广西桂林市2022-2023学年高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1．（2023高一下·桂林期末）如图所示有两个半径为的金属球，相距为，带电荷量分别为，满足条件，则它们之间的静电力是（ ）
A． B． C． D．
2．（2023高一下·桂林期末）单指转篮球时间最长的纪录是由沈阳的赵光于年月日创下的。如图所示，当日他让一个标准篮球在右手食指指尖上绕竖直轴连续旋转，持续时间长达小时分，由此成为“世界上连续转球时间最长的人”，创造了该项目的吉尼斯世界纪录。已知篮球表面的点到转轴的距离比点的大，则下列说法正确的是（ ）
A．点的线速度大于点的线速度
B．点的角速度大于点的角速度
C．点的转动周期大于点的转动周期
D．点的向心加速度等于点的向心加速度
3．（2023高一下·桂林期末）如图，将一个不带电的金属球壳放入匀强电场后，其周围的电场分布如图所示，、是电场中的两点，、是球壳上的两点，则下列说法正确的是（ ）
A．点与点的电场强度相同
B．点与点的电势相同
C．点与点的电势相同
D．将一带正电的试探电荷从移到，电荷电势能增大
4．（2023高一下·桂林期末） 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理思想方法。下列四幅图中，与其它三幅运用的物理思想方法不同的是（ ）
A．探究曲线运动的速度方向
B．卡文迪许扭秤实验
C．位移等于图线下面的面积
D．研究物体沿曲面运动时重力做功
5．（2023高一下·桂林期末）如图所示，平行放置的金属板构成电容器，两板相距为并与一电源相连，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后，充电过程中，流过表的电流方向为
B．若只将金属板下移，则电容器的电容增大
C．若只将金属板右移，则电容器的电容增大
D．若只在金属板、间插入相对介电常数更大的电介质，则电容器的电容减小
6．（2023高一下·桂林期末）波轮洗衣机的脱水桶在脱水时，衣服紧贴桶壁做匀速圆周运动，某洗衣机的有关规格如图中表格所示。在脱水程序正常运行时，有一质量的扣子被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，重力加速度取，若不考虑桶内衣服对扣子的影响，下列说法正确的是（ ）
型号
额定电压、频率
额定脱水功率
质量
脱水转速
脱水筒尺寸 直径，高
外形尺寸 长，宽，
A．脱水时，因为衣服上的水滴做高速圆周运动受到的离心力大于向心力，所以会被甩出
B．扣子受桶壁的弹力大小约为
C．扣子受桶壁的摩擦力大小为
D．扣子随桶壁一起做匀速圆周运动的线速度大小约为
7．（2023高一下·桂林期末）图甲为电影流浪地球中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是电影中一种可以在地球表面和太空空间站来回运输人员和物资的巨型结构。图乙为其模型简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，若“太空电梯”停在距地面高度为的绳索上的某处，大于零小于同步卫星轨道距地面的高度，已知，地球的自转不能忽略且地球视为均质球体，地球的第一宇宙速度为。对“太空电梯”里的航天员，则下列说法正确的是（ ）
A．航天员处于平衡状态
B．航天员绕地心做圆周运动的线速度大于
C．航天员绕地心做圆周运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
D．若此时“绳索”断了，“太空电梯”会留在距地面高处，绕地球做圆周运动，成为地球的一颗“卫星”
二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）
8．（2023高一下·桂林期末）如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地前下一片片很薄的面片儿，面片儿便飞向锅里。面片刚被削离时距锅的高度为h与锅缘的水平方向的距离为L， 锅的半径也为L。将削出的面片的运动视为平抛运动，且面片都落入锅中，重力加速度为g。则下列对所有面片在空中运动的描述，其中，正确的是（ ）
A．运动的时间相同
B．速度的变化量不相同
C．落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍
D．落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的4倍
9．（2023高一下·桂林期末）时钟是生活中常用的一种计时器，人们通过它来记录时间。中国历史上留有记载的四类计时器分别为：日晷、沙漏、机械钟、石英钟。如图所示为某个走时准确的石英钟，已知其时针，分针，秒针的长度之比为，则以下关于其时针，分针与秒针的说法中正确的是（ ）
A．秒针的转动周期为秒
B．时针、分针、秒针的线速度大小之比为
C．时针、分针、秒针的角速度大小之比为
D．时针、分针、秒针的转速之比为
10．（2023高一下·桂林期末）抛绣球是广西民族运动会的传统项目。如图甲所示，某同学让绣球从点由静止开始在竖直平面内做圆周运动，获得一定速度后在点松手抛出，运动轨迹如图乙所示，点略高于点。已知绣球的质量为，两点间的竖直距离为，绣球经过点时速率为，以点所在水平面为零势能参考面，整个过程不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．绣球在点时的机械能大于在点时的机械能
B．绣球在点时的机械能为
C．在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为
D．在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为
11．（2023高一下·桂林期末）如图，在一长斜面上，有一辆质量为的汽车，额定功率为，在点从静止开始以做匀加速运动，到达点时恰好达到额定功率，之后以额定功率做变加速运动，到达时刚好到达最大速度。已知，此时点到点的直线距离为，垂直距离，整个过程中汽车阻力大小恒为车重的倍，重力加速度为，关于该汽车从运动到的过程，下列说法正确的是（ ）
A．最大速度
B．距离为
C．汽车运动总时间为
D．发动机对汽车做功为
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12．（2023高一下·桂林期末） 在用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验中，实验得到如图乙所示一条纸带。在纸带上连续选取若干个计时点，测得各计时点到起点的距离为。
（1）关于上述实验，下列说法正确的是____。
A．重锤最好选择密度较大、质量较大的金属块
B．实验操作时先释放重锤，后接通电源
C．实验中必须要用到的实验仪器是天平
D．实验数据处理时用求各点速度
（2）已知打点计时器打点周期为，则点速度大小为 。可用表示
（3）在实验操作正确的情况下，依据相同的方法计算其他各点速度，描绘图像，忽略重锤所受阻力，理论上分析，以下图像合理的是____。
A． B．
C． D．
13．（2023高一下·桂林期末） 在物理实验课上，某同学采用如图甲所示的实验装置来“探究平抛运动的特点”，实验前查询得知当地的重力加速度取。
（1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是____。
A．小球与斜槽之间的摩擦会使实验误差增大，故斜槽要光滑
B．安装斜槽时应使其末端切线水平
C．小球每次从斜槽上不同位置由静止开始释放
D．移动水平挡板时，必须等距离下移
（2）为了使小球做平抛运动时的轨迹尽可能分布在整个坐标纸内，需要从斜槽上适当的高度释放小球。某同学在寻找这一高度时，让小球从斜槽上不同位置由静止释放，小球离开斜槽末端后落到置于坐标纸最下方的水平挡板上，则小球每次在空中运动的时间 选填“相同”或“不同”。若小球落到上的最右端，则此释放位置即为要找的合适高度。
（3）为了更精确的“探究平抛运动的特点”，另一同学用频闪仪和照相机对两个小球运动进行拍摄，频闪仪每隔相等时间发出一次闪光，所得照片如图乙所示。球自点水平抛出，同时球自点自由下落。运动背景坐标纸与小球运动轨迹平面平行，坐标纸小方格为正方形，边长。根据照片信息可求出：
频闪仪闪光时间间隔为 ；
球运动到点时的速度大小为 保留两位有效数字；
若、两点距地面足够高，则球抛出后 时它们之间的距离最小。
四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）
14．（2023高一下·桂林期末） 质量为的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数，汽车以的速度经过半径为的弯路时，已知当地重力加速度取，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
（1）汽车转弯时所需要向心力的大小；
（2）为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的犬小结果可保留根式。
15．（2023高一下·桂林期末） 北京时间年月日，塔载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。神舟十六号载人飞船入轨后，与空间站成功对接，之后神舟十六号上的名航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进驻中国空间站，与神舟十五号乘组进行在岗轮换，再现名航天员“太空会师”名场面。这是我国第三批航天员首次执行飞行任务，也是我国航天员队伍“新成员”航天飞行工程师和载荷专家的“首秀”。空间站的轨道可近似看成距地面高度为的圆轨道，其周期为，已知地球半径为，引力常量。
（1）求空间站的线速度大小；
（2）求地球的平均密度；
（3）在火箭发射过程中，若忽略地球自转，初始阶段火箭近似认为沿竖直方向上升，某时刻飞船内仪器显示航天员对座椅的压力是地面重力的倍，数据显示此时火箭加速度大小为，方向竖直向上，已知地面重力加速度为，试求此时火箭离地面的高度结果可保留根式。
16．（2023高一下·桂林期末） 如图所示轻质绝缘弹簧水平放置在绝缘水平面上，弹簧处于原长状态时恰好在点，点左侧光滑，右侧粗糙，部分长为，滑块与部分的动摩擦因数，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端放一质量的滑块不栓接。为半径的光滑绝缘圆弧轨道，其中，虚线右侧有一足够宽匀强电场，场强。现将一滑块置于弹簧右端，当弹簧压缩到某位置时由静止释放滑块，滑块被弹出运动至点时对圆弧轨道的压力为滑块重力的倍，此后滑块进入圆弧轨道并从点抛出，滑块带电量，重力加速度取，高度差为，求：
（1）滑块运动至点时速度大小；
（2）弹簧的弹性势能；
（3）小球落在水平面上的位置距离点的水平距离。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由库仑定律得，故B符合题意；A、C、D不符合题意。
【分析】当两金属球距离远远大于自身大小时，可将带电金属球视为球心处的点电荷。
2．【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】，故B不符合题意；，故C不符合题意；由，得，故A符合题意；由，得，故D不符合题意。
【分析】做定轴转动得物体上，所有的点角量相等，即P、Q两点角速度相等，再由，可知周期也相同。
3．【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】A、D电场强度方向不同，故A不符合题意；金属球为等势体，电势沿电场线方向降落，有，故C符合题意；B不符合题意；正电荷从高电势到低电势，电场力做正功，电势能减小，故D不符合题意。
【分析】此题考查静电平衡条件、电场线与电势关系、电场力做功与电势能关系等知识点。
4．【答案】B
【知识点】微元法；放大法
【解析】【解答】A、C、D采用微积分方法，B采用放大法转化法，故B符合题意；A、C、D不符合题意。
【分析】此题考查对物理科学实验方法的理解，需要熟悉常用的科学方法。
5．【答案】A
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】充电过程，电子由电源负极运动到A板，电流方向为，故A符合题意；由，ｄ变大，则C减小，故B不符合题意；A右移，S减小，则C减小，故C不符合题意；变大，则C变大，故D不符合题意。
【分析】此题考查平行板电容器充放电过程电流方向判断及其决定式分析。
6．【答案】B
【知识点】匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】离心力和向心力不是实际的力，不能说受到离心力或向心力，故A不符合题意；，，故B符合题意；，故C不符合题意；，故D符合题意。
【分析】扣子紧贴桶壁做匀速圆周运动 ，水平方向筒壁对其弹力提供向心力，竖直方向上扣子所受重力和摩擦力平衡。
7．【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】航天员绕地球做匀速圆周运动，非平衡态，故A不符合题意；航天员速度大于第一宇宙速度的话，将不会落回地面，与题意不符，故B不符合题意；由，航天员与同步卫星角速度一致，由于电梯到地心距离小于同步卫星，航天员绕地心做圆周运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度，故C符合题意；太空电梯速度此时小于第一宇宙速度，故绳索断了，电梯会落回地面。
【分析】此题考查第一宇宙速度、同步卫星相关知识点。
8．【答案】A,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．由于削出的面片的运动视为平抛运动，则在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，则运动的时间相同，A符合题意；
B．根据加速度的定义式有
由A可知，面片运动的时间相同，且只受重力则加速度为g，则速度的变化量相同，B不符合题意；
CD．削出的面片的运动视为平抛运动，则在水平方向有
则经过计算可知，落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍，D不符合题意C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用平抛运动下落的高度相同可以判别运动的时间相同；利用重力加速度不变可以判别相同时间速度变化量相同；利用平抛运动的位移公式可以求出水平最大速度的大小。
9．【答案】A,D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】，，故 C不符合题意；，故B不符合题意；转速之比等于角速度之比，故D符合题意。
【分析】此题考查角速度、线速度及周期关系，难度不大，但需要细心。
10．【答案】B,D
【知识点】功能关系；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】抛出后，不考虑空气阻力，只有重力做功，绣球机械能守恒，故A不符合题意；D点机械能与C点机械能相等，为，故B符合题意；女子对绣球做功，故C不符合题意；D符合题意。
【分析】此题考查机械能守恒定律及动能定理，当只有重力或弹力做功时，机械能守恒。抛绣球过程中同学对绣球做功过程比较复杂，所以应用动能定理，不考虑中间过程，只考虑绣球初末状态。
11．【答案】B,C
【知识点】功能关系；机车启动；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】CB过程中，汽车牵引力逐渐减小，当时，汽车速度达到最大，此时，故A不符合题意；AC过程以恒定加速度启动，牵引力不变，由得，又，得，，故B符合题意；，，得， 汽车运动总时间为：t=t1+t2=36s，故C正确。
【分析】此题考查斜面上机车以恒定加速度启动问题，综合受力分析、功能关系等知识点，有一定难度。
12．【答案】（1）A
（2）
（3）C
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重锤密度大、质量大阻力影响约小，故A符合题意；实验时应先接通电源 ，再释放重锤，故B不符合题意；实验不需测质量，故C不符合题意，实验数据处理，故D不符合题意。（2）取匀加速直线运动AC过程，B点为AC过程的中间时刻点，故。 (3) 理论上分析，，故成正比关系，且，故C符合题意，A、B、D不符合题意。
【分析】此题考查打点计时器的使用、纸带分析求瞬时速度及机械能守恒定律等知识点。
13．【答案】（1）B
（2）相同
（3）0.05；0.71；0.2
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】 (1) 小球与斜槽之间的摩擦影响小球的水平初速度，对实验误差没有影响，故A不符合题意；平抛运动要求初速度水平，故B符合题意；保证每次水平初速度相同，要求小球从斜槽上相同位置由静止开始释放，故C不符合题意； 移动水平挡板时，不须等距离下移。故D符合题意。 (2)平抛运动下落时间只取决于下落高度，故N位置不变，下落时间相同。(3)；，，，
【分析】此题考查平抛运动的特点，平抛运动可分解为水平匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，竖直方向分析可类似于纸带分析，可求出频闪周期，再结合水平方向匀速直线运动分析。
14．【答案】（1）解： 汽车转弯时所需向心力
（2）解：当汽车与地面摩擦达到最大静摩擦力时，转弯速度达到最大
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】汽车转弯时，地面对汽车静摩擦力提供向心力，当摩擦力为最大静摩擦时，此时速度为汽车最大转弯速度。
15．【答案】（1）解： 由线速度的定义有
（2）解：空间站绕地球做匀速圆周运动，有
地球密度
由式得：
（3）解：火箭上升过程中，对航天员
由牛顿第三定律有
由牛顿第二定律有
此时，地球对航天员
在地球表面上
由式得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】地球表面附近重力加速度，但距离地面越高重力加速度将会减小，火箭发射到一定高度，航天员的重力加速度不能用，可利用万有引力定律推导出此时的重力加速度，再结合牛顿定律解题。
16．【答案】（1）解： 在 点，
（2）解：小球从左端运动至 点，由能量的转化与守恒得
由式得
（3）解：小球从 运动至 过程中，
进入电场后，小球水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，当小球进入电场中落在 上时。设竖直向上为正方向，有
其中
水平方向，
由以上式子联立解得
【知识点】斜抛运动；向心力；机械能守恒定律；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】此题综合性很强，将整个过程分割成三部分，AB部分摩擦力做负功，损失机械能转化为内能，结合B点的向心力可求B点速度，进而求出弹簧弹性势能。BC过程利用机械能守恒，可求出C点速度，并将其分解成水平速度与竖直速度。进入电场后滑块在水平方向做初速度为加速度由电场力产生的匀加速直线运动，竖直方向做初速度为上抛运动，先由上抛运动计算下落到DH的时间，最后算出在此时间能滑块的水平位移。
广西桂林市2022-2023学年高一（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1．（2023高一下·桂林期末）如图所示有两个半径为的金属球，相距为，带电荷量分别为，满足条件，则它们之间的静电力是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】由库仑定律得，故B符合题意；A、C、D不符合题意。
【分析】当两金属球距离远远大于自身大小时，可将带电金属球视为球心处的点电荷。
2．（2023高一下·桂林期末）单指转篮球时间最长的纪录是由沈阳的赵光于年月日创下的。如图所示，当日他让一个标准篮球在右手食指指尖上绕竖直轴连续旋转，持续时间长达小时分，由此成为“世界上连续转球时间最长的人”，创造了该项目的吉尼斯世界纪录。已知篮球表面的点到转轴的距离比点的大，则下列说法正确的是（ ）
A．点的线速度大于点的线速度
B．点的角速度大于点的角速度
C．点的转动周期大于点的转动周期
D．点的向心加速度等于点的向心加速度
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】，故B不符合题意；，故C不符合题意；由，得，故A符合题意；由，得，故D不符合题意。
【分析】做定轴转动得物体上，所有的点角量相等，即P、Q两点角速度相等，再由，可知周期也相同。
3．（2023高一下·桂林期末）如图，将一个不带电的金属球壳放入匀强电场后，其周围的电场分布如图所示，、是电场中的两点，、是球壳上的两点，则下列说法正确的是（ ）
A．点与点的电场强度相同
B．点与点的电势相同
C．点与点的电势相同
D．将一带正电的试探电荷从移到，电荷电势能增大
【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】A、D电场强度方向不同，故A不符合题意；金属球为等势体，电势沿电场线方向降落，有，故C符合题意；B不符合题意；正电荷从高电势到低电势，电场力做正功，电势能减小，故D不符合题意。
【分析】此题考查静电平衡条件、电场线与电势关系、电场力做功与电势能关系等知识点。
4．（2023高一下·桂林期末） 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理思想方法。下列四幅图中，与其它三幅运用的物理思想方法不同的是（ ）
A．探究曲线运动的速度方向
B．卡文迪许扭秤实验
C．位移等于图线下面的面积
D．研究物体沿曲面运动时重力做功
【答案】B
【知识点】微元法；放大法
【解析】【解答】A、C、D采用微积分方法，B采用放大法转化法，故B符合题意；A、C、D不符合题意。
【分析】此题考查对物理科学实验方法的理解，需要熟悉常用的科学方法。
5．（2023高一下·桂林期末）如图所示，平行放置的金属板构成电容器，两板相距为并与一电源相连，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后，充电过程中，流过表的电流方向为
B．若只将金属板下移，则电容器的电容增大
C．若只将金属板右移，则电容器的电容增大
D．若只在金属板、间插入相对介电常数更大的电介质，则电容器的电容减小
【答案】A
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】充电过程，电子由电源负极运动到A板，电流方向为，故A符合题意；由，ｄ变大，则C减小，故B不符合题意；A右移，S减小，则C减小，故C不符合题意；变大，则C变大，故D不符合题意。
【分析】此题考查平行板电容器充放电过程电流方向判断及其决定式分析。
6．（2023高一下·桂林期末）波轮洗衣机的脱水桶在脱水时，衣服紧贴桶壁做匀速圆周运动，某洗衣机的有关规格如图中表格所示。在脱水程序正常运行时，有一质量的扣子被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，重力加速度取，若不考虑桶内衣服对扣子的影响，下列说法正确的是（ ）
型号
额定电压、频率
额定脱水功率
质量
脱水转速
脱水筒尺寸 直径，高
外形尺寸 长，宽，
A．脱水时，因为衣服上的水滴做高速圆周运动受到的离心力大于向心力，所以会被甩出
B．扣子受桶壁的弹力大小约为
C．扣子受桶壁的摩擦力大小为
D．扣子随桶壁一起做匀速圆周运动的线速度大小约为
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】离心力和向心力不是实际的力，不能说受到离心力或向心力，故A不符合题意；，，故B符合题意；，故C不符合题意；，故D符合题意。
【分析】扣子紧贴桶壁做匀速圆周运动 ，水平方向筒壁对其弹力提供向心力，竖直方向上扣子所受重力和摩擦力平衡。
7．（2023高一下·桂林期末）图甲为电影流浪地球中的太空电梯，又称为“斯科拉门德快速电梯”，是电影中一种可以在地球表面和太空空间站来回运输人员和物资的巨型结构。图乙为其模型简易图，固定在空间站和地球间的刚性“绳索”与空间站一起和地球保持相对静止，电梯可沿“绳索”升降，若“太空电梯”停在距地面高度为的绳索上的某处，大于零小于同步卫星轨道距地面的高度，已知，地球的自转不能忽略且地球视为均质球体，地球的第一宇宙速度为。对“太空电梯”里的航天员，则下列说法正确的是（ ）
A．航天员处于平衡状态
B．航天员绕地心做圆周运动的线速度大于
C．航天员绕地心做圆周运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
D．若此时“绳索”断了，“太空电梯”会留在距地面高处，绕地球做圆周运动，成为地球的一颗“卫星”
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】航天员绕地球做匀速圆周运动，非平衡态，故A不符合题意；航天员速度大于第一宇宙速度的话，将不会落回地面，与题意不符，故B不符合题意；由，航天员与同步卫星角速度一致，由于电梯到地心距离小于同步卫星，航天员绕地心做圆周运动的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度，故C符合题意；太空电梯速度此时小于第一宇宙速度，故绳索断了，电梯会落回地面。
【分析】此题考查第一宇宙速度、同步卫星相关知识点。
二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）
8．（2023高一下·桂林期末）如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地前下一片片很薄的面片儿，面片儿便飞向锅里。面片刚被削离时距锅的高度为h与锅缘的水平方向的距离为L， 锅的半径也为L。将削出的面片的运动视为平抛运动，且面片都落入锅中，重力加速度为g。则下列对所有面片在空中运动的描述，其中，正确的是（ ）
A．运动的时间相同
B．速度的变化量不相同
C．落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍
D．落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的4倍
【答案】A,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．由于削出的面片的运动视为平抛运动，则在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，则运动的时间相同，A符合题意；
B．根据加速度的定义式有
由A可知，面片运动的时间相同，且只受重力则加速度为g，则速度的变化量相同，B不符合题意；
CD．削出的面片的运动视为平抛运动，则在水平方向有
则经过计算可知，落入锅中的面片，水平最大速度是最小速度的3倍，D不符合题意C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】利用平抛运动下落的高度相同可以判别运动的时间相同；利用重力加速度不变可以判别相同时间速度变化量相同；利用平抛运动的位移公式可以求出水平最大速度的大小。
9．（2023高一下·桂林期末）时钟是生活中常用的一种计时器，人们通过它来记录时间。中国历史上留有记载的四类计时器分别为：日晷、沙漏、机械钟、石英钟。如图所示为某个走时准确的石英钟，已知其时针，分针，秒针的长度之比为，则以下关于其时针，分针与秒针的说法中正确的是（ ）
A．秒针的转动周期为秒
B．时针、分针、秒针的线速度大小之比为
C．时针、分针、秒针的角速度大小之比为
D．时针、分针、秒针的转速之比为
【答案】A,D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】，，故 C不符合题意；，故B不符合题意；转速之比等于角速度之比，故D符合题意。
【分析】此题考查角速度、线速度及周期关系，难度不大，但需要细心。
10．（2023高一下·桂林期末）抛绣球是广西民族运动会的传统项目。如图甲所示，某同学让绣球从点由静止开始在竖直平面内做圆周运动，获得一定速度后在点松手抛出，运动轨迹如图乙所示，点略高于点。已知绣球的质量为，两点间的竖直距离为，绣球经过点时速率为，以点所在水平面为零势能参考面，整个过程不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．绣球在点时的机械能大于在点时的机械能
B．绣球在点时的机械能为
C．在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为
D．在整个抛绣球过程中，女子对绣球做的功为
【答案】B,D
【知识点】功能关系；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】抛出后，不考虑空气阻力，只有重力做功，绣球机械能守恒，故A不符合题意；D点机械能与C点机械能相等，为，故B符合题意；女子对绣球做功，故C不符合题意；D符合题意。
【分析】此题考查机械能守恒定律及动能定理，当只有重力或弹力做功时，机械能守恒。抛绣球过程中同学对绣球做功过程比较复杂，所以应用动能定理，不考虑中间过程，只考虑绣球初末状态。
11．（2023高一下·桂林期末）如图，在一长斜面上，有一辆质量为的汽车，额定功率为，在点从静止开始以做匀加速运动，到达点时恰好达到额定功率，之后以额定功率做变加速运动，到达时刚好到达最大速度。已知，此时点到点的直线距离为，垂直距离，整个过程中汽车阻力大小恒为车重的倍，重力加速度为，关于该汽车从运动到的过程，下列说法正确的是（ ）
A．最大速度
B．距离为
C．汽车运动总时间为
D．发动机对汽车做功为
【答案】B,C
【知识点】功能关系；机车启动；动能和势能的相互转化
【解析】【解答】CB过程中，汽车牵引力逐渐减小，当时，汽车速度达到最大，此时，故A不符合题意；AC过程以恒定加速度启动，牵引力不变，由得，又，得，，故B符合题意；，，得， 汽车运动总时间为：t=t1+t2=36s，故C正确。
【分析】此题考查斜面上机车以恒定加速度启动问题，综合受力分析、功能关系等知识点，有一定难度。
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12．（2023高一下·桂林期末） 在用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验中，实验得到如图乙所示一条纸带。在纸带上连续选取若干个计时点，测得各计时点到起点的距离为。
（1）关于上述实验，下列说法正确的是____。
A．重锤最好选择密度较大、质量较大的金属块
B．实验操作时先释放重锤，后接通电源
C．实验中必须要用到的实验仪器是天平
D．实验数据处理时用求各点速度
（2）已知打点计时器打点周期为，则点速度大小为 。可用表示
（3）在实验操作正确的情况下，依据相同的方法计算其他各点速度，描绘图像，忽略重锤所受阻力，理论上分析，以下图像合理的是____。
A． B．
C． D．
【答案】（1）A
（2）
（3）C
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重锤密度大、质量大阻力影响约小，故A符合题意；实验时应先接通电源 ，再释放重锤，故B不符合题意；实验不需测质量，故C不符合题意，实验数据处理，故D不符合题意。（2）取匀加速直线运动AC过程，B点为AC过程的中间时刻点，故。 (3) 理论上分析，，故成正比关系，且，故C符合题意，A、B、D不符合题意。
【分析】此题考查打点计时器的使用、纸带分析求瞬时速度及机械能守恒定律等知识点。
13．（2023高一下·桂林期末） 在物理实验课上，某同学采用如图甲所示的实验装置来“探究平抛运动的特点”，实验前查询得知当地的重力加速度取。
（1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是____。
A．小球与斜槽之间的摩擦会使实验误差增大，故斜槽要光滑
B．安装斜槽时应使其末端切线水平
C．小球每次从斜槽上不同位置由静止开始释放
D．移动水平挡板时，必须等距离下移
（2）为了使小球做平抛运动时的轨迹尽可能分布在整个坐标纸内，需要从斜槽上适当的高度释放小球。某同学在寻找这一高度时，让小球从斜槽上不同位置由静止释放，小球离开斜槽末端后落到置于坐标纸最下方的水平挡板上，则小球每次在空中运动的时间 选填“相同”或“不同”。若小球落到上的最右端，则此释放位置即为要找的合适高度。
（3）为了更精确的“探究平抛运动的特点”，另一同学用频闪仪和照相机对两个小球运动进行拍摄，频闪仪每隔相等时间发出一次闪光，所得照片如图乙所示。球自点水平抛出，同时球自点自由下落。运动背景坐标纸与小球运动轨迹平面平行，坐标纸小方格为正方形，边长。根据照片信息可求出：
频闪仪闪光时间间隔为 ；
球运动到点时的速度大小为 保留两位有效数字；
若、两点距地面足够高，则球抛出后 时它们之间的距离最小。
【答案】（1）B
（2）相同
（3）0.05；0.71；0.2
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】 (1) 小球与斜槽之间的摩擦影响小球的水平初速度，对实验误差没有影响，故A不符合题意；平抛运动要求初速度水平，故B符合题意；保证每次水平初速度相同，要求小球从斜槽上相同位置由静止开始释放，故C不符合题意； 移动水平挡板时，不须等距离下移。故D符合题意。 (2)平抛运动下落时间只取决于下落高度，故N位置不变，下落时间相同。(3)；，，，
【分析】此题考查平抛运动的特点，平抛运动可分解为水平匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，竖直方向分析可类似于纸带分析，可求出频闪周期，再结合水平方向匀速直线运动分析。
四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）
14．（2023高一下·桂林期末） 质量为的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的动摩擦因数，汽车以的速度经过半径为的弯路时，已知当地重力加速度取，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
（1）汽车转弯时所需要向心力的大小；
（2）为了行车安全，此弯道所允许的最大转弯速度的犬小结果可保留根式。
【答案】（1）解： 汽车转弯时所需向心力
（2）解：当汽车与地面摩擦达到最大静摩擦力时，转弯速度达到最大
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】汽车转弯时，地面对汽车静摩擦力提供向心力，当摩擦力为最大静摩擦时，此时速度为汽车最大转弯速度。
15．（2023高一下·桂林期末） 北京时间年月日，塔载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。神舟十六号载人飞船入轨后，与空间站成功对接，之后神舟十六号上的名航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进驻中国空间站，与神舟十五号乘组进行在岗轮换，再现名航天员“太空会师”名场面。这是我国第三批航天员首次执行飞行任务，也是我国航天员队伍“新成员”航天飞行工程师和载荷专家的“首秀”。空间站的轨道可近似看成距地面高度为的圆轨道，其周期为，已知地球半径为，引力常量。
（1）求空间站的线速度大小；
（2）求地球的平均密度；
（3）在火箭发射过程中，若忽略地球自转，初始阶段火箭近似认为沿竖直方向上升，某时刻飞船内仪器显示航天员对座椅的压力是地面重力的倍，数据显示此时火箭加速度大小为，方向竖直向上，已知地面重力加速度为，试求此时火箭离地面的高度结果可保留根式。
【答案】（1）解： 由线速度的定义有
（2）解：空间站绕地球做匀速圆周运动，有
地球密度
由式得：
（3）解：火箭上升过程中，对航天员
由牛顿第三定律有
由牛顿第二定律有
此时，地球对航天员
在地球表面上
由式得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】地球表面附近重力加速度，但距离地面越高重力加速度将会减小，火箭发射到一定高度，航天员的重力加速度不能用，可利用万有引力定律推导出此时的重力加速度，再结合牛顿定律解题。
16．（2023高一下·桂林期末） 如图所示轻质绝缘弹簧水平放置在绝缘水平面上，弹簧处于原长状态时恰好在点，点左侧光滑，右侧粗糙，部分长为，滑块与部分的动摩擦因数，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端放一质量的滑块不栓接。为半径的光滑绝缘圆弧轨道，其中，虚线右侧有一足够宽匀强电场，场强。现将一滑块置于弹簧右端，当弹簧压缩到某位置时由静止释放滑块，滑块被弹出运动至点时对圆弧轨道的压力为滑块重力的倍，此后滑块进入圆弧轨道并从点抛出，滑块带电量，重力加速度取，高度差为，求：
（1）滑块运动至点时速度大小；
（2）弹簧的弹性势能；
（3）小球落在水平面上的位置距离点的水平距离。
【答案】（1）解： 在 点，
（2）解：小球从左端运动至 点，由能量的转化与守恒得
由式得
（3）解：小球从 运动至 过程中，
进入电场后，小球水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，当小球进入电场中落在 上时。设竖直向上为正方向，有
其中
水平方向，
由以上式子联立解得
【知识点】斜抛运动；向心力；机械能守恒定律；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】此题综合性很强，将整个过程分割成三部分，AB部分摩擦力做负功，损失机械能转化为内能，结合B点的向心力可求B点速度，进而求出弹簧弹性势能。BC过程利用机械能守恒，可求出C点速度，并将其分解成水平速度与竖直速度。进入电场后滑块在水平方向做初速度为加速度由电场力产生的匀加速直线运动，竖直方向做初速度为上抛运动，先由上抛运动计算下落到DH的时间，最后算出在此时间能滑块的水平位移。
