四川省广安市2021-2022学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

广安市2022年春季高2021级期末考试物理（时间：100分钟：满分：100分）第I卷（选择题，满分48分）一、单项选择题（本大题共8小题，在每题所给的4个选项中，只有一个选项符合题意，每题4分，共32分）1.21世纪以来，“校园足球”一直是备受关注的焦点。如图为某次足球比赛时足球在空中的飞行轨迹（轨迹在竖直平面内，空气阻力不可忽略），则足球在最高点的速度v的方向和所受合力F的方向应为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】ABCD．足球在最高点的特点是速度方向沿水平方向，受到竖直向下的重力和与速度方向相反的空气阻力若最高点速度水平向左，如图所示若最高点速度水平向右，如图所示 故BCD错误，A正确。故选A。2.如图所示，用长为L的轻绳拴住一个质量为m的小球（视为质点），使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力、下列说法中正确的是（　　）A.小球受重力、轻绳拉力和向心力的作用B.小球的角速度为C.换用质量为2m的小球，使其仍沿上述轨迹做匀速圆周运动，则角速度扩大为2倍D.用更长的轻绳使小球m在同一水平面内做匀速圆周运动，则角速度变大【答案】B【解析】【详解】A．小球受重力和轻绳拉力两个力的作用，两个力的合力提供其做匀速圆周运动的向心力，故A错误；B．对小球有解得 故B正确；C．换为2m的小球有解得由上述式子可知，换用质量为2m的小球，其角速度不变，故C错误；D．小球做匀速圆周运动有解得可知，小球的高度不变，则角速度不变，故D错误。故选B。3.如图所示，小球A从光滑固定斜面顶端由静止释放，小球B从与A等高的位置静止释放，A、B均可视为质点，且质量相等。则下列判断中正确的是（　　）A.两球落地时的速度相同B.从释放到落地，两球动量的变化量相同C.落地瞬间，重力的瞬时功率相同D.从释放到落地，小球A运动时间更长【答案】D【解析】【详解】A．两球从开始到落地，由动能定理得 即两球落地速度大小相等，但是方向不同，故A错误；B．因为从释放到落地，两球动量的变化量为可知，两球动量变化量大小相等，方向不同，故B错误；C．落地瞬间，B小球的重力瞬时功率为设斜面倾角为，则A小球的重力瞬时功率为则落地瞬间，重力的瞬时功率不相同，故C错误；D．从释放到落地，小球A运动的时间满足解得而小球B运动的时间为可见从释放到落地，小球A运动的时间更长，故D正确。故选D。4.2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。假设神舟十四号飞船在预订轨道绕地球做匀速圆周运动，其轨道高度为，则下列说法中不正确的是（　　）A.神舟十四号飞船运行的线速度小于7.9km/sB.神舟十四号的运行周期小于地球同步卫星的运行周期C.神舟十四号飞船的线速度小于地球赤道上物体的线速度D.神舟十四号在完成与高轨道空间站对接任务时，需要点火加速【答案】C 【解析】【详解】A．7.9km/s是地球近地卫星的环绕速度大小，是地球卫星的最大环绕速度，根据得可知神舟十四号飞船运行的线速度小于7.9km/s，故A正确；B．根据得由于神舟十四号绕地球的运行轨道半径小于地球同步卫星的运行半径，可知神舟十四号的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，故B正确；C．根据得可知神舟十四号飞船的线速度大于地球同步卫星的线速度，由于地球赤道上的物体角速度与同步卫星的角速度相等，根据，可知地球赤道上的物体线速度小于同步卫星的线速度，所以神舟十四号飞船的线速度大于地球赤道上物体的线速度，故C错误；D．神舟十四号在完成与高轨道空间站对接任务时，从低轨道到高轨道，需要点火加速实现，故D正确。由于本题选择错误的，故选C。5.斯诺克是“最具绅士”的一项运动，比赛时运动员利用球杆击打母球（白色球），母球与目标球碰撞使目标球入袋而得分，如图为我国斯诺克运动员丁俊晖击球时的情景。假设某次击 球后，母球和目标球碰撞，二者均在同一直线上运动，则下列说法中正确的是（　　）A.母球和目标球碰撞瞬间，由于桌面存在摩擦，系统动量不守恒B.由于碰撞时间极短，在碰撞瞬间，可以认为两球均没有发生位移C.从母球被击出，到目标球落袋前这一过程中，系统的机械能守恒D.碰撞瞬间，母球对目标球的冲量和目标球对母球的冲量相同【答案】B【解析】【详解】A．两球碰撞瞬间，由于碰撞时间极短，外力远小于内力，外力的冲量很小，可以忽略不计，所以系统动量守恒，故A错误；B．由于碰撞时间极短，在碰撞瞬间可以认为两球的位移为零，故B正确；C．从母球被击出到目标球落袋前，两球均受到桌面摩擦力的作用，系统机械能不守恒，故C错误；D．碰撞瞬间，母球对目标球的冲量和目标球对母球的冲量大小相等，但方向相反，故D错误。故选B。6.一质量为的物体（可视为质点）在直角坐标xOy平面上运动，时，质点位于坐标原点，物体在x方向上的初速度为零，加速度随时间变化关系图像如图甲所示，在y方向上的速度随时间变化关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A.物体所受的合外力大小为4N，方向沿y轴正方向 B.物体在0~2s内，位移的大小为8mC.物体在0~3s的运动轨迹是一条直线D.物体在时，速度大小为【答案】D【解析】【详解】A．物体在x方向做匀加速运动，y方向做匀速运动，则所受的合外力大小为F=ma=4N方向沿x轴正方向，选项A错误；B．物体在内，x方向上的位移大小为物体在内，y方向的位移为y=4m则位移的大小为B错误；C．物体在x方向做初速度为零的匀加速运动，在y方向做匀速运动，可知合运动是匀变速曲线运动，C错误；D．物体在时，速度大小为D正确；故选D。7.如图所示，水平传送带以逆时针匀速转动，A、B为两轮圆心正上方的点，，两边水平面分别与传送带上表面无缝对接，弹簧右端固定，自然长度时左端恰好位于B点；现将一质量为小物块（视为质点）与弹簧接触但不栓接，并压缩至图示位置后由静止释放，已知小物块与各接触面间的动摩擦因数均为，，小物块与轨道左端挡板P碰撞后原速率反弹，小物块刚好返回到B点时速度减为零，取，则下列说法正确的是（　　） A.小物块与挡板P碰撞后返回到A点时，速度大小为B.小物块从B到A一定是先加速后匀速C.开始时弹簧和小物块组成的系统具有的弹性势能满足D.小物块对传送带做功的绝对值与传送带对小物块做功的绝对值一定相等【答案】A【解析】【详解】A．设物体与挡板P碰撞后到达A点的速度为vA，运动到B点的速度为零，对物块返回到A点到B的过程，由动能定理得解得选项A正确；B对物体由A到P点再返回到A点的过程，由动能定理得解得v′A=4m/s小物块可能在传送带上减速到共速、加速到共速，也可能一开始到B端时就共速，故B错误；C．若物体滑上传送带时的速度vB较大，则一直做匀减速运动，到达A点时与传送带共速，则从B点到A点，由能量关系可得在B点时的最大动能若速度vB较小，物块在AB上一直加速，到A点时恰好与传送带同速，由能量关系可得在B点时的最小动能 由于物块被弹簧弹开时与水平面之间也有摩擦力，则开始时弹簧和小物块组成的系统具有的最大弹性势能将大于24J，最小弹性势能大于8J，故C错误；D．小物块与传送带间摩擦力大小相等，但小物块对传送带做功的绝对值为摩擦力乘以传送带位移，传送带对小物块做功的绝对值为摩擦力乘以小物块位移，当有滑动摩擦力时，两者位移不同，因此功的绝对值也不同，故D错误。故选A。8.2022年4月26日，CBA总决赛第四场，辽宁队击败广厦队，以总比分4：0夺得2021-2022赛季CBA总冠军。假设比赛开场时，双方球员跳球，主裁判将篮球以的初速度竖直向上抛出，篮球离开裁判手时离球场地板高度为1.8m，运动员甲在篮球到达最高点时将篮球沿与球场边线（篮球场长边）平行的方向水平击出，篮球恰好绕过所有运动员落在球场地板上。已知篮球的质量为600g，从被击出到落地的水平位移为8m，g取，，，不计空气阻力。则下列结果中不正确的是（　　）A.篮球被水平击出时的初速度为10m/sB.篮球落地时重力的瞬时功率为48WC.篮球落地时速度与水平方向的夹角为53°D.从被水平击出到落地，篮球动能增加了19.2J【答案】C【解析】【详解】A．由题意知，篮球从离开裁判手到最高点，上升的高度为则到最高点时，离地面高度为则篮球被水平击出到落地时间为则篮球被水平击出时的初速度为故A正确，不符合题意； B．篮球落地时重力瞬时功率为故B正确，不符合题意；C．篮球落地时速度与水平方向的夹角满足则篮球落地时速度与水平方向的夹角不等于53°，故C错误，符合题意；D．由动能定理知，从被水平击出到落地，篮球动能增加了故D正确，不符合题意。故选C。二、多项选择题（本题共4个小题，在每题所给的4个选项中，至少有两个选项符合题意，全部选对得4分，部分选对得2分，有错或不答得0分，共16分）9.一定质量物体，速度、动能、动量是描述物体运动的三个重要物理量，以下叙述中最能准确反映三者关系的有（　　）A.速度和动量是矢量，其正负表示方向；动能是标量，没有负值B.物体的速度变化，动能和动量都变化C.物体动能不变，合外力的冲量为0D.物体动能变化，其速度和动量一定变化【答案】AD【解析】【详解】A．速度和动量矢量，其正负表示方向；动能是标量，没有负值，故A正确；B．若物体只是速度方向发生改变，则其动量变化，动能却保持不变，故B错误；C．物体动能不变，说明合外力做的功为零，但合外力的冲量不一定为0，例如：匀速圆周运动，故C错误；D．物体动能变化，根据物体质量不变，则其速度和动量一定变化，故D正确。 故选AD。10.近年来，中小学生体质健康一直是社会关注的热点问题，体育也成为了广安市中考的必考科目之一，而跳绳也成为体育考试的必考项目，学生需要在30s完成一定次数才算合格。某同学质量为50kg，在考试中每次跳起的最大高度相同，且均为5cm，他在30s内完成跳绳100次，g取，不计空气阻力和跳绳质量，则（　　）A.每次跳起时，地面对该同学的支持力不做功B.每次向上运动的过程中，克服重力做功2500JC.该次考试中，该同学克服重力做功的平均功率约为83.3WD.在保持跳起最大高度不变的情况下；该同学的跳绳成绩已经无法再取得突破【答案】AC【解析】【详解】A．人跳起时，人虽然移动了距离，但不在受到地面的支持力作用，所以地面对该同学的支持力不做功，故A正确；B．人每次向上运动的过程中，克服重力做功故B错误；C．该次考试中，该同学克服重力做功的平均功率为故C正确；D．由可知，跳一次至少需要的时间在保持跳起最大高度不变的情况下；该同学在30s内最多能跳（次）所以该同学的跳绳成绩可以再取得突破，故D错误。故选AC。11.质量为1kg的钢球自5m 高处从静止释放，与地面相互作用后被竖直反弹，上升的最大高度为3.2m，已知钢球与地面作用的时间为0.1s，忽略空气阻力，g取，规定竖直向下为正方向。则（　　）A.钢球与地面相互作用，速度变化了2m/sB.全过程中重力的冲量为C.地面对钢球的平均作用力为D.钢球与地面相互作用的过程中，机械能损失了18J【答案】BD【解析】【详解】A．由题意可得，钢球落地时的速度为与地面相互作用后被竖直反弹的速度为所以钢球与地面相互作用，速度变化了即变化量大小为18m/s，方向竖直向上，故A错误；B．由题意可得，钢球落地时间为上升时间为则全过程中重力的冲量为故B正确；C．由动量定理得解得地面对钢球的平均作用力为 故C错误；D．由题意得，钢球与地面相互作用的过程中，机械能损失了故D正确。故选BD。12.如图，将质量为2.5m的重物系在轻绳的一端，放在倾角为的固定光滑斜面上，轻绳的另一端系一质量为m的环，轻绳绕过光滑轻小定滑轮，环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为处，轻绳绷直，系重物段轻绳与斜面平行，不计一切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，，，重力加速度为g，现将环从A处由静止释放，下列说法正确的是（　　）A.环从A点释放时，环的加速度大小为gB.从A到B，环重力势能的减少量等于重物机械能的增加量C.环下降到最低点时，下降的高度为D.环到达B处时，环的速度大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．释放时，环在竖直方向上只受到重力mg，则环的加速度大小为故A正确； BD．环到B时，由几何关系知故设环到B时，重物上升高度为h，则设到B时环的速度为v，则重物的速度为则根据环和重物组成的系统机械能守恒有解得显然，从A到B，环重力势能的减少量等于重物机械能的增加量与环动能的增量，故B错误，D正确。C．环下降到最低点时，设此时滑轮到环的距离为，根据环与重物系统机械能守恒，有求得则环下降的高度为故C正确。故选ACD。第II卷（非选择题：共52分）三、实验题（每空2分，共14分）13.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个体积相同的小球在水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是我们仅用一把刻度尺就能够间接地解决这个问题，那么需要测量的物理量是________；（填选项前的编号）A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程x（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球多次从倾斜轨道上S点由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从同一S点静止释放，与小球相碰，并多次重复，得到小球和的平均落点分别为M、N，测得、两小球的水平射程分别为，。则两小球质量满足的关系应为________；（选填“大于”、“小于”或“等于”）（3）若实验结果为________（用（2）中测量的量表示），则可以验证两小球碰撞前后系统动量守恒。【答案】①.C②.大于③.【解析】【详解】（1）[1]小球从同一位置平抛，其落地时间相等，只需要测出小球在水平方向运动的距离，即平抛运动的射程来表示碰撞前的速度即可。故选C。（2）[2]实验中为了防止小球被弹回，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，即m1大于m2。（3）[3]设小球落地所用时间为t，则由题意可得入射小球m1落到P点时的速度为m1落到M点时的速度为 m2落到N点时的速度为由动量守恒可得14.某实验小组利用如图装置进行“验证机械能守恒定律”实验。（1）下列说法正确的是___________A．实验中，应该先释放重物再接通打点计时器电源B．实验中可以不测重物的质量C．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力D．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动（2）安装好实验装置后，正确地进行了实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。若重物的质量，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用，其中所选择方法正确的是________（填“甲”或 “乙”）同学，从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量=________J，重物动能的增加量=_________J。，结果均保留三位有效数字）【答案】①.BC##CB②.乙③.2.28④.2.26【解析】【详解】（1）[1]A．实验中，应该先接通打点计时器电源再释放纸带，A错误；B．由于机械能守恒表达式中质量可被消去，故实验中可以不测重物的质量而进行验证，B正确；CD．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力，下落时更接近于自由落体运动，C正确，D错误。故选BC。（2）[2]若用计算出打下点B时重物的速度，则重物做自由落体运动，只有重力做功，等于默认了机械能守恒，与实验目的相悖，故应选择乙同学的方法；[3]重物重力势能的减少量[4]重物动能的增加量四、计算题（本大题共4小题，共计38分）15.设想将来的某一天，你带着祖国对你的期望来到了火星。在火星的两极上，你测得质量为m的物体的重力为F。已知火星的自转周期为T，火星半径为R，引力常量为G。求：（1）火星的质量M；（2）火星同步卫星的轨道高度h。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物体随火星自转而做圆周运动，由向心力关系可知解得（2）火星同步卫星绕火星做匀速圆周运动，设轨道半径为r，由万有引力提供向心力解得所以，同步卫星的轨道高度16.如图所示，一条宽为120m的足够长河流，水流速度恒为。一艘小船从A点出发向对岸驶去，已知小船在静水中的速度，，，求：（1）小船渡河的最短时间以及以此种方式渡河到达对岸时沿水流方向的位移大小；（2）小船渡河的最短航程及船头的朝向。【答案】（1）30s，；（2），船头朝向上游与河岸成37°夹角【解析】 【详解】（1）船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间根据运动的独立性与等时性，沿水流方向，位移大小（2）因为，所以小船不能垂直过河，当船头朝向上游且与河岸成时，渡河航程最短，如图所示其中即船头朝向上游与河岸成37°夹角，最短航程17.如图所示，长为水平轨道AB与半径为的四分之一竖直圆轨道BC相切于B，轨道BC与半径为的四分之一竖直圆轨道CD相切于C，质量为的小球静止在A点，现用水平恒力F向右拉小球，在到达B点时撤去拉力，小球恰能通过D点。已知，不计一切摩擦及空气阻力，计算结果保留根号，求：（1）恒力F的大小及小球在B点处受到的支持力大小；（2）小球离开D点后落地点到B点的距离。 【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）小球恰好过最高点D，有小球从A到D，由动能定理得解得小球从A到B，由动能定理得B点处，由牛顿第二定律得解得（2）由D点飞出后做平抛运动落在水平面上，满足平抛的水平位移所以小球离开D点后落地点到B点的距离 18.在光滑水平面上静止放置一木板B，B的质量为，B右端离竖直墙，在B的左端静止一小物体A，其质量为，一质量为的子弹C以的速度击中A并在极短时间内留存A中，如图所示，A与B间的动摩擦因数为，在运动过程中只是B与墙壁碰撞，碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失，取，求：（1）子弹击中A后，A的速度及子弹击中A过程中产生的热量Q；（2）要使A最终不脱离B，木板B的最短长度L。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）C击中A的过程中，A、C组成系统动量守恒，规定向右为正方向C击中A的过程中，由能量守恒定律联立上式并代入数据可得（2）假设ABC共速后才与墙壁发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律得由能量守恒定律对B由动能定理 A在B上滑动距离为AB相对运动过程中，B的位移为所以假设成立，B与墙壁相撞，由于无能量损失，B以相等的速率反弹，AC与B再次发生相对滑动，直到ABC一起向左以匀速运动，由动量守恒由能量守恒定律可得联立并代入数据可得B反弹的A在B上滑动距离为故要使A最终不脱离B，B的最小长度为