云南省保山市昌宁县2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

昌宁县2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第3页至第4页．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．满分100分，考试用时90分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚．
2．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．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．在试题卷上作答无效．
一、选择题（本大题共12小题，共40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，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．许多物理学家的科学研究椎动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D．牛顿最先推翻了亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”的观点
2．不久前，万众瞩目的北京冬奥会已圆满落幕．如图，在高山滑雪训练中，运动员从斜坡上A点由静止匀加速下滑，到最底端B后，在水平面做匀减速最后停止在C点．已知．忽略运动员在B点的速度损失，则运动员在段和段的加速度大小之比为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，质量为m的小球，从A点下落到地面上的B点，A点到桌面所在水平面的距离为，桌面所在水平面到地面的距离为，以桌面所在水平面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．因为以桌面所在水平面为零势能面，所以下落过程中，小球的重力势能先减小后增大
B．因为以桌面所在水平面为零势能面，所以下落过程中，小球下落到桌面所在水平面时，小球重力的功率为零
C．小球下落过程中机械能守恒，且大小为
D．小球下落过程中动能越来越大，下落到地面上的B点时动能为
4．如图所示，A、B两小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，则（ ）
A．两小球的角速度大小相等 B．两小球的线速度大小相等
C．两小球的向心加速度大小相等 D．A、B两小球受筒壁的支持力大小相等
5．2021年10月14日，“羲和号”顺利升空，拉开了中国太阳空间探测的序幕．通过下列各组已知量理论上可以计算出太阳的质量的是（已知引力常量为G）（ ）
A．太阳的半径和太阳表面的重力加速度
B．地球的半径和地球绕太阳转动的周期
C．地球绕太阳转动的轨道半径和地球的自转周期
D．地球绕太阳转动的轨道半径和地球表面的重力加速度
6．某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是，目测空中脚离地最大高度约，假设该同学的质量为，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，在桌面上有质量分别为M、m的两个物块，它们由同一种材料制成，现用力F推物块m，使M、m两物块在桌面上一起向右加速．当桌面光滑时，加速度大小为，M、m间的相互作用力大小为；当桌面粗糙时，加速度大小为，M、m间的相互作用力大小为．下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图，一粗糙斜面固定在地面上，一细绳一端悬挂小球P，另一端跨过斜面顶端的光滑定滑轮与物体Q相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力F缓慢拉动P至细绳与竖直方向成角，Q始终静止．设Q所受的摩擦力大小为f，在这一过程中（ ）
A．F一定增大、f一定增大 B．F可能不变、f可能减小
C．F一定增大、f可能先减小后增大 D．F、f均不变化
9．某物体以的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取．对物体的运动情况，下列描述正确的是（ ）
A．内物体的位移大小为，方向向上
B．末物体的速度大小为，方向向上
C．内物体的速度变化量为，方向向下
D．内物体平均速度大小为，方向向下
10．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持以额定功率运动．其图像如图所示．已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则以下说法正确的是（ ）
A．汽车在前内的加速度为 B．汽车的最大速度为
C．汽车的额定功率为 D．汽车在前内的牵引力为
11．如图，在杠杆的左臂L处挂有质量为的小球a，在杠杆的右臂L处挂有一定滑轮．跨过定滑轮的细线一端拴接质量为的小球b，另一端拴接质量为m的小球c，忽略滑轮和细线质量以及一切摩擦，g取．将小球b、c由静止释放后，杠杆处于平衡，下列说法正确的是（ ）
A．小球c的质量 B．小球c的质量
C．由静止释放后，小球c的加速度大小为
D．由静止释放后，小球c的加速度大小为
12．如图所示，是一个固定在水平地面上的盆式容器，盆的内侧与盆底的连接处都是一段与相切的圆弧．B、C水平，其长度为，盆边缘的高度为，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底面与小物块间的动摩擦因数，则（g取）（ ）
A．小物块第一次到达B点的速度为 B．小物块第一次到达C点的速度为
C．小物块在盆内来回滑动，最后停在B点 D．小物块在盆内来回滑动，最后停在C点
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分）
13．（10分）在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先调节撑杆M的位置使斜槽轨道末端的切线处于水平，然后在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口的正前方水平地面上某一位置．让小球从斜槽上紧靠挡板N处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口方向平移距离x后，再使小球从N处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，让小球再次从N处由静止释放，再得到痕迹C．已测得木板每次移动的距离，测得A、B间的高度差，B、C间的高度差，取重力加速度，不计空气阻力．
（1）在本实验中，调节轨道使斜槽轨道的末端切线处于水平，其目的是____________________．
（2）小球初速度的测量值___________（结果保留3位有效数字）．
（3）竖直板上的A点与小球水平抛出点的高度差___________（结果保留3位有效数字）．
（4）在实验中，若该同学在将挡板放在3位置时略向右倾斜了一点，则测得的小球的初速度将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
14．（8分）某同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计；已知当地重力加速度为g．主要实验步骤如下：
①用精密仪器测量挡光片的挡光宽度为d．将挡光片固定在物块b上，再用天平测量物块a、b的质量分别为，且；
②按照图所示安装器材，测量光电门和挡光片的高度差为h，再将物块b由静止释放，b竖直上升，测得挡光片通过光电门的时间为t．
（1）物块b经过光电门的速度可表示为______________．
（2）将物块a、b作为一个系统进行研究，从物块b由静止释放到挡光片通过光电门这个过程中，系统减少的重力势能__________，系统增加的动能______________；在实验误差允许范围内，若和近似相等，则系统的机械能守恒．
（3）该同学为了减小误差，通过调整物块b释放的位置来改变h，测出对应的通过光电门的时间t，得到若干组后，在坐标纸上描点，拟合直线，则他描绘的是________________图像．
A． B． C． D．
三、计算题（本大题共3小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分）
15．（10分）宇航员在某一半径为的星球表面，用长为的细绳拴一质量为的物体，绳的另一端系在拉力传感器上，使物体在竖直面内做圆周运动．当物体在最高点的速度为时，绳上的拉力大小为．求：
（1）该星球表面的重力加速度大小；
（2）该星球的第一宇宙速度．
16．（16分）如图所示，A、B两物块由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的倾角为的光滑斜面上，物块B和物块C在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，C放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知B、C的质量均为，取重力加速度，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．求：
（1）A的质量；
（2）弹簧恢复原长的瞬间，物块A的加速度大小；
（3）物块B的最大速度大小．
17．（16分）如图所示，倾角为的粗糙斜面底端与半径的光滑半圆轨道平滑相连，O点为轨道圆心，为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高．质量的滑块（可视为质点）从A点沿斜面滑下时的初速度大小为，滑块恰好能到达C点，最后落到斜面上．g取，，，．
（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）滑块到达D点时，对半圆轨道的压力大小；
（3）滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间．
昌宁县2021-2022学年高一下学期期末考试
物理参考答案
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本大题共12小题，共40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，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C B D C A A C C AC AC BC BD
【解析】
1．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，但没有直接用实验进行验证，故A错误．亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体比轻物体下落得要快，故B错误．胡克认为只有在不超过弹簧的弹性限度时，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故C正确．伽利略最先通过理想斜面实验得出了力不是维持物体运动的原因，故D错误．
2．设运动员在B点的速度大小为v，运动员从A到B和从B到C都做匀变速直线运动，且运动员在A、C的速度均为零，根据运动学规律有，解得，则加速度，故B正确．
3．以桌面所在平面为参考平面，下落过程中，小球的重力势能先为正值，越来越小；穿过参考平面后，重力势能变为负值，也越来越小；所以小球的重力势能一直越来越小，故A错误．小球下落到桌面所在水平面时，速度不为零，所以重力的功率不为零，故B错误．以桌面所在平面为参考平面，下落过程中，小球的机械能守恒，在A点处，小球的机械能为，故C错误．下落过程中，小球的机械能守恒，从A点到地面上的B点，小球重力势能的减少量为，根据机械能守恒定律，有，故D正确．
5．，可得，则已知太阳的半径R和太阳表面的重力加速度g可计算太阳的质量，故A正确．
6．该同学起跳后至着地的过程做抛体运动，从起跳至达到最大高度的过程中，沿竖直方向做加速度为g的匀减速直线运动，则从起跳至最高点所用时间为，竖直方向的初速度为，沿水平方向做匀速直线运动，则有，则该同学起跳时的速度为，该同学的质量为，根据动能定理可得，故A正确．
7．桌面光滑时，对整体，加速度；对M，m对M的作用力；桌面粗糙时，设桌面的动摩擦因数为，对整体，加速度，对M，m对M的作用力满足，联立解得，故C正确．
8．根据题意，对小球P受力分析，设P的质量为，受绳子的拉力T、拉力F和本身重力，由于缓慢拉动物体P，则物体P处于动态平衡，所受的三个力可构成闭合三角形，如图所示．随着的增大，水平拉力F、细绳拉力T均逐渐增大．设物体Q的质量为，斜面的倾角为，对物体Q受力分析，若刚开始，物块Q有上滑趋势，受到的静摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得，则随着T增大，f增大；若刚开始，物块Q有下滑趋势，受到的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得，则随着T增大，f可能一直减小，也可能先减小到零后反向增大，故C正确．
10．由图像可知，汽车在前内匀加速过程的加速度为，根据牛顿第二定律可得，解得，汽车在前内的牵引力为，故A正确，D错误．汽车在末达到额定功率，则有，且当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有，解得，故C正确，B错误．
11．如图所示，由杠杆平衡条件可得，对b由牛顿第二定律得，对c由牛顿第二定律得，联立解得、，故B、C正确．
12．由动能定理有，解得．，而，刚好在B、C间往返运动了3次，所以最终停在C点．
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分）
13．（除特殊标注外，每空2分，共10分）
（1）保证小球的初速度水平 （2）1.50（3分） （3）0.441（3分） （4）偏小
【解析】（1）在本实验中，调节轨道使斜槽轨道的末端切线处于水平，其目的是保证小球的初速度水平．
（2）在竖直方向上，根据，得，则小球的初速度．
（3）B点的竖直分速度，则抛出点与B点的高度差，A点与水平抛出点的高度差．
（4）若该同学在将挡板放在3位置时略向右倾斜了一点，则测得会偏大，求得出相等的时间间隔T将偏大，导致小球的初速度测量值偏小．
14．（每空2分，共8分）
（1） （2） （3）D
三、计算题（本大题共3小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分）
15．（10分）
解：（1）由牛顿第二定律得 ①
代入数据解得 ②
（2）物体在该星球表面做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，即
③
在该星球表面附近有 ④
联立解得该星球的第一宇宙速度为 ⑤
评分标准：本题共10分．正确得出①～⑤式各给2分．
16．（16分）
解：（1）C刚好离开地面时，对C，有 ①
此时B有最大速度，即 ②
对整体有 ③
解得 ④
（2）弹簧恢复原长的瞬间对整体，有
⑤
解得 ⑥
（3）释放A时，对B分析，有
⑦
得，弹簧的弹性势能改变量为零 ⑧
对于A、B、C组成的系统，系统机械能守恒，有
⑨
解得 ⑩
评分标准：本题共16分．正确得出⑨式给3分，正确得出②、③、⑤、⑧式各给2分，其余各式各给1分．
17．（16分）
解：（1） ①
解得 ②
③
解得 ④
（2） ⑤
⑥
解得 ⑦
则 ⑧
（3）滑块离开C点后做平抛运动
⑨
⑩
由几何知识得
解得