1、 第1页/共10页 2023 北京朝阳高一（下）期末 物 理 2023.7（考试时间 90 分钟 满分 100 分）第一部分 本部分共 14题，每题 3分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1下列表示能量单位的是 Akgm2/s Bkgm/s2 CN/m DNm 2下列运动过程机械能不守恒的是 A物体做平抛运动 B物体沿竖直方向做匀速直线运动 C物体做自由落体运动 D物体沿固定的光滑斜面下滑 3如图所示，质量为 m 的物体由 A 点竖直向下运动到 B 点。已知 A 点距离地面的高度为 1h，B 点距离地面的高度为2h，重力加速度为 g。则在此过程中，重力势能的变化
2、量pE等于 A1mgh B2mgh C21()mg hh D12()mg hh+4一辆赛车在水平路面上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由 M 向 N 行驶。下面四幅图中分别画出了赛车转弯时所受合力 F 的方向，可能正确的是 A B C D 5关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 A开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 B开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 6一个物体静止在水平粗糙地面上。第一次用斜向上的力拉物体，如图 1 所示；第二次用斜向
3、下的力推物体，如图 2 所示。两次力的大小相等，力的作用线与水平方向的夹角也相等，物体均做匀加速直线运动，位移的大小也相等。下列说法正确的是 F 第2页/共10页 图 1 图 2 A力 F 对物体做的功相等，合外力对物体做的功也相等 B力 F 对物体做的功相等，合外力对物体做的功不相等 C力 F 对物体做的功不相等，合外力对物体做的功相等 D力 F 对物体做的功不相等，合外力对物体做的功也不相等 7如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中上浮且速度保持不变。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管以速度 v 水平向右匀速运动。红蜡块由管口上升到顶端，所需时间
4、为 t，相对地面通过的路程为 L。则下列说法正确的是 Av 增大时，t 减小 Bv 增大时，t 增大 Cv 增大时，L减小 Dv 增大时，L增大 8“北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道 2。卫星在轨道 1、轨道 2上的运动均可视为匀速圆周运动，在轨道 1上运动的速率为1v、周期为1T，在轨道2上运动的速率为2v、周期为2T。下列关系正确的是 A12vv，12TT B12vv，12TT C12vv，12TT D12vv，12TT 90t=时刻，以一
5、定初速度水平抛出一个小球，小球重力做功的瞬时功率为 P。不计空气阻力，下图能正确反映 P 随时间 t 变化情况的是 A B C D 10如图所示，轻杆的一端固定一小球，另一端可绕过 O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中 a、b 分别表示小球轨迹的最低点和最高点。关于杆对球的作用力，下列说法正确的是 Aa 处一定为拉力 Ba 处一定为推力 FFPtOPtOPtOPtO21地球地球v Oab 第3页/共10页 Cb 处一定为拉力 Db 处一定为推力 11如图 1 所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图 1 中的“”表示人的重心。图 2
6、是由力传感器画出的 Ft 图线，其中 14 各点对应着图 1 中 14 四个状态和时刻，从14 人的重心上升的高度为 0.5 m。取重力加速度210 m/sg=。下列说法正确的是 图 1 图 2 A14 的过程中，人做功为 300 J B 23 的过程中，支持力做正功 C人上升的最大加速度为 15 m/s2 D人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为 0.45 s 12如图所示，一质量为 M、长为 l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为 m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度0v开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为 f，当物块从木板右端离开时 A木板的动能一定等于 fl B木板的动能
7、一定小于 fl C物块的动能一定等于2012mflv D物块的动能一定大于2012mflv 13探究平抛运动特点的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面 1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面 1、2、3 的交点依次为 A、B、C。小球由 A 运动到 B，竖直位移为1y，速度的变化量为1v，动能的变化量为k1E；小球由 B 运动到 C，竖直位移为2y，速度的变化量为2v，动能的变化量为k2E。忽略空气阻力的影响，若12yy=，下列关系式正确的是 A12 vv，k1k2EE B12=vv，k1k2EE=C12 vv，k1k2EE=D1
8、2 vv，k1k2EE 14在匀加速直线运动中，我们用加速度 a 描述速度 v 的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度 来描述角速度 的变化快慢。3211y2yCBAv0 第4页/共10页 如图所示，M 是水平圆盘上的一个点，它与圆心 O 间的距离为 r。圆盘由静止开始绕过 O 点的竖直转轴匀加速转动，经过时间 t，M点的线速度为 v，则这段时间内 M 点的角加速度 和转过的角度 分别为 Atr=v，tr=v Btr=v，2tr=v C2tr=v，tr=v D2tr=v，2tr=v 第二部分 本部分共 6题，共 58 分。15（9 分）如图所示是探究向心力的大小 F 与质量
9、m、角速度 和半径 r 之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。（1）在探究向心力的大小 F 与角速度 的关系时，要保持_相同。A 和 r B 和 m Cm 和 r Dm 和 F （2）下列实验中，利用到控制变量法的是_。A探究两个互成角度的力的合成规律 B探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C探究平抛运动的特点
10、（3）某同学利用图 2 所示的装置探究滑块做圆周运动时向心力和周期的关系。力传感器可记录细线对滑块拉力 F 的大小，光电门可记录滑块做圆周运动的周期 T，获得多组数据，画出了如图 3 所示的线性图像，则图像横坐标 x 代表的是_。图2 图3 AT B1T C2T D21T （4）图 3中的图线没有通过坐标原点，其原因是_。xOFOM图 1 第5页/共10页 16（9 分）某同学利用图 1 所示的实验装置验证机械能守恒定律，打点计时器接在频率为 50 Hz 的交流电源上。使重物自由下落，打点计时器在随重物下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点 1，2，6，相邻计数点之
11、间还有1个计时点。（1）关于本实验，下列说法正确的是_。A重物的体积越大越好 B实验前必需用天平测出重物的质量 C实验时先通电，打点稳定后再释放纸带（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A动能变化量与势能变化量 B速度变化量和势能变化量 C速度变化量和高度变化量 （3）图 2为纸带的一部分，打点 3 时，重物下落的速度 v3=_m/s（结果保留 3 位有效数字）。图 2（4）某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实验装置如图 3 所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上（记为 O 点），用较重的
12、书压住。将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直），然后由静止释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，铁锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上。该同学测得铁锁静止悬挂时到地面的距离为h，笔到铁锁的距离为l，笔到铁锁落地点的水平距离为 s，若满足2s=_（用 l 和 h 表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔正下方的过程机械能守恒。17（9 分）如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出，最终落到斜坡上的 A 点。已知起点 O 与 A 点间的距离75 mL=，斜坡与水平面的夹角37=，运动员的质量50 kgm=。不计空气阻力。（取sin370.60=，cos370.80
13、=，210 m/sg=）求：（1）运动员在空中运动的时间 t；（2）运动员离开 O点时速度 v 的大小；（3）运动员落到 A 点时的动能 Ek。打点计时器夹子重物纸带图2图 1 图 3 O 第6页/共10页 18（9 分）一卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 r。已知地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G。（1）求卫星运动的周期 T；（2）求地球第一宇宙速度的大小 v1；（3）若地球自转的周期为 T0，求地球表面赤道处重力加速度的大小 g。19（10 分）如图 1所示，一同学荡秋千,秋千由踏板和两根绳子构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为“摆球”的摆动，如图 2所示。“摆球”质心与悬点间
14、的距离称为摆长，绳与竖直方向的夹角称为摆角。已知“摆球”质量为 m，重力加速度大小为 g。不计绳子的质量，不计空气阻力。图 1 图 2（1）已知摆长为 l，“摆球”通过最低点时的速度为 v。a求“摆球”通过最低点时受到拉力的大小 F；b请分析说明：“摆球”在向下摆动的过程中受到的拉力逐渐变大。（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。人蹲在踏板上从最大摆角1开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为2。已知人蹲在踏板上时摆长为1l，人站立时摆长为2l。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，求人在最低点站起过程
15、中所做的功 W。20（12 分）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。（1）一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，设发动机的额定功率为0P，在行驶过程中汽车所受阻力 f 的大小不变，求汽车所能达到的最大速度mv。（2）某地有一风力发电机（如图所示），它的叶片转动时可形成半径为 r 的圆面。某段时间内该地区的风速是 v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直。已知空气的密度为 ，假如这个风力发电机能将空气动能转化为电能的效率为。求此风力发电机发电的功率 P。（3）流浪地球激发了人们无数的幻想。设想地球逃离太阳摆球 第7页/共10页 系后绕另一恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，人
16、类就能得以继续繁衍生息。若已知此恒星单位时间内向外辐射的能量是太阳的 4倍。a若地球绕太阳公转的半径为1r，地球绕此恒星公转的半径为2r，求12rr；b已知此恒星质量是太阳质量的 2倍，地球绕太阳公转的周期为1T，地球绕此恒星公转的周期为2T，求12TT。（考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效）第8页/共10页 参考答案 第一部分共 14 题，每题 3分，共 42 分。1D 2B 3C 4C 5A 6B 7D 8B 9A 10A 11D 12B 13C 14B 第二部分共 6 题，共 58分。15（9 分）（1）C （2）B （3）D （4）滑块受到摩擦力的作用 16（9 分）（1）C
17、 （2）A （3）1.15 （4）4hl 17（9 分）（1）运动员从 O点水平飞出后在竖直方向有 21sin2Lgt=解得 2 sin3 0sLtg=.（2）运动员从 O点水平飞出后在水平方向有 cos20 m/sLt=v（3）根据机械能守恒定律有 24k1sin3.25 10 J2EmgLm=+=v 18（9 分）（1）设卫星的质量为 m，根据万有引力定律和牛顿第二定律有 222()MmGmrrT=第9页/共10页 解得 234 rTGM=（2）假设一近地轨道卫星的质量为1m，根据万有引力定律和牛顿第二定律有 21112MmGmRR=v 解得 1GMR=v（3）假设在赤道表面有一个质量为2
18、m的物体随地球一起做匀速圆周运动，万有引力的分力提供向心力，则有 2222202()MmGmRm gRT=+解得 22204GMRgRT=19（10 分）（1）a根据牛顿第二定律有 2Fmgml=v 解得 2()Fm gl=+v b设在“摆球”向下摆动的过程中，某时刻速度的大小为 u、摆角为、受到的拉力为 T。根据牛顿第二定律有 2cosuTmgml=所以 2cosuTmmgl=+在“摆球”向下摆动的过程中，“摆球”的重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，可知“摆球”速度的大小 u 逐渐增大，又因为摆角 逐渐减小，所以由上式可知，拉力 T逐渐增大。（2）方法一：在“摆球”从最大摆角1处运动到另一边最
19、大摆角2处，根据功能关系有 1122(coscos)Wmg ll=方法二：因为人在最低点站起的过程中“摆球”的速度不变，即动能不变，所以根据功能关系有 12()Wmg ll=。20（12 分）（1）当汽车达到最大速度mv时，汽车所受的牵引力Ff=又因为 0mPF=v 所以 0mPf=v（2）风轮机叶片转动形成的圆面面积2Sr=第10页/共10页 时间 t 内通过圆面的空气体积2VS trt=vv 其质量2mV rt=v 其动能223k1122Em rt=vv 转化成的电能23k12EE rt=v 风力发电机发电的功率2312EP rt=v （3）a设太阳单位时间辐射的能量为 P，则恒星单位时间辐射的能量为 4P，地球接收能量的有效面积为0S。当地球绕太阳公转时单位时间接收到的能量01214PSPr=当地球绕恒星公转时单位时间接收到的能量022244PSPr=由题意可知12PP=，联立上面两式可得1212rr=b设恒星质量为 M，地球质量为 m，轨道半径为 r，周期为 T，根据万有引力定律和牛顿第二定律有2224MmGmrrT=，可得234 rTGM=。由上式可知3112321212TrMTMr=
