吉林省吉林市2023学年高一物理下学期期末考试试题含解析.doc

吉林省吉林市2023学年高一物理下学期期末考试试题（含解析） 一、选择题 1.如图所示，一条小船位于200 m宽的河正中A点处，从这里向下游100 m处有一危险区，当时水流速度为4 m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是 ( ) A. m/s B. m/s C. 2 m/s D. 4 m/s 【答案】C 【解析】 本题考查临界情况，小船的运动轨迹如图所示 ，其中v1为船速，v2为水流速，d为河宽,x为到达危险区的距离，由此可以求出船在静水中最小速度为2 m/s 2.如图所示，圆锥摆的摆长为L，摆角为α，质量为m的摆球在水平面内做匀速圆周运动，则 A. 摆线的拉力为 B. 摆球的向心加速度为 C. 其运动周期为 D. 其运动周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A.小球的受力如图所示 小球受重力mg和绳子的拉力F，因为小球在水平面内做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据平行四边形定则知，拉力为：，故A错误。 B.拉力与重力的合力沿水平方向提供向心加速度，根据牛顿第二定律得： ，解得： ．故B错误； CD.小球做圆周运动根据牛顿第二定律得： 小球运动的周期为： 故C错误D正确。 3.一个小孩坐在船内，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】 【详解】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。 4.如图所示，小物块位于半径为R的半球顶端，若给小物块以水平的初速为v0 时，物块刚好对半球无压力，则以下说法不正确的是 A. 小物块立即离开球面做平抛运动 B. 小物块落地时水平位移R C. 小物块沿半球面运动 D. 小物块落地时速度的方向与地面不可能成45°角 【答案】C 【解析】 【详解】A.物块对球顶恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，故A正确，不符合题意。 B物体做平抛运动，由 以及 得： ，故B正确，不符合题意。 C.物块对球顶恰无压力，物体的重力作为圆周运动的向心力，过最高点物体速度增加，所需要向心力亦增加，而此时的向心力为重力指向圆心方向的分力小于重力，故小球不可能沿圆周做圆周运动而是做离心运动，即从最高点起做平抛运动，故C错误，符合题意 D.物体做平抛运动，由可得，所以竖直方向上的速度 夹角 所以与地面的夹角不是45°，故D正确，不符合题意。 5.如图所示，物体A、B相对静止地随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的力有 A. 圆盘对B的摩擦力及A对B的摩擦力，两力都指向圆心 B. 圆盘对B指向圆心的摩擦力，A对B背离圆心的摩擦力 C. 圆盘对B的摩擦力及A对B的摩擦力和向心力 D. 圆盘对B的摩擦力和向心力 【答案】B 【解析】 【详解】AB.物体A的向心力由B对A的摩擦力提供，所以B对A的摩擦力指向圆心，根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力背离圆心，而B仍需要指向圆心的合力提供向心力，所以圆盘对B的摩擦力指向圆心，故B正确A错误。 CD.向心力是效果力，并不是物体的实际受力，故CD错误。 6.如图，AB为竖直面内半圆的水平直径．从A点水平抛出两个小球，小球l的抛出速度为v1、小球2的抛出速度为v2．小球1落在C点、小球2落在D点，C，D两点距水平直径分别为圆半径的0.8倍和l倍．小球l的飞行时间为t1，小球2的飞行时间为t2．则（　　） A. t1=t2 B. t1＜t2 C. v1∶v2=4∶ D. v1∶v2=3∶ 【答案】BC 【解析】 对小球1，根据平抛运动规律：对C点与两条半径组成的直角三角形，由勾股定理可得OC在水平方向的分量为，故，竖直方向： 对小球2，根据平抛运动规律：水平方向：，竖直方向 得：，，可见，，，故，故选项BC正确。 点睛：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，结合运动学公式灵活求解，运算量有点多。 7.质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力的作用，下落的加速度为g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是 A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的重力势能减少了mgh C. 物体克服阻力所做的功为mgh D. 物体的机械能减少了mgh 【答案】D 【解析】 【详解】A.下落加速度为g，所以下落的合外力为 ，根据动能定理可知，动能增加量为 ，故A错误。 B.物体重力势能减小量等于重力做的功 ，故B错误。 C.根据动能定理 所以克服摩擦力做功为，故C错误。 D.机械能的减少等于克服摩擦力做的功，所以机械能减小，故D正确。 8.如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上．今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下．关于这个过程，下列说法正确的是（ ） A. 小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置 B. 小球从滑上曲面到最高点的过程中，小车的动量变化大小是零 C. 小球和小车作用前后，小车和小球的速度一定变化 D. 车上曲面的竖直高度不会大于 【答案】D 【解析】 A. 小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，故A错误； B. 由小球恰好到最高点时小球与小车具有共同速度，对于车、球组成的系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律列式为mv=2mv′，得共同速度v′=0.5v.则小车动量的变化为△P=mv′−0=m，故B错误； C. 由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，若两曲面光滑时，小车和小球的速度可能没有变化。故C错误； D. 由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为= ，所以系统动能减少了.如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即=mgh,得h=，显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，所以车上曲面的竖直高度不会大于，故D正确。 故选：D 9.2023年4月23日至4月27日，我国天舟一号货运飞船对天宫二号进行了推进剂补加，这是因为天宫二号组合体受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，天宫二号运动中需要通过“轨道维持”使其飞回设定轨道.对于天宫二号在“轨道维持”前后对比，下列说法正确的是 A. 天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大 B. 天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小 C. 天宫二号在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能大 D. 天宫二号在“轨道维持”前的机械能与“轨道维持”后的机械能相等 【答案】AB 【解析】 天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维持”后的小，由卫星的速度公式分析知，天宫二号在“轨道维持”前的速度比“轨道维持”后的速度大，故A正确．天宫二号在“轨道维持”前轨道半径比“轨道维持”后的小，由开普勒第三定律知天宫二号在“轨道维持”前的周期比“轨道维持”后的周期小．故B正确．天宫二号在“轨道维持”前离地的高度较小，则在“轨道维持”前的重力势能比“轨道维持”后的重力势能小，故C错误．天宫二号要实现“轨道维持”，必须点火加速，所以天宫二号在“轨道维持”前的机械能小于“轨道维持”后的机械能．故D错误． 故选AB. 10.如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了90°角）。下列有关此过程的说法中正确的是 A. 重物M做匀速直线运动 B. 重物M的速度先减小后增大 C. 重物M的最大速度是ωL D. 重物M的速度先增大后减小 【答案】CD 【解析】 【详解】ABD.设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ（锐角），由题知C点的线速度为 ，该线速度在绳子方向上的分速度就为 ．θ的变化规律是开始最大（90°）然后逐渐变小，所以， 逐渐变大，直至绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL；然后，θ又逐渐增大，v绳=ωLcosθ逐渐变小，绳子的速度变慢。所以知重物的速度先增大后减小．AB错误D正确。 C.绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL，故C正确。 11.（多选题）如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝4 kg的小物体B以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是(　　) A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为2J C. 木板A的最小长度为2 m D. A、B间的动摩擦因数为0.1 【答案】AD 【解析】 试题分析：由图示图象可知，木板获得的速度为，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得，木板A的质量为，木板获得的动能为，故A正确；系统损失的机械能，代入数据解得，故B错误；速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，故由图得到0-1s内B的位移为，A的位移为，木板A的最小长度为，故C错误；由图示图象可知，B的加速度，负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得，代入解得，故D正确． 考点：考查了动量守恒定律，牛顿第二定律，速度时间图像， 【名师点睛】本题属于木块在木板上滑动类型，既考查读图能力，也考查运用牛顿第二定律、功能关系处理复杂力学问题的能力． 12.如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R．轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方．A、B是质量均为m小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环．两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量．现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升．则（     ） A. 力F做的功等于系统机械能的增加量 B. 在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量 C. 当B环到达最高点时，其动能为零 D. B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OPB＝R/h 【答案】AD 【解析】 因为恒力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，故A正确；由于恒力F做正功，A、B组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误．当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，而B环的速度不为零，则动能不为零，故C错误．当PB线与圆轨道相切时，速度关系为：vB=vA，根据数学知识，故D正确。所以AD正确，BC错误。 二、实验题 13.未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了