陕西省西安市蓝田县2021-2022学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

蓝田县2021~2022学年度第二学期期末质量检测高一物理试题第I卷（选择题：共52分一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。1~9小题中，每小题只有一项符合题目要求；10~13小题中，每小题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）1.下列说法错误的是（　　）A.物体做曲线运动时，速度方向一定时刻改变B.经典力学在宏观物体、低速运动、引力不太大时适用C.卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少【答案】D【解析】【详解】A．物体做曲线运动时，速度方向一定时刻改变，A正确，不符合题意；B．经典力学在宏观物体、低速运动、引力不太大时适用，B正确，不符合题意；C．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，C正确，不符合题意；D．能量耗散指的是能量的可利用率越来越低，由能量守恒定律可知，自然界的能量总量是不变的，D错误，符合题意。故选D。2.洗衣机脱水筒及制作“棉花糖”的工作原理都是离心运动，下面关于它们的工作原理的说法正确的是（）A.衣服中的水及糖汁在桶转动时都受到离心力的作用B.衣服中的水及糖汁在转动时受合外力为零，所以做离心运动C.在桶高速转动时衣服中的水及糖汁所受附着力及摩擦力小于所需要的向心力，所以做离心运动D.水及糖汁从桶壁水孔出来后直到遇到外壁或硬化前都做匀速直线运动【答案】C【解析】【详解】衣服中的水及糖汁在转动时所受附着力及摩擦力的合力提供向心力，当合力小于所需要的向心力时，做离心运动，水及糖汁甩出，由于受到重力作用，做抛体运动．故选C。 3.在直角坐标平面上运动的质点，t=0时位于x轴上。该质点在x轴方向的位移-时间图像如图（a）所示，其在y轴方向运动的速度-时间图像如图（b）所示，则（　　）A.该质点做直线运动B.t=2.0s时，质点的速度为4m/sC.t=2.0s时，质点在平面的位置坐标为（8m，4m）D.质点的加速度大小为2m/s2【答案】D【解析】【详解】A．由图（a）可知，质点在x轴方向上做匀速直线运动，速度为；在y轴方向上做匀减速运动，初速度为；即质点所受的合外力沿着y轴负方向，但初速度方向不在y轴上，在第一象限内，即初速度方向与合外力方向不共线，所以该质点做曲线运动，故A错误；B．t=2.0s时，质点的速度为故B错误；C．t=2.0s时，质点的分位移为所以质点在平面的位置坐标为（8m，12m），故C错误；D．质点的加速度大小为故D正确。故选D。4.如图所示为某机器的齿轮系统，中间的齿轮叫做太阳轮，是主动轮，围绕太阳轮运转的小齿轮叫做行星 轮，是从动轮，与行星轮啮合的大轮叫做齿圈。所有轮的齿大小相同且只围绕自己的轴心转动，当太阳轮主动转动时，带动行星轮转动，行星轮带动齿圈转动。已知太阳轮的总齿数为，每个行星轮的总齿数为，齿圈的总齿数为，则太阳轮与齿圈转动的角速度之比为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】主动轮、行星轮与大轮分别用A、B、C表示，由图可知，A与B为齿轮传动，所以线速度大小相等，B与C也是齿轮传动，线速度也相等，所以A与B、C的线速度是相等的，则有且得故选A。5.为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是（　　）A.加速下行过程中，人所受到的支持力做正功 B.加速下行过程中，人所受合力不做功C.匀速下行过程中，人所受到的重力不做功D.匀速下行过程中，人所受合力不做功【答案】D【解析】【详解】AB．加速下行过程中，人所受到的支持力与位移夹角大于90°，做负功，人所受合力与位移方向相同，做正功，AB错误；C．匀速下行过程中，人所受到的重力做正功，C错误；D．匀速下行过程中，人所受合力为零，不做功，D正确。故选D。6.太阳系八大行星绕太阳运行轨道可粗略地视为圆，表格是各行星的轨道半径，从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近（　　）行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星轨道半径/0.5791.081.502.287.7814.328.745.0A.80年B.120年C.165年D.200年【答案】C【解析】【详解】设海王星绕太阳运行的轨道半径为，周期为，地球绕太阳公转的轨道半径为，周期为（年），由开普勒第三定律可得解得海王星的公转周期最接近165年。故选C。7.一个质量为100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度。取g=10m/s2 ，则整个过程中（　　）A.重力做功为1.8JB.重力做功为-0.55JC.物体的重力势能一定减少了0.55JD.物体的重力势能一定增加了1.25J【答案】C【解析】【详解】AB．重力做功为AB错误；CD．整个过程中，重力做正功，物体的重力势能一定减少了0.55J，C正确，D错误。故选C。8.如图所示，一个物体静止放在水平面上，在与竖直方向成角的斜向下的恒力F的作用下沿平面移动l的距离时，物体的速度达到了v，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（　　）A.恒力F做的功为B.摩擦力做的功为C.重力的功率为D.恒力F的功率【答案】A【解析】【详解】A．力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向分力为Fsinθ，所以F做的功为，故A正确；B．物体与地面之间的摩擦力大小为f，物体的位移的大小为s，由功的公式可得W=-fl所以摩擦力做的功为-fl，故B错误；C．重力在竖直方向上，物体在重力方向没有速度，所以重力的功率为零，故C错误；D．此过程中物体的速度在均匀增大，平均速度为 F的平均功率为末状态F的瞬时功率为故D错误。故选A。9.甲、乙两人从不同高度处将相同的小球（视为质点）水平抛出，结果两小球落在水平地面上的同一点。已知甲、乙两人将小球抛出时小球距地面的高度之比为4∶1，两小球被抛出时在同一竖直线上，不计空气阻力，则甲、乙两人将小球抛出的过程中对小球做的功之比为（　　）A.1∶2B.2∶1C.4∶1D.1∶4【答案】D【解析】【详解】由平抛运动的竖直方向是自由落体运动，由，解得由于两小球被抛出时在同一竖直线上，两小球落在水平地面上的同一点，所以两小球的水平位移相等，则由动能定理知人将小球抛出的过程中对小球做的功为则甲、乙两人将小球抛出的过程中对小球做的功之比为。故D正确。故选D。10.同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1.地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R.则以下正确的是（　　）AB.C.D.【答案】AD【解析】【分析】 【详解】AB．因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据解得B错误A正确；CD．根据万有引力提供向心力解得则C错误D正确。故选AD。11.如图所示，在水平转台上放置有质量相同的滑块P和Q（可视为质点），它们与转台之间的动摩擦因数相同，P与转轴OO′的距离为r1，Q与转轴OO′的距离为r2，且r1<r2，转台绕转轴OO′以角速度匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）A.P需要的向心力小于Q需要的向心力B.P所受到的摩擦力等于Q所受到的摩擦力C.若角速度ω缓慢增大，Q一定比P先开始滑动D.若角速度ω缓慢增大，P一定比Q先开始滑动【答案】AC【解析】 【详解】AB．转动过程中，两滑块相对转台静止，两滑块有相同的角速度，都由静摩擦力提供向心力，则有因两滑块的质量相同，而r1<r2，故，即P需要的向心力小于Q需要的向心力，故A正确，B错误；CD．设两滑块与转台的动摩擦因数为，则最大静摩擦力为则两滑块的最大静摩擦力相同；根据A项分析可知，在没有滑动前，Q所需要的向心力总是大于P所需要的向心力，则Q所受的静摩擦力总是大于P所受的静摩擦力，当角速度ω缓慢增大时，Q先达到最大静摩擦力，则Q一定比P先开始滑动，故C正确，D错误。故选AC。12.2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛，中国运动员谷爱凌夺冠。比赛场地简化如图所示，为U型池助滑道，为倾斜雪坡，与水平面夹角，运动员某次训练从助滑道的最高点A由静止开始下滑至起跳点，若起跳速率为，方向与水平方向成，最后落在雪坡上的点（图中未画出）。把运动员视为质点，不计空气阻力，取，，，则（　　）A.运动员在空中做变加速曲线运动B.运动员从起跳到达点运动时间为C.起跳点至落点的位移D.运动员离开雪坡的最大距离为【答案】BC【解析】【详解】A．不计空气阻力，在空中飞行过程中，谷爱凌只受竖直向下的重力，而且因为初速度方向不在竖直方向上，即力的方向与初速度的方向不共线，初速度与重力所成的夹角为钝角，故运动员在空中做匀变速曲线运动，故A错误； BC．将谷爱凌的速度沿着斜面和垂直于斜面进行分解，则沿斜面方向的速度为垂直于斜面方向上的速度为同理可得根据对称性可知，运动员从起跳到达P点的运动时间为在此时间内，沿斜面方向的位移为故BC正确；D．运动员离斜坡最远时，垂直于斜面的速度为零，故D错误。故选BC。13.如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），重力加速度为g，则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　）A.圆环的机械能守恒 B.弹簧弹性势能增加了C.圆环下滑到最大距离时，所受合力不为零D.圆环的重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大【答案】BCD【解析】【详解】A．圆环在下落过程中受到弹簧的拉力，拉力做负功，圆环在下落过程中机械能减少，A错误；BC．圆环沿杆下滑过程中，对于圆环和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，圆环下落过程中先加速后减速，故到最低点时速度为零，加速度不为零，即合力不为零，圆环下降高度为所以圆环重力势能减少了，弹簧弹性势能增加了，BC正确；D．圆环沿杆下滑过程中，系统的机械能守恒，圆环沿杆下滑过程中速度先增大后减小，圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D正确。故选BCD。第Ⅱ卷（非选择题：共48分）二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）14.（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行的操作有：A.通过调节使斜槽的末端保持________；B.每次释放小球的位置必须________（选填“相同”或“不同"）；C.每次必须由________（选填“运动”或“静止”）释放小球；D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触；E.将小球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成________。（2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点O的位置，取点A为坐标原点，建立如图所示坐标系，点A为小球运动一段时间后的位置，g取10m/s2。根据图像可知小球的初速度大小为________m/s，小球抛出点O的位置坐标为_________（单位cm）。 【答案】①.水平②.相同③.静止④.光滑曲线⑤.2⑥.（-20,-5）【解析】【详解】（1）[1][2][3][4]为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行的操作有：A．通过调节使斜槽的末端保持水平；B．每次释放小球的位置必须相同；C．每次必须由静止释放小球；D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触；E．将小球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成光滑曲线。（2）[5]由图可知，小球从A处运动到C处的水平位移等于从C处运动到E处的水平位移，由于水平方向做匀速直线运动，则小球从A处运动到C处的时间等于小球从C处运动到E处的时间，设此时间为T。小球在竖直方向做自由落体运动，根据逐差法有解得则小球的初速度大小为[6]小球运动到C处时，在竖直方向的速度为则从抛出点运动到C处所用的时间为抛出点距离A点水平位移为 抛出点距离A点的竖直位移为故抛出点的坐标为(,)（单位cm）。15.某同学用图（甲）所示的实验装置来验证机械能守恒定律。（1）实验的主要步骤：①用刻度尺测量挡光片的宽度为d；②用天平称出滑块和挡光条的总质量为，再称出托盘和砝码的总质量为m；③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离为x；④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t。改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。（2）根据上述实验步骤中测得的数据，得出：（以下空格均用题中所给的字母表示）①滑块通过光电门时瞬时速度为v=___________；②当滑块通过光电门时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）增加的总动能分别为___________；③在滑块从A点到B点之的过程中，系统势能的减少量___________（已知重力加速度为g）；④根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线，若该图线的斜率k=___________，则系统机械能守恒。【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】（2）①[1]滑块通过光电门时瞬时速度为 ②[2]系统总动能为，③[3]系统势能的减少量④[4]若系统增加的总动能等于系统势能的减少量，即改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值，由上式可得描绘出图线，若图线是过原点得倾斜直线，斜率则系统机械能守恒。三、计算题（本大题共3小题，计32分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16.人类登月成功后，一宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。根据以上几个物理量，求：（1）月球表面的重力加速度g；（2）月球的第一宇宙速度v；（3）月球的平均密度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球做平抛运动，水平方向L=v0t竖直方向 月球表面的重力加速度（2）根据月球的第一宇宙速度（3）根据得月球的质量所以月球密度为其中解得17.额定功率80kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s。汽车的质量m=2×103kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变，求：（1）汽车所受的恒定阻力；（2）3s末汽车的瞬时功率；（3）若加速距离为x=110m，经过多长时间汽车速度达到最大值。【答案】（1）；（2）；（3）13s【解析】【分析】【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车速度最大 则有（2）设匀加速时间为，根据牛顿第二定律有解得根据解得匀加速时间>3s=3s时还在匀加速阶段，则有(3)由第（2）问可知，匀加速阶段时间，则位移为之后进入恒定功率启动阶段，则有由动能定理得解得t=13s18.一滑雪项目如图所示，可视为质点的总质量（包括装备）为m=60kg的滑板运动员，从高为H=30m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧BC，圆弧BC半径为R=5m，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间t=4s后又落回轨道。若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道AB段粗糙、BC段光滑。g=10m/s2。（不计过B点时机械能的损耗）求： （1）运动员在C点的速度和离开C点可上升的高度；（2）运动员（包括装备）运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力大小；（3）从A点到B点，运动员损失的机械能。【答案】（1），；（2）6600N；（3）【解析】【详解】（1）根据竖直上抛运动规律，可得运动员在C点的速度为离开C点可上升的高度为（2）取B点所在水平面为零势能面，则B到C过程，根据机械能守恒定律可得在B点，根据牛顿第二定律可得联立解得牛顿第三定律可知，对轨道的压力大小为（3）从A到B，根据能量守恒定律，可得运动员损失的机械能为