔
【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平方向上的位移求出击中的时间，从而求出飞镖竖直方向上的分速度，结合平行四边形定则求出飞镖的速度．抓住竖直方向上的位移之和等于求出掷飞镖和放气球两个动作之间的时间间隔．
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，结合竖直方向和水平方向位移的关系进行求解．
15.【答案】 ； ； ，
【解析】物体从距离地心处至距离地心处的过程中万有引力平均力大小为
万有引力对物体做负功，做功为
设某物体质量为，在地球表面发射时的速度为，到达距离地心处时速度为零，根据动能定理可得
可得
当 趋于无穷大时可得
根据库仑力提供向心力可得
解得
设核外电子运动至半径为 时速度为零，则电子从运动半径运动到 处库仑力做的功为
根据动能定理可得
解得
当 趋于无穷大时可得
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