四川省南充市2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

南充市2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试卷
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、本大题10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中只有一个选项最符合题意．
1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（ ）
A．托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动
B．第谷通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律
C．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
D．牛顿通过月地检验，证明了地面物体所受地球的引力和天体间引力遵循相同的规律
2．如图为一个质点从A点到E点做匀变速曲线运动的轨迹示意图．已知质点在B点时的速度与加速度相互垂直，下列说法正确的是（ ）
A．质点运动中加速度大小始终不变，方向时刻沿轨迹的切线方向
B．从A点到E点，质点的速度先减小后增大
C．从A点到E点，质点的加速度与速度方向的夹角先减小后增大
D．运动轨迹中AB和BC两段，质点速度变化量的方向相反．
3．如图所示，套在竖直细杆上的滑块A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与重物B相连，在外力作用下，A沿杆以速度以匀速上升经过M、N两点，经过M点时绳与竖直杆的夹角为α，经过N点时绳与竖直杆垂直，则（ ）
A．经过M点时，B的速度等于 B．经过N点时，B的速度达最大
C．当A从M靠近N的过程中，B处于超重状态 D．当A从M靠近N的过程中，绳子的拉力小于B的重力
4．如图所示，压路机后轮的半径是前轮半径的两倍，M为前轮边缘上的一点，N为后轮上一点，N离后轮轴的距离是后轮半径的一半，运动过程中轮子不打滑，则M点和N点的线速度之比为（ ）
A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1
5．乒乓球训练中，某台发球机从水平桌面上同一点沿竖直平面发射出方向不同的A、B两球，两球落到桌面上同一位置，运动轨迹如图所示．不计空气阻力，两球均可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．两球运动过程中，A球加速度大于B球加速度
B．两球飞行时间相等
C．两球运动至最高点时，两球速度相等
D．两球如果要在落回桌面时相遇，必须先发出A球
6．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（即圆锥摆）．保持线长不变，让小球在一个位置更低的水平面内做匀速圆周运动（图上未画出），前后两次金属块Q都保持静止，则后一种情况与原来相比较，下列说法正确的是（ ）
A．金属块Q受到桌面的支持力不变 B．细线的拉力会变大
C．小球P向心加速度会变大 D．小球P运动的角速度变大
7．火星是太阳系内除地球外，人类最有可能实现星际移民梦想的行星，火星和地球绕太阳的公转均可视为同一平面内的匀速圆周运动，它们的轨道半径，由此可以判定火星和地球以下关系中正确的是（ ）
A．角速度： B．线速度：
C．向心加速度： D．公转周期：
8．如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，从倾角为的斜面底端O点沿斜面缓慢移动到A点，去掉F后，物体立即从A点下滑到水平面的B点停下．已知OA距离为，OB距离为，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为，下面判断正确的是（ ）
A．物体从O点到A点，重力做的功是
B．物体从O点到A点，水平恒力F做的功是
C．物体从O点到A点和从A点下滑到O点克服摩擦力做的功相等
D．物体从A点下滑到水平面的B点，克服摩擦力做的功是
9．2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空后，经过多次自主变轨顺利实现与天宫空间站天和核心舱对接．已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，周期为90min，离地球表面的距离为400km，地球半径约为6400km，引力常量，下列说法正确的是（ ）
A．核心舱绕地球运行的线速度大于地球第一宇宙速度
B．核心舱的向心加速度大于地球表面重力加速度
C．由题中所给条件可以求出地球的质量
D．载人飞船应先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速追上空间站实现对接
10．低空跳伞表演中质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为3g/4，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的重力势能减少了 B．运动员的动能增加了
C．运动员克服阻力所做的功为 D．运动员的机械能减少了
二、本大题4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错的得0分．
11．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．图乙，实验现象说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C．图丙，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D．图丁，火车按限定速度转弯时，转弯处的斜坡对火车的支持力小于火车的重力
12．如图所示，水平圆盘上有A、B两个质量均为m的小滑块，它们和圆心O的距离分别为R和2R，两滑块与圆盘之间的动摩擦因数均为，则圆盘从静止开始缓慢加速转动的过程中，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A．滑块B刚要相对圆盘滑动时，圆盘转动的角速度为
B．滑块B要先于A相对圆盘滑动
C．滑块B在圆盘上做离心运动的轨迹是一条直线
D．滑块A从静止开始到刚要相对圆盘滑动的过程中，摩擦力对A做的功为
13．如图所示，水平传送带由电动机带动，始终保持速度m/s匀速运动．质量kg的滑块以速度m/s从左端水平滑上传送带，最终与传送带共速．滑块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度m/s2，对于滑块从刚滑上传送带到与传送带共速这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．滑块在传送带上的加速时间为1s B．摩擦力对滑块做的功为1.5J
C．滑块与传送带因摩擦产生的热量为0.5J D．电动机因滑块在传送带上运动而多消耗的电能为2.5J
14．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑．现有长也为R的轻杆，两端固定质量均为m的相同小球a、b（可视为质点），控制小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑．设小球始终与轨道接触，重力加速度为g．则（ ）
A．下滑过程中a球、b球机械能均守恒
B．下滑过程中a球和b球组成的系统机械能守恒
C．a球滑过C点后，速度为
D．从静止释放到a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做的功为
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、本大题2小题．每空2分，共16分．
15．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验．
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______；
A．重物选用质量和密度较大的金属锤
B．精确测量出重物的质量
C．两限位孔在同一竖直面内上
D．先释放重物，再接通电源
E．用直接算出重物瞬时速度的大小
（2）实验中，得到如图所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到运动起始点O的距离分别为、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，选取O到B的过程进行机械能守恒定律的验证，则需要验证的关系式为______；（用题中的字母表示）
（3）以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像如图所示，则当地的重力加速度______m/s2．（结果保留3位有效数字）
16．某实验小组验证动能定理的实验装置如图甲，水平桌面上固定一气垫导轨，在气垫导轨上固定A、B两个光电门，一质量为M的滑块（含遮光条）通过细绳跨过光滑的轻质定滑轮与一个砂桶相连，桶中装有砂子，桶和砂的总质量为m，用d表示遮光条的宽度，通过光电计时器可以测量出遮光条通过A、B两个光电门的时间分别为、，A、B两个光电门之间的距离为x，忽略导轨与滑块之间的摩擦力，用g表示重力加速度．
（1）滑块从A运动到B的过程中，滑块动能的增量______（用题中的字母表示），在满足的条件下，可以近似认为细绳的拉力等于桶和砂的总重力，即细绳对滑块做的总功为______（用题中的字母表示），只需验证总功与动能的增量在误差允许的范围内是否相等即可；
（2）实验过程中，无论怎样改变参数，细绳对滑块的拉力实际上并不等于mg，所以总功始终要略大于动能的增加量，这种误差属于______（选填“系统误差”或“偶然误差”）；
（3）鉴于第（2）问中的误差对本实验的影响，有同学建议将实验装置调整为如图乙所示，砂桶中重新装上适量的砂，桶和砂总质量为，在气垫导轨下垫上木块，调整导轨的倾角，让滑块恰好能够静止在导轨上，然后剪断细绳，滑块开始加速下滑，下滑过程中M受到的合力为______（用题中的字母表示），此时______满足的条件（选填“需要”或“不需要”）．
四、本大题3小题，共38分．要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，结果必须有明确的数值和单位，只有最后结果的不给分．
17．（12分）
第24届冬奥会于2022年2月在中国举行，跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一．某运动员质量kg，在比赛中以初速度m/s从倾角的斜坡顶端水平飞出（可视为平抛运动），最终又落回斜坡坡面，轨迹如图所示，当地重力加速度取m/s2，，，求：
（1）运动员在空中的飞行时间；
（2）整个过程重力所做的功和刚要落到斜坡上时重力的瞬时功率．
18．（12分）
在一段平直的公路上，质量为kg的汽车从静止开始做匀加速运动，经过一段时间，汽车速度达到m/s．随后汽车以W的额定功率沿平直公路继续前进，又经过30s达到最大速度，设汽车所受的阻力大小恒为N．求：
（1）汽车行驶的最大速度的大小；
（2）汽车的速度为20m/s时的加速度大小；
（3）汽车以额定功率行驶30s的位移大小．
19．（14分）
如图所示是一弹射游戏装置，由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点A、C分别与水平轨道OA和CD相连）、倾斜长轨道DE组成．游戏时滑块从O点弹出后，经A点进入圆轨道，再从C点离开圆轨道并滑上倾斜长轨道．已知圆轨道半径为m，轨道DE的倾角，滑块质量为kg，滑块与轨道DE之间的动摩擦因数，其余部分都光滑，各轨道之间平滑连接，滑块可视为质点，弹射时弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，忽略空气阻力，，，重力加速度m/s2．
（1）若滑块第一次进入圆轨道，恰好能过最高点B，求：弹射器的弹性势能和滑块能滑上斜轨道的最大距离x；
（2）若弹射器释放的弹性势能为J，求：滑块第二次过C点时的动能以及滑块在斜轨道上通过的总路程s．
南充市2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题参考答案用评分意见
单选：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C C D A A D C B
多选：
题号 11 12 13 14
答案 AC BD BC BC
填空题：
15．（1）AC（2）（3）9.67
16．（1），（2）系统误差（3），不需要
17．解：（1）研究运动员的平抛运动：，，．解得：s．
（2）重力做的功为：J
竖直速度为：．
重力的瞬时功率为：
解得：W．
18．解：（1）当牵引力与汽车阻力等大时汽车达到最大速度，即：N
根据牵引力功率：
解得：m/s．
（2）由牛顿第二定律可知：
汽车速度达到m/s时，因，所以汽车已经以额定功率行驶，故：
解得：m/s2．
（3）设额定功率阶段的位移为x，由动能定理可得：
解得：m．
19．解：（1）恰好好过B点，有：
滑块从静止开始到第一次运动至B点，滑块和弹簧组成的系统机械能守恒：
解得：J．
从B点第一次运动到斜轨道最高点，由动能定理有：
．
解得：．
（2）设第一次滑上斜轨道的最大距离为l，由能量守恒：
从静止开始到第二次过C点，据能量守恒定律：
解得：．
滑块第二次过C点后，因为，故恰好能运动到左侧圆轨道与圆心等高处而不脱离轨道。滑块将在左侧圆轨道与斜轨道间往复运动，最终停在D点。
由整个过程能量守恒可知：
．
解得：．