四川省乐山市2022-2023学年高一下学期期末教学质量检测物理试卷(含答案)

四川省乐山市2022-2023学年高一下学期期末教学质量检测物理试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，下列关于科学家和他们贡献的叙述符合史实的是( )
A.西汉时期落下闳制造了用于测量天体位置的仪器——浑天仪
B.亚里士多德结合生活经验提出了力是改变物体运动状态的原因
C.伽利略利用理想斜面实验提出了机械能守恒定律
D.牛顿利用扭秤实验测定了引力常量G的数值
2、北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，其中空间段由地球静止轨道卫星（轨道A）、倾斜地球同步轨道卫星（轨道B）、中高度地球轨道卫星（轨道C）组成，如图所示。

下列描述中正确的是( )
A.静止轨道卫星是同步卫星，它相对赤道上某点静止，所受合力为零
B.中高度地球轨道卫星的轨道半径小，所以线速度大于地球第一宇宙速度
C.赤道上随地球自转物体的向心加速度大于地球静止轨道卫星的向心加速度
D.若轨道B、C上的卫星质量相同，则轨道B上的卫星机械能大
3、某国产品牌汽车以网上直播的方式进行了一场正面100%碰撞测试。

测试中汽车以50km/h的速度撞上一面不会变形的刚性墙，并且安全气囊弹出，停下时的场景如图所示。

下列说法正确的是( )
A.安全气囊使驾驶员动能变化量减小
B.安全气囊使驾驶员动量变化量减小
C.安全气囊使驾驶员所受平均撞击力减小
D.安全气囊使驾驶员所受平均撞击力的冲量减小
4、如图所示，小明将玩具电动车放在跑步机上做游戏，跑步机履带外侧机身上有正对
的A、B两点，在慢跑模式下履带以
03m/s
v=的速度运行。

已知电动小车能以5m/s
v=的速度匀速运动，履带宽度为50cm，小车每次都从A点出发，下列说法正确的是( )
A.无论玩具车车头指向何方，小车运动的合速度始终大于5m/s
B.玩具小车到达对面的最短时间为0.125s
C.玩具小车从A点出发到达正对面的B点，车头需与A点左侧履带边缘成53°夹角
D.玩具小车从A点出发到达正对面的B点用时为0.1s
5、如图所示是中国航天员科研训练中心的载人离心机，该离心机臂长8m。

某次训练中质量为70kg的航天员进入臂架末端的吊舱中呈仰卧姿态，航天员可视为质点，重力加速度g取2
10m/s。

当离心机以恒定角速度3rad/s在水平面内旋转时，下列说法正确的是( )
A.航天员始终处于完全失重状态
B.航天员运动的线速度大小为24m/s
C.航天员做匀速圆周运动需要的向心加速度为8.2g
D.座椅对航天员的作用力大小为5040N
6、“复兴号”是我国自主研发的具有完全知识产权的新一代高速列车。

质量为m的列车从静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该列车运行的最大速度
m
v，假设列车行驶过程中所受到的阻力保持不变。

则t时间内( )
A.列车一直在做匀加速直线运动
B.合外力做功为Pt
C.列车克服阻力做功212Pt mv -m t 7、2022年卡塔尔世界杯阿根廷队捧得大力神杯，如图是运动员某次击球后，足球从A 位置落到等高点C 位置的运动轨迹图，其中B 为轨迹的最高点。

空中运动过程中足球可视为质点，下列说法正确的是( )
A.AB 段竖直方向的加速度大于BC 段竖直方向的加速度
B.AB 段和BC 段的运动时长相同
C.A 、C 等高，足球在C 点的动能大于在A 点的动能
D.整个运动过程中足球机械能守恒
二、多选题
8、图1所示是2022年北京冬奥会比赛项目跳台滑雪，赛道简化如图2。

运动员a 、b （可视为质点）从雪道末端先后沿水平方向向左飞出，飞出时的初速度之比为:2:3a b v v =。

不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡上的整个过程中，下列说法正确的是( )
A.运动员a 、b 飞行时间之比为3:2
B.运动员a 、b 飞行的水平位移之比为2:3
C.运动员a 、b 落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同
D.运动员a 、b 落到斜坡上的瞬时速度大小之比为2:3
9、如图1所示是《最强大脑》第十季中名为“旋转轨迹”的挑战项目。

某兴趣小组同学结合传动装置的模型特点设计了如图2所示的游戏装置，主动轮A有齿轮数24个，从动轮B有齿轮数8个，现要将指向左的“▲”从M位置转到N位置。

在只能转动轮A的情况下，下列方案可行的是( )
A.顺时针转动90°
B.逆时针转动90°
C.顺时针转动30°
D.逆时针转动30°
10、如图所示，圆环P和物块Q通过绳子连接在一起，圆环套在光滑竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平状态，水平段的绳长为1m。

现从静止开始释放圆环，当圆
m，不计一切阻力，则下列说法中正确的是( )
A.圆环从A到B的过程中，物块Q机械能守恒
B.圆环从A到B的过程中，P重力势能的减少量大于自身动能的增加量
C.圆环运动到B点时，P与Q的速度之比为2
2
三、实验题
11、某小组的同学利用图1所示装置完成“探究平拋运动的特点”的实验，让小球多次沿同一轨道运动，在方格纸上记录了小球做平抛运动的一系列迹点如图2所示。

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面操作正确的是_______；
A.使用的平抛轨道一定要是光滑的
B.调节轨道的抛射端处于水平位置
C.每次必须由静止释放小球
D.每次释放小球的位置可以不同
（2）利用图2中的位置信息处理数据，已知方格纸每格边长为2.5cm，g取2
10m/s。

；小球运动到B点时的速度大小为。

（本小题结果均保留3位有效数字）
12、某实验小组的同学设计了图示装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。

光电门固定在铁架台上且与数字计时器连接，铁架台台面上放有橡皮泥防止小球反弹。

初始时，小球球心与释放装置下边缘等高，再让小球从光电门正上方某一高度由静止释放。

（1）已知小球直径为d、当地的重力加速度为g，要想验证机械能守恒还需测量的物
A.释放装置下边缘到光电门中心的高度差h
B.通过光电门的遮光时间为t
C.小球质量m
恒。

（4）该小组的同学认为可以利用图像法来计算小球下落过程的平均阻力f 。

多次改变小球的释放点高度，记录下对应的下落高度h 和遮光时间t ，通过描点作图得到了
h
阻力f 四、计算题
13、我国为推进空间引力波研究进程，计划发射三颗人造地球卫星进行引力波探测，现已完成“天琴一号”技术试验卫星的发射。

假设“天琴一号”正在预定轨道绕地球做匀速圆周运动，已知轨道距地球表面高度为h ，地球半径为R ，引力常量为G ，地球表面的重力加速度为g 。

忽略地球自转影响，求：
（1）地球的质量M ；
（2）地球的第一宇宙速度1v ； （3）“天琴一号”做匀速圆周运动的周期T 。

14、在水平地面上方某一高度处沿水平方向抛出一个质量1kg m =的小物体，抛出10.3s t =后物体的速度方向与水平方向的夹角为37°，落地时物体的速度方向与水平方向的夹角为60°，重力加速度g 取210m/s ，不计一切阻力，求：
（1）物体平抛时的初速度0v ；
（2）抛出点距离地面的竖直高度h ；
（3）物体从抛出点到落地点重力做功的平均功率。

15、如图所示，长0.5m R =的不可伸长的细绳一端固定在O 点，另一端系着质量21kg m =的小球B ，小球B 刚好与水平面相接触。

开始B 静止不动，与B 相距1.5m 位置处有一质量13kg m =的物块A 以速度0v 向B 运动，当速度变为4m/s 时与B 发生弹性碰撞，小球B 立即在竖直平面内做圆周运动。

已知A 与水平面间的动摩擦因数0.3μ=，重力加速度210m/s g =，A 、B 均可视为质点。

求：
v是多少？
（1）物块A的初速度
（2）在A与B碰撞后瞬间，小球A和B的速度大小各是多少？
（3）试判断碰后小球B能否在竖直平面内做完整的圆周运动。

若能请求解小球B运动到竖直平面最高点时受到细绳的拉力大小。

参考答案
1、答案：A
解析：A.西汉时期落下闳制造了用于测量天体位置的仪器——浑天仪，故A 正确；
B.亚里士多德结合生活经验提出了力是维持物体运动状态的原因，故B 错误；
C.伽利略利用理想斜面实验提出了力是改变物体运动状态的原因，故C 错误；
D.卡文迪什利用扭秤实验测定了引力常量G 的数值，故D 错误。

故选A 。

2、答案：D
解析：A.静止轨道卫星是同步卫星，它相对赤道上某点静止，所受合力不为零，合力提供向心力，故A 错误；
B.根据万有引力提供向心力，有2
2Mm v G m r r
=，所以v =卫星的轨道半径相比近地卫星轨道半径较大，所以线速度小于地球第一宇宙速度，故B 错误；
C.赤道上随地球自转物体与地球静止轨道卫星具有相同的周期，相同的角速度，根据向心加速度与角速度的关系2a r ω=，由此可知，赤道上随地球自转物体的向心加速度小于地球静止轨道卫星的向心加速度，故C 错误；
D.由于卫星由低轨道变轨到高轨道需要点火加速度，即外力做正功，所以机械能增加，所以若轨道B 、C 上的卫星质量相同则轨道B 上的卫星机械能大，故D 正确。

故选D 。

3、答案：C
解析：A.驾驶员动能变化量为2k 102
E mv ∆=-，由此可知，有无安全气囊驾驶员动能变化量均相等，故A 错误；
BCD.安全气囊使驾驶员动量变化量为0I Ft p mv ==∆=-，由此可知，动量变化量不变，驾驶员所受平均撞击力的冲量不变，但安全气囊使得驾驶员与车的接触时间增大，从而减小平均撞击力，故BD 错误，C 正确。

故选C 。

4、答案：C
解析：A.合速度可能等于分速度，可能大于分速度，也可能小于分速度，故A 错误；
B.当玩具小车的车头垂直于履带运动时，小车到达对面的时间最短，此时
2min 5010s 0.1s 5
d t v -⨯===，故B 错误； C.若玩具小车从A 点出发到达正对面的B 点，则03cos 5v v θ=
=，所以53θ=︒，即车头需与A 点左侧履带边缘成53°夹角，故C 正确；
D.玩具小车从A 点出发到达正对面的B
点所用时间为
2s 0.125s t -===，故D 错误。

故选C 。

5、答案：B
解析：A.航天员受重力和吊舱的作用力，不是完全失重状态，故A 错误；
B.航天员运动的线速度大小为38m /s 24m /s v r ω==⨯=，故B 正确；
C.航天员做匀速圆周运动需要的向心加速度为222238m /s 72m /s 7.2g a r ω==⨯==，故C 错误；
D.
座椅对航天员的作用力大小为N 5040N F ==>，故D 错误。

故选B 。

6、答案：C
解析：A.由于列车从静止开始以恒定功率启动，所以P Fv =，F f ma -=，由此可知，列车速度增大，牵引力减小，加速度减小，列车做加速度减小的加速运动，故A 错误；
B.列车在运动过程中，根据动能定理有2m 12
W Pt fx mv =-=合，故B 错误； C.列车克服阻力做功为2m f 12
W fx Pt mv ==-克，故C 正确； D.列车做加速度减小的加速运动，所以列车的位移m 12
x v t >，故D 错误。

故选C 。

7、答案：A
解析：A.由于AB 段水平位移和BC 段水平位移不相等，所以足球运动过程中受空气阻
力作用，且AB 段足球上升，竖直方向既有向下的重力也有向下的阻力分力，而BC 段足球下降，竖直方向有向下的重力和向上的阻力的分力，所以AB 段竖直方向的加速度大于BC 段竖直方向的加速度，故A 正确；
B.由于AB 段和BC 段竖直位移大小相等，AB 段竖直方向的加速度大于BC 段竖直方向的加速度，所以AB 段运动时间小于BC 段运动时间，故B 错误；
CD.由于足球在运动过程中受到空气阻力作用，所以足球的机械能减小；A 、C 等高，所以足球在A 、C 的重力势能相等，则足球在C 点的动能小于在A 点的动能，故CD 错误。

故选A 。

8、答案：CD
解析：A.根据200
12tan 2gt gt v t v θ== 可得002tan v t v g
θ=∝ 可知运动员a 、b 飞行时间之比为2:3，选项A 错误；
B.水平位移220002tan v x v t v g
θ==∝ 可得运动员a 、b 飞行的水平位移之比为4:9，选项B 错误；
C.运动员a 、b 落到斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角
tan 2tan v gt αθ== 则运动员a 、b 落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同，选项C 正确；
D.运动员a 、b 落到斜坡上的瞬时速度大小
0v v v ===∝
即瞬时速度大小之比为2:3，选项D 正确。

故选CD 。

9、答案：AD
解析：
10、答案：BC
解析：A.圆环从A 到B 的过程中，物块Q 上升，绳的拉力对物块Q 做正功，所以物块
Q 的机械能增加，故A 错误；
B.圆环和物块组成的系统机械能守恒，所以圆环从A 到B 的过程中，P 重力势能的减少量等于自身动能的增加量与物块Q 机械能增加量之和，所以P 重力势能的减少量大于自身动能的增加量，故B 正确；
CD.设左侧绳与竖直方向的夹角为θ，根据速度关联可得
cos P Q v v θ=
tan θ=
所以P Q v v =故C 正确，D 错误。

故选BC 。

11、答案：（1）BC （2）1.00；1.25
解析：（1）A.实验中要保证小球的初速度相等，平抛轨道不一定需要光滑，故A 错误；
B.为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端切线水平，故B 正确；
C.为了保证小球的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故C 正确；
D.为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，故D 错误。

故选BC 。

（2）在竖直方向上根据2y gT ∆=可得
s 0.05s T === 小球做平抛运动的初速度为
2
022 2.510m /s 1.00m /s 0.05
L v T -⨯⨯=== B 点的竖直分速度为
30.75m /s 2yB L v T
== 可得小球运动到B 点时的速度大小为
1.25m /s B v ==
12、答案：（1）AB
（2）2gh =2
12d t ⎛⎫= ⎪⎝⎭） （3）大于；下落过程中会克服阻力做功
（4）22md mg k
- 解析：（1）本实验验证机械能守恒，即
212
mgh mv = d v t = 由此可知，需测量的物理量有释放装置下边缘到光电门中心的高度差h ，通过光电门的遮光时间t ，而小球的质量不需要测量。

故选AB 。

（2）若小球下落过程机械能守恒，则
2
12d mgh m t ⎛⎫= ⎪⎝⎭
即2
22d gh t = （3）由于小球下落过程中受到阻力作用，小球需要克服阻力做功，所以使得实际测量数据总是小球重力势能的减小量大于动能的增加量；
（4）若考虑空气阻力影响，根据动能定理可得
2
12d mgh fh m t ⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 整理可得
222
12()md h k mg f t t ==- 所以2
2md f mg k
=-
解析：（1）对地球赤道表面的物体有
2
Mm mg G R = 所以2gR M G
= （2）近地卫星的线速度近似看做第一宇宙速度，有
21v mg m R
= 所以
1v
（3）人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
222π()()()Mm G m R h R h T
=++
解得2T =14、答案：（1）4m/s （2）2.4m （3）
解析：（1）物体抛出0.3s 时，有
1y v gt =
0tan 37y
v v ︒=
解得04m/s v =
（2）令落地的瞬时速度为v ，则
0cos60v v =︒ 2201122
mgh mv mv =- 解得 2.4m h =
（3）做平抛运动的总时间为t ，重力的平均功率为G W mgh =
212
h gt =
所以G W P t =
= 15、答案：（1）5m/s （2）2m/s ，6m/s （3）能，22N
解析：（1）物块A 在水平上运动的过程中，由动能定理可得
22111101122
m gs m v m v μ-=- 解得05m/s v =
（2）A 、B 发生弹性碰撞过程中系统动量守恒、能量守恒，有
111122m v m v m v ''=+
022211122111222
m v m v m v ''=+ 联立解得12m/s v '=，26m/s v '=
（3）小球能在竖直平面内做完整圆周运动的条件是最高点受力满足
222v m g m R
= 解得
v =
小球若能运动到最高点过程中，由动能定理可得：
22212211222
m g R m v m v '-'-⋅= 解得
4m/s v '=>
所以小球B 能够在竖直平面内做完整的圆周运动，小球在最高点时的受力关系为
222v T m g m R
'+= 解得22N T =。