2022-2023學年湖南省張家界市高一（下）期末物理試卷

一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）

1.如圖所示，修正帶是通過兩個齒輪的相互咬合進行工作的。其原理可簡化為圖中所示的

模型。4、B是轉動的齒輪邊緣的兩點，則下列說法中正確的是（）

A.A、B兩點的角速度相等

B.A、B兩點的線速度大小相等

C.A點的周期等于B點的周期

D.4點的向心加速度等于B點的向心加速度

2.建筑工人用如圖所示裝置將建筑材料提升到高處，工人在高處平臺上向右做勻速直線運

動（運動過程中手握繩的高度不變），當手牽引的繩與水平方向的夾角為0=53。時，重物上升

的速度大小為lm∕s,則當。=37。時，重物上升的速度大小為（）

3454

CA

----

45m∕/S43

3.已知地球質量為M,半徑為R,引力常量為G。質量為m的導彈被發射到離地面高度為九時,

受到地球的萬有引力大小為（）

Mm

r(JT

A.(R+h)2

「Mm

B.G不

Mm

C.Gr聲

Mm

(rJT

D.(Rf)2

4.如圖所示，在傾角為。的斜面上4點以水平速度為拋出一個小球，不計空氣阻力，它落到

斜面上B點所用的時間為（）

2vQSinθ

A.

9

2vQtanΘ

B.

9

vsinθ

C.0

9

VQtanO

D.

9

5.如圖所示，質量為50kg的同學在做仰臥起坐運動.若該同學上半身的質量約為全身質量的

I，她在譏內做了50個仰臥起坐，每次上半身重心上升的距離均為0.3m,^.g=10m∕s2,

則她在Inl譏內克服重力做的功MZ和相應的功率P約為（）

AN=4500/,P=75M∕B.W=7500/,P=125勿

C.W=4500/,P=150WD.W=7500/,P=250W

6.農民在水田里把多棵秧苗同時斜向上拋出，秧苗的初速度大小相等，方向不同，。表示拋

出速度方向與水平地面的夾角。不計空氣阻力，關于秧苗的運動，正確的說法是（）

A.。越大，秧苗被拋得越遠B.。不同，拋秧的遠近一定不同

C.8越大，秧苗在空中的時間越長D.。越大，秧苗落到地面的速度越大

7.如圖所示，粗糙程度處處相同的半圓形豎直軌道固定放置，其半徑為R,直徑POQ水平。

一質量為m的小物塊（可視為質點）自P點由靜止開始沿軌道下滑，滑到軌道最低點N時，小物

塊對軌道的壓力為2mg,g為重力加速度的大小。則下列說法正確的是（）

A.小物塊到達最低點N時的速度大小為

B.小物塊從P點運動到N點的過程中重力做功為2rngR

C.小物塊從P點開始運動經過N點后恰好可以到達Q點

D.小物塊從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功為TTngR

8.流量是指單位時間內通過管道橫截面的流體體積，在生活中經常需要測量流量來解決實

際問題。環保人員在檢查時發現一根排污管正在向外滿口排出大量污水，如圖所示。他測出

水平管口距落點的豎直高度為九，管口的直徑為d,污水落點距管口的水平距離為，，重力加速

度為g。根據這些測量計算排出污水的流量為（）

∕

g1212弛1

加

BQ以CQ/dDQ

-=-=-U√=-

πld244g4Zd

?-Q=i2/l

二、多選題（本大題共4小題，共20.0分）

9.如圖所示，4、B兩個相同的茶杯放在餐桌上的自動轉盤上，。為轉盤圓心，B、。間距大

于4、O間距，B杯中裝滿水，A杯是空杯，轉盤在電動機的帶動下勻速轉動，4、B兩杯與轉

盤始終保持相對靜止，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）

A.4受到的摩擦力比B的大B.B受到的摩擦力比A的大

C.增大轉動的角速度，B一定先滑動D.增大轉動的角速度，4有可能先滑動

10.在如圖列舉的各個實例中，不考慮空氣阻力，敘述正確的是（）

A

3

≡

≡

b

~

甲丙T

A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體4機械能守恒

B.乙圖中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力F作用下物體B沿斜面下滑時（斜面2

不動），物體B機械能保持不變

C.丙圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上30。角釋放后繞光滑支點擺動，小球只有重力勢

能與動能的相互轉化，則丙圖中小球機械能守恒

D.丁圖中，3越來越大，小球慢慢升高，小球的機械能仍然守恒

11.如圖所示，神舟十五號飛船4、空間站B分別沿逆時針方向繞地球的中心O做勻速圓周運

動，周期分別為7\、T2。在某時刻飛船和空間站相距最近，空間站8離地面高度約為400kn‰

下列說法正確的是()

A.飛船4和空間站B下一次相距最近需經過時間苦"

B.飛船4要與空間站B對接，可以向其運動相反方向噴氣

C.飛船Z與空間站B對接后的周期大于地球同步衛星的周期

D.飛船4與空間站B繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比為*放

12.從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能EP之和，取地面為重

力勢能零點，該物體的E總和EP隨它離開地面的高度九的變化如圖所示。重力加速度取IOm'2。

由圖中數據可得正確的()

A.物體的質量為2.5kg

B.h=0時，物體的速率為Iom/s

C.∕ι=2m時，物體的動能Ek=50/

D.從地面至九=4m,物體的動能減少20/

三'實驗題(本大題共3小題，共18.0分)

13.在“探究向心力大小的表達式”實驗中，所用向心力演示器如圖(α)所示。圖(b)是演示

器部分原理示意圖：其中皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的2倍，輪④的半徑

是輪⑤的2倍，兩轉臂上黑白格的長度相等。A、B、C為三根固定在轉臂上的擋板，可與轉

臂上做圓周運動的實驗球產生擠壓，從而提供向心力，圖(α)中的標尺1和2可以顯示出兩球所

受向心力的大小關系。可供選擇的實驗球有：質量均為2m的球1和球2,質量為Tn的球3。

(1)在研究向心力的大小F與質量小、角速度3和半徑r之間的關系時，我們主要用到了物理學

中的o

A.理想實驗法

B.等效替代法

C.控制變量法

D演繹法

(2)為探究向心力與圓周運動軌道半徑的關系，實驗時應將皮帶與輪①和輪相連，同

時選擇球1和球2作為實驗球；

(3)若實驗時將皮帶與輪②和輪⑤相連，此時輪②和輪⑤的角速度之比為。

14.在做“研究平拋運動”的實驗中：

(1)安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，目的是。

A.保證小球在空中運動的時間每次都相等

8.保證小球飛出時，初速度方向水平

C.保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小

D保證小球運動的軌跡是一條拋物線

(2)下列哪些因素會使“研究平拋運動”實驗的誤差增大。

A小球從斜槽同一高度以不同速度釋放

8.用等大的空心塑料球代替實心金屬球

C.小球與斜槽之間有摩擦

D根據曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上選取用來計算的點跡時沒有選取拋出點

(3)甲同學將小球從斜槽上釋放，乙同學用頻閃照相機對從槽口飛出的小球進行拍攝，每隔

0.05S拍攝一次，拍攝的照片編輯后如圖所示。圖中的第一個小球為拋出瞬間的影像，每相鄰

兩個球之間被刪去了3個影像，所標出的兩個線段。和U的長度之比為1：2.重力加速度g取

10m∕s2,不計空氣阻力。k對應的實際距離為結果均保留根號)。

15.驗證機械能守恒定律實驗中：

(1)如圖所示，釋放紙帶前，四位同學操作正確的是(填甲、乙、丙、或丁)。

(2)正確操作以后，得到一條紙帶如圖戊所示，O為打點計時器打下的第一個點，重物的質量

為200g,重力加速度g取9.8τn∕s2,則打點計時器打下點B時重物的重力勢能比剛開始下落時

減少了J,重物在點B的速度為m∕s,由此可以算出重物的動能增加量，重力

勢能的減少量和動能的增加量在誤差允許的范圍內近似相等，則驗證了機械能守恒定律。(結

果保留三位有效數字)

OABC

WIl而IIllI而IIlllIiI而WIillllW而I”川川川∣∣而IlllnnIInllIMIlmI川川IIIllll川∣∣∣川而IIlIl

OICm2345678g012

戊

四、簡答題(本大題共3小題，共9.0分)

16.假設未來的人類登上某一地外行星。一小球在距離該星球表面八處自由下落，經過時間t

落到星球表面，無空氣阻力。設這個行星的半徑為R,萬有引力常量為G,回答下面問題：

(I)該行星表面的重力加速度大小；

(2)該行星的質量；

(3)如果將來要在這顆行星上發射環繞衛星，環繞這個行星的第一宇宙速度大小約為多少？

17.如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓軌道處于豎直平面內，半圓與水平地面切于圓的

端點4一小球在水平地面上向左運動到A點后以一定的初速度為沖上半圓環，沿軌道恰好通

過最高點B點，最后小球落在C點。(取重力加速度g=10m∕s2)不計空氣阻力。求：

(1)小球到達B點的速度如；

(2)4、C間的距離s；

(3)小球過4點的速度火。

18.如甲圖所示為安裝在公路上強制過往車輛減速的減速帶，現有一水平道路上連續安裝有

10個減速帶(圖乙中末完全畫出)，相鄰減速帶間的距離均為《每個減速帶寬度遠小于I,可忽

略不計)；現有一質量為nt的電動小車(可視為質點)從第1減速帶前某處以恒定功率P啟動，到

達第1減速帶前已達到最大行駛速度孫。已知小車每次通過減速帶時所損失的機械能與其行駛

速度相關，測量發現，小車在通過第5個減速帶后，通過相鄰兩減速帶間的時間均為久通過

第10個減速帶時立即關閉電門無動力滑行，小車在水平路面上繼續滑行距離S后停下。已知小

車與路面間的阻力大小恒定，空氣阻力不計。

(1)求小車與路面間的阻力/的大小；

(2)求小車通過第5個減速帶后，通過每一個減速帶時所損失的機械能；

(3)若小車通過前5個減速帶時損失的總機械能是其通過后5個減速帶時所損失總機械能的1.6

倍，求小車從第1個減速帶運動至第5個減速帶所用的時間％。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：4B.兩輪的邊緣線速度大小相同，根據D=<υr可知，半徑大的角速度小，即4點的角

速度小于B點的角速度，故A錯誤，8正確；

C根據T=型可知，4點的周期大于B點的周期，故C錯誤；

ω

D根據α=u3可知，A點的向心加速度小于B點的向心加速度，故。錯誤。

故選：B。

同緣傳動時，邊緣點的線速度相等；同軸傳動時，角速度相等，再根據公式可求。

本題關鍵明確同緣傳動同軸傳動的特點，關鍵在于靈活應用向心加速度公式。

2.【答案】D

【解析】解：設人運動的速度大小為外根據重物上升的速度為人沿繩方向的分速度，由圖可知

V2—vcos37°

已知/=lm∕s,則

代入數據整理解得

4,

V2=-jm∕s

故。正確，ABC錯誤。

故選：Do

人的運動是合運動，其速度"沿繩子方向的分速度大小等于貨物的速度，根據幾何關系得出貨物的

速度，再分析其變化。

本題是繩端速度的分解問題，關鍵知道人沿繩子方向的分速度大小等于重物上升的速度大小。將

人的運動速度〃沿繩子和垂直于繩分解。

3.【答案】A

【解析】解：根據萬有引力公式有：F=G等，其中r=R+Q

可得導彈受到地球的萬有引力大小為：FG

=7(?+??)

故BCD錯誤，A正確。

故選：A.

利用萬有引力公式結合題給已知條件，即可求出導彈受到地球的萬有引力大小。

本題考查萬有引力定律公式的應用，解決本題關鍵掌握萬有引力的大小公式尸=G等，以及知道

7?為導彈到地心的距離。

4【答案】B

【解析】解：設AB之間的距離為3

則：水平方向：Lcosθ=V0t

豎直方向：Lsinθ=^gt2

聯立解得：t=若"

故選：

解決平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究，水平方向做勻速直線運動,

豎直方向做自由落體運動，兩個方向上運動的時間相同。

本題就是對平拋運動規律的直接應用，本題難度不大。

5.【答案】4

【解析】解：每次上半身重心上升的距離均為h=0.3τn,該同學的質量為m=50kg

則她每一次克服重力做的功：W1=1mgh=∣×50×10×0.37=90/；

她在Im譏內克服重力做的功W=50Wl=50X907=4500/

相應的功率為：P=9=等勿=75W,故A正確，Ba)錯誤。

COU

故選：兒

仰臥起坐的過程中該同學克服重力做功，由公式W=Ulg九即可求出每一次克服重力做的功，然后

求出她在InIin內克服重力做的功小，再由功與所用時間之比求功率。

解答本題時，要知道人不能看成質點，要根據重心上升的高度求克服重力做的功。

6.【答案】C

【解析】

【分析】

將秧苗的速度分解到水平方向和豎直方向，根據其運動特點，結合運動學公式完成分析；根據機

械能守恒分析出秧苗落到地面的速度大小關系。

本題主要考查了斜拋運動的相關應用，熟悉運動的合成和分解，根據運動的獨立性，結合運動學

公式完成分析。

【解答】

C、將秧苗的速度分解到水平方向上和豎直方向上，則水平方向上的速度為以=%cosO,豎直方

2

向上的速度為為=v0sinθ,。越大，豎直方向的初速度越大，根據UOS譏。=gt1,(vosin0)=2gh1,

可知豎直向上運動的時間越長，豎直上升高度就越大，因此下落的時間也長，所以秧苗在空中的

運動時間越長，故C正確；

AB,秧苗被拋的水平距離為X=OOCOsθ)3。越大，VOCoSe就越小，t越大，拋得不一定遠，根據

數學知識可知，。不同時，秧苗的遠近也有可能相同，故AB錯誤；

。、秧苗在空中運動的過程中只有重力做功，其機械能守恒，落地和拋出時基本處于同一高度，

故落地時的速度大小等于拋出時的速度大小，與拋出時的角度無關，故。錯誤；

故選:Co

7.【答案】D

【解析】解：4、設小物塊到達最低點N時的速度大小為外在N點，根據牛頓第二定律得：FN-mg=

由題意知：FN=2mg<,聯立得：V=IgR,故A錯誤。

8、小物塊從P點運動到N點的過程中下降的高度為R,則重力做功為TngR,故B錯誤。

C、由于小物塊要克服摩擦力做功，機械能不斷減少，所以小物塊不可能到達Q點，故C錯誤。

2

。、小物塊從P點運動到N點的過程，由動能定理得：mgR-Wf=1mv-Q,可得克服摩擦力所

做的功為：Wf—mgR,故。正確。

故選：。。

分析小物塊在N點的受力情況，由牛頓第二定律和向心力結合求小物塊到達最低點N時的速度。根

據下滑的高度求重力做功，由動能定理求克服摩擦力所做的功。結合能量守恒定律分析小物塊能

否到達Q點。

本題主要考查了動能定理和牛頓第二定律的綜合運用，要知道在最低點，靠重力和支持力的合力

提供向心力。

8.【答案】4

【解析】解：由題可知，水流出排污管后做平拋運動

h=3gt2

I=v01

解得：%=f∕?

則排出污水的流量為

Q=Sv0=^f??,故A正確，BCQ錯誤；

故選:Aa

根據平拋運動在不同方向上的運動特點得出水流的初速度，結合流量的計算公式即可完成分析。

本題主要考查了平拋運動的相關應用，理解平拋運動在不同方向上的運動特點，結合運動學公式

即可完成分析。

9.【答案】BC

【解析】解：48.茶杯隨轉盤轉時，兩物體角速度相同，由靜摩擦力提供向心力，則有

f=mω2r

由于

mB>mA

rB>rA

則B受到的摩擦力比A的大，故A錯誤，8正確;

CD.設茶杯發生滑動的臨界角速度為3°,則有

μmg=mωθr

得

3。Y

由此可知，增大轉動的角速度，B一定先滑動，故C正確，Q錯誤。

故選：BC.,

兩物塊4和B隨著圓盤轉動時，始終與圓盤保持相對靜止，都做勻速圓周運動，判斷A、B所受的

摩擦力大小；

由牛頓第二定律求出4、B兩物塊與圓盤保持相對靜止的最大角速度。

本題是勻速圓周運動中連接體問題，既要隔離研究，也要抓住它們之間的聯系：角速度相等、繩

子拉力大小相等.

10.【答案】BC

【解析】解：力、甲圖中，物體4將彈簧壓縮的過程中，對于物體4與彈簧組成的系統，只有重力

和彈力做功，系統的機械能守恒，由于彈簧的彈性勢能不斷增加，故物體A的機械能不斷減少，

故A錯誤；

B、乙圖中，用平行于斜面向下的大小等于摩擦力的拉力尸作用下物體B沿斜面下滑時（斜面4不動）,

對物體B,除重力外的其他力所做功的代數和為零，所以物體B機械能保持不變，故8正確；

C、丙圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上30。角釋放后繞光滑支點擺動，小球發生重力勢能與

動能的相互轉化，則丙圖中小球的機械能守恒，故C正確；

丁圖中，3越來越大，小球慢慢升高，小球圓周運動的半徑r也越來越大，由U=cυr可知，小

球的線速度也越來越大，可知小球的動能和重力勢能均增大，故小球的機械能增大，故。錯誤。

故選：BC.

根據機械能守恒的條件：只有重力或彈力做功，判斷機械能是否守恒，也可以根據機械能的概念

判斷。

本題的關鍵要掌握判斷機械能守恒的兩種方法：一是條件法：只有重力或彈力做功；二是概念法：

機械能等于動能和重力勢能之和。

IL【答案】AB

【解析】解：4、設飛船4和空間站B下一次相距最近需經過時間為3則有（4-為t=2兀，解得：

1112

t=#景，故A正確；

72一71

3、飛船4要與空間站B對接，需點火加速做離心運動，可以向其運動相反方向噴氣，故B正確；

3

C、空間站B離地面高度約為400kτn,小于地球同步衛星離地面的高度，根據開普勒第三定律黃=k

可知，飛船4與空間站B對接后的周期小于地球同步衛星的周期，故C錯誤；

D、根據開普勒第三定律有1=旨，解得飛船4與空間站B繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑之比

為:=（第，故O錯誤；

故選：AB.

當飛船4比空間站B多轉2τr角度時，兩者再次最近，由此求解所用時間。根據衛星變軌原理得出其

噴氣的方向。根據開普勒第三定律分析飛船4與空間站B對接后的周期與地球同步衛星的周期關系,

并由開普勒第三定律求解軌道半徑之比。

本題主要考查開普勒第三定律的相關應用，結合衛星變軌原理進行分析。

12.【答案】BC

【解析】解:4由圖可知，h=4m時,Epi=mgh-80/,代入數據解得:m=牛=-r^-:kg=2kg,

gn±ux?

故4錯誤；

B.當h=0時，Ek=E總=gnw2=100/,解得：l7=J_J笥22zn∕S=IOm/s，故B正確;

C.由圖可知，h=2τn時，物體的機械能E總=907,物體的勢能EP=40/,則物體的動能a=E總-

0=90/-40/=50/,故C正確；

D在地面初動能為IOo/,∕ι=4m時動能為0,所以從地面至九=4τn,物體的動能減少Io（V,故。

錯誤。

故選：BCo

根據∕ι=4m時的EP值和EP=mg∕ι求出物體的質量;根據h=0時的動能求物體的速率；h=2τn時，

物體的動能為Ek=E總-Ep,根據動能與機械能、重力勢能的關系求物體的動能減少量。

本題主要考查功能關系中的圖像問題，解決本題的關鍵要從圖象讀取有效信息，明確動能、重力

勢能和機械能的關系，根據功能關系進行解答。

13.【答案】(I)C(2)@；(3)1：4

【解析】解：(1)在研究向心力的大小F與質量m、角速度3和半徑r之間的關系時，我們通過控制

m、3、r中兩個物理量不變，探究F與另一個物理量之間的關系，所以用到了控制變量法。

故C正確，48。錯誤。

故選：Co

2

(2)根據F=L可知，探究向心力與圓周運動軌道半徑的關系，要保持線速度相等，小球質量相

rnr

等，應選擇半徑相同的塔輪用皮帶相連，即將皮帶與輪①和輪④相連。

(3)由題意可知塔輪1和塔輪5的半徑之比為七：注=4：1

知輪②和輪⑤的角速度之比為32：35=1：4o

14.【答案］BAB

【解析】解：(1)研究平拋運動的實驗很關鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出時

小球才做平拋運動，故B正確，ACD錯誤。

故選：B.

(2)4小球從斜槽同一高度以不同速度釋放，小球做平拋運動的初速度不同，將使得實驗的誤差增

大，故A正確；

在用等大的空心塑料球代替實心金屬球，空氣阻力的影響增大，使得測量誤差增大，故B正確；

C.小球與斜槽之間的摩擦不影響平拋運動的初速度，不影響實驗，故C錯誤；

。.根據曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線上選取用來計算的點跡時沒有選取拋出點，對實驗

結果沒有影響，故。錯誤。

故選：AB.

(3)小球在豎直方向上做自由落體運動，設相鄰小球間的水平位移為X,相鄰兩球間高度差分別為八

和3∕ι,則有

2222

I1=√h+X>I2=V9?+X

由I2=1：2

解得：X=手

相鄰小球間的時間間隔是

t=4T=4×0.05S=0.2s

豎直方向位移

h=-^gt2,解得：h=0.2m

聯立解得，。對應的實際距離為

故答案為：(I)8;(2)48；(?)?

(1)根據平拋運動的條件分析判斷；

(2)根據實驗誤差分析判斷；

(3)根據勻變速直線運動推論和幾何知識計算相鄰小球間的水平位移，再結合自由落體運動位移一

時間公式計算。

本題關鍵掌握實驗原理和誤差分析，掌握運動學的相關公式。

15.【答案】丙0.1721.30

【解析】解：(1)實驗時要盡量保證重物只受重力下落，應盡量減小摩擦力.減小紙帶與打點計時

器之間的摩擦，減小紙帶與手之間的摩擦，因此紙帶釋放前保持豎直。為使打出來的點盡量多，

減小測量長度時的誤差，釋放紙帶前的瞬間，重物與打點計時器要靠近些，綜合分析丙同學操作

正確的。

(2)打下點8時重物的重力勢能減少了4Ep=mghB=200X10^3X9.8X8.80X10-2/=0.172；

重物在點B的速度為DB=hc*=X10-2τn∕s=1.30m∕s

Lt1NXU.UN

故答案為：(1)丙；(2)0.172；1.30?

(1)根據實驗注意事項分析答題；

(2)根據重力勢能的定義求解重力勢能的減小量；根據勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于這

段時間的平均速度，據此求B點的瞬時速度。

理解實驗原理，知道實驗注意事項是解題的前提。要能熟練地運用勻變速直線運動的推論求解瞬

時速度。

16.【答案】解：(1)對于小球，根據自由落體運動公式有

九

解得該行星表面的重力加速度大小為：g=等

(2)根據物體在星球表面受到的重力等于萬有引力得

解得該行星的質量為：M="

Gt2

(3)根據Tng=n?g

R

解得環繞這個行星的第一宇宙速度大小為：〃=；

答：(1)該行星表面的重力加速度大小為患；

(2)該行星的質量為縛；

Gt6

(3)環繞這個行星的第一宇宙速度大小為：G市。

【解析】(1)小球自由下落的加速度即為重力加速度，根據∕ι=ggt2求解。

(2)根據物體在星球表面受到的重力等于萬有引力，來求解該行星的質量。

(3)根據重力提供向心力，來求解該行星的第一宇宙速度。

要知道自由落體運動與萬有引力聯系的橋梁是重力加速度g