2022-2023学年安徽省巢湖市三校高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1. 长传足球的轨迹如图所示，足球在点所受的合外力和速度方向的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 质量为的小铁球从某一高度由静止释放，经到达地面，不计空气阻力，取则( )
A. 末重力的瞬时功率为 B. 末重力的瞬时功率为
C. 内重力的平均功率为 D. 内重力的平均功率为
3. 如图所示为一链条传动装置的示意图已知主动轮转速为，主动轮和从动轮的半径分别为和，则从动轮的转速为( )
A. B. C. D.
4. 甲、乙两辆汽车沿同一方向做直线运动，两车在某一时刻刚好经过同一位置，此时甲的速度为，乙的速度为，以此时作为计时起点，它们的速度随时间变化的关系如图所示，根据以上条件可知
A. 在时，甲、乙两车相距最远 B. 在时，乙车恰好回到出发点
C. 乙车在运动过程中速度的方向发生改变 D. 乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
5. 小明发现游乐场中有用弹性杆固定在地面上的玩偶，且在水平方向还有用于固定的可伸缩的弹性物体。小明通过分析，将这个设施简化为如图所示的装置，一小球固定在轻杆上端，为水平轻弹簧，小球处于静止状态，图中虚线画出了小明所分析的杆对小球的作用力方向的可能情况，下列分析正确的是( )
A. 和均可能正确，且一定大于
B. 和均可能正确，且一定大于
C. 和均可能正确，且一定大于
D. 只有是可能正确的，其余均不可能正确
6. 预计我国将在年前后实现航天员登月计划，假如航天员登上月球后进行科学探测与实验。已知月球的半径为，月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，地球表面的重力加速度为，万有引力常量为，则( )
A. 月球的质量为
B. 航天员在月球地面以竖直上抛小球，小球经时间回到地面
C. 航天员从地球到月球的过程，速度一直在减小
D. 航天员坐航天器离开月球，航天器在月球表面所需的最小发射速度为
二、多选题（本大题共4小题，共22.0分）
7. 关于电场强度，下列说法错误的是( )
A. 将检验电荷从电场中某点移走时，该点电场强度变为
B. 点电荷电场强度计算式中的指场源电荷
C. 对于公式，电场强度由检验电荷的受力和电量决定
D. 虽然电场强度定义为，但某一点的电场强度与检验电荷无关
8. 为保卫我国神圣领土“钓鱼岛”，我国派遣了余艘海监船赴“钓鱼岛”海域执行公务。其中一艘海监船在海中平面内运动的轨迹如图所示，下列说法正确的是
( )
A. 若船在方向始终匀速，则船在方向始终匀速
B. 若船在方向始终匀速，则船在方向先减速后加速
C. 若船在方向始终匀速，则船在方向始终匀速
D. 若船在方向始终匀速，则船在方向先加速后减速
9. 如图所示，水平放置的网球发球机正对着竖直墙面发射网球，两次发射的网球分别在墙上留下、两点印迹。测得，为水平线，若忽略网球在空中受到的阻力，下列说法正确的是( )
A. 两球发射的初速度：：
B. 两球发射的初速度：：
C. 两球从点发射到碰到墙面所用的时间：：
D. 两球从点发射到碰到墙面所用的时间：：
10. 如图甲所示，一倾角的光滑斜面底端固定有一轻弹簧，弹簧的另一端与质量为的滑块相连，滑块靠着一起静置于斜面上，现用平行于斜面向上的拉力拉动滑块，使做匀加速运动，力与运动的位移关系如图乙所示，重力加速度为，则( )
A. 滑块的质量为
B. 滑块的加速度为
C. A、分离前，滑块和弹簧系统机械能减小
D. 滑块运动时，弹簧处于原长，刚要分离
三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
11. 一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。首先，他们让一砝码做半径为的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力和对应的角速度，如下表：
实验序号
请你根据表中的数据在图甲上绘出的关系图像。
通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测与成正比。你认为，可以通过进一步转换，作出_______关系图像来确定他们的猜测是否正确。
在证实了之后，他们将砝码做圆周运动的半径再分别调整为、，又得到了两条图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出的结论。你认为他们的依据是：___________；
通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力与角速度、半径的数学关系式是，且他们从图甲中得到坐标，计算后得到比例系数______。计算结果保留位有效数字
12. 用如图所示装置做“验证动能定理”的实验．实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面．
为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是________选填选项前的字母
A. 在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
B. 在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
C. 调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行
D. 所加钩码的质量尽量大一些
如图是某次实验中打出纸带的一部分．、、、为个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为通过测量，可知打点计时器打点时小车的速度大小为________．
甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带．他把小车开始运动时打下的点记为，再依次在纸带上取等时间间隔的、、、、、等多个计数点，可获得各计数点到的距离及打下各计数点时小车的瞬时速度如图是根据这些实验数据绘出的图象．已知此次实验中钩码的总质量为，小车中砝码的总质量为，取重力加速度，则由图象可知小车的质量为_________结果保留三位有效数字
在钩码质量远小于小车质量的情况下，乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小．但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这一情况的原因可能是_____________________________________________．
假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是_________．
A. B.
C. D.
四、简答题（本大题共1小题，共10.0分）
13. 如图所示，质量分别为和的两个星球和在引力作用下都绕点做匀速圆周运动，星球和两者中心之间的距离为。已知、的中心和点始终共线，和分别在点的两侧，引力常量为。
求两星球做圆周运动的周期；
在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球和，月球绕其轨道中心运行的周期记为。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期为。已知地球和月球的质量分别为和，求与两者的平方之比。结果保留位小数
五、计算题（本大题共2小题，共30.0分）
14. 年月日，长征五号遥二运载火箭在海南文昌发射场发射升空，成功将空间站“天和号核心舱”送入预定轨道，标志着我国新一代空间站建设工作正式开启。本次发射起飞总质量为，其中“天和号核心舱”的质量为，假设在发射最初的内运载火箭上升了，在这内不计空气阻力，把火箭的运动看作匀加速直线运动，重力加速度，求：
这内的火箭的加速度；
第内火箭的平均速度大小；
这内核心舱对火箭的作用力。
15. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员脚踏专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台点处沿水平方向飞出，在斜坡点处着陆，如图所示。测得间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，已知运动员及滑雪板的总质量为，不计空气阻力，重力加速度取。求：
运动员在空中飞行的时间；
运动员从点飞出时的速度大小；
运动员在点着陆时的动能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，轨迹夹在合力与速度方向之间，合力指向轨迹的凹侧。
本题是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，以及曲线运动轨迹的特点，即可解答。
【解答】
足球运动至点时，速度沿轨迹的切线方向，受竖直向下的重力及与速度方向相反的空气阻力，这两个力的合力指向左下方，故D正确，ABC错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：物体只受重力，做自由落体运动，
末速度为
下落末重力做功的瞬时功率，故A错误B正确；
内的位移为
所以前内重力的功率为
故C、D错误
故选：。
根据速度时间公式求出末速度，再根据求末瞬时功率．内重力的平均功率等于重力做的功除以时间．
本题关键是根据自由落体的速度时间公式求出各个时刻的瞬时速度，然后根据瞬时功率的计算式求解．
3.【答案】
【解析】
【分析】
同缘传动边缘点线速度大小相等，同时结合公式和公式进行分析。
本题考查的是链条传动问题，解决此题的关键明确同缘传动边缘点线速度相等，同轴传动角速度相等，同时结合进行分析，属于基础题。
【解答】
主动轮和从动轮用链条传动，两轮边缘线速度大小相等。
根据公式，可得：
解得从动轮的转速为：，C正确，ABD错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
明确图象的性质，根据图象的坐标明确速度，根据图象的斜率求解加速度，再根据图象与时间轴围成的面积可求得位移。
本题关键抓住位移图象的数学意义来理解其物理意义：注意图象中点表示速度、斜率表示加速度、而图象的面积表示位移。
【解答】
A.在速度相等时，两车相距最远，即时相距最远，故A正确；
B.图象与时间轴围成的面积表示位移，则内乙车的位移大于零，即在时没有回到出发点，故B错误；
C.根据图象可知，内，乙的速度图象一直在时间轴的上方，速度一直为正，方向没有改变，故C错误；
D.图象的斜率表示物体的加速度，由图可知，乙车加速度先减小后增大，最后再减小，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】解：小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与弹簧拉力夹角的对顶角范围内不含水平方向，如图所示；
当弹簧的弹力为零时，杆对小球的作用力方向是，当弹簧的弹力不为零时，杆对小球的作用力方向可能是，
如果杆对小球的作用力是，则与小球的重力平衡，即；
如果杆对小球的作用力是，则是重力与弹簧弹力的合力，则，故B正确、ACD错误。
故选：。
小球处于静止状态，根据平衡条件确定杆对小球的作用力可能的方向。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，对应三力平衡，其中任何一个力都和另外两个力的合力平衡。
6.【答案】
【解析】
【分析】
物体在月球表面上时，由重力等于地月球的万有引力求出月球的质量；小球在月球表面做竖直上抛运动，由，求出小球竖直上抛运动的时间；在月球表面所需的最小发射速度大小即月球的第一宇宙速度大小。
本题是考查的是天体类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力。重力加速度是联系物体运动和天体运动的桥梁。
【解答】
A.根据题意，月球表面的重力加速度为，在月球表面物体的重力等于万有引力，解得月球的质量，故A错误；
B.小球运动时间，所以小球经时间落回地面，故B错误；
C.飞船从地球到月球的过程，受到地球与月球的引力的和开始时指向地球，靠近月球时合力的方向指向月球，所以飞船从地球到月球的过程中速度先减小后增大，故C错误；
D.航天器在月球表面所需的最小发射速度即为月球的“第一宇宙速度”，，得，所以航天器在月球表面所需的最小的发射速度，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】解：、电场强度的大小是由电场本身性质决定的，与检验电荷是否存在无关，故A错误；
B、公式仅适用于真空中的点电荷的场强计算，其中的表示场源电荷，故B正确；
、电场强度的定义式是，电场强度是一个用比值法来定义的物理量，其大小是由电场本身性质决定的，与检验电荷受到的电场力以及检验电荷所带电荷量无关，故C错误，D正确。
本题是选说法错误的
故选：。
电场强度是用比值法来定义的一个物理量，其大小是由电场本身性质决定的，与检验电荷无关；公式仅适用于真空中的点电荷的场强计算。
电场强度是用比值法来定义的一个物理量，其大小是由电场本身性质决定的，与检验电荷无关。还要知道其定义式适用于一切电场，而公式仅适用于真空中的点电荷的场强计算。
8.【答案】
【解析】解：做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧，若船在方向始终匀速，由曲线运动的规律和船的运动轨迹可知，船所受的合外力先沿轴负方向，再沿轴正方向，船在方向先减速后加速，故A错误，B正确；同理可知，故C错误，D正确。
故选：。
物体做曲线运动时，合力指向轨迹的凹侧，根据合力方向分析运动情况。
9.【答案】
【解析】解：设，忽略空气阻力，网球做平抛运动
竖直方向：，
水平方向：
解得：：：，：：
故BC正确，AD错误。
故选：。
通过竖直方向位移的比值求时间的比值，通过水平方向位移相等求初速度的比值。
本题考查了平抛运动的运动规律，平抛运动的常规处理方法是运动的合成与分解，即把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。
10.【答案】
【解析】解：初时刻，对整体根据牛顿第二定律可得：，
在时刚要分离，此时二者之间的弹力为零，对根据牛顿第二定律可得：，
两式联立解得：，，故A正确，B错误；
C.在分离前和弹簧要对做正功，对做负功，滑块和弹簧系统机械能减小，故C正确；
D.分离瞬间，也有加速度，对根据牛顿第二定律可得：，解得：，弹簧依然压缩，故D错误。
故选：。
初时刻，对整体根据牛顿第二定律列方程；刚要分离时，对根据牛顿第二定律列方程联立求解加速度大小和的质量；根据做功情况分析滑块和弹簧系统机械能的变化；分离瞬间，二者加速度相同，弹簧依然压缩。
本题主要是考查功能关系、牛顿第二定律等知识，关键是知道运动过程中和的受力情况，掌握牛顿第二定律的应用方法、以及机械能守恒定律的守恒条件。
11.【答案】；
；
作一条平行于纵轴的辅助线，求出辅助线和图像的交点中力的数值之比是否为：：，如果比例成立，则说明与成正比；
【解析】
【分析】
本题考查了“探究物体做圆周运动时向心力与角速度、半径的关系”的实验中所需的实验步骤，以及利控制变量法实验的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。
在探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系时，应当应用控制变量法，先保证圆周运动的半径不变，探究向心力与角速度之间的关系，然后再更换半径继续探究向心力与角速度之间的关系，最后可以得到向心力与角速度与半径的关系式．
【解答】
如图所示：．
通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测与成正比；可以通过进一步的转换，通过绘出与关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的与的关系式应当为一条倾斜直线；
他们的依据是：作一条平行于纵轴的辅助线，观察和图像的交点中力的数值之比是否为，如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比。
做圆周运动的物体受到的向心力与角速度、半径的数学关系式是，代入题图甲中任意一点的坐标数值，比如：，此时半径为，可得：；
解得：。
12.【答案】【小题】
【小题】
【小题】
【小题】多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，则可能长木板的右端垫起的高度过高，有一部分重力势能转化为动能；若滑轮的轴处有摩擦，则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些，小车释放时离打点计时器太近，拉力做的功和小车动能变化量相等，在钩码质量远小于小车质量的情况下，绳子的拉力等于钩码的重力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功．
【小题】
【解析】 小车下滑时受到重力，细线的拉力，支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，并且调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，故AC正确，BD错误；所以选项是正确的．
相邻的两个计数之间还有个打出的点没有画出，则， ．
根据动能定理得： ， 则， 根据图象可以知道斜率， 则， 计算得出．
多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，则可能长木板的右端垫起的高度过高，有一部分重力势能转化为动能； 若滑轮的轴处有摩擦，则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些，小车释放时离打点计时器太近，拉力做的功和小车动能变化量相等，在钩码质量远小于小车质量的情况下，绳子的拉力等于钩码的重力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功．
若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则，得 ，图象为过原点的直线，故A正确。
13.【答案】解：设星的轨道半径为，星的轨道半径为，则由题意有：
两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供
对星球：
对星球：
联立解得：；
在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心不在地心，由题意知，月球做圆周运动的周期可由得出：
式中，和分别是地球与月球的质量，是地心与月心之间的距离。
若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则
式中，为月球绕地心运动的周期，
解得：
可得：
代入题给数据得：。
答：两星球做圆周运动的周期为；
与两者的平方之比为。
【解析】和绕做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，和有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律进行求解。
结合牛顿第二定律和万有引力定律进行求解．
14.【答案】解由火箭这做匀加速运动，由得：
第末火箭速度为：
第内的位移：
那么第内的平均速度：
以核心舱为研究对象，设火箭对核心舱的作用力为，由牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可得，核心舱对火箭的作用力：，方向竖直向下。
答：这内的火箭的加速度为；
第内火箭的平均速度大小为；
这内核心舱对火箭的作用力为，方向竖直向下。
【解析】根据位移时间公式求解火箭的加速度；
根据速度公式求出第末的速度，再由位移公式即可求解第内的位移；
对核心舱运用牛顿第二、三定律求解核心舱对火箭的作用力。
本题综合考查牛顿第二定律和运动学公式的应用，关键是分析清楚物体的运动情况和受力情况，灵活运用公式求解。
15.【答案】解：运动员做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，
竖直方向的位移：
代入数据解得，运动员在空中的飞行时间：
运动员在水平方向做匀速直线运动，水平位移：
代入数据解得，运动员在 处的速度大小：
运动员从点到点过程，由动能定理得：
代入数据解得，运动员在点处着陆时的动能：
【解析】运动员做平抛运动，根据竖直方向的位移求出运动时间。
运动员做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，根据水平位移与运动时间求出初速度大小。
应用动能定理求出运动员着陆时的动能。
运动员做平抛运动，应用运动的合成与分解、运动学公式与动能定理即可解题；解题时根据几何知识求出运动员的水平与竖直位移大小。
第1页，共1页
