陕西省宝鸡市渭滨区2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

高一年级物理试卷（202206）一、选择题（共12小题，计52分。第1—8题为单选，每个4分；第9-12题为多选，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错误选项得0分，并把选项填涂在答题卡上）1.一个物体在3个恒力的作用下做匀速直线运动，现撤去其中两个力，保持第三个力大小和方向均不变．关于该物体此后的运动，下列说法正确的是（）A.不可能做圆周运动B.可能做圆周运动C.可能继续做匀速直线运动D.一定做匀变速直线运动【答案】A【解析】【详解】试题分析：物体受到三个力的作用，物体做匀速直线运动，这三个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线．解：作匀速直线运动的物体受到三个力的作用，这三个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线；A、若撤去一个力后，其余两个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，是变力，所以不可能做匀速圆周运动．故A正确，B错误；C、若撤去一个力后，物体受到的合力与速度的方向相同，则物体做匀加速直线运动；若撤去一个力后，物体受到的合力与速度的方向相反，则物体做匀减速直线运动；曲线运动的条件是合力与速度不共线，当其余两个力的合力与速度不共线时，物体做曲线运动；由于合力恒定，故加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，故CD错误；故选A．【点评】本题考查了曲线运动的条件以及三力平衡的知识，关键根据平衡得到其余两个力的合力恒定，然后结合曲线运动的条件分析．2.质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是 A.的速率为B.的速率为C.绳的拉力等于D.绳的拉力小于【答案】B【解析】【详解】AB．将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解，如图所示物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等，则有故B正确，A错误；CD．小车向右运动，所以减小，不变，所以逐渐变大，说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知，物体P受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿绳向上的拉力T，沿斜面和垂直斜面建立正交轴，沿斜面方向由牛顿第二定律可得可得故CD错误。故选B。3.如图所示是消防车利用云梯（未画出）进行高层灭火，消防水炮离地的最大高度H=40m，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，着火点在高h=20m的楼层，其水平射出的水的初速度在5m/s≤v0≤15m/s之间，可进行调节，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则（　　） A.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最大为40mB.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最小为10mC.如果出水口与着火点的水平距离x不能小于15m，则射出水的初速度最小为5m/sD.若该着火点高度为40m，该消防车仍能有效灭火【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．出水口与着火点之间的高度差为又解得又因此出水口与着火点的水平距离x的范围故B正确，A错误；C．如果出水口与着火点水平距离不能小于15m，则最小出水速度为7.5m/s，故C错误；D．如果着火点高度为40m，保持出水口水平，则水不能到达着火点，故D错误。故选B。4.如图所示，一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，已知物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（） A.物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为m2rB.物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用，合力大小为m2rC.物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为m2rD.物块只受重力、弹力作用，合力大小为零【答案】C【解析】【详解】对物体进行受力分析可知物体受重力、圆盘对它的支持力及摩擦力作用。物体所受的合力等于摩擦力，合力提供向心力。根据牛顿第二定律有：选项ABD错误，C正确。故选C。5.北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（）A.周期大B.线速度大C.角速度大D.加速度大【答案】A【解析】【详解】卫星有万有引力提供向心力有可解得 可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误。故选A。6.如图所示，完全相同的四个木块放于水平地面上，在大小相等的恒力F作用下沿水平地面发生了相同的位移。关于力F做功，下列表述正确的是（　　）A.图甲中，因为木块与地面间没有摩擦力，所以力F做的功最少B.图乙中，力F做的功等于摩擦力对木块做的功C.图丙中，力F做的功等于木块重力所做的功D.图丁中，力F做的功最少【答案】D【解析】【分析】【详解】AD．由W＝Flcosα可知，F、l相同，α越大，力F做的功越少，D正确，A错误。B．图乙中，力F做的功与摩擦力对木块做的功的大小关系不能判断，选项B错误；C．图丙中，重力做功为零，则力F做的功大于木块重力所做的功，选项C错误。故选D。7.米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座51b而获得2019年诺贝尔物理 学奖。飞马座51b与恒星相距为L，构成双星系统（如图所示），它们绕共同的圆心O做匀速圆周运动。设它们的质量分别为m1、m2且（m1＜m2），已知万有引力常量为G．则下列说法正确的是（）A.飞马座51b与恒星运动具有相同的线速度B.飞马座51b与恒星运动所受到的向心力之比为m1：m2C.飞马座51b与恒星运动轨道的半径之比为m2：m1D.飞马座51b与恒星运动周期之比为m1：m2【答案】C【解析】【详解】BD．双星系统属于同轴转动的模型，具有相同的角速度和周期，两者之间的万有引力提供向心力，故两者向心力相同，故BD错误；C．根据＝，则半径之比等于质量反比，飞马座51b与恒星运动轨道半径之比，即r1：r2＝m2：m1，故C正确；A．线速度之比等于半径之比，即v1：v2＝m1：m2，故A错误。故选C.8.在离地面高为处竖直上抛一质量为的物块，抛出时的速度为，它落到地面时的速度为，用表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】物块从高为处竖直上抛到落到地面的运动中，设物块克服空气阻力所做的功为Wf，由动能定理可得解得ABD错误，C正确。故选C。 9.某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv（k为常数），已知机车的质量为M=2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）A.机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104NB.常数k=1.0×103kg/sC.当机车以速度v=20m/s匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104ND.当机车以速v=20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W【答案】AD【解析】【详解】A．机车的速度达到最大时所受的阻力故A项正确；B．据阻力为f=kv可得故B项错误；CD．机车以速度20m/s匀速行驶时，则有机车以速度20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率故C项错误，D项正确。10.如图所示，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让小球自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是(　　) A.小球的机械能守恒B.小球的机械能减少C.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D.小球和弹簧组成的系统机械能守恒【答案】BD【解析】【详解】AB、由A到B的过程中，弹簧对小球做负功，则小球的机械能将减少，故A错误，B正确；C、根据系统的机械能守恒知，小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和不变，而小球的动能增大，则小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和变小，故C错误；D、只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，即弹簧与小球的总机械能守恒，故D正确。故选BD。11.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A.a绳的张力不可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大C.当角速度，b绳将出现弹力 D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；B．根据竖直方向上平衡得解得可知a绳的拉力不变，故B错误；C．当b绳拉力为零时，有解得可知当角速度时，b绳出现弹力故C正确；D．由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。故选AC。12.一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的(　　)A.重力势能减少了2mghB.动能增加了2mghC.机械能保持不变D.机械能增加了mgh【答案】BD【解析】【详解】A．下降h高度，则重力做正功mgh，所以重力势能减小mgh，A错误；B．根据动能定理可得F合h=ΔEk，又F合=ma=2mg，故ΔEk=2mgh，B正确；CD．重力势能减小mgh，而动能增大2mgh，所以机械能增加mgh，C错误，D正确． 二、填空与实验题（每空或每问3分，计18分）13.一个物体以初速度水平抛出，经过一段时间后其速度方向与水平方向夹角为，若重力加速度为，则为___________。【答案】【解析】【详解】速度方向与水平方向夹角为，设此时竖直方向速度大小为，则解得平抛运动在竖直方向为自由落体，故解得14.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害。设一质量为的苹果从距离地面处由静止下落，取重力加速度，落地时苹果的动能约为___________。【答案】【解析】【详解】依题意，根据动能定理，可得代入题中相关数据求得：落地时苹果的动能15.某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。 实验步骤如下：（1）用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，小铁球底部处于同一竖直位置，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使铁球、光电门在同一直线上；（2）切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为。请回答下列问题：（1）切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于_______，以确保小铁球能通过两个电光门。（2）实验中还需要测量的物理量是___________（填选项前的字母）。A．小铁球的质量B．小铁球的直径C．光电门A、B间的距离（3）小铁球经过光电门B时的速度可表示为=_________（用测量的物理量表示）。（4）在误差允许范围内，若满足关系式_______，即可验证机械能守恒（用测量的物理量和重力加速度g表示）。【答案】①.竖直②.BC③.④.【解析】【分析】【详解】（1）[1]切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于竖直，以确保小铁球能通过两个电光门。 （2）[2]实验中，小球通过两个光电门时的速度分别为要验证的关系是即则还需要测量的物理量是小铁球的直径以及光电门A、B间的距离，故选BC。（3）[3]小铁球经过光电门B时的速度可表示为（4）[4]由上述分析可知，在误差允许范围内，若满足关系式即可验证机械能守恒。三、综合题（共3小题，第16题8分、第17提12分、第18题10分，共计30分）。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数字计算的题要写出明确的数值和单位。只有最后结果的计零分）16.如图所示是物体在相互垂直的方向和方向运动的图象。根据图像所提供的数据，求：（1）时物体的速度大小；（2）在到内，判断物体做何种运动？【答案】（1）；（2）匀加速直线运动 【解析】【详解】（1）由图可知，时，方向速度大小为，方向速度大小为，则合速度大小为（2）时速度与水平方向夹角正切值到内方向的加速度方向的加速度加速度与水平方向夹角的正切值由于可知物体做匀加速直线运动。17.卫星绕某行星做匀速圆周运动的速率的平方（）与卫星的轨道半径的倒数（）的关系如图所示，图中为图线纵坐标的最大值，图线的斜率为，万有引力常量为，则根据图像及题意，求（1）行星的质量；（2）行星的密度；（3）行星的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有得图象的函数表达式为由于图线斜率为k，可知行星质量为（2）根据图象可知行星半径为，则行星密度为（3）由图象可知行星第一宇宙速度vI满足则有18.如图所示，用长为的轻绳把一个小铁球挂在离水平地面高为的点，小铁球以为圆心在竖直面内做圆周运动且恰好能到达最高点A处，不计空气阻力，重力加速度为，若运动到最高点时轻绳被切断，求（1）小铁球落到地面时速度的大小；（2）小铁球刚落到地面时离点距离。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球刚好能沿绳—球模型到达最高点时，绳拉力为零，只有重力提供向心力，有得最高点剪断绳后，小球做平抛运动落地，对这一过程由动能定理联立可得落地速度（2）从最高点A处开始做平抛运动得水平位移小铁球刚落到地面时离点距离