西安市莲湖区2021-2022学年高一下学期期末质量检测
物理试题
注意事项:
1.本试卷共6页,总分100分,答题时间90分钟;
2.答卷前,考生须准确填写自己的姓名、准考证号,并认真核准条形码上的姓名、准考证号:
3.第I卷选择题必须使用2B铅笔填涂,第Ⅱ卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写,涂写要工整、清晰;
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理:试题卷不回收.
第I卷(选择题 共52分)
一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,计52分.在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求:第10~13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,有选错或不选的得0分)
1.在珠海航展上,歼击机进行了空中表演,其轨迹是曲线,如图所示.歼击机在运动过程中,下列说法正确的是
A.歼击机的速度可能不变
B.歼击机所受合力大小一定不变
C.歼击机所受合力方向与它的速度方向可能在一条直线上
D.歼击机在曲线运动过程中所受合力一定指向曲线凹侧
2.如图所示,光滑的斜劈放在水平面上,斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球,整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动.以下说法中正确的是
A.挡板对球的弹力不做功 B.挡板对球的弹力做负功
C.斜面对球的弹力不做功 D.斜面对球的弹力做负功
3.下列说法中正确的是
A.汽车转弯时要减速是为了避免做近心运动
B.卡文迪许测量出万有引力常量,并提出万有引力定律
C.能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
D.经典物理学建立在实验的基础上,它的结论又受到无数次实验的检验,因此在任何情况下都适用
4.如图所示,质量m=10kg的物体在F=100N斜向下的推力作用下,沿水平面以v=1m/s的速度匀速前进x=1m,已知F与水平方向的夹角θ=30°,重力加速度g=10m/s2.以下说法中正确的是
A.物体与水平面间的动摩擦因数为 B.推力F做的功为100J
C.推力F的平均功率为50W D.摩擦力对物体做功为50J
5.2022年3月5日,我国成功将银河航天02批卫星(6颗)发射升空,6颗卫星是我国自主研发的低轨宽带通信卫星.已知地球同步卫星轨道半径为低轨宽带通信卫星轨道半径的6倍,则该低轨宽带通信卫星绕地球一圈需要的时间为
A.h B.h C.4h D.2h
6.如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,若车行进时轮与路面没有滑动.下列说法正确的是
A.A点和B点的线速度大小之比为1:2 B.前轮和后轮的角速度之比为2:1
C.两轮转动的周期相等 D.A点和B点的向心加速度相等
7.如图所示,同一物体m分别放在A、B两个位置,A在二楼天花板下方,B在一楼地面上.以二楼地面为参考平面,下列说法正确的是
A.物体m在B位置的重力势能大于0
B.选不同的参考平面,物体m在A位置的重力势能都相同
C.将物体m从B移到A的过程中,重力做负功,重力势能减小
D.选不同的参考平面,物体m从A移到B的过程中,重力势能的变化量都相同
8.如图所示,将质量为m的小球从倾角θ=30°的光滑斜面上A点以速度v0=10m/s水平抛出(即v0∥CD),小球运动到B点,已知AB间的高度h=5m,重力加速度g=10m/s2,则小球从A点运动到B点所用的时间和到达B点时的速度大小分别为
A.1s 10m/s B.1s 20m/s C.2s 10m/s D.2s 20m/s
9.如图所示,人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h时,速度为v.在此过程中
A.重力对物体做的功为mgh B.物体所受的合力做功等于mgh+
C.人的拉力做功等于mgh+ D.人的拉力做功大于mgh+
10.我国航天事业的快速发展,充分体现了民族智慧、经济实力、综合国力,也大大促进了我国生产力的发展.下列关于我国航天器的发射速度、绕行速度的说法正确的是
A.火星探测器“天问一号”的发射速度大于第三宇宙速度
B.探月工程中“嫦娥五号”的发射速度大于第二宇宙速度
C.北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的绕行速度小于第一宇宙速度
D.中国空间站中“天和核心舱”的发射速度大于第一宇宙速度
11.如图所示,轻杆长3L,在杆两端分别固定质量均为m的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球A运动到最高点时,球A的速率为,忽略空气阻力.重力加速度为g,则球A在最高点时
A.杆对球A提供的是拉力 B.球B的速度大小为
C.水平转轴对杆的作用力为0.75mg D.水平转轴对杆的作用力为2.25mg
12.如图,射击训练场内,飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出,落在相距100m的B点,最高点距地面20m,忽略空气阻力,重力加速度取10m/s2.下列说法正确的是
A.飞靶从A到B的飞行时间为2s B.飞靶在最高点的速度大小为25m/s
C.抬高仰角θ,飞靶的飞行时间增大 D.抬高仰角θ,飞靶的飞行距离增大
13.如图甲,在蹦极者身上装好传感器,可测量他在不同时刻下落的高度及速度.蹦极者从蹦极台自由下落,利用传感器与计算机结合得到图乙所示的速度(v)-位移(l)图象.蹦极者及所携带设备的总质量为60kg,不计空气阻力,重力加速度g取10/s2.下列表述正确的是
A.整个下落过程中,蹦极者及携带设备与弹性绳组成的系统机械能守恒
B.从弹性绳刚伸直开始,蹦极者做减速运动
C.蹦极者动能最大时,弹性绳的拉力大于蹦极者及设备的总重力
D.弹性绳的弹性势能最大值为15600J
第Ⅱ卷(非选择题 共48分)
二、实验探究题(本大题共2小题,计16分)
14.(6分)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图,g取10m/s2.
(1)实验前应对实验装置进行调节,直到斜槽末端切线___________,为了每次平抛都具有相同的初速度,需让小球每次都从同一位置由静止滚下.
(2)图乙是正确实验取得的数据,其中0为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s.
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球在B点的竖直分速度为___________m/s.
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体___________.(填序号)
A.在水平方向上做匀速直线运动
B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
15.(10分)如图1所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置.
(1)实验中得到的一条清晰纸带如图2,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的距离分别为hA、hB、hC,重物质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的频率为f,从打下O点到打下B点的过程中,重物重力势能的减少量△Ep=___________,动能的增加量△Ek=___________.(均用已知物理量符号表示)
(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到的阻力较大,这样会导致
实验结果___________mgh(选填“<”“=”或“>”).
(3)在实验过程中,下列实验操作和数据处理错误的是___________.(填序号)
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重物
C.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量
D.利用公式计算打点计时器打下某点时重物的瞬时速度(h为某点到O点的距离)
(4)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到初速度为零的起始点的距离,并计算出打相应计数点时重物的速度v,通过描绘v2-h去研究机械能是否守恒.若实验中重物所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图象是下图中的___________.(填序号)
A. B.
C. D.
三、计算题(本大题共3小题,计32分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
16.(7分)木卫二是一个温和的世界,其表面被冰层覆盖,底层是一片海洋.科学家认为,地球海洋孕育了生命,而与地球有类似环境的木卫二,也有可能孕育生命.科学家向木卫二发射探测器寻找地外生命,已知木卫二的半径为R,距木卫二高度为h的探测器绕行周期为T,万有引力常量为G.求:(不计其他星球对探测器的影响)
(1)木卫二的质量M和密度ρ;
(2)木卫二的第一宇宙速度v1.
17.(10分)新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题.一辆质量m=180kg的小型电动汽车在水平公路上由静止启动且沿直线前行,该小型电动汽车运动的速度与时间的关系如图甲所示,小型电动汽车所受牵引力的功率与时间的关系如图乙所示,设小型电动汽车在运动过程中所受阻力不变,在0~8s内小型电动汽车匀加速运动,在18s末汽车的速度恰好达到最大,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小型电动汽车在运动过程中所受阻力f大小;
(2)小型电动汽车在匀加速运动过程中所受牵引力F的大小
(3)小型电动汽车在0~18s内运动过程中的位移x大小.
18.(15分)如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与光滑水平地面相切于圆环的端点A.一小球从A点右侧冲上竖直半圆环,沿轨道运动到B点飞出,已知小球在B点时对轨道的压力为mg,最后落在水平地面的C点(图中未画出).求:
(1)小球实现上述运动过程时,小球出发时速度为多大?
(2)小球落回地面时,AC间的水平距离为多少?
(3)以A为起点的水平面上铺一段长为2R的粗糙轨道,已知新铺轨道动摩擦因数为,现将小球距离A点右侧为4R的P点以多大速度水平抛出,小球沿圆轨道运动并且不会脱离轨道.
西安市莲湖区2021-2022学年高一下学期期末质量检测
物理试题参考答案及评分标准
一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,计52分)
1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.B 7.D 8.C 9.D 10.CD 11.BD 12.BC 13.AD
二、实验探究题(本大题共2小题,计16分)
14.(6分)(1)水平(1分)
(2)1.6(2分)
(3)2(2分)
(4)B(1分)
15.(10分,每空2分)(1)
(2)< (3)D (4)C
三、计算题(本大题共3小题,计32分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
16.(7分)解:(1)万有引力提供探测器做圆周运动的向心力,设探测器的质量为m,有
…………(2分)
解得…(1分)
又…(1分)
解得…(1分)
(2)对在木卫二表面附近做匀速圆周运动的质量为m的物体,万有引力提供向心力,有
…(1分)
解得…(1分)
17.(10分)解:(1)当牵引力等于阻力时,速度达到最大值
根据功率公式可得,汽车受到的阻力…(2分)
(2)根据甲图可知,0~8s内的加速度:(1分)
根据牛顿第二定律有:F-f=m0…(1分)
联立解得:F=900N…(1分)
(3)根据甲图可知,0~8s内的位移:…(1分)
8-18s内,根据动能定理有:(2分)
解得:x2=95.5m…(1分)
0一18s内的位移大小:x=x1+x2=127.5m…(1分)
(其他解法正确也可得分)
18.(15分)解:(1)设小球出发时速度为v0,对小球在最高点受力分析,由牛顿第二定律可知:
……(1分)
由牛顿第三定律可知:FN=FN′=mg…(1分)
对小球从出发到B点的过程,由动能定理可知:
…(1分)
联立解得:,…(1分)
(2)小球离开B后做平抛运动,设小球由B到C运动时间为t
竖直方向有:(1分)
水平方向有:(1分)
联立解得…(1分)
(3)要使小球不脱离轨道,有两种临界情况:
①小球刚好通过最高点B,设最高点速度为v1,在最高点有:
……(1分)
从P点到B点由动能定理可知:
…(1分)
联立解得…………(1分)
②如果小球沿轨道刚好到达与圆心等高处速度为0,小球的运动也可以不脱离轨道,对小球由P点到与圆心等高处,由动能定理得:
…(1分)
解得……(1分)
小球要能滑上轨道,应该满足:…(1分)
解得……(1分)
要使小球能沿轨道运动且不脱离轨道,小球在P点速度必须满足:或…(1分)