内蒙古自治区阿拉善盟2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

阿拉善盟2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题
一、选择题：本题共15小题，每小题4分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1~12题只有一个选项正确，第13~15题有多个选项正确，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．对功、动能关系的理解，下面说法正确的是（ ）
A．合力做负功，则动能的变化为负值，物体的动能就减少
B．物体的动能保持不变，说明物体受到的合外力一定为零
C．物体所受的合力不为零，物体的动能一定要变化
D．一物体做变速运动时，合外力一定对物体做功，使物体动能改变
2．质量为0.5kg的章鱼在水中静止，突然将体内的0.1kg的水以2m/s的速度向前喷出，不计章鱼受到的阻力，则章鱼后退的速度大小为（ ）
A．4 m/s B．2 m/s C．0.5m/s D．0.4m/s
3．图示是奥运会比赛项目撑竿跳高，运动员在竿的作用下加速上升的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．运动员的机械能一直增大 B．运动员的机械能可能不变
C．运动员的机械能先增大后减小 D．运动员的机械能可能减小
4．关于近地卫星和同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．近地卫星一定在赤道上空，同步卫星不一定在赤道上空
B．近地卫星运行速度大于同步卫星的运行速度
C．近地卫星的运行周期大于同步卫星的运行周期
D．近地卫星受到的万有引力大于同步卫星受到的万有引力
5．一小船过河的运动轨迹如图所示．河中各处水流速度大小相同且恒定不变，方向平行于岸边．若小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度均相同（且均垂直于岸边）．由此可以确定（ ）
A．船沿AC轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动
B．船沿AB轨迹渡河所用的时间最短
C．船沿AD轨迹到达对岸前瞬间的速度最大
D．船沿三条不同轨迹渡河所用的时间相同
6．如图所示，两个实心球的半径分别为、，其质量分别为、且两实心球的质量分布不均匀（两球外侧密度大）．两球间的距离，则两球间万有引力的大小（ ）
A．等于 B．大于
C．小于 D．不能确定
7．甲、乙两物体分别从坐标原点、距原点处同时出发，且两物体沿同一直线运动，时两物体碰撞，碰撞前后两物体的位移随时间的变化规律如图所示，且碰后的图线平行于横轴．则下列说法正确的是（ ）
A．碰前甲、乙两物体速度大小之比为2：5
B．碰前甲、乙两物体动量大小之比为2：3
C．碰前甲、乙两物体质量之比为2：3
D．碰前甲、乙两物体动能之比为2：3
8．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示．现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G．若，则（ ）
A．星球A的线速度等于星球B的线速度
B．星球A所受向心力大于星球B所受向心力
C．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大
D．两星球的总质量等于
9．一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，质量分别为、的两个小球A和B紧贴着内壁分别在图示的水平面内做匀速圆周运动．若，则（ ）
A．球A的角速度大于球B的角速度 B．球A的角速度小于球B的角速度
C．球A的向心力小于球B的向心力 D．球A的向心力等于球B的向心力
10．一艘小船静止在平静的湖面上，忽略水的阻力，甲、乙二人站在船的左、右两端，某时刻甲、乙二人同时向对方运动，该过程中小船向右运动，则下列说法正确的是（ ）
A．如果甲、乙二人的质量相等，则甲的速度一定小于乙的速度
B．如果甲、乙二人的动能相等，则甲的质量一定大于乙的质量
C．如果甲、乙二人的速度相等，则甲的质量一定大于乙的质量
D．如果甲、乙二人的速度相等，则甲的动能一定大于乙的动能
11．如图所示，斜轨道ab的下端与半径为r＝40cm的圆轨道平滑连接．现在使质量为m＝100g的小球从斜轨道上端距地面h＝2m的a点由静止滑下，运动到圆形轨道的最高点c处时，对轨道的压力等于物体的重力．（g取）则物体从a运动到c的过程中克服摩擦力所做的功为（ ）
A．0.2J B．0.4J C．0.6J D．0.8J
12．质量为M的小球沿光滑的水平面向右以恒定的速度运动，经过一段时间与静止的质量为m的小球发生碰撞，碰后两小球的动量相等，则两小球质量的比值可能为（ ）
A．3 B．4 C．5 D．6
13．一汽车从静止开始匀加速启动，达到额定功率后，保持功率不变做变加速运动，最后再做匀速直线运动．下列分别是汽车运动过程中速度随时间变化、加速度随速度变化、牵引力随速度变化和功率随速度变化的图像，其中可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．假设一质量约为50g的鸡蛋由15层楼高处由静止掉下来，经过一段时间刚好落在地面上且破碎，已知鸡蛋与地面的碰撞时间约为0.1s，重力加速度取．下列说法正确的是（ ）
A．鸡蛋与地面作用过程中动量变化约为3.0kg·m/s
B．鸡蛋对地面的冲量方向竖直向下
C．鸡蛋对地面的冲量大小约为1.55kg·m/s
D．鸡蛋对地面的作用力大小约为150N
15．如图所示，质量为2m的滑块带有半圆弧槽N，且圆弧槽的半径为r，所有接触面的摩擦力均可忽略．在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放，第一种情况滑块固定不动；第二种情况滑块可自由滑动．下列说法正确的是（ ）
A．只有第一种情况，小球可运动到左侧最高点
B．两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为1：1
C．第二种情况，小球滑到圆弧槽最低点时，圆弧槽的速度为
D．第二种情况，圆弧槽距离出发点的最远距离为
二、实验题：本题共1小题，共12分．
16．（12分）为了“探究碰撞过程中的不变量”，某兴趣实验小组的同学设计了如图所示的实验，该小组的同学将气垫导轨倾斜地固定在水平面，将质量为m的滑块A由距离水平面h高度处静止释放，经过一段时间与静止在气垫导轨底端的质量为5m的滑块B发生碰撞，滑块A被弹回气垫导轨，滑块B沿水平面向右运动，已知滑块B与水平面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g．假设两滑块的碰撞时间极短．
（1）为了完成本实验，还应测量的物理量有______
A．滑块A与滑块B的碰撞时间
B．滑块B在水平面上滑动的距离x
C．滑块A反弹后沿气垫导轨上升的高度
D．滑块A反弹后沿气垫导轨上滑的时间t
（2）滑块A第一次滑到气垫导轨底端时的速度为______，滑块B沿水平面开始滑动的初速度为______．（用已知量和测量的物理量表示）
（3）若碰撞过程中系统的动量守恒，则关系式______成立；如果该碰撞过程中没有机械能损失，则关系式______成立．
三、解答或论述题：本题共3小题，共28分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
17．（6分）如图所示，是地球半径，飞船沿半径为R的圆轨道绕地球运动，其运行周期为T．如果飞船沿椭圆轨道（图中虚线所示）运行，直至要下落返回地面，可在轨道的某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心O为焦点的椭圆轨道运动，椭圆轨道与地球表面相切于B点．求飞船由A点运动到B点的时间．
18．（8分）如图所示，一质量为2m且足够长的木板C静止在光滑的水平面上，质量均为m的物块A、B分别静止于木板C的左右两端．t＝0时刻，A、C分别以水平向右的初速度和开始运动，最终物块A、B都在木板C上相对于木板静止，且物块A、B未发生碰撞．已知两物块与木板间的动摩擦因数均为，重力加速度为g．求：
（1）最终木板C的速度大小v．
（2）两物块与木板摩擦产生的总热量Q．
19．（14分）如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑管道（管道横截面的半径略大于小球半径），管道中心到圆心距离为R，A点与圆心O等高，AD为水平面，B点在圆心O的正下方．质量为m的小球自A点正上方某高度处由静止释放，自由下落至A点时进入管道，当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的7倍．已知重力加速度为g．求：
（1）释放点距A点的竖直高度．
（2）小球在管道最高点时对管道的压力．
（3）落点C与A点的水平距离．
阿拉善盟2021-2022学年高一下学期期末考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1．A 所有外力做功的代数和为负值，物体的动能就减少，选项A正确；物体的动能保持不变，说明合力对物体所做的功为零，但合外力不一定为零，选项B错误；由功的公式知，合力不为零，但若，合力的功也为零，选项C错误；物体的速度变化，可能是大小不变，方向变化，故动能不一定变化，合外力不一定做功，选项D错误．
2．C 根据动量守恒定律，章鱼后退的速度大小，C项正确．
3．A 因为运动员在加速上升的过程中撑竿对运动员一直做正功，所以运动员的机械能一直增大，A项正确．
4．B 近地卫星绕地球飞行时，不一定在赤道的上空．同步卫星相对于地球静止，与地球自转的周期相同，一定在赤道的上空飞行，A错误；由可知，r越小，速度越大，周期越小，B正确、C错误：由于卫星的质量关系未知，故其所受万有引力大小关系未知，D错误．
5．A 加速度的方向指向轨迹的凹侧，依题意可知，AC轨迹是匀加速运动，AB轨迹是匀速运动，AD轨迹是匀减速运动，故船沿AC轨迹过河所用的时间最短，故B、D项错误，A项正确；船沿AD轨迹在垂直河岸方向的运动是减速运动，故船到达对岸的速度最小，C项错误．
6．C 根据万有引力公式和题意可知两实心球的重心间距，当代入计算解得．重心间距大，万有引力更小，C项正确．
7．D 由图像可知碰前甲的速度大小为、乙的速度大小为，则甲、乙两物体速度大小之比为2：3，A错误；由于两物体碰后均静止，说明两物体组成的系统总动量为零，即碰撞前两物体的动量大小相等、方向相反，即甲、乙两物体动量大小之比为1：1，B错误；又由可知碰前甲、乙两物体质量之比为3：2．C错误；由得两物体的动能之比为2：3，D正确．
8．D
9．B 如图所示，两个小球受力情况相似，由于，因此球A所受弹力和向心力均较大，C、D项错误；再根据向心力的公式，球A做圆周运动时r较大，所以球A的角速度较小，A项错误、B项正确．
10．A 将甲、乙二人和小船作为一个系统，由于系统的外力之和为零，则系统的动量守恒，且总动量始终为零，由于小船向右运动，则说明甲、乙二人的总动量向左，即乙的动量大于甲的动量，如果甲、乙二人的质量相等，由可知甲的速度一定小于乙的速度，A正确；如果甲、乙二人的动能相等，由可知甲的质量小于乙的质量，B错误；如果甲、乙二人的速度相等，由可知甲的质量小于乙的质量，C错误；如果甲、乙二人的速度相等，由以及整理得，所以甲的动能一定小于乙的动能，D错误．
11．D 小球运动到c点时受到重力和轨道对它的压力，由圆周运动知识可知，又，联立两式解得，在小球从a点运动到c点的过程中，由动能定理有，代入数据解得．只有选项D正确．
12．A 设碰后质量为M的小球的速度为，质量为m的小球的速度为，碰撞过程动量守恒，则，又由题意可知，碰撞过程能量遵循，由以上各式联立解得，A正确BCD错误．
13．ACD 汽车从静止开始匀加速启动，由公式及题意知，当力恒定时，随着速度的增大，功率P增大，当时，功率不再增大，此时牵引力F大于阻力f，速度继续增大，牵引力减小，此后汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当F＝f时，速度达到最大，加速度为零，汽车做匀速直线运动，A、C、D项正确．
14．BC 根据自由落体运动公式，取向上的方向为正，鸡蛋与地面相互作用后鸡蛋的速度变为0，所以鸡蛋与地面作用过程中动量变化为，A错误：鸡蛋与地面作用中鸡蛋受重力与地面的作用力，选取向上为正方向，则：，代入数据可得：，且方向竖直向上，则鸡蛋对地面的冲量方向竖直向下，BC正确；由冲量的定义：，代入数据可得：．D错误．
15．CD 当圆弧槽固定时，由机械能守恒定律可知，则，小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点；当圆弧槽自由滑动时，对于M、N组成的系统，水平方向动量守恒，小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时，系统动量为零，设小球M到达左侧最高点的速度为，则，由机械能守恒定律可知，小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点，故A错误；当圆弧槽固定时，小球M到最低点时的速度为。，则由机械能守恒定律得，解得；当圆弧槽自由滑动时，设小球M到达最低点时的速率为v，此时圆弧槽的速率为，根据动量守恒定律得，解得，根据机械能守恒定律得，解得、，两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为，B错误C正确；小球M和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球运动到左侧最高点时，圆弧槽向右运动的位移最大，设圆弧槽向右的最大位移为x，根据动量守恒定律得：，计算得出：，D正确，
16．（1）BC（2分） （2）（2分） （2分） （3）（3分） （3分）
解析：（1）（2）设滑块A滑到气垫导轨底端的速度为、滑块A反弹的速度大小为、碰后滑块B的速度大小为，如果滑块A与滑块B碰撞过程中的动量守恒，则应有；由机械能守恒定律解得、、；因此需要测量的物理量有BC；（3）若碰撞过程中系统的动量守恒，则将、、代入，整理得；如果碰撞过程中没有机械能的损失，则应有，将速度代入整理得．
17．解：设飞船的椭圆轨道的半长轴为a，由题图可知（1分）
设飞船沿椭圆轨道运行的周期为，由开普勒第三定律得（2分）
飞船从A点运动到B点的时间（1分）
解得（2分）
18．解：（1）对A、B、C组成的系统，根据动量守恒，有
（3分）
解得最终木板的速度大小（1分）
（2）整个过程中系统没有发生碰撞，系统减小的动能等于两物块与木板摩擦产生的热量Q
所以（4分）
19．解：（1）设小球到达B点的速度为，因为到达B点时管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的7倍，所以有（1分）
又由机械能守恒定律得（1分）
由此可解得．（1分）
（2）由动能定理有（2分）（用其它形式的式子正确表达求得v也对）
设小球在管道最高点时管道对小球的作用力大小为N，则由牛顿第二定律有（2分）
解得N＝mg，方向向下（1分）
所以由牛顿第三定律可得小球对管道的压力大小为mg，方向向上．（2分）
（3）由平抛运动规律得（1分）
（1分）
解得落点C与A点的水平距离x＝R．（2分）