安徽省合肥市肥东县综合高中2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

肥东县综合高中2021-2022学年第二学期期末考试
高一物理试题
第I卷（选择题）
一、单项选择题(共7小题，每小题4分，共28分)
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察与思考，比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（　　）
A．开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律
B．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用
C．卡文迪许的扭秤实验用到了放大思想
D．物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人
2．如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，A球质量大于B球质量，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）
A．B的加速度比A的大
B．B的飞行时间比A的长
C．B在最高点的速度可能等于A在最高点的速度
D．B在落地时速度比A在落地时的大
3．如图所示为某乐园某游乐器械的模型简图。一质量为m的人站在粗糙木板上，随板一起在竖直平面内做匀速圆周运动，木板始终保持水平，当木板运动到最高点时，人对木板的压力恰好为零，重力加速度为g。则人运动到最低点时对木板的压力大小为（　　）
A．mg B．2mg C．3mg D．4mg
4．2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动，高地高度分别是、和hc，且，环绕周期分别是、和，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）
A．天平二号A星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动
B．根据开普勒第三定律有
C．根据题中所给信息，可计算地球的质量
D．根据题中所给信息，无法算地球的密度
5．充分利用地下空间建设停车场，对于缓解城市“行车难，停车难”的现象具有重要的作用。如图所示，汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面继续行驶。若全过程中汽车的输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小恒为f，汽车的质量为m，斜坡的倾角为，重力加速度为g。则汽车在车库的平地上和在斜坡上行驶的最大速率之比为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为
B．悬线拉力做负功
C．空气阻力做功为
D．空气阻力做功为
7．将重为10N的物体以一定的初速度竖直上抛，在向上运动的过程中，其动能随位移变化关系如图所示，设空气阻力大小恒定，则物体返回抛出点时的动能为（　　）
A．17 J B．34 J C．92 J D．196 J
二、多选题(共3小题，每小题5分，每小题选全对的得5分，选对但少选的得2分，只要有选错的得0分，共15分)
8．2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播。影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道Ⅰ上运动到远日点B变轨，进入圆形轨道Ⅱ、在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次变轨，从而最终摆脱太阳束缚。对于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．沿轨道Ⅰ运动至B点时需向前喷气减速才能进入轨道Ⅱ
B．在轨道Ⅰ上由A点运动到B点的过程中，速度逐渐减小
C．沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
D．沿轨道Ⅰ运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度
9．内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后（　　）
A．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能
B．下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能
C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点
D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点
10．如图所示，一学生做定点投篮训练。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角α＝60°；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角β＝30°；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动时间的比值为3
B．上升的最大高度的比值为
C．在C点时，两球的动能相等
D．两球出手时的动能相等
第II卷（非选择题）
三、实验题(共2小题，满分16分)
11．在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______
A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动
B．平抛运动的飞行时间只由高度决定
C．平抛运动水平方向为匀速直线运动
D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明__________。
（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s，小球运动到C点时的竖直分速度vcy=_______m/s。
12．在验证机械能守恒的实验中（实验装置如图），有下列A至F六个步骤：
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落
C．取下纸带，更换纸带（或将纸带翻个面），重新做实验
D．将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落的高度h1、h2、h3、… hn ，计算出对应的即时速度vn
F．分别算出和，比较在实验误差范围内是否相等
（1）以上实验步骤按合理的操作步骤排列应该是___________________________；
某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图示，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测得O到A、B、C各点的距离分别为hA =9.51 cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm，现利用OB段所对应的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，设重锤质量为0.1kg；
（2）根据以上数据可以求得重锤在OB段所对应的运动过程中减小的重力势能为___J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为___J，实验发现二者并不完全相等，请指出一个可能的原因_________；
（3）在上图纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的_____，图线的斜率表示_____。
A． B．
C． D．
四、计算题(共3小题，共41分)
13．（13分）如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为，一个小球（大小可忽略），从离水平面高处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：
（1）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时是多大？
（2）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，应在什么取值范围？
14．（12分）2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的质量为M，半径为R，“天问一号”探测器的质量为m，引力常量为G，（不考虑火星自转）。求：
（1）火星表面的重力加速度g；
（2）一段时间内，“天问一号”探测器在距离火星地面高度为h，围绕火星做匀速圆周运动的角速度；
（3）在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度。
15．（16分）如图所示，A点距水平面BC的高度h=1.8m，BC与半径R=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道DE对应的圆心角=37°，圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为l=10m，一质量为m=1kg的小物块从A点以速度v0水平抛出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点。当经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，随后物块滑上传送带EF，已知物块与传送带EF间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）物块到达C点时的速度大小和方向；
（2）物块刚过C点时，物块对C点的压力；
（3）若物块能被送到F端，则传送带顺时针运转的速度至少为多少？（结果可保留根式）
参考答案
1．A 2．D 3．B 4．C 5．A 6．D 7．B 8．BC 9．AD 10．BD
11．（1）A （2）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 （3） 0.1 1.47 2.94
12．（1）ADBCEF （2）0.122 0.120 纸带有阻力 （3） C g
13．（1） ；（2） 或
【解析】（1）在最高点对小球由牛顿第二定律得
又有
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得
解得
（2）小球不脱轨分两种情况
①若小球做圆周运动刚好能过轨道最高点不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得
联立解得
故满足不掉下的条件
②小球刚好能运动到圆心等高处速度变为零，在圆轨道上摆动，由动能定理
可得
故有
…（或者h≤R）
综上可得
或（h≤R或h≥2.5R）
14．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）当“天问一号”探测器在火星表面静止时，所受重力等于万有引力，即
解得
（2）“天问一号”探测器在距离火星地面高度为h做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）在火星上要发射一颗环火卫星，其最小发射速度为火星的第一宇宙速度，则
解得
15．（1），方向与水平向右成37°角斜向下；（2）208N，方向与水平向左成53°角斜向下；（3）v≥5m/s
【详解】（1）物块从A到C做平抛运动，根据竖直方向
得，下落时间
物块到C点时，竖直方向的速度
vy=gt=6m/s
则C点时速度为
方向与水平向右成37°角斜向下。
（2）物块在C点受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
FC=208N
由牛顿第三定律可得，物块对C点的压力大小为208N，方向与水平向左成53°角斜向下。
（3）物块上滑过程中，若速度大于传送带速度，据牛顿第二定律，物块加速度大小a1为
解得
a1=10m/s2
若物块速度小于传送带速度，物块加速度大小a2为
解得
a2=2m/s2
已知
vE=vC
设传送带的最小速度为v，物块刚滑到传送带时，若物块向上滑动时的速度小于等于传送带的速度，即满足
则物块在传送带上一直以加速度a2向上做减速运动，则
解得
若物块的速度先大于传送带的速度，则物块先以加速度大小为a1减速到v，由于
故物块继续向上做减速运动，然后以加速度大小a2继续减速到零恰好达到F点，则达到传送带速度v的过程，所需时间为
通过的位移为
达到相同速度后，当到达F点时，速度恰好为零，则此过程中通过的位移为
所需时间
又
联立以上各式解得
v=5m/s
t1=0.5s
t2=2.5s
上滑所需最大时间为
故传动带顺时针运转的速度应满足的条件为
v≥5m/s