安徽省宣城市2021-2022学年高一下学期期末调研测试物理试题（Word版含答案）

宣城市2021-2022学年高一下学期期末调研测试
物理试题
考生注意：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间100分钟；
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效；
第I卷（选择题44分）
一、选择题：本题包括11小题，每小题4分，共44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9～11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，有错选的得0分。
1.如图所示，水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁，下列关于小铁球运动的说法正确的是
A.磁铁放在A处时，小铁球做匀速直线运动
B.磁铁放在A处时，小铁球做匀加速直线运动
C.磁铁放在B处时，小铁球做加速度不变的曲线运动
D.磁铁放在B处时，小铁球做加速度变化的曲线运动
2.趣味投篮比赛中，运动员站在一个旋转较快的大平台边缘上，相对平台静止，向平台圆心处的球筐内投篮球，箭头指向表示投篮方向，ω表示大平台转动的角速度，下面的各俯视图中篮球可能被投入球筐内的是
A. B.
C. D.
3.如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有
A.tanα=2 B.tanα=1 C.tanα= D.tanα=
4.对于各国不同的地球同步卫星，下列说法正确的是
A.它们运行的线速度一定大于7.9km/s B.地球对它们的吸引力一定相同
C.一定位于赤道上空同一轨道上 D.它们运行的加速度大小和方向一定相同
5.如图所示，人造卫星M、N在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动。已知M、N连线与M、O连线间的夹角最大为θ，则M、N的运动周期之比等于
A. B. C. D.
6.据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人，在这个行星表面能举起的物体的质量约为（地球表面重力加速度g=10m/s2）
A.40kg B.50kg C.60kg D.70kg
7.质量为2kg的物体以10m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50J，机械能损失了5J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为（g=10m/s2）
A.40J B.60J C.80J D.100J
8.如图，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC=90°，∠ACB=53°，BC=1m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，则最先被拉断那根绳及另一根绳被拉断时的小球速度分别为（已知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
A.AC绳 5m/s B.BC绳 5m/s C.AC绳 5.24m/s D.BC绳 5.24m/s
9.如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时
A.小球所需向心力大小为3mg B.小球所需向心力大小为4mg
C.每根轻绳的拉力大小为mg D.每根轻绳的拉力大小为2mg
10.在某次乒乓球比赛中，乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网，把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，如图所示。不计乒乓球的旋转和空气阻力。乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法正确的是
A.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
B.球1的速度变化量小于球2的速度变化量
C.起跳时，球1的竖直分速度等于球2的竖直分速度
D.过网时，球1的速度大于球2的速度
11.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出
A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B.汽车的额定功率为80kW
C.汽车前500m加速运动的时间为22.5s
D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
第Ⅱ卷（非选择题56分）
二、实验题：本题包括3小题，12题6分，13题6分，14题8分，共20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。
12.（6分）如图是研究平抛运动的实验装置图，实验中应注意：
（1）调整斜槽末端切线必须保持____________；
（2）调整方木板使其处在___________平面内；
（3）为保证小球每次平抛速度相同，每次要从斜槽轨道___________位置由___________释放小球；
（4）在白纸上用铅笔记下小球运动到槽口时___________在白纸上的水平投影点，即坐标___________的位置。
13.（6分）为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：
I.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过轻绳与质量为的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过固定在桌面上的打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如图甲所示。
Ⅱ.第二步保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下轻绳和重锤，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，如图乙所示，打出的纸带如图丙所示。
试回答下列问题：
（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为△t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA=___________；
（2）已知当地重加速度为g，则滑块在OA段运动过程中，合外力对滑块做的功WOA=___________；
（3）测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v，以v2为纵轴，以W为横轴建立坐标系，描点作出v2-W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为k，则k与M的关系式为___________。
14.研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1_________△t2（选填“>”“=”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。
（2）用游标卡尺测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=___________mm。
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，钩码Q的质量为m，滑块（含遮光条）的质量为M。现将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出___________。（写出物理量的名称及符号）
（4）若上述物理量满足关系式___________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
三、计算题：本题包括4小题，第15题8分，第16题8分，第17题8分，第18题12分，共36分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15.（8分）如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛出质量m=0.1kg的物块（可视为质点），当物块运动至B点时，速度恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，圆弧轨道C端恰与水平面相切于C点。已知B点距水平面高度h=0.1m，圆弧轨道半径R=0.5m，tan37°=0.75，g=10m/s2，求：
（1）求A点与水平面的高度H；
（2）物块运动至C点时，圆弧轨道对物块的支持力大小。
16.（8分）高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像。现利用这架照相机对某家用汽车的加速性能进行研究，汽车做匀加速直线运动时三次连续曝光的照片如图所示，图中汽车的实际长度为4m，照相机每两次曝光时间间隔为2.0s。已知该汽车质量为1000kg，额定功率为70kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为2000N。求：
（1）试利用图示，求汽车的加速度大小；
（2）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速直线运动，则匀加速直线运动状态能持续多长时间；
（3）汽车所能达到的最大速度是多大。
17.（8分）如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧上并保持静止，已知弹簧被压缩了x，用大小等于1.5g的恒力F竖直向上拉B，已知重力加速度为g，求：
（1）当B与A分离时弹簧的压缩量；
（2）已知AB分离瞬间速度为v，求从开始到刚好分离时的过程中弹簧释放的弹性势能。
18.（12分）如图所示的模型，一小球（可视为质点）从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h=0.8m，水平距离s=1.2m，水平轨道AB长L1=1m，BC长L2=3m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点E，计算小球在A点的初速度v0；
（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，计算小球在A点时初速度v0′的范围？
宣城市2021-2022学年高一下学期期末调研测试
物理试题参考答案
一 选择题：（每小题4分，共计44分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D C B C D A C B BC CD BD
二 实验题（第12题每空1分，第13 14题每空2分）
12.（1）水平；（2）竖直；（3）相同，静止；（4）球心，原点；
13.（1）；（2）；（3）
14.（1）=；（2）5.0；（3）两光电门间的距离L；（4）
三 计算题：（共计36分）
15.【答案】（1）（4分）；（2）（4分）
【解析】
（1）设物块运动到B点时速度为，将进行正交分解，根据题意可得：
，
解得……（2分）
，
解得……（2分）
（2）设物块运动到C点时速度为，从A点到C点的过程中，由动能定理可得：
，
解得……（2分）
由向心力公式可得：，
解得……（2分）
16.【答案】（1）（3分）；（2）（3分）；（3）（2分）
【解析】
（1）汽车实际长度为4m，对应的标尺刻度为8小格，则每小格应为0.5m 设汽车在连续相等的时间内运动的位移分别为与，由图示可知，，……（1分）
因汽车做匀加速直线运动，应满足：，
解得（2分）
（2）做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力，由牛顿第二定律可得：
，
解得……（1分）
随着速度增大，汽车输出功率逐渐增大，当达到额定功率时不再增大，
此时匀加速运动过程结束，则：，
解得……（1分）
由匀加速直线运动规律可知，
解得……（1分）
（3）当汽车达到最大速度时，应满足
由，
解得……（2分）
17.【答案】（1）（4分）；（2）（4分）；
【解析】
（1）当AB整体静止时，由平衡条件可得：……（1分）
当B与A刚分离的瞬间，A B仍具有相同的速度和加速度，即，且AB间无挤压，
以B为研究对象，则，
解得：……（1分）
以A为研究对象，则，
解得：……（2分）
（2）AB从开始到刚好分离时的过程中，设弹簧的弹力做的功为W，由动能定理可得：
……（2分）
解得：……（1分）
故此过程中释放的弹性势能应为……（1分）
18.【答案】（1）3m/s（4分）；（2）或（8分）；
【解析】
（1）小球恰能通过最高点E，重力刚好提供向心力，则：……（1分）
小球从A点运动到E点的过程中，由动能定理可得：
……（2分）
联立上式，解得……（1分）
（2）若小球不掉进壕沟，存在两种情况：在BC段停止或越过壕沟
①若小球刚好停在C点，从A点到C点的过程中，由动能定理可得：
解得……（2分）
②若小球刚好越过壕沟，由平抛运动规律可得：
水平方向做匀速运动：
竖直方向做自由落体运动：
联立上式，解得……（2分）
从A点到C点的过程，由动能定理可得：
解得……（2分）
综述，若小球既能通过圆形轨道最高点，又不掉进壕沟，小球的速度应满足：
或……（2分）