陕西省西安市临潼区2021-2022学年高一物理下学期期末质量检测试题（Word版附解析）

临潼区2021~2022学年度第二学期期末质量监测高一物理试题注意事项：1.本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间100分钟；2.答卷前，考生须准确填写自己的姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、准考证号；3.第Ⅰ卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第Ⅱ卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰；4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题卷不回收。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1.下列关于曲线运动的描述中错误的是（　　）A.曲线运动一定是变速运动，因为曲线运动的速度方向在不断变化B.加速度变与不变是由受到的力决定的，曲线运动的加速度可能变也可能不变C.曲线运动的加速度方向与速度方向可能在同一直线上D.做曲线运动的物体是加速还是减速，取决于力的方向与其运动方向间的夹角【答案】C【解析】【详解】A．曲线运动的瞬时速度的方向总是沿着运动轨迹的切线方向，所以曲线运动的速度方向在不断的变化，即曲线运动一定是变速运动，故A正确；B．根据牛顿第二定律，加速度取决于物体所受到的合外力，所以曲线运动的加速度可能变也可能不变，故B正确；C．当加速度方向与速度方向在同一直线上时，物体将做直线运动；曲线运动的加速度方向与速度方向不可能在同一直线上，故C错误；D．做曲线运动的物体是加速还是减速，取决于力的方向与其运动方向间的夹角；当夹角为锐角时，物体加速运动；当夹角为钝角时，物体减速运动；故D正确。本题要求选择错误的，故选C。2.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反 复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（　　）A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2【答案】C【解析】【分析】【详解】纽扣在转动过程中由向心加速度故选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．质点加速度大小为故D正确。故选D。4.2019年4月10日，人类发布了历史上的首张黑洞照片，2022年5月12日又发布了首张银河系黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。黑洞是存在于宇宙空间中的一种天体，黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。如果认为黑洞是一个密度极大的球形天体，质量为M，半径为R，光恰好绕黑洞做匀速圆周运动。已知光速为c，以黑洞中心为起点，到黑洞外圈视界边缘的长度为临界半径，称为史瓦西半径。已知逃逸速度（G为引力常量，r为圆周运动的半径），则该黑洞（　　）A.密度为B.密度为C.史瓦西半径最大值为D.史瓦西半径最大值为【答案】D【解析】【详解】AB．若光绕黑洞表面做匀速圆周运动，轨道半径等于黑洞半径，由 可知密度为AB错误；CD．逃逸速度此为脱离中心天体吸引的临界速度，代入光速可知临界半径为C错误，D正确。故选D。5.图甲为一女士站立在台阶式台阶水平自动扶梯上正在匀速上楼，图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼下列关于两人受到的力做功判断正确的是　　A.甲图中支持力对人不做功B.甲图中摩擦力对人做负功C.乙图中支持力对人不做功D.乙图中摩擦力对人做负功【答案】C【解析】【详解】甲图中，人匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，人不受静摩擦力，摩擦力不做功，故AB 错误．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C正确，D错误．故选C.【点睛】解决本题的关键知道力与速度方向垂直，该力不做功，力与速度方向成锐角，该力做正功，力与速度方向成钝角，该力做负功．6.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2。圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.6倍，小球的质量为m。若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过最高点A处时对轨道的压力为（　　）A.2mgB.3mgC.4mgD.5mg【答案】B【解析】【详解】小球恰好能通过轨道2的最高点时，根据牛顿第二定律有小球在轨道1上经过最高点处时，根据牛顿第二定律有根据机械能守恒有联立解得故B正确，A、C、D错误；故选B。7.从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（） A.B.C.D.【答案】A【解析】详解】小球做竖直上抛运动时，速度根据动能得故选A。8.如图所示，一条长为1m、质量为10kg的铁链放在水平地面上，现提起铁链的一端直到铁链的另一端刚好离开地面。重力加速度。则该过程中铁链重力势能的变化量为（　　）A.100JB.-100JC.50JD.-50J【答案】C【解析】【详解】当铁链全部离开地面的瞬间，铁链重心升高了克服重力做功为 铁链的重力势能的变化量为C正确。故选C。9.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始终保持不变【答案】BC【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，由于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；圆环下降高度所以圆环重力势能减少了mgL，弹簧弹性势能增加了mgL，BC正确；D．圆环沿杆下滑过程中，对于圆环和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，圆环沿杆下滑过程中速度先增大在减小，圆环的动能先变大后变小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大，D错误。 故选BC。10.2019年1月15日，“嫦娥四号”生物科普试验载荷项目团队发布消息称停留在月球上的“嫦娥四号”探测器上的一颗棉花种子已经发芽，这是人类首次在月球上进行生物生长实验。如图所示，“嫦娥四号”先在环月圆轨道Ⅰ上运动，接着在Ⅰ上的A点实施变轨进入近月的椭圆轨道Ⅱ，再由近月点B实施近月制动，最后成功登陆月球。下列说法正确的是（　　）A.“嫦娥四号”绕轨道Ⅱ运行的周期小于绕轨道Ⅰ运行的周期B.“嫦娥四号”沿轨道Ⅰ运动至A点时，需制动减速才能进入轨道ⅡC.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在A点加速度大小大于在B点的加速度大小D.“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中，速度逐渐减小【答案】AB【解析】【详解】A．轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，由开普勒第三定律可知，绕轨道Ⅱ运行的周期小于绕轨道Ⅰ运行的周期，故A正确；B．探测器在A点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时在做向心运动，所以需要制动减速，故B正确；C．根据万有引力定律可知，近月点处引力大，远月点处引力小，所以探测器沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大小小于在B点的加速度大小，故C错误；D．由开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中，速度逐渐增大，故D错误。故选AB。11.如图所示，质量为M、长度为l的长板静止在光滑水平面上，质量为m的小物块放在长板的最右端。现一方向向左的水平恒力F作用在小物块上，使它从静止开始向左运动，小物块和长板之间摩擦力的大小为，当长板运动的位移为x时，小物块刚好滑到长板的最左端。若小物块可视为质点，则在整个运动过程中，以下结论正确的是（　　）A.小物块受到的摩擦力做的功与长板受到的摩擦力做功的代数和为负值 B.整个过程中小物块和长板间因摩擦产生的热量为C.长板的末动能为D.整个过程中小物块和长板增加的机械能为【答案】AC【解析】【详解】A．物块受到的摩擦力对物块做的功小车受到的摩擦力对小车做功显然二者的代数和为负值，故A正确；B．由功能关系可得整个过程物块和小车间摩擦产生的热量为故B错误；C．取长板研究对象，由动能定理可得小车末动能为Ffx，故C正确；D．由功能关系可得整个过程物块和小车增加的机械能为，故D错误。故选AC。12.力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　）A.甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为 B.乙图中，全过程中F做的总功为C.丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功D.图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是【答案】AB【解析】【详解】A．因沿着同一根绳做功的功率相等，则力对绳做的功等于绳对物体做的功，则物块从A到C过程中力F做的为故A正确；B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为故B正确；C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为故C错误；D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误。故选AB。第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、实验探究题（本大题共2小题，计15分）13.在平抛运动实验中，为了确定小球在不同时刻所在的位置，进行了如下实验操作：A.在一块木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前； B.将小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A；C.将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B；D.将木板再水平向右平移同样距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹C。若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2，已知当地重力加速度为g。（1）关于该实验，下列说法正确的是__________。A.斜槽轨道必须尽可能光滑B.每次小球均需由静止释放C.每次释放小球的位置可以不同D.小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度，之后再由机械能守恒定律求出（2）根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式________。（用题中所给字母表示）【答案】①.B②.【解析】【详解】（1）[1]A．斜槽轨道光滑与否不影响实验的进行。故A错误；B．每次小球均须由静止释放，才可以保证小球每次平抛运动的初速度相同。故B正确；C．每次释放小球的位置必须相同，以保证小球每次平抛运动的初速度相同。故C错误；D．因为小球在斜槽轨道上运动时摩擦力做功不能确定，所以小球的初速度不能通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度h，之后再由机械能守恒定律求出。故D错误。故选B。（2）[2]小球做平抛运动时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，有联立，可得14.用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源频率为 50Hz。已知、。则（结果均保留两位有效数字）：（1）在纸带上打下计数点5时的速度_________m/s；（2）在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量_________J，系统重力势能的减少量________J；在误差允许的范围内，，则系统的机械能守恒。（g取10m/s2）（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________。A.利用公式计算重物速度B.利用公式计算重物速度C.没有采用多次实验取平均值的方法D.存在空气阻力和摩擦阻力的影响（4）若某同学作出图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=_______m/s2。【答案】①.2.4②.0.58③.0.60④.D⑤.9.7【解析】【详解】（1）[1]打下计数点5时的速度（2）[2]打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量 [3]系统重力势能的减少量（3）[4]AB．重物的速度要通过纸带上的点迹来计算，而不是用运动学的公式来计算，故AB错误；C．实验中出现的重力势能的减少量大于动能的增加量，这是系统误差造成的，并不是没有采用多次实验取平均值的方法，故C错误；D．实验中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，克服阻力做功会消耗一部分机械能，所以重力势能的减少量会大于动能的增加量，故D正确。故选D。（4）[5]根据机械能守恒可得整理得即图像的斜率则有三、计算题（本大题共3小题，计37分。解答应写出必要的文字、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）15.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为2×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。求：（1）汽车在前5s内的牵引力为多少？（2）汽车的最大速度为多少？ 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）汽车在前5s内做匀加速直线运动，加速度由牛顿第二定律得，解得（2）汽车在5s末功率达到额定功率当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=f最大速度16.如图所示，火箭内平台上放有测试仪，火箭从地面启动后，以加速度（为地面附近的重力加速度）竖直向上加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的。已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度。 【答案】【解析】【详解】设火箭升到某一高度时，该位置的重力加速度为，根据牛顿第二定律有解得设火箭此时离地面的高度为，根据万有引力提供向心力又有联立解得17.如图所示，装置的左边AB部分是长为的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态；装置的中间BC部分是长为的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以的速度逆时针转动；装置的右边是一光滑的曲面，质量的小滑块从其上距水平台面的D处由静止释放，并把弹簧最大压缩到О点，ОA间距，并且弹簧始终处在弹性限度内。已知物块与传送带及左边水平面之间的滑动摩擦因数，取。求：（1）滑块第一次到达C处的速度大小？（2）滑块第一次到达B处的速度大小？（3）弹簧储存的最大弹性势能？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】 【详解】（1）设滑块第一次到达C处时的速度为，对滑块，从D到C过程中，由动能定理得代入数据得（2）假设小滑块可以和传送带达到共同速度，对小滑块，由动能定理得代入数据得故假设成立，小滑块到达B点时的速度为（3）小滑块从B到О的过程，由能量守恒定律得代入数据得