河北省秦皇島市青龍滿族自治縣二校2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題

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河北省秦皇島市青龍滿族自治縣二校2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題

一、選擇題（本大題共10小題，共48分。其中1-7題只有一個選項(xiàng)符合題意，每小題4分，8-10題有多個選項(xiàng)符合題意，全選對的給6分，選對選不全給3分，有錯選

1．（2023高一下·青龍期末）探究向心力的大小與小球質(zhì)量、角速度和標(biāo)尺半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，已知擋板A、B、C到轉(zhuǎn)軸距離之比為。某次實(shí)驗(yàn)選用質(zhì)量相同的小球分別放在變速塔輪的長槽擋板A處和短槽擋板擋板C處，當(dāng)塔輪勻變速轉(zhuǎn)動時左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比為。則傳動手柄皮帶所用的左右兩側(cè)塔輪圓盤半徑之比為（）

A．B．C．D．

2．（2022·湛江模擬）2023年12月9日，中國空間站“天宮課堂”第一課正式開講，這是時隔8年之后，中國航天員再次進(jìn)行太空授課?？臻g站轉(zhuǎn)一圈的時間約90分鐘，保證太空授課信號通暢的功臣是中繼衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星在地球同步靜止軌道運(yùn)行，空間站、中繼衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A．空間站的角速度小于中繼衛(wèi)星的角速度

B．空間站的加速度大于中繼衛(wèi)星的加速度

C．空間站的線速度小于中繼衛(wèi)星的線速度

D．中繼衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度

3．關(guān)于兩個運(yùn)動的合成，下列說法中正確的是（）

A．兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

B．兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

C．兩個勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

D．兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

4．（2023高一下·青龍期末）在星球和星球的表面，以相同的初速度豎直上拋一小球，小球在空中運(yùn)動時的圖像分別如圖所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體，星球的半徑是星球半徑的倍，下列說法正確的是（）

A．星球和星球的質(zhì)量之比為

B．星球和星球的密度之比為

C．星球和星球的第一宇宙速度之比為

D．星球和星球的近地衛(wèi)星周期之比為

5．（2023高一下·福州期末）如圖所示，a點(diǎn)在b點(diǎn)的正上方，現(xiàn)從a、b兩點(diǎn)分別以速度v1、v2水平拋出兩個相同的小球，可視為質(zhì)點(diǎn)，它們在水平地面上方的P點(diǎn)相遇。假設(shè)在相遇過程中兩球的運(yùn)動沒有受到影響，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A．兩個小球從a、b兩點(diǎn)同時拋出

B．兩小球拋出的初速度v1>v2

C．從a點(diǎn)拋出的小球著地時水平射程較大

D．從a點(diǎn)拋出的小球著地時重力的瞬時功率較大

6．（2023高一下·青龍期末）已知地球的半徑為，萬有引力常量為，某人造地球衛(wèi)星在離地球表面高處的軌道上做周期為的勻速圓周運(yùn)動，則下列說法錯誤的是（）

A．該衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于第一宇宙速度

B．該衛(wèi)星運(yùn)行的角速度大小為

C．地球的質(zhì)量為

D．地球表面的重力加速度大小

7．（2023高一下·青龍期末）一個小物體從斜面底端沖上足夠長的斜面，然后又滑回斜面底端，已知小物體的初動能為E，返回斜面底端時的速度為v，克服摩擦力做功為若小物體沖上斜面的初動能為2E，則下列選項(xiàng)中正確的一組是（）

①物體返回斜面底端時的動能為E

②物體返回斜面底端時的動能為

③物體返回斜面底端時的速度大小為2

④物體返回斜面底端時的速度大小為

A．①③B．②④C．①④D．②

8．（2023高一下·青龍期末）有科學(xué)家認(rèn)為，木星并非圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，而是圍繞著木星和太陽之間的某個公轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，因此可以認(rèn)為木星并非太陽的行星，它們更像是太陽系中的“雙星系統(tǒng)”。假設(shè)太陽的質(zhì)量為，木星的質(zhì)量為，它們中心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（）

A．太陽的軌道半徑為

B．木星的軌道半徑為

C．這個“雙星系統(tǒng)”運(yùn)行的周期為

D．若認(rèn)為木星球繞太陽中心做圓周運(yùn)動，則木星的運(yùn)行周期為

9．（2023高一下·青龍期末）如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的斜面，其運(yùn)動的加速度為，這物體在斜面上上升的最大高度為h，則物體在斜面上運(yùn)動的整個過程中（）

A．上升過程物體動能減少了

B．上升過程重力勢能增加了

C．物體在斜面上運(yùn)動的整個過程機(jī)械能損失了

D．物體沿斜面上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力做功的平均功率

10．（2023高一下·青龍期末）如圖所示，長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物體．現(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動．當(dāng)木板轉(zhuǎn)到跟水平面的夾角為α?xí)r，小物體開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物體滑到底端的速度為v，則在整個過程中（）

A．木板對物體做功為

B．摩擦力對小物體做功為

C．支持力對小物體做功為零

D．克服摩擦力做功為

二、實(shí)驗(yàn)題（2個小題，11題每小題8分12題10分，共18分）

11．（2023高一下·青龍期末）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為0.20kg的重物拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示。已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02秒，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，回答以下問題。

（1）紙帶的（選填“左”或“右”）端與重物相連；

（2）打點(diǎn)計時器應(yīng)接（選填“直流”或“交流”）電源，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先（填“釋放紙帶”或“接通電源”）；

（3）從起點(diǎn)P到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢能減少量J，此過程中物體動能的增加量J；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

12．（2023高一下·青龍期末）在“探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作，下列說法正確的是____。

A．安裝斜槽時應(yīng)使其末端切線水平

B．小球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮?shí)驗(yàn)誤差

C．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放

D．小球在斜槽上釋放的位置盡可能靠近斜槽末端

（2）如果小球每次從斜槽上不同位置靜止釋放，離開斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小球每次在空中運(yùn)動的時間（選填“相同”或“不同”）。

（3）小張同學(xué)為研究平拋運(yùn)動，采用如圖乙所示的方式來確定平拋運(yùn)動軌跡（即橫檔條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)），那么坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時的____。

A．球的頂端B．球心C．球的底端

（4）如圖丙所示，A、B、C是小球平拋軌跡在方格紙上的三個位置。已知方格紙每一小格長L=5cm，g取10m/s2，則小球平拋的初速度v0=m/s。

（5）小方同學(xué)用數(shù)碼相機(jī)拍攝小球做平拋運(yùn)動的錄像（每秒25幀），他目測斜槽末端到擋板的豎直高度大約為0.2m，小方同學(xué)采用逐幀分析的方法進(jìn)行研究，那么他大約可以得到幀小球正在空中運(yùn)動的照片。

三、計算題（3個題，共36分）

13．（2023高一下·哈爾濱期末）一宇航員在某未知星球的表面上做平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)。在離地面h高處讓小球以v0的初速度水平拋出，測得小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離為x，已知該星球的半徑為R，萬有引力常量為G，不計星球的自轉(zhuǎn)，求：

（1）未知星球的第一宇宙速度；

（2）未知星球的密度。

14．（2022高一下·無錫期末）跳臺滑雪是冬奧會的比賽項(xiàng)目之一，如圖為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖。助滑坡由AB和BC組成，AB是傾角為37°的斜坡，BC是半徑為的圓弧面，圓弧面和斜面相切于B，與水平面相切于C，AB豎直高度差，豎直跳臺CD高度差為，跳臺底端與傾角為37°的斜坡DE相連。運(yùn)動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80kg，從A點(diǎn)由靜止滑下，通過C點(diǎn)水平飛出，飛行一段時間落到著陸坡上，測得著陸坡上落點(diǎn)E到D點(diǎn)距離（不計空氣阻力，重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)的速度大小；

（2）運(yùn)動員由A滑到C克服雪坡阻力做了多少功？

答案解析部分

1．【答案】C

【知識點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力

【解析】【解答】由題意知，A、C兩球做圓周運(yùn)動的向心力，兩小球的運(yùn)動半徑和質(zhì)量相等，根據(jù)，解得。

由于皮帶的傳動，兩個變速塔輪的線速度大小相等，由得皮帶所用的左右兩側(cè)塔輪圓盤半徑比為RA：RC=2：1

【分析】本題考查學(xué)生對變速塔輪的變速原理的理解，明白利用皮帶傳動裝置可以改變兩個塔輪的轉(zhuǎn)速，從而改變兩小球的轉(zhuǎn)速，考查學(xué)生掌握在勻速圓周運(yùn)動中，向心力與角速度、運(yùn)動半徑的關(guān)系。

2．【答案】B

【知識點(diǎn)】開普勒定律；萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A．中繼衛(wèi)星在地球同步靜止軌道運(yùn)行，周期為24小時，空間站轉(zhuǎn)一圈約90分鐘，由公式

知空間站角速度大于中繼衛(wèi)星角速度，A不符合題意；

B．由開普勒第三定律

知中繼衛(wèi)星軌道半徑大于空間站軌道半徑，由

得

知空間站的加速度大于中繼衛(wèi)星的加速度，B符合題意；

CD．由萬有引力定律提供向心力

得

可知空間站的線速度大于中繼衛(wèi)星的線速度，中繼衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，CD不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)周期和角速度的關(guān)系得出空間站和中繼衛(wèi)星角速度的大小關(guān)系；利用開普勒第三定律以及萬有引力為所受合力，從而得出加速度的表達(dá)式并判斷大小，結(jié)合萬有引力提供向心力得出線速度的表達(dá)式，并分析判斷大小。

3．【答案】B

【知識點(diǎn)】速度的合成與分解

【解析】【分析】勻速直線運(yùn)動的物體受到的合力為零，所以兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動；一個勻速直線運(yùn)動和一個勻變速直線運(yùn)動合成，合速度的方向和合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．兩個勻變速直線運(yùn)動合成，若合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上，合運(yùn)動是直線運(yùn)動，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．故B正確；

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道若合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上，合運(yùn)動是直線運(yùn)動，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．

4．【答案】B

【知識點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動；萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A、星球P、Q表面的重力加速度大小分別為g1、g2，從圖像知，

對某一星球：物體m在星球表面受到的重力等于該星球?qū)ξ矬w的萬有引力，R1：R2=3：1

解得星球質(zhì)量，故，A錯誤；

B、星球的密度，故，B正確；

C、第一宇宙速度等于近星球表面的環(huán)繞速度，由萬有引力提供向心力，則

解得：，故，即星球P和星球Q的第一宇宙速度比為3：1，C錯誤；

D、衛(wèi)星近星球表面環(huán)繞，則，解得：，故T1：T2=1：1，D錯誤。

故答案為：B。

【分析】本題通過圖像求出兩星球表面的重力加速度關(guān)系，航天問題的兩類模型：地面模型和環(huán)繞模型，其中A、B選項(xiàng)利用地面模型，對某一星球：物體m在星球表面受到的重力等于該星球?qū)ξ矬w的萬有引力，而C、D選項(xiàng)利用環(huán)繞模型，由萬有引力提供向心力。

5．【答案】D

【知識點(diǎn)】平拋運(yùn)動；功率及其計算

【解析】【解答】A.因?yàn)閮蓚€小球在P點(diǎn)相遇，可知a球下降的高度大于b球下降的高度，可知a球的運(yùn)動時間較長，所以a球先拋出。A不符合題意。

B.因?yàn)閺膾伋龅絇點(diǎn)的過程中，水平位移相等，a球的運(yùn)動時間較長，則a球的初速度較小，即v1＜v2，B不符合題意。

C.到達(dá)P點(diǎn)時，a球的豎直分速度較大，所以從P點(diǎn)到地面，a球先落地，b球后落地，b的初速度大，所以b球的水平射程較大，C不符合題意。

D.根據(jù)P=mgvy知，a球距離地面的高度大，則a球落地時豎直分速度較大，則a球著地時重力的瞬時功率較大，D符合題意。

故答案為：D

【分析】物體做平拋運(yùn)動，水平方向勻速運(yùn)動，豎直方向自由落體運(yùn)動，利用豎直方向的距離比較運(yùn)動時間，根據(jù)水平方向的位移你叫初速度，求出末速度的大小和方向，再利用功率計算公式P=Fvcosθ求解功率，其中θ是力與速度的夾角。

6．【答案】D

【知識點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A、由萬有引力提供向心力，則由，知，軌道半徑r越大，環(huán)繞速度越小，而地球的第一宇宙速度等于地球衛(wèi)星的近地環(huán)繞速度，也等于7.9km/s，即該衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于第一宇宙速度，A正確；

B、由題意已知，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，所以衛(wèi)星運(yùn)行的角速度大小為：，B正確；

C、由萬有引力提供向心力，則由，得地球的質(zhì)量，C正確；

D、地面上物體受到的重力等于地球?qū)υ撐矬w的萬有引力，則，得地球表面的重力加速度：，D錯誤。

故答案為：D。

【分析】本題萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力，分析線速度、角速度、以及中心天體的質(zhì)量問題，運(yùn)用黃金代換式求解星球表面的重力加速度，運(yùn)用黃金代換式求出問題也是該類考題中比較常見的方法。

7．【答案】C

【知識點(diǎn)】能量守恒定律

【解析】【解答】以初動能為E沖上斜面的初速度為，則以初動能為2E沖上斜面的初速度為，而沖上去的加速度相同，沿斜面上滑過程，由，知，說明第二次沖上斜面的最大位移是第一次的2倍，沿斜面上滑過程種，克服摩擦力做的功，第二次也是第一次的2倍，所以對于物體往返過程，第二次克服摩擦力做的功應(yīng)該為E。

以初動能為E沖上斜面然后返回到斜面最低點(diǎn)的過程中：

由能量守恒定律得：

，其中v為小物體返會斜面底端的速度。

以初動能為2E沖上斜面然后返回到斜面底端的過程中：

由能量守恒定律得：

，其中為小物體返會斜面底端的速度。

由（1）（2）兩式可解得：，④正確；

由(2)知，小物體返回斜面底端的動能為E，①正確；

故答案為：C。

【分析】本題難度有點(diǎn)大，題意沒有給出物體的質(zhì)量、動摩擦因數(shù)等信息，需要學(xué)生尋找兩次沖上斜面的相關(guān)點(diǎn)或相同點(diǎn)，找到相同點(diǎn)（加速度），從能找到相關(guān)的對應(yīng)量。

8．【答案】C,D

【知識點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用；雙星（多星）問題

【解析】【解答】ABC、太陽與木星間的萬有引力提供彼此的向心力，

對太陽：

對木星：

由（1）（2）（3）解得：

太陽的軌道半徑：，A錯誤；

木星的軌道半徑：，B錯誤；

”雙星系統(tǒng)“的運(yùn)行周期：，C正確；

D、若木星繞著太陽中心做勻速圓周運(yùn)動，則

解得木星的運(yùn)行周期，D正確。

故答案為：CD。

【分析】雙星系統(tǒng)的特點(diǎn)：由雙星間的萬有引力來提供彼此的向心力，即對雙星而言，向心力大小相等，轉(zhuǎn)動的角速度（周期）相等，雙星的軌道半徑和等于雙星間的距離。

9．【答案】A,C

【知識點(diǎn)】功能關(guān)系；能量守恒定律

【解析】【解答】A、對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得，，求出，

在斜面上運(yùn)動的整個過程中，物體克服摩擦力做的功，

由能量守恒定律得：，A正確；

B、物體上升的最大高度是h，所以重力勢能增加了mgh，B錯誤；

C、物體重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力，所以物體可以返回到斜面底端，物體向上運(yùn)動過程與向下運(yùn)動過程克服摩擦力做的功是相等的，整個過程機(jī)械能損失了，C正確；

D、由于物體在運(yùn)動過程中克服摩擦力做功，所以物體回到斜面底端的速度一定小于開始的初速度，所以物體上升過程的平均速度大于下滑過程的平均速度，即上升過程所用的時間比小于下滑過程的時間，物體沿斜面上升過程克服重力做功的平均功率大于下滑過程重力做功的平均功率。D錯誤。

故答案為：AC。

【分析】本題考查的是功能關(guān)系，重力做功與重力勢能的關(guān)系，合力做功與動能變化的關(guān)系，系統(tǒng)除重力或彈力做功，其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系。

10．【答案】A,D

【知識點(diǎn)】動能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】木板對物體的力由支持力和摩擦力，

BD、物體在緩慢抬高的過程中，靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向垂直，這個過程摩擦力不做功；物體沿斜面下滑過程中，由動能定理得，得，所以整個過程中摩擦力物體做功為：，則克服摩擦力做功為：，B錯誤，D正確；

C、物體在緩慢抬高的過程中，支持力做的功為W，由動能定理得：，；在下滑過程中，支持力的方向與物體的運(yùn)動方向垂直，支持力不做功，所以在整個過程中，支持力做功為：。C錯誤；

A、整個過程中，木板對物體做的功等于摩擦力對物體做功與支持力做功之和，即，A正確；

故答案為：AD。

【分析】本題考查的是對動能定理的運(yùn)用，難點(diǎn)：木板對物體做功等于摩擦力做功與支持力做功之和。不同過程，同一個力的做功情況不同。

11．【答案】（1）左

（2）交流；接通電源

（3）0.400；0.388

【知識點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】（1）物體做自由落體運(yùn)動，速度增加，紙帶上相鄰兩個點(diǎn)的間距應(yīng)該越來越大，即紙帶左端與重物相連。

（2）打點(diǎn)計時器使用的是交流電，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，再釋放重物。

（3）從P點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，物體下落了0.2043m，則重力勢能減少了

打點(diǎn)打到B點(diǎn)時物體的速度：

動能增加量

【分析】紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，通過紙帶上的相鄰兩點(diǎn)間的間距變化來判斷物體的運(yùn)動情況，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算打出某點(diǎn)時物體對應(yīng)的瞬時速度，計算過程要注意單位的計算。

12．【答案】（1）A；C

（2）相同

（3）A

（4）1.5

（5）5

【知識點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動

【解析】【解答】（1）A、本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹碧骄科綊佭\(yùn)動的特點(diǎn)“，要保證小球拋出的速度是水平的，所以安裝實(shí)驗(yàn)裝置時，斜槽末端切線必須水平，目的是保證小球飛出時初速度是水平的，A正確；

B、小球與斜槽間有摩擦，只要保證小球每次都是從同一位置靜止釋放即可，不會影響小球飛出的初速度的，B錯；

C、由于要記錄小球的運(yùn)動軌跡，必須重復(fù)多次，才能畫出幾個點(diǎn)，因此小球每次平拋的軌跡應(yīng)該相同，這就小于小球每次都是從同一位置靜止釋放，小球每次飛出的初速度相同，軌跡相同，C正確；

D、為了保證小球做平拋運(yùn)動有適當(dāng)?shù)某跛俣龋孕∏蛎看吾尫诺母叨榷疾荒芴?，即小球在斜槽釋放的位置盡可能不要離斜槽末端太近，D錯誤。

故答案為：AC。

（2）拋出點(diǎn)與落槽點(diǎn)間的高度是不變的，而小球在豎直方向上遵循自由落體運(yùn)動的規(guī)律，由知，小球每次在空中的運(yùn)動時間是相同的。

（3）小球卡在橫檔條時，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，同理，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該選小球在斜槽末端點(diǎn)時小球的頂點(diǎn)，A正確。

（4）由圖丙可知，A、B、C三點(diǎn)在水平方向的距離相等，說明小球從A運(yùn)動到B的時間與從B到C的時間相等，設(shè)為T，豎直方向上，根據(jù)解得T=0.1s，水平方向上，，解得v0=1.5m/s。

（5）小球做平拋運(yùn)動，課桌的高度約為0.2m，

豎直方向上：自由落體運(yùn)動，，解得，

由于每秒25幀照片，所以0.2s將拍到。

【分析】本題要求學(xué)生能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作，主要考查平拋運(yùn)動的相關(guān)應(yīng)用，結(jié)合平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和運(yùn)動學(xué)公式來分析計算。

13．【答案】（1）解：小球做平拋運(yùn)動，在水平方向x=v0t

在豎直方向上有

解得該星球表面的重力加速度為

繞地球表面做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星解得

（2）解：根據(jù)

可得

未知星球的密度

【知識點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用

【解析】【分析】（1）利用平拋運(yùn)動的位移公式結(jié)合引力提供向心力可以求出第一宇宙速度的大?。?/p>

（2）利用引力形成重力結(jié)合密度公式可以求出密度的大小。

14．【答案】（1）解：從點(diǎn)飛出后，做平拋運(yùn)動，豎直方向

水平方向

聯(lián)立解得

（2）解：從A到C由動能定理得

解得運(yùn)動員由A滑到C克服雪坡阻力做功

【知識點(diǎn)】動能定理的綜合應(yīng)用；平拋運(yùn)動

【解析】【分析】（1）從點(diǎn)飛出后，做平拋運(yùn)動，結(jié)合平拋運(yùn)動的規(guī)律得出運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)的速度：

（2）運(yùn)動員由A到C的過程中根據(jù)動能定理得出運(yùn)動員克服雪坡做的功。

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河北省秦皇島市青龍滿族自治縣二校2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題

一、選擇題（本大題共10小題，共48分。其中1-7題只有一個選項(xiàng)符合題意，每小題4分，8-10題有多個選項(xiàng)符合題意，全選對的給6分，選對選不全給3分，有錯選

1．（2023高一下·青龍期末）探究向心力的大小與小球質(zhì)量、角速度和標(biāo)尺半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，已知擋板A、B、C到轉(zhuǎn)軸距離之比為。某次實(shí)驗(yàn)選用質(zhì)量相同的小球分別放在變速塔輪的長槽擋板A處和短槽擋板擋板C處，當(dāng)塔輪勻變速轉(zhuǎn)動時左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比為。則傳動手柄皮帶所用的左右兩側(cè)塔輪圓盤半徑之比為（）

A．B．C．D．

【答案】C

【知識點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力

【解析】【解答】由題意知，A、C兩球做圓周運(yùn)動的向心力，兩小球的運(yùn)動半徑和質(zhì)量相等，根據(jù)，解得。

由于皮帶的傳動，兩個變速塔輪的線速度大小相等，由得皮帶所用的左右兩側(cè)塔輪圓盤半徑比為RA：RC=2：1

【分析】本題考查學(xué)生對變速塔輪的變速原理的理解，明白利用皮帶傳動裝置可以改變兩個塔輪的轉(zhuǎn)速，從而改變兩小球的轉(zhuǎn)速，考查學(xué)生掌握在勻速圓周運(yùn)動中，向心力與角速度、運(yùn)動半徑的關(guān)系。

2．（2022·湛江模擬）2023年12月9日，中國空間站“天宮課堂”第一課正式開講，這是時隔8年之后，中國航天員再次進(jìn)行太空授課?？臻g站轉(zhuǎn)一圈的時間約90分鐘，保證太空授課信號通暢的功臣是中繼衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星在地球同步靜止軌道運(yùn)行，空間站、中繼衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A．空間站的角速度小于中繼衛(wèi)星的角速度

B．空間站的加速度大于中繼衛(wèi)星的加速度

C．空間站的線速度小于中繼衛(wèi)星的線速度

D．中繼衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度

【答案】B

【知識點(diǎn)】開普勒定律；萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A．中繼衛(wèi)星在地球同步靜止軌道運(yùn)行，周期為24小時，空間站轉(zhuǎn)一圈約90分鐘，由公式

知空間站角速度大于中繼衛(wèi)星角速度，A不符合題意；

B．由開普勒第三定律

知中繼衛(wèi)星軌道半徑大于空間站軌道半徑，由

得

知空間站的加速度大于中繼衛(wèi)星的加速度，B符合題意；

CD．由萬有引力定律提供向心力

得

可知空間站的線速度大于中繼衛(wèi)星的線速度，中繼衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，CD不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)周期和角速度的關(guān)系得出空間站和中繼衛(wèi)星角速度的大小關(guān)系；利用開普勒第三定律以及萬有引力為所受合力，從而得出加速度的表達(dá)式并判斷大小，結(jié)合萬有引力提供向心力得出線速度的表達(dá)式，并分析判斷大小。

3．關(guān)于兩個運(yùn)動的合成，下列說法中正確的是（）

A．兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

B．兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

C．兩個勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

D．兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

【答案】B

【知識點(diǎn)】速度的合成與分解

【解析】【分析】勻速直線運(yùn)動的物體受到的合力為零，所以兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動；一個勻速直線運(yùn)動和一個勻變速直線運(yùn)動合成，合速度的方向和合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．兩個勻變速直線運(yùn)動合成，若合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上，合運(yùn)動是直線運(yùn)動，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．故B正確；

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道若合速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上，合運(yùn)動是直線運(yùn)動，若合速度的方向與合加速度的方向不在同一條直線上，合運(yùn)動是曲線運(yùn)動．

4．（2023高一下·青龍期末）在星球和星球的表面，以相同的初速度豎直上拋一小球，小球在空中運(yùn)動時的圖像分別如圖所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體，星球的半徑是星球半徑的倍，下列說法正確的是（）

A．星球和星球的質(zhì)量之比為

B．星球和星球的密度之比為

C．星球和星球的第一宇宙速度之比為

D．星球和星球的近地衛(wèi)星周期之比為

【答案】B

【知識點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動；萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A、星球P、Q表面的重力加速度大小分別為g1、g2，從圖像知，

對某一星球：物體m在星球表面受到的重力等于該星球?qū)ξ矬w的萬有引力，R1：R2=3：1

解得星球質(zhì)量，故，A錯誤；

B、星球的密度，故，B正確；

C、第一宇宙速度等于近星球表面的環(huán)繞速度，由萬有引力提供向心力，則

解得：，故，即星球P和星球Q的第一宇宙速度比為3：1，C錯誤；

D、衛(wèi)星近星球表面環(huán)繞，則，解得：，故T1：T2=1：1，D錯誤。

故答案為：B。

【分析】本題通過圖像求出兩星球表面的重力加速度關(guān)系，航天問題的兩類模型：地面模型和環(huán)繞模型，其中A、B選項(xiàng)利用地面模型，對某一星球：物體m在星球表面受到的重力等于該星球?qū)ξ矬w的萬有引力，而C、D選項(xiàng)利用環(huán)繞模型，由萬有引力提供向心力。

5．（2023高一下·福州期末）如圖所示，a點(diǎn)在b點(diǎn)的正上方，現(xiàn)從a、b兩點(diǎn)分別以速度v1、v2水平拋出兩個相同的小球，可視為質(zhì)點(diǎn)，它們在水平地面上方的P點(diǎn)相遇。假設(shè)在相遇過程中兩球的運(yùn)動沒有受到影響，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A．兩個小球從a、b兩點(diǎn)同時拋出

B．兩小球拋出的初速度v1>v2

C．從a點(diǎn)拋出的小球著地時水平射程較大

D．從a點(diǎn)拋出的小球著地時重力的瞬時功率較大

【答案】D

【知識點(diǎn)】平拋運(yùn)動；功率及其計算

【解析】【解答】A.因?yàn)閮蓚€小球在P點(diǎn)相遇，可知a球下降的高度大于b球下降的高度，可知a球的運(yùn)動時間較長，所以a球先拋出。A不符合題意。

B.因?yàn)閺膾伋龅絇點(diǎn)的過程中，水平位移相等，a球的運(yùn)動時間較長，則a球的初速度較小，即v1＜v2，B不符合題意。

C.到達(dá)P點(diǎn)時，a球的豎直分速度較大，所以從P點(diǎn)到地面，a球先落地，b球后落地，b的初速度大，所以b球的水平射程較大，C不符合題意。

D.根據(jù)P=mgvy知，a球距離地面的高度大，則a球落地時豎直分速度較大，則a球著地時重力的瞬時功率較大，D符合題意。

故答案為：D

【分析】物體做平拋運(yùn)動，水平方向勻速運(yùn)動，豎直方向自由落體運(yùn)動，利用豎直方向的距離比較運(yùn)動時間，根據(jù)水平方向的位移你叫初速度，求出末速度的大小和方向，再利用功率計算公式P=Fvcosθ求解功率，其中θ是力與速度的夾角。

6．（2023高一下·青龍期末）已知地球的半徑為，萬有引力常量為，某人造地球衛(wèi)星在離地球表面高處的軌道上做周期為的勻速圓周運(yùn)動，則下列說法錯誤的是（）

A．該衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于第一宇宙速度

B．該衛(wèi)星運(yùn)行的角速度大小為

C．地球的質(zhì)量為

D．地球表面的重力加速度大小

【答案】D

【知識點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A、由萬有引力提供向心力，則由，知，軌道半徑r越大，環(huán)繞速度越小，而地球的第一宇宙速度等于地球衛(wèi)星的近地環(huán)繞速度，也等于7.9km/s，即該衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于第一宇宙速度，A正確；

B、由題意已知，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，所以衛(wèi)星運(yùn)行的角速度大小為：，B正確；

C、由萬有引力提供向心力，則由，得地球的質(zhì)量，C正確；

D、地面上物體受到的重力等于地球?qū)υ撐矬w的萬有引力，則，得地球表面的重力加速度：，D錯誤。

故答案為：D。

【分析】本題萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力，分析線速度、角速度、以及中心天體的質(zhì)量問題，運(yùn)用黃金代換式求解星球表面的重力加速度，運(yùn)用黃金代換式求出問題也是該類考題中比較常見的方法。

7．（2023高一下·青龍期末）一個小物體從斜面底端沖上足夠長的斜面，然后又滑回斜面底端，已知小物體的初動能為E，返回斜面底端時的速度為v，克服摩擦力做功為若小物體沖上斜面的初動能為2E，則下列選項(xiàng)中正確的一組是（）

①物體返回斜面底端時的動能為E

②物體返回斜面底端時的動能為

③物體返回斜面底端時的速度大小為2

④物體返回斜面底端時的速度大小為

A．①③B．②④C．①④D．②

【答案】C

【知識點(diǎn)】能量守恒定律

【解析】【解答】以初動能為E沖上斜面的初速度為，則以初動能為2E沖上斜面的初速度為，而沖上去的加速度相同，沿斜面上滑過程，由，知，說明第二次沖上斜面的最大位移是第一次的2倍，沿斜面上滑過程種，克服摩擦力做的功，第二次也是第一次的2倍，所以對于物體往返過程，第二次克服摩擦力做的功應(yīng)該為E。

以初動能為E沖上斜面然后返回到斜面最低點(diǎn)的過程中：

由能量守恒定律得：

，其中v為小物體返會斜面底端的速度。

以初動能為2E沖上斜面然后返回到斜面底端的過程中：

由能量守恒定律得：

，其中為小物體返會斜面底端的速度。

由（1）（2）兩式可解得：，④正確；

由(2)知，小物體返回斜面底端的動能為E，①正確；

故答案為：C。

【分析】本題難度有點(diǎn)大，題意沒有給出物體的質(zhì)量、動摩擦因數(shù)等信息，需要學(xué)生尋找兩次沖上斜面的相關(guān)點(diǎn)或相同點(diǎn)，找到相同點(diǎn)（加速度），從能找到相關(guān)的對應(yīng)量。

8．（2023高一下·青龍期末）有科學(xué)家認(rèn)為，木星并非圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，而是圍繞著木星和太陽之間的某個公轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，因此可以認(rèn)為木星并非太陽的行星，它們更像是太陽系中的“雙星系統(tǒng)”。假設(shè)太陽的質(zhì)量為，木星的質(zhì)量為，它們中心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（）

A．太陽的軌道半徑為

B．木星的軌道半徑為

C．這個“雙星系統(tǒng)”運(yùn)行的周期為

D．若認(rèn)為木星球繞太陽中心做圓周運(yùn)動，則木星的運(yùn)行周期為

【答案】C,D

【知識點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用；雙星（多星）問題

【解析】【解答】ABC、太陽與木星間的萬有引力提供彼此的向心力，

對太陽：

對木星：

由（1）（2）（3）解得：

太陽的軌道半徑：，A錯誤；

木星的軌道半徑：，B錯誤；

”雙星系統(tǒng)“的運(yùn)行周期：，C正確；

D、若木星繞著太陽中心做勻速圓周運(yùn)動，則

解得木星的運(yùn)行周期，D正確。

故答案為：CD。

【分析】雙星系統(tǒng)的特點(diǎn)：由雙星間的萬有引力來提供彼此的向心力，即對雙星而言，向心力大小相等，轉(zhuǎn)動的角速度（周期）相等，雙星的軌道半徑和等于雙星間的距離。

9．（2023高一下·青龍期末）如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的斜面，其運(yùn)動的加速度為，這物體在斜面上上升的最大高度為h，則物體在斜面上運(yùn)動的整個過程中（）

A．上升過程物體動能減少了

B．上升過程重力勢能增加了

C．物體在斜面上運(yùn)動的整個過程機(jī)械能損失了

D．物體沿斜面上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力做功的平均功率

【答案】A,C

【知識點(diǎn)】功能關(guān)系；能量守恒定律

【解析】【解答】A、對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得，，求出，

在斜面上運(yùn)動的整個過程中，物體克服摩擦力做的功，

由能量守恒定律得：，A正確；

B、物體上升的最大高度是h，所以重力勢能增加了mgh，B錯誤；

C、物體重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力，所以物體可以返回到斜面底端，物體向上運(yùn)動過程與向下運(yùn)動過程克服摩擦力做的功是相等的，整個過程機(jī)械能損失了，C正確；

D、由于物體在運(yùn)動過程中克服摩擦力做功，所以物體回到斜面底端的速度一定小于開始的初速度，所以物體上升過程的平均速度大于下滑過程的平均速度，即上升過程所用的時間比小于下滑過程的時間，物體沿斜面上升過程克服重力做功的平均功率大于下滑過程重力做功的平均功率。D錯誤。

故答案為：AC。

【分析】本題考查的是功能關(guān)系，重力做功與重力勢能的關(guān)系，合力做功與動能變化的關(guān)系，系統(tǒng)除重力或彈力做功，其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系。

10．（2023高一下·青龍期末）如圖所示，長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物體．現(xiàn)緩慢抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動．當(dāng)木板轉(zhuǎn)到跟水平面的夾角為α?xí)r，小物體開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物體滑到底端的速度為v，則在整個過程中（）

A．木板對物體做功為

B．摩擦力對小物體做功為

C．支持力對小物體做功為零

D．克服摩擦力做功為

【答案】A,D

【知識點(diǎn)】動能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】木板對物體的力由支持力和摩擦力，

BD、物體在緩慢抬高的過程中，靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動方向垂直，這個過程摩擦力不做功；物體沿斜面下滑過程中，由動能定理得，得，所以整個過程中摩擦力物體做功為：，則克服摩擦力做功為：，B錯誤，D正確；

C、物體在緩慢抬高的過程中，支持力做的功為W，由動能定理得：，；在下滑過程中，支持力的方向與物體的運(yùn)動方向垂直，支持力不做功，所以在整個過程中，支持力做功為：。C錯誤；

A、整個過程中，木板對物體做的功等于摩擦力對物體做功與支持力做功之和，即，A正確；

故答案為：AD。

【分析】本題考查的是對動能定理的運(yùn)用，難點(diǎn)：木板對物體做功等于摩擦力做功與支持力做功之和。不同過程，同一個力的做功情況不同。

二、實(shí)驗(yàn)題（2個小題，11題每小題8分12題10分，共18分）

11．（2023高一下·青龍期末）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為0.20kg的重物拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示。已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02秒，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，回答以下問題。

（1）紙帶的（選填“左”或“右”）端與重物相連；

（2）打點(diǎn)計時器應(yīng)接（選填“直流”或“交流”）電源，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先（填“釋放紙帶”或“接通電源”）；

（3）從起點(diǎn)P到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢能減少量J，此過程中物體動能的增加量J；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

【答案】（1）左

（2）交流；接通電源

（3）0.400；0.388

【知識點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】（1）物體做自由落體運(yùn)動，速度增加，紙帶上相鄰兩個點(diǎn)的間距應(yīng)該越來越大，即紙帶左端與重物相連。

（2）打點(diǎn)計時器使用的是交流電，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，再釋放重物。

（3）從P點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，物體下落了0.2043m，則重力勢能減少了

打點(diǎn)打到B點(diǎn)時物體的速度：

動能增加量

【分析】紙帶問題的處理是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，通過紙帶上的相鄰兩點(diǎn)間的間距變化來判斷物體的運(yùn)動情況，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算打出某點(diǎn)時物體對應(yīng)的瞬時速度，計算過程要注意單位的計算。

12．（2023高一下·青龍期末）在“探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作，下列說法正確的是____。

A．安裝斜槽時應(yīng)使其末端切線水平

B．小球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮?shí)驗(yàn)誤差

C．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放

D．小球在斜槽上釋放的位置盡可能靠近斜槽末端

（2）如果小球每次從斜槽上不同位置靜止釋放，離開斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小球每次在空中運(yùn)動的時間（選填“相同”或“不同”）。

（3）小張同學(xué)為研究平拋運(yùn)動，采用如圖乙所示的方式來確定平拋運(yùn)動軌跡（即橫檔條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)），那么坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時的____。

A．球的頂端B．球心C．球的底端

（4）如圖丙所示，A、B、C是小球平拋軌跡在方格紙上的三個位置。已知方格紙每一小格長L=5cm，g取10m/s2，則小球平拋的初速度v0=m/s。

（5）小方同學(xué)用數(shù)碼相機(jī)拍攝小球做平拋運(yùn)