重庆市北碚区2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

[机密]2022年7月8日前2021-2022学年度（下期）高中学业质量调研抽测高一物理试卷试卷共6页，考试时间75分钟，满分100分。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上；2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效；3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷选择题一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示是重庆万盛奥陶纪梦幻主题公园的极限蹦极项目，一名爱好者在高空加速下落过程中所受空气阻力恒定，对该过程下列说法正确的是（　　）A.加速度增加B.机械能守恒C.动能增加D.重力势能增加【答案】C【解析】【详解】CD．一名爱好者在高空加速下落过程中，可知爱好者的速度增大，动能增大，重力势能减少，C正确，D错误；A．若加速下落过程，弹性绳还处于松弛状态，则爱好者的加速度为 由于所受空气阻力恒定，可知爱好者的加速度不变；若加速下落过程，弹性绳已经处于张紧状态，则爱好者的加速度为可知随着弹性绳弹力的增大，爱好者的加速度减小，A错误；B．由于加速下落过程，空气阻力对爱好者做负功，如果弹性绳已经处于张紧状态，弹性绳弹力对爱好者也做负功，故爱好者的机械能减少，B错误。故选C。2.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）A.其速度可以保持不变B.其动能一定发生变化C.它所受的合外力一定是变力D.它所受的合外力一定不为零【答案】D【解析】【详解】A．做曲线运动的物体其速度方向一定变化，则速度一定变化，选项A错误；B．做曲线运动的物体其速度大小可能不变，即动能可能不变，例如匀速圆周运动，选项B错误；C．做曲线运动的物体它所受的合外力可能是恒力，例如平抛运动，选项C错误；D．做曲线运动的物体加速度一定不为零，则它所受的合外力一定不为零，选项D正确。故选D。3.如图甲拳击训练时，训练师拿着厚厚的防护垫以延长接触时间避免自己受伤：铁砂掌大师在表演“手劈砖头”时，往往减少手与砖接触时间才能完成挑战，如图乙。下列说法正确的是（　　）A.拳击训练师是为了减小拳手对自己的冲量B.拳击训练师是为了减小拳手对自己的冲力C.铁砂掌大师是为了减小手对砖头的作用力D.铁砂掌大师是为了减小手对砖头的冲量【答案】B【解析】 【详解】AB．拳击训练时拳头对人的冲量是一定的，根据动量定理F∆t=∆p可知，带上厚厚的防护垫以延长接触时间，为了减小拳手对自己的冲力，选项A错误，B正确；CD．练铁砂掌时手对砖头的冲量是一定的，根据动量定理F∆t=∆p可知，减少手与砖接触时间才能增加手对砖头作用力，选项CD错误。故选B。4.一辆卡车在丘陵地带匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中容易爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（　　）A.a处B.b处C.c处D.d处【答案】B【解析】【详解】在bd处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向上，根据牛顿运动定律得知，卡车处于超重状态，地面对卡车的作用力大于其重力；在ac处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿运动定律得知，卡车处于失重状态，地面对卡车的作用力小于其重力；在bd处，根据圆周运动可知可知，半径越小，FN越大，越容易爆胎，故在b处。故选D。5.一质量为m的小球以初动能Ek竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，小球在运动过程中阻力大小恒为f，则小球从被抛出至落回出发点的过程中（　　）A.重力做功为2mghB.小球所受合力做功为-2fhC.阻力做功为0D.落回出发点时动能为Ek-fh【答案】B【解析】【详解】A．小球从被抛出至落回出发点的过程中，重力的位移为零，则重力做功为零，选项A错误；BC．小球所受阻力做功为-2fh，则合力做功为-2fh，选项B正确，C错误；D．由能量关系可知，落回出发点时动能为Ek-2fh，选项D错误。 故选B。6.如图所示为1687年出版的《自然哲学的数学原理》中一幅经典图，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，若速度一次比一次大，落地就一次比一次远；当抛出速度足够大时，即达到特定速度（临界速度）物体就不会落回地面。下列说法正确的是（　　）A.增大抛出速度就会减小地球对物体的引力B.增大抛出速度是因为物体惯性增加而运动更远C.不计空气阻力，物体质量越大，该临界速度越大D.若物体抛出时的速度大于该临界速度，可能沿椭圆轨道运动【答案】D【解析】【详解】A．地球与物体之间的万有引力与抛出速度无关，A错误；B．抛出物体做平抛运动时，运动时间有解得水平位移为可知，抛出点不变，物体在空中时间不变，增大抛出速度，水平位移增大，运动的更远。物体惯性仅与物体质量有关，B错误；C．物体到达临界速度时，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力解得 可知临界速度与物体质量无关，C错误；D．若物体抛出速度大于临界速度，所需的向心力将大于万有引力，物体做离心运动，可能变成椭圆轨道运动，D正确；故选D。7.2022年4月16日，如图所示，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。三名航天员结束为期6个月的太空“出差”，回到地球的怀抱。返回舱在距地面高1m左右时，相对地面竖直向下的速度为，此时反推发动机点火，在极短时间内喷出体积为的气体、其速度相对地面竖直向下为，能使返回舱平稳落地。已知喷出气体的密度为，估算返回舱受到的平均反冲力大小为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】喷出气体的质量为以喷出气体为研究对象，设气体受到的平均冲力为，以向下为正方向，根据动量定理可得由于在极短时间内喷出气体，可认为喷出气体的重力冲量忽略不计，故有解得根据牛顿第三定律可知返回舱受到的平均反冲力大小为，A正确，BCD错误。故选A。8.如图甲所示，足够长的水平传送带以恒定的速度匀速运动。t=0时刻在适当的位置放上 质量为m、具有一定初速度的小物块，小物块在传送带上运动的v-t图像如图乙所示，以传送带运动的方向为正方向，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，v1=2v2=2v，t1=2t，t2=3t，重力加速度为g，下列说法正确的（　　）A.0～t2内小物块加速度先减小后增大B.小物块在0～t1内位移是t1～t2内的位移的2倍C.0～t2，摩擦力对物块做功为-1.5μmgvtD.0～t2，物块与传送带间产生的热量为3μmgvt【答案】C【解析】【详解】A．0～t2内v-t图像的斜率不变，则小物块加速度不变，选项A错误；B．因v-t图像的面积等于位移，可知小物块在0～t1内位移是t1～t2内的位移的4倍，选项B错误；C．0～t2，摩擦力对物块做的功为选项C正确；D．0～t2，物块相对传送带的位移物块与传送带间产生的热量为选项D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分， 有错选的得0分。9.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球的质量为M，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则关于航天器（　　）A运行周期B.线速度C.加速度D.角速度【答案】AB【解析】【详解】A．万有引力等于重力则探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，则轨道半径为，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则解得航天器运行周期故A正确；B．根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则解得航天器线速度故B正确；C．根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则解得航天器加速度 故C错误；D．根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则解得航天器角速度故D错误。故选AB。10.如图所示，质量为m的钢球以速度v水平射入静止于光滑水平面上的弹簧枪的枪管中，弹簧枪的质量为M。钢球在枪管内压缩弹簧至最大压缩量过程中，下列说法正确的是（　　）A.系统机械能守恒，动量不守恒B.钢球动能先增大后减小C.弹簧压缩量最大时，弹簧枪的速度为D.弹簧压缩量最大时，弹性势能为【答案】CD【解析】【详解】A．钢球与弹簧枪除受重力外所受的支持力不做功，所以系统机械能守恒；系统所受合外力为零，所以动量守恒，故A错误；B．钢球在枪管内压缩弹簧至最大压缩量过程，钢球速度逐渐减小，弹簧枪速度逐渐增大，最大压缩量时，二者有共同速度，所以钢球动能逐渐减小，故B错误；C．弹簧压缩量最大时，由动量守恒定律得解得弹簧枪和钢球的共同速度为 故C正确；D．由机械能守恒可得，弹簧压缩量最大时，弹性势能为故D正确。故选CD。11.如图甲所示为建筑工地重器塔吊。工作时悬臂保持不动，可沿悬臂水平移动的天车下有一个挂钩可用于悬挂重物。天车有两个功能，一是吊着重物沿竖直方向运动，二是吊着重物沿水平方向运动。重物经过A点开始计时（t＝0），在将一质量为m的重物运送到B过程中，天车水平方向以的速度匀速运动，竖直方向运动的加速度随时间变化如图乙所示，不计一切阻力，重力加速度为g，对于该过程，下列说法正确的是（　　）A.重物做匀变速曲线运动，合力竖直向下B.在t＝0与t＝t0时刻，拉线对重物拉力的差值为ma0C.t0时刻，重物的动能大小为D.0～t0，拉线对重物拉力的冲量大小为【答案】BD【解析】【详解】A．依题意可知，由于重物水平方向匀速直线运动，竖直方向做加速度随时间均匀减小的加速运动，所以重物合力竖直向上，做非匀变速曲线运动，故A错误；B．在t＝0时刻，根据牛顿第二定律，由图乙可得t＝t0时刻，重物加速度为0，拉线对重物拉力 二者的差值为故B正确；C．根据图像围成的面积表示速度的改变量，可得t0时刻，重物在竖直方向上的速度大小为则t0时刻，重物的速度大小为动能大小为故C错误；D．0～t0对重物，根据动量定理可得可得拉线对重物拉力的冲量大小为故D正确。故选BD。第Ⅱ卷非选择题三、实验题：本大题共2个小题，共15分。12.用频闪照相技术拍下的两小球运动的照片如图所示。拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始自由下落，背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不计阻力。 （1）根据照片显示的信息，下列说法正确的是___________；A.a球做加速度不断变化的曲线运动B.b球做加速度逐渐增大的直线运动C.a球沿水平方向做匀加速直线运动D.a球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动（2）正方形小方格的边长为___________cm，根据照片信息可求出a球的水平速度大小为__________m/s。【答案】①.D②.5③.1【解析】【详解】（1）[1]ACD．对a球水平方向相等时间内的位移相等，则水平方向做匀速运动；竖直方向相邻相等时间内的位移之差相等，则竖直方向做匀加速运动，且竖直方向的运动与b球的运动相同，则竖直方向做自由落体运动，则a球做加速度不变的曲线运动，选项AC错误，D正确；B．b球竖直方向在相邻相等时间内的位移之差相等，则竖直方向做匀加速运动，选项B错误。故选D。（2）[2]正方形小方格的边长为[3]根据照片信息可求出a球的水平速度大小为13.某研究小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，在滑块上安装了遮光条，实验装置如图所示，滑块用细线跨过定滑轮在一个钩码作用下运动，先后通过两个光电门，配套数字计时器可记录遮光条通过光电门1和光电门2的时间、，测得两个光电门之间的距离为，遮光条的宽度为，重力加速度为。 （1）实验前接通气源，将滑块置于导轨上（不挂钩码），给滑块一定的初速度，若__________（选填“”“”或“”），说明气垫导轨已经水平。（2）若气垫导轨已经水平，不挂钩码，给滑块一定的初速度后发现，则可能是连气阀气密性较差，滑块与气垫导轨间有摩擦，则其动摩擦因数__________（用、、、、表示）。（3）换用气密性良好的连气阀，调节导轨使其水平，现小明要验证滑块与钩码组成的系统机械能是否守恒，除了需重新测量滑块通过两光电门的时间、外，还需要测出__________和__________（写出物理量的名称和符号）。（4）测出（3）的物理量后，若满足关系式__________，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。【答案】①.=②.③.钩码的质量④.滑块的质量⑤.【解析】【详解】（1）[1]实验前接通气源，将滑块置于导轨上（不挂钩码），给滑块一定的初速度，若，可认为滑块做匀速运动，说明气垫导轨已经水平。（2）[2]由于挡光时间很短，滑块经过两个光电门时的速度可认为等于挡光过程的平均速度，则有，滑块从光电门1到光电门2过程，根据动能定理可得联立解得（3）[3][4]要验证滑块与钩码组成的系统机械能是否守恒，需要知道钩码减少的重力势能和钩码、滑块增加的动能，故除了需重新测量滑块通过两光电门的时间、外，还需要测出钩码的质量和滑块的质量。（4）钩码减少的重力势能为 钩码、滑块增加的动能为若满足关系式则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。四、计算题：本大题共3个小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。14.如图所示，小球质量，用长的细线悬挂，把小球拉到水平位置处（细线绷直）静止释放，当小球从点摆到悬点正下方点时，细线恰好被拉断，然后运动到地面点。悬点与地面的竖直高度，不计空气阻力，取。求：（1）小球从到重力势能的减少量；（2）小球运动到点时的速度大小；（3）小球落地点与的水平距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球从到重力势能的减少量为（2）小球从到过程，根据动能定理可得 解得小球运动到点时的速度大小为（3）小球从到做平抛运动，竖直方向有解得小球落地点与的水平距离为15.保龄球又称“地滚球”，是一种在木板球道上用球滚击球瓶的室内体育运动。一位保龄球手在练习投掷时，在投球区投出一颗质量的A球，如图所示，该球在O点以的初速度沿直线运动，并与静止在N点的质量的球瓶B相撞。B球可视为沿直线撞出且AB速度共线。已知，滚球与轨道间的摩擦力恒为重力的0.05倍，A、B均可看成质点。取。求：（1）A球在撞上B球前瞬间的速度大小；（2）若撞击后A、B速度均向右，且大小之比为，碰撞过程中A、B系统损失的动能；（3）若换用质量满足（）的球撞击球瓶，可视为弹性正碰，球瓶获得的速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）保龄球从O点到N点由动能定理得解得A球在撞上B球前瞬间的速度大小 （2）撞击后A、B速度大小分别为、，由动量守恒定律可得解得则碰撞过程中A、B系统损失的动能为（3）由动量守恒定律和机械能守恒定律得，解得由于，所以16.如图甲所示为2022年北京冬奥会上，我国滑雪运动员谷爱凌女子大跳台夺冠瞬间。图乙是女子大跳台完整结构示意图，AB是助滑坡段，高度h1=60m；圆弧BCD为起飞段，圆心角，半径R=63m，AB与圆弧BCD相切；EF为着陆坡段，高度h2=20m，倾角；FG为停止区。某次运动员从A点由静止开始自由起滑，经过圆弧BCD从与B点等高的D点飞出，最终恰好沿EF面从E点落入着陆坡段，CE与圆弧相切于C。已知除圆弧轨道外，其余轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为，经过圆弧段对C点压力为重力的1.5倍，运动员连同滑雪板的质量m=60kg，各段连接处无能量损失，忽略空气阻力的影响。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）运动员在C点的速度大小；（2）运动员经过圆弧BCD段时摩擦力做的功；（3）运动员在FG停止区运动的时间为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）运动员在C点，由牛顿第二定律可得则解得运动员在C点的速度大小（2）从A点到B点由动能定理得解得D点与E点的高度差为从D点到E点由动能定理得又解得运动员经过圆弧BCD段时由动能定理得解得运动员经过圆弧BCD段时摩擦力做的功（3）从E点到F点由动能定理得 解得在FG段由牛顿第二定律得则运动员在FG停止区运动时间为