北京市昌平区新学道临川学校2023学年高一物理下学期期末考试试题含解析.doc

北京市昌平区新学道临川学校2023学年高一物理下学期期末考试试题（含解析） 一.不定项选择题 1.2015年人类首次拍摄到冥王星的高清图片，为进一步探索太阳系提供了宝贵的资料，冥王星已被排除在地球等八大行星行列之外，它属于“矮行星”，表面温度很低，上面绝大多数物质只能是固态或液态，已知冥王星的质量远小于地球的质量，绕太阳的公转的半径远大于地球的公转半径．根据以上信息可以确定(　　) A. 冥王星公转的周期一定大于地球的公转周期 B. 冥王星的公转速度一定小于地球的公转速度 C. 冥王星表面的重力加速度一定小于地球表面的重力加速度 D. 冥王星上的第一宇宙速度一定小于地球上的第一宇宙速度 【答案】AB 【解析】 试题分析：根据得，，轨道半径越大，周期越大，可知冥王星的公转周期一定大于地球的公转周期，故A正确；根据，可以得到：则半径越大，则速度越小，故选项B正确；根据得，，两者的质量关系已知，但是半径关系未知，无法比较表面的重力加速度，故C错误；根据公式：，则第一宇宙速度为：，两者的质量关系已知，但是半径关系未知，无法比较第一宇宙速度大小，故选项D错误。 考点：万有引力定律的应用 【名师点睛】根据万有引力提供向心力得出周期、加速度与轨道半径的关系，从而比较大小．根据万有引力等于重力得出星球表面重力加速度的表达式，从而分析比较。 2.如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（ ） A. 弹簧长度等于R时，小球的动能最大 B. 小球运动到B点时的速度大小为 C. 小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg D. 小球从A到C过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量 【答案】CD 【解析】 【详解】弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大。故A错误。由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度 vB=2．故B错误。设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力 F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力 F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确。小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量。故D正确。故选CD。 【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等。 3. 2016年1月20日，美国天文学家Michael Brown推测：太阳系有第九个大行星，其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的600倍，万有引力常量G已知。下列说法正确的有 A. 该行星绕太阳运转的周期在1～2万年之间 B. 由题中所给的条件可以估算出太阳的密度 C. 该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度 D. 该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】ACD 【解析】 试题分析：根据开普勒行星运动第三定律可知:，解得，选项A正确；因地球到太阳的距离或者星体到太阳的距离未知，故不能估测中心天体-太阳的质量，选项B错误；根据可知，，故该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，选项C正确；根据，则，故该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，选项D正确；故选ACD． 考点：万有引力定律应用 【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用及开普勒行星运动定律；解题的关键是知道行星绕太阳做圆周运动的向心力来自太阳对行星的万有引力，根据牛顿定律列得方程求解出重力加速度及第一宇宙速度即可讨论． 4. 光滑水平地面上有一静止的木块，子弹水平射入木块后未穿出，子弹和木块的v-t图象如图所示。已知木块质量大于子弹质量，从子弹射入木块到达到稳定状态，木块动能增加了50J，则此过程产生的内能可能是 A. 10J B. 50J C. 70J D. 120J 【答案】D 【解析】 试题分析：据题意，木块从静止到匀速运动过程中增加的动能可以根据动能定理得到：；子弹从射入木块到共同速度过程中，子弹运动的位移大于木块的位移，即，而子弹与木块之间的相互作用力大小相等，故有：，则此过程增加的内能为：，故选项D正确。 考点：动能定理，能量守恒定律 【名师点睛】先根据动能定理计算子弹对木块的作用力所做的功等于木块增加的动能：；之后从图示可以看出，再计算该力反作用力对子弹做的功等于子弹动能变化：，最后可以计算产生的热量。 5.已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度(　　) A. 地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离 B. 月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径 C. 人造地球卫星在地面附近绕行运行周期 D. 若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度 【答案】CD 【解析】 试题分析：已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：，，所以只能求出太阳的质量．故A错误．已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，可以求出地球质量．但不知道地球半径，故B错误．已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量根据密度定义得：，故C正确．已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式 ，，根据密度定义得：，故D正确．故选CD。 考点：万有引力定律的应用 【名师点睛】本题考查了万有引力定律在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式，根据需要选择合适的式子求解物理量进行解题． 6.在我国探月工程计划中，“嫦娥五号”将会登月取样返回地球。当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，地球和月球对它的引力F1和F2的大小变化情况是（ ） A. F1增大，F2减小 B. F1减小，F2增大 C. F1和F2均增大 D. F1和F2均减小 【答案】A 【解析】 根据F=知,当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，与月球之间的距离变大，与地球之间的距离减小，可知地球对它的万有引力F1增大，月球对它的万有引力F2减小。故A正确，B.C.D错误。 故选：A. 点睛：根据万有引力定律公式，结合“嫦娥五号”与地球和月球之间距离的变化判断万有引力的变化． 7.如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=1m，细线所受拉力达到F=19N时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小球落地处距地面上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（ ） A. 1m B. 2m C. 3m D. 4m 【答案】C 【解析】 试题分析：球摆到最低点时，由,解得小球经过最低点时的速度， 小球平抛运动的时间,所以小球落地处到地面上P点的距离x=vt=3m，故选C。 考点：牛顿第二定律；平抛运动 名师点睛：本题是向心力知识、牛顿第二定律和平抛运动知识的综合，关键是能在小球的最低点列出牛顿第二定律方程求解速度，然后根据平抛运动在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动列得方程即可求解；比较简单。 8.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，下列说法正确的是( ) A. 物体机械能不变，内能也不变 B. 物体机械能减小，内能不变 C. 物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小 D. 物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变 【答案】D 【解析】 试题分析：物体沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中，速度不变，物体动能不变；高度减小，重力势能减小；故物体的机械能减小；物体下滑，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故内能增大，能量是守恒的；故D正确，ABC错误。 考点：功能关系，机械能的变化。 9. 如图所示，流水线上的皮带传送机的运行速度为v，两端高度差为h，工作时，每隔相同时间无初速放上质量为m的相同产品。当产品和皮带没有相对滑动后，相互间的距离为d。根据以上已知量，下列说法正确的有 A. 可以求出每个产品与传送带摩擦产生的热量 B. 可以求出工作时传送机比空载时多出功率 C. 可以求出每个产品机械能的增加量 D. 可以求出t时间内所传送产品的机械能增加总量 【答案】CD 【解析】 试题分析：每个产品与传送带的摩擦生热为Q=fx其中f为滑动摩擦力，x为产品与传送带的相对滑动位移，而由题目的条件都不能求解，故选项A错误；工作时传送机比空载时多出的功率等于工件的机械能增量与摩擦生热的和与时间的比值，因摩擦生热的值不能求解，故不能求出工作时传送机比空载时多出的功率，选项B错误；每个产品机械能的增加量为，因已知每个产品的质量m和速度v，以及传送带的高度h已知，故可求出每个产品机械能的增加量，选项C正确；根据x=vt可求解t时间传送带的位移，然后除以d可求解t时间所传送的产品个数，再根据C选项中求出的每个产品机械能的增加量，则可求出t时间内所传送产品的机械能增加总量，选项D正确；故选CD。 考点：能量守恒定律 名师点睛：此题是传送带问题，考查能量守恒定律的应用；关键是知道摩擦生热的求解方法以及产品随传送带上升过程中的能量转化情况，结合能量守恒定律即可求解。 10.一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移．甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）．这两种情况中，小孩所做的功分别为W1、W2，做功期间的平均功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（　　） A. W1＞W2，P1=P2 B. W1=W2，P1=P2 C. W1=W2，P1＜P2 D. W1＜W2，P1＜P2 【答案】D 【解析】 试题分析：两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大；故选D。 考点：功和功率 名师点睛：本题关键明确拉力的功等于拉力与拉力作用点在拉力方向的位移的乘积，然后根据功率定义判断功率的大小；两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大。 二、实验题 11.如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明__________，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则他将观察到的现象是__________，这说明____________。 【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(运动的等时性) 球1落到光滑水平板上并击中球2；平抛运动在水平方向上是匀速运动。 【解析】 【详解】甲图A球做自由落体运动，B球做平抛运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动．乙图球1做平抛运动，球2做匀速直线运动，两球相撞，知平抛运动在水平方向上是匀速直线运动． 12.在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，小车在