吉林省普通高中友好学校联合体2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

吉林省普通高中友好学校联合体2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题
本试卷共6页，考试时间90分钟，满分100分。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑字迹的签字笔书写，字迹工整，笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题（每题4分，共48分。其中1-8题为单选题，9-12为多选题）
1．关于运动的合成，下列说法中正确的是
A．合速度的大小一定比每一个分速度的大小都大
B．合运动的时间等于所有分运动时间之和
C．两个直线运动的合运动一定是直线运动
D．两个匀变速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动
2．如图所示，用线悬挂的圆环链由直径为5cm的圆环连接而成，枪管水平放置，枪管跟环5在同一水平面上，且两者相距100m，子弹初速度为1000m/s。若在开枪的同时烧断悬线，子弹应穿过第几个环
A．5 B．4 C．3 D．2
3．如图所示，长度为的轻质细杆OA，A端有一质量为m=1kg的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，已知小球过最高点时的速率为1m/s，取g=10m/s2，则此时小球受到杆
A．8N向下的拉力 B．8N向上的支持力
C．12N向下的拉力 D．12N向上的支持力
4．2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由此前美国卫星拍摄地球的静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图，如图所示。“风云四号”是一颗地球同步卫星，关于“风云四号”，说法正确的是
A．为了北京冬奥会通信畅通，可以把该卫星定位在北京正上空
B．发射速度应大于第二宇宙速度
C．运行速度小于天宫二号轨道舱（距地高度约400km）的运行速度
D．加速度大于天宫二号轨道舱（距地高度约400km）的加速度
5．“歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。在某次起飞中，质量为m的“歼-20”以恒定的功率P起动，其起飞过程的速度随时间变化图像如图所示，经时间飞机的速度达到最大值为时，刚好起飞。关于起飞过程，下列说法正确的是
A．飞机所受合力不变，速度增加越来越慢
B．飞机所受合力增大，速度增加越来越快
C．该过程克服阻力所做的功为
D．平均速度
6．如图甲所示，水平桌面上一个物块在与桌面平行的外力牵引下做直线运动，其v-t图像如图乙所示，已知物块质量为2kg，物块与地面间动摩擦因数为0.3，重力加速度g大小取10m/s2，以下判断正确的是
A．物体在1~3s内摩擦生热36J
B．物体在0~1s内水平力F大小为14N
C．物体在0~1s内和3~5s内的合外力冲量大小之比为1：2
D．0~5s内水平力F对物体做的功大于摩擦力对物体做的功
7．如图所示，甲、乙两小球质量相同且均可视为质点，小球甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，小球乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是
A．两小球由静止到运动到底端的过程中重力做功不相同
B．两小球到达底端时动能相同
C．两小球到达底端时的速度相同
D．两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率大于乙小球重力做功的瞬时功率
8．如图所示，竖立在水平面上的一根轻弹簧下端固定，其正上方A位置有一小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小为零。不计空气阻力，小球下落阶段，下列说法中错误的是
A．在B位置时小球动能最大
B．从C位置到D位置小球处于超重状态
C．从A位置到C位置，小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量
D．从A位置到D位置，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
9．如图所示为甩干桶简易模型。若该模型的半径为，以角速度做匀速圆周运动，质量为10g的小物体随桶壁一起转动，下列说法正确的是
A．甩干桶壁上某点的线速度大小为8m/s
B．甩干桶壁上某点的线速度大小为6.25m/s
C．小物体对桶壁的压力为4N
D．小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力
10．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为。则可知
A．做圆周运动的角速度之比为3：2
B．做圆周运动的向心力之比为1：1
C．做圆周运动的半径之比为3：2
D．做圆周运动的线速度之比为2：3
11．如图所示，质量的木板静止于光滑的水平面上，质量的物块（可视为质点）以的水平速度从左端冲上木板。已知物块最终没有离开木板，取重力加速度，则
A．物块相对木板静止时的速度
B．物块与木板间的动摩擦因数
C．木板的长度至少为2m
D．在物块与木板发生相对滑动的过程中，物块与木板组成的系统产生的热量为3J
12．如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°的固定斜面减速上滑，加速度的大小为7m/s2，重力加速度g取10m/s2，上滑2m时速度仍沿斜面向上。在此过程中
A．物体的机械能保持不变 B．物体的重力势能增加40J
C．物体的动能减少28J D．系统的内能增加8J
二、实验题
13．某物理兴趣小组猜想向心力大小与小球质量、半径及角速度有关．现做如下实验，用细线穿过光滑笔杆中，一端拴住小球，另一端用一只手牵住，另一只手抓住笔杆并用力转动，使小球做圆周运动，可近似认为细线拉力提供了小球所器的向心力，实验过程如下：
（1）在保证小球质量和角速度不变的条件下，通过改变小球做圆周运动的_____，感受向心力的大小；
（2）换用不同质量的小球，在保证_____和半径不变的条件下，感受向心力的大小；
（3）在小球质量为m和运动半径为R不变的条件下，小球做圆周运动所在平面距水平地面的高度为H，当角速度增加到某值时，细线突然断掉，小球做平抛运动，测得小球落地点到转轴的水平距离为x，当地重力加速度为g，则细线恰好断裂时，小球的速度大小是_____，细线所能承受的最大拉力是_____（用题中字母符号表示）。
14．用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
（1）关于本实验﹐下列说法正确的是______（填字母代号）。
A．应选择质量大、体积小的重物进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C．先释放纸带，后接通电源
（2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量______，动能变化量_______。（用已知字母表示）
（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式_______时，可验证机械能守恒。
四、解答题
15．如图所示，两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上。A的质量为m，现给滑块A向右的初速度，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以的速度向右运动。求：
（1）B的质量；
（2）碰撞过程中A对B的冲量的大小。
16．某人站在一平台上，用长的轻细线拴一个质量为的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手，经1.0s小球落地，落地点B与A点的水平距离，不计空气阻力，.求：
（1）A点距地面高度；
（2）小球离开最高点时的线速度；
（3）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
17．利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角，倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与传送带间的动摩擦因数。传送带顺时针匀速转动的速度，两轮轴心相距，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到传送带上的B点时速度，A、B间的距离。工件可视为质点，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.6。求∶
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）工件第一次沿传送带上滑至最高点的时间。
（3）第一次从B点上滑至最高点的过程中因摩擦产生的热能。
吉林省普通高中友好学校联合体2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题答案
1．D
【详解】
A.根据平行四边形定则，合速度的大小可能比分速度大、可能比分速度小、还可能大小相等，故A错误；
B．合运动和分运动具有等时性，故B错误；
C．两个直线运动的合运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，比如平抛运动就是曲线运动，故C错误；
D．两个匀变速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
子弹射出枪口后做平抛运动，平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，刚开始枪口与第5个环心处在同一水平线面上，若在开枪的同时烧断悬线，子弹与第五环在竖直方向上的运动情况相同，所以子弹能穿过第五环。A正确，BCD错误。
故选A。
3．B
【详解】
对最高点有重力和杆的合力提供向心力，现假设杆给球的力沿杆向上，则有
解得
结果为正值，说明假设方向正确。
故选B。
4．C
【详解】
A．地球同步轨道卫星必须位于赤道平面，A错误；
B．发射速度应大于第一宇宙速度，B错误；
C．由万有引力公式可知，轨道半径越大，运行速度越小，故“风云四号”的运行速度小于天宫二号轨道舱的运行速度，C正确；
D．由万有引力公式可知，轨道半径越大，加速度越小，故“风云四号”的运行速度小于天宫二号轨道舱的加速度，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
AB．根据图像可知，图像的斜率为加速度，所以起飞中，斜率越来越小，加速度越来越小，速度增加越来越慢，根据牛顿第二定律
加速度减小，合外力减小，故AB错误；
C．根据动能定理可知
解得
故C正确；
D．因为不是匀变速运动，所以平均速度不等于，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．由乙图可知物体在1~3s内走过的位移即v—t图像的图线与坐标轴围成的面积，有
则物体在1~3s内摩擦生热
A错误；
B．物体在0~1s内加速度大小为
根据牛顿第二定律有
解得
B正确；
C．根据动量定理在0~1s内有
在3~5s内有
（负号表示反方向）
则物体在0~1s内和3~5s内的合外力冲量大小之比为1：1，C错误；
D．在0~5s内根据动能定理有
则可知
D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由
由于质量m相同，则重力做功相同，故A错误；
B．两个小球向下运动的过程中只有重力做功，根据动能定理得
两小球质量相等，则到达底端时动能相同，故B正确；
C．两个小球向下运动的过程中只有重力做功，根据动能定理得
解得
可知两物块达到底端时的速度大小相等，但是速度的方向不同，所以速度不同，故C错误；D．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，而乙球重力做功的瞬时功率不为零，则甲球重力做功的瞬时功率小于乙球重力做功的瞬时功率，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】
A．在C位置小球所受弹力大小等于重力，合力等于零，加速度等于零，此时速度达到最大值，所以在C位置小球动能最大，选项A错误；
B．从 位置到 位置小球所受弹力大小大于重力，加速度向上，小球处于超重状态，选项B正确；
C．从A→C位置小球减少的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，所以小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量，选项C正确；
D．由于小球在D点的速度为零，由能量的转化与守恒可知，从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，选项D正确。
本题选错误的，故选A。
9．AC
【详解】
AB．甩干桶壁上某点的线速度大小为
故A正确；B错误；
C．桶壁对小物体的弹力提供向心力为
根据牛顿第三定律可知，小物体对桶壁的压力为4N，故C正确；
D．小物体受到重力、弹力、摩擦力作用，其合力等于向心力，故D错误。
故选AC。
10．BD
【详解】
A.根据题意得：双星系统具有相同的角速度，A错误
B.根据万有引力提供向心力得：，需要向心力大小相等，B正确
C.根据，且：，联立解得：，C错误
D.线速度角速度关系：，所以，D正确
11．AD
【详解】
A．在物块与木板发生相对滑动的过程中，物块与木板组成的系统动量守恒，设物块相对木板静止时的速度为 ，有
解得
选项A正确。
D．在物块与木板发生相对滑动的过程中，物块与木板组成的系统产生的热量
选项D正确。
BC．无法求出物块与木板间的动摩擦因数及木板的最短长度，选项B、C均错误。
故选AD。
12．CD
【详解】
A．若斜面光滑，根据牛顿第二定律可得，物体的加速度应为
但题中物体加速度大小为，说明物体受到摩擦力作用，物体上滑过程中，存在摩擦力做功，物体机械能不守恒，故A错误；
B．物体重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，则物体的重力势能增加量为
故B错误；
C．物体上滑，合力做负功，动能减小，根据动能定理可得
故C正确；
D．根据能量守恒可知，物体损失的机械能转化为系统增加的内能，则
故D正确。
故选CD。
13．半径 角速度
【详解】
（1）[1]研究向心力大小的影响因素需要用到控制变量法，在保证小球质量和角速度不变的条件下，通过改变小球做圆周运动的半径，感受向心力的大小．
（2）[2]换用不同质量的小球，在保证角速度和半径不变的条件下，感受向心力的大小．
（3）[3]小球在细线断裂后做平抛运动，根据平抛运动的规律可知，竖直方向上
水平方向上
小球落地点到转轴的水平距离为x，根据几何关系可知
联立解得：
[4]根据向心力公式可知，细线所能承受的最大拉力
14．AB
【详解】
（1）[1]A．重物体积小，所受空气阻力小，质量越大，空气阻力引起的相对误差就越小，所以应选择质量大，体积小的重物进行实验，故A正确；
B．为减小纸带与限位孔间的摩擦，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，故B正确；
C．由实验步骤可知，应先接通电源，当打点计时器工作稳定后，再释放纸带，故C错误。故选AB。
（2）由重力做功与重力势能的关系可知，从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量
由平均速度解得打B点时重物的瞬时速度
该过程的动能增量为
所以
（3）在最低点，由牛第二定律可得
解得此时球的动能为
球由静止释放到达最低点过程中，若满足机械能守恒，则有
联立解得
解得
15．（1）；（2）
【详解】
①根据动量守恒定律可得
2分
解得
2分
②根据动量定理可得
4分
16.（1）5m；（2）5m/s；（3）24N
【详解】
（1）小球从A点飞出去后做平抛运动，A点离地面的高度为
4分
（2）由得，小球离开最高点时的速度为
4分
（3）对小球受力分析，根据牛顿第二定律得
2分
代入数据可得
2分
17．（1）38 J；（2）1.5 ；（3）6J
【详解】
（1）滑块从A到B过程，弹簧的弹性势能的减小等于滑块机械能的增加，根据机械能守恒定律，弹簧的最大弹性势能为
1分
代入数据解得
1分
（2）工件沿传送轨道减速向上滑动的过程中有
1分
代入数据解得
1分
从B点运动到与传送带共速需要的时间为
1分
工件滑行的位移大小为
1分
因为，所以工件将沿传送带继续减速上滑。有
1分
代入数据解得
1分
假设工件速度减为零时，工件未从传送带上滑落，则有
1分
工件滑行的位移大小为
1分
故假设成立，工件沿传送带上滑的时间为
1分
（3）第一阶段皮带的位移为
1分
物体与皮带的相对位移为
1分
第二阶段皮带的位移为
1分
物体与皮带的相对位移为
1分
故工件在皮带上滑动的全过程中所产生的热能为