四川省凉山州2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

凉山州2021-2022学年下期期末检测试卷高一物理全卷共4页，满分100分，考试时间90分钟。注意事项1.答题前，考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写在答题卡上、并检查条形码粘贴是否正确。2.选择题使用2B铅笔涂在答题卡对应题目标号的位置上；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。3.考试结束后，将答题卡收回。第I卷选择题（共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一个选项符合题目要求，第8—12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.如图所示，冰球以速度v1在水平冰面上向右运动．运动员沿冰面垂直v1的方向上快速打击冰球，冰球立即获得沿打击方向的分速度v2.不计冰面摩擦和空气阻力．下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是(　　)A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A、实际运动的速度为合速度，根据平行四边形定则可知，合速度不可能沿打击的方向，一定沿以两分速度为邻边的平行四边形的对角线的方向，故A错误，B正确；C、物体所受的合力与速度方向不在同一直线上做曲线运动，合力与速度方向在同一直线上做 直线运动，题中冰球受打击后在水平方向上不受力，故作直线运动，故CD错误．【点睛】本题要掌握物体做直线运动的条件，知道当物体做直线运动时，合力可以为零，或者合力的方向与速度方向在同一直线上．2.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（　　）A.随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变B.桶对物块的弹力不可能为零C.随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大D.绳的拉力可能为零【答案】A【解析】【详解】ACD．设绳子和竖直方向的夹角为，则在竖直方向上因为夹角和重力都不变，因此绳子的拉力不变，且不可能为0，A正确，CD错误；B．当角速度为某一值时，此时绳子的拉力T在水平方向上的分力完全提供向心力，桶对物块的弹力为0，B错误。故选A。3.年月日上午点分我国“神舟”十二号载人飞船发射圆满成功，不久前我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径【答案】D【解析】【分析】 【详解】根据核心舱做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，可得G=m=mrω2=mr可得M===可知已知核心舱的质量和绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱的角速度和绕地周期，都不能求解地球的质量，若已知核心舱的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量。故选D。4.2020年11月24日，我国成功发射“嫦娥五号”月球探测器，并实现月面无人采样返回。设该探测器被月球引力捕获后，经历三次变轨过程，最后在月球表面附近的圆轨道A上运动以备着陆，其中变轨过程如图所示，已知引力常量为G，以下说法正确的是（　　）A.探测器在三个轨道上运行时，运行周期关系为TA>TB>TcB.探测器在轨道A上的机械能大于在轨道B上的机械能C.探测器在P点从轨道B变轨到轨道A上时，需要在P点朝速度的反方向喷气D.若已知探测器在轨道A上运动的周期，可推算出月球的平均密度【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由开普勒第三定律 得探测器在三个轨道上运行时，运行周期关系为，故A错误；B．探测器由轨道A变到轨道B需要点火加速，则动能增加，故探测器在轨道A上的机械能小于在轨道B上的机械能，故B错误；C．探测器在椭圆轨道B上的P点做离心运动，需要的向心力大于受到的万有引力，若探测器由椭圆轨道B进入圆轨道A，则需在P点减速，使得需要的向心力减小到等于受到的万有引力，所以在P点朝速度的相同方向喷气，故C错误；D．已知探测器在轨道A上运动的周期，设月球质量为M，半径为R，根据万有引力提供向心力有月球的质量与体积的关系联立可得故D正确。故选D。5.质量为的物体从某一高度自由下落，设内物体未着地，则该物体下落内重力做功的平均功率与末重力的瞬时功率为（　　）（）A.200W、50WB.200W、200WC.100W、200WD.200W、100W【答案】C【解析】【分析】【详解】物体做自由落体运动，所以在2s内下降的高度为重力做的功为重力的平均功率为 末重力的瞬时功率为故选C。6.2021年5月15日，我国自主研发的天文一号成功着陆火星表面。如图，当它接近火星表面时，可打开反冲发动机减速下降。探测器减速下降过程中，它在火星表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（　　）A.动能增加、重力势能减小B.动能减小、重力势能增加C.动能减小、机械能减小D.重力势能增加、机械能增加【答案】C【解析】【分析】【详解】探测器减速下降过程中，速度减小，则动能减小；它在火星表面的重力势能减小，则机械能减小。故选C。7.如图所示，开始时A、B间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体A的运动，使其恰好以速度vA沿竖直杆匀速下滑，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动，则下列v－t图象中，最接近物体B的运动情况的是(　　)． AB.C.D.【答案】A【解析】【详解】与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度和垂直于绳方向的速度，则物体B的速度在t=0时刻，之后随θ增大，增大，B的速度增大，但开始时θ变化快，速度增加得快，图线的斜率大，若绳和杆足够长，则物体B的速度趋近于A的速度，故A正确，BCD错误。故选A。8.关于铁轨转弯处内、外轨间的高度关系，下列说法中正确的是（　　）A.内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B.因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮对铁轨的侧向挤压 D.外轨比内轨略高，当以规定速度转弯时列车的重力和轨道对列车支持力的合力沿水平方向指向圆心【答案】CD【解析】【详解】A．若内外轨道一样高，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力，火车质量太大，靠这种办法得到的向心力，会导致轮缘与外轨间的作用力太大，使铁轨和车轮容易受损，并不能防止列车倾倒或翻车，A错误；B．若内轨高于外轨，轨道给火车的支持力斜向弯道外侧，势必导致轮缘和轨道之间的作用力更大，更容使铁轨和车轮受损，B错误；CD．当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，在修筑铁路时，根据弯道半径和轨道速度行驶，适当选择内外轨道的高度差，可以使火车的向心力完全由火车的支持力和重力的合力提供，使火车行驶更安全，CD正确。故选CD。9.如图所示，为皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为3r和r，从动轮的半径为1.5r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑。下列判断正确的是（　　）A.角速度关系为B.线速度关系为C.周期关系为D.向心加速度关系为【答案】AC【解析】【分析】 【详解】由于A、B同轴转，故角速度相等，所以，B、C通过绳连结，线速度相等，所以，由解得综上，，选项A正确；B．由（1）知，，，所以，选项B错误；C．由，T与成反比，所以，选项C正确；D．由向心加速度公式解得，选项D错误。故选AC。10.水平路面上有一质量为1kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图象如图所示，图中0~2s时间段图象为直线，2s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2N，则下列说法正确的是（　　）A.2s后牵引力功率为12WB.玩具小车运动的最大速度C.0~2s内牵引力所做的功为18JD.2~4s内牵引力所做的功为60J【答案】BD【解析】 【详解】A．前2s小车做匀加速直线运动，加速度大小为由牛顿第二定律可得代入数值可得由功率表达式可知故A错误；B．玩具小车匀速运动时，牵引力等于阻力，此时速度最大，最大速度故B正确；C．0~2s内位移牵引力所做的功为故C错误；D．2~4s内功率恒定，牵引力所做功为故D正确。故选BD。11.质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到方向不变的水平力F的作用，以物体静止时的位置为初位置，F随位置x变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　） A.物体先做匀加速直线运动，后做匀速运动B.物体有可能做曲线运动C.在0~0.2m内力F所做的功为3JD.物体在经过x=0.2m的位置时速度大小为m/s【答案】CD【解析】【详解】A．在0~0.1m内，拉力逐渐增大，根据牛顿第二定律可知F=ma，加速度逐渐增大，故A错误；B．由于拉力的方向不变，物体由静止开始运动，故物体只能做直线运动，故B错误；C．在F－x图象中，与x轴所围面积表示拉力做功，故故C正确；D．在整个运动过程中，根据动能定理可得解得故D正确。故选CD。12.质量为M、带有光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，如图所示。一质量为m的小球在圆弧轨道的最低点以水平速度冲上小车，已知M>m，小球最终返回最低点并与小车分离。下列说法正确的是（　　）A.在相互作用的过程中小球和小车系统在水平方向上动量守恒 B.分离后小球向左做平抛运动C.分离后小球向右做平抛运动D.分离后小球做自由落体运动【答案】AB【解析】【详解】A．在相互作用的过程中小球和小车系统在水平方向上不受外力，则系统在水平方向上动量守恒，故A正确；BCD．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取水平向右为正方向，整个过程中根据水平方向动量守恒得mv0=mv1+Mv2…①由系统的机械能守恒得mv02=mv12+Mv22…②联立①②解得因M＞m，则v1＜0，因此分离后小球向左做平抛运动，故B正确，CD错误。故选AB。第II卷非选择题（共52分）二、实验题（本题共2小题，共14分）13.用如图所示的装置研究平抛运动，小球从斜槽上滚下，落在向内倾斜水平放置的挡条上，复写纸后的白纸上留下印记，多次重复实验，记录下小球做平抛运动的多个位置。（1）在此实验中，下列说法正确的是______；A．应把斜槽末端记做小球的抛出点 B．选取较为光滑的斜槽，能减少摩擦带来实验误差C．为记录多个点，挡条每次上下移动的距离适当小些D．小球运动时应与木板上的白纸（方格纸）相接触，方便打点（2）某同学做平抛运动实验的记录纸如图所示，由图分析，造成该问题的原因可能是______；A．斜槽末端没有调水平B．小球每次从斜槽上滚下的位置不同C．挡条没有做到等距离移动D．小球和斜槽间有摩擦力【答案】①.C②.B【解析】【详解】（1）[1]A．应把小球在斜槽末端静止时，球心位置记做小球的抛出点，故A错误；B．每次将小球从同一位置由静止释放，保证每次平抛初速度相同即可，轨道不需要光滑，故B错误；C．为记录多个点，挡条每次上下移动的距离适当小些，故C正确；D．实验要求小球运动时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D错误。故选C。（2）[2]A．斜槽末端没有调水平，小球做的不是平抛运动，但所有点应该接近在一条平滑曲线上，故A错误；B．由图分析，有两个点，几乎在同一竖直线上的，说明水平位移相同，但其飞行时间不同，说明其做平抛的初速度不同，原因可能是小球每次从斜槽上滚下的位置不同，故B正确；C．不管挡条是否等距离移动，如果是平抛运动，各点应接近在一条抛物线上，故C错误；D．只要小球从同一位置由静止释放，不管小球和斜槽间摩擦力的大小，抛出时速度都是相等的，则各点也应接近在一条抛物线上，故D错误。故选B。 14.某学习小组利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验，不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏，损坏的是前端部分，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图中，单位是cm。打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8（计算结果保留3位有效数字）。（1）设重物质量为m（kg），重物在第2个点的速度=________m/s，在第5个点的速度=________m/s，从第2到第5点过程中动能增加量=_______J，重力势能减少量=________J。由以上可得出实验结论：_________________。（2）该重物增加的动能往往__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是________。（3）根据实验判断下列图像正确的是_______________（其中表示重物动能的变化量，表示物体下落的高度）。A.B.C.D. 【答案】①.1.50②.2.08③.1.04m④.1.06m⑤.在误差允许的范围内，机械能守恒⑥.小于⑦.纸带受到阻力作用⑧.C【解析】【详解】(1)[1][2][3][4][5]利用匀变速直线运动的推论得此过程中动能增加量重力势能减少量故结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒。(2)[6][7]由于纸带受到阻力作用，所以增加的动能往往小于减少的重力势能。(3)[8]根据机械能守恒得则图线为过原点的直线。故选C。三、计算题（共4个小题，38分，解答应写出必要的文字说明、方程式及演算结果）15.某同学用实验室中的过山车模型研究过山车的原理。如图所示，将质量为m的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。他通过测量得到圆轨道的半径为R。已知重力加速度为g。（1）小球能够顺利通过圆轨道最高点的最小速度v为多少？ （2）若不考虑摩擦等阻力，要使小球恰能通过圆轨道的最高点，小球的释放点距轨道最低点的高度差h为多少？【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】(1)小球恰能通过最高点时，由重力提供向心力有解得(2)小球从释放点运动到圆轨道最高点的过程，根据动能定理有解得16.如图所示，郑云同学在做值日擦桌面时，不慎将桌面上的橡皮扫出桌面，已知橡皮落地时的速度方向与竖直方向的夹角为。若不计空气阻力，求橡皮被扫出桌面时的动能与它平抛运动过程中重力做功之比等于多少。（）【答案】9︰16 【解析】【详解】橡皮做平抛运动，假设落地速度大小为v，由于落地的速度方向与竖直方向的夹角为θ，故水平分速度为vx=vsinθ竖直分速度为vy=vcosθ由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，故v0=vx=vsinθ由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故高度为抛出时的动能为平抛运动过程中重力做功为橡皮被扫出桌面时的动能与它平抛运动过程中重力做功之比为17.北京时间2020年12月2日4时53分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体完成了月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为m，它将从着陆器上发射，离开月面。已知月球质量为M，表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略月球的自转。（1）求月球的半径R；（2）月球表面没有大气层。若发射之初上升器加速度大小为a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体对上升器的作用力F；（3）上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力，如图所示。若发射之初喷出气体对上升器作用力为F，喷口横截面积为S，喷出气体的密度为ρ，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小v。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）质量为的物体放在月球表面，由牛顿第二定律得得（2）设喷出气体对上升器的力为F，上升器对喷出气体的力为，取向上为正，对于上升器得（3）设在时间内喷射出气体质量为，由动量定理有又由牛顿第三定律有综上得 18.如图所示，水平传送带足够长，沿顺时针运行的速度v=4m/s，与倾角为的斜面的底端P平滑连接，将一质量的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为，，取重力加速度，，。求：（1）物块第1次滑过P点时的动能；（2）物块第2次过P点前与传送带摩擦产生热量；（3）从释放到最终停止运动，物块与斜面间因摩擦产生的热量Q。【答案】（1）128J；（2）288J；（3）96J【解析】【详解】（1）物块在斜面上滑行由动能定理得解得物块第1次滑过P点时动能为物块第1次滑过P点时的速度为（2）物块在传送带上滑行过程，由牛顿第二定律得解得物块向左减速至速度为零过程，所用时间为与传送带的相对位移大小为 物块向右加速至与传送带共速，所用时间为与传送带的相对位移大小为物块第2次过P点前与传送带摩擦产生的热量为（3）由分析可知，物块第一次离开传送带以后，每次再到达传送带和离开传送带的速度大小相等，物块最终停止在P点，则根据能量守恒有