沙湾县2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试卷（满分100分，时间100分钟）
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共计8小题,每题只有一个最佳选项，每题3分，共24分）
1.如图所示，用同样的力F拉同一物体，在甲（光滑水平面）、乙（粗糙水平面）、丙（光滑斜面）、丁（粗糙斜面）上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是( )
A.甲中做功最少 B.丁中做功最多 C.做功一样多 D.无法比较
2.下列实例中，机械能守恒的是( )
A.电梯加速上升的过程 B.雨滴在空中匀速下落的过程
C.物体以一定初速度竖直下抛的过程 D.跳伞运动员在空中减速下落的过程
3.篮球是中学生喜欢的运动，投篮时篮球以一定速度斜向上抛出，在空中划过优美的抛物线如图所示，B点是抛物线的最高点，不计空气阻力，则篮球( )
A.做匀变速曲线运动 B.在B点速度为零
C.在B点重力的功率不为零 D.从A到C的运动过程中重力先做正功后做负功
4.如图所示，内壁光滑的固定圆锥筒轴线竖直，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁做匀速圆周运动，则( )
A.A球受到的弹力大于B球受到的弹力
B.A球的向心力等于B球的向心力
C.A球的转速等于B球的转速 D.A球的向心加速度大于B球的向心加速度
5.如图甲所示，质量为M的人站在体重计上，手持轻绳一端，另一端系着质量为m的小球。小球在竖直平面内做半径为L的圆周运动，用频闪相机拍出小球运动的轨迹如图乙所示，则( )
A.小球做匀速圆周运动
B.小球运动到最高点的速度为零
C.小球运动到最低点时体重计的示数为
D.若小球运动到最高点速度为时，体重计的示数为M
6.弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图所示，橡皮筋两端点固定在把手上，橡皮筋处于时恰好为原长状态，在C处（连线的中垂线上）放一个固体弹丸，一手执把手，另一手将弹丸沿中垂线方向拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，已知E是中点，则( )
A.从D到E过程橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程
B.从D到C过程中，橡皮筋的弹性势能先增大后减小
C.从D到C过程中，弹丸的动能一直在增大
D.从D到C过程中，弹丸的机械能守恒
7.如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是( )
A.该电场是匀强电场
B.正电荷在两点受力方向相同
C.b点的电场强度比a点的大
D.a点的电场强度比b点的大
8.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半球面上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有两点，。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题（共计4题,全对得3分，不全对得2分，选错得0分，共12分）
9.开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。其中火星、地球绕太阳运行的轨迹如图所示，则( )
A.火星绕太阳运行的速率不变
B.火星绕太阳运行一周的时间比地球长
C.地球绕太阳的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上
D.在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
10.2019年“山东舰”正式服役，标志着我国进入双航母时代。如图质量为m的“山东舰”正在直线航行，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f。某时刻速度为、加速度为，经过时间t达到最大速度、通过的位移为S。则( )
A. B. C. D.
11.如图所示，水平传送带以5 m/s的速率顺时针运转，间距为4 m，质量为1 kg物块（可视为质点）轻放在传送带的A端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取。则物块从A到B的过程中( )
A.物块做匀加速直线运动 B.摩擦产生的热量为12.5 J
C.传送带对物块做功为20 J D.传送带克服摩擦力做功为25 J
12.如图所示，把质量相同的两小球在离地面同一高度处，以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.两小球落地时速度相同
B.两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C.从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
D.从开始运动至落地，重力对A小球做功的平均功率大于重力对B小球做功的平均功率
三、实验题（共计2小题,13题6分，14题6分，共12分）
13.某同学在“研究平抛运动”的实验中。
（1）为减小空气阻力对小球的影响，应选择_______。
A.实心小铁球 B.实心小木球
（2）实验时，每次须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球______。
A.在空中运动的时间相等 B.离开轨道时水平速度相等
（3）实验通过描点法画出平抛小球的运动轨迹，在印有小方格的纸上记录了竖直向下的y轴方向和水平向右的x轴方向以及小球运动轨迹上的三个点，如图所示。已知小方格的边长，则小球平抛运动的初速度为______ m/s。（重力加速度g取）
（4）该同学用图所示的装置来测量当地重力加速度，光电门传感器可测得小球的水平初速度，底板上的标尺可测得水平位移x。保持水平槽口距底板高度h不变，改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，小球以不同的速度冲出水平槽口。以为横坐标，以x为纵坐标，作出的图象是一条斜率为k的直线，则当地重力加速度为_________。（用表示）
14.在用落体法验证“机械能守恒定律”的实验时，某实验小组按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到各点的距离，并记录在图中。已知重锤质量为，交流电的频率为50Hz，当地的重力加速度。
（1）甲同学用重锤在段的运动来验证机械能守恒，他用求平均速度方法求出B点对应的瞬时速度_____m/s，求得该过程中重锤的动能增加量________J，重力势能的减少量________J（计算结果均保留2位有效数字）；
（2）乙同学根据同一条纸带，也用重锤在段的运动来验证机械能守恒，他根据段打点的次数计算出段的运动时间t，用计算B点的瞬时速度，求得动能的增加量，再比较和；
（3）上述两种处理方法，你认为正确的是________同学所采用的方法（选填“甲”或“乙”）。
四、计算题（共计5小题,共52分）
15（6分）.如图所示，质量的物体静止于粗糙水平面上，与水平面间的动摩擦因数，在水平拉力作用下开始向右运动5 m。重力加速度g取，不计空气阻力。在此过程中求：
（1）拉力做的功W；
（2）物体的末速度v。
16（8分）.如图所示，一质量为，带电量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成37°角.小球在运动过程中电量保持不变，重力加速度g取.
(1)求电场强度E.
(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s时小球的速度大小v及方向.(，)
17（12分）.如图甲所示，光滑水平面与倾角为的粗糙斜面平滑交于B点，轻弹簧左端固定于竖直墙面，质量的滑块将弹簧压缩至D点，由静止释放，滑块脱离弹簧后的速率-时间图象如图乙所示。重力加速度g取，，。求：
（1）释放滑块前弹簧的弹性势能；
（2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ；
（3）滑块回斜面底端时重力的瞬时功率P。
18（13分）.如图所示，斜面下端与光滑的圆弧轨道相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角，与圆心O等高，圆弧轨道半径，斜面长，部分光滑，部分粗糙。现有一个质量的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面部分之间的动摩擦因数，忽略空气阻力。求:
（1）物块第一次通过C点时的速度大小；
（2）物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小；
（3）物块最终停在轨道的区域还是区域？所停位置距离C点有多远？
19（13分）.如图所示，长为L的不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系着质量为m的小球，竖直线段长度也为为的中点。将小球拉至与O点等高的A点，由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求小球经过B点的速度；
（2）若钉子固定在上的某点C，不计轻绳与钉碰撞时的机械能损失，小球恰好能绕C点做圆周运动，求B到C的距离r；
（3）若轻绳的承受拉力较小，将钉子固定在D点，水平且与的夹角。小球从圆弧上某位置静止释放，运动到最低点时，轻绳刚好达到最大拉力而断开，之后小球经过B点，求轻绳能承受的最大拉力。参考答案
1.答案：C
解析：四种情况拉力相同，位移相同，拉力与位移同向，所以做功一样多。故C正确，A、B、D错误。
故选C。
2.答案：C
解析：A.电梯加速上升的过程，动能增加，重力势能增加，故机械能不守恒，故A错误；
B.雨滴在空中匀速下落的过程，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故B错误；
C.体以一定初速度竖直下抛的过程，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；
D.跳伞运动员在空中减速下落的过程中，动能和重力势能均减小，机械能不守恒，故D错误。
故选C。
3.答案：A
解析：A.篮球以一定速度斜向上抛出，在空中只受重力，加速度为重力加速度g，所以篮球做匀变速曲线运动，故A正确；
B.篮球的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动，篮球在水平方向上一直有速度，到达最高点B点时，只是竖直方向上的分速度为零，故篮球在最高点B时具有水平方向上的速度，故B错误；
C.篮球在B点，竖直方向上的分速度为零，所以篮球在B点的速度为水平方向，根据重力的瞬时功率公式，有
故C错误；
D.从A到C的运动过程中重力先做负功后做正功，故D错误。
故选A。
4.答案：B
解析：AB.由题意可知，两球做圆周运动时，均受重力、圆锥筒的弹力两个力作用，如图所示，
两球在竖直方向的合力为零，弹力与重力的合力提供向心力，设两球的质量为m，圆锥筒的顶角为α，在竖直方向由平衡条件可得两球所受圆锥筒的弹力大小均为
可知两球所受弹力大小相等，两球做圆周运动的向心力大小均为
则可知两球做圆周运动的向心力大小相等，故A错误，B正确；
C.由图可知A球的轨道半径大于B球的轨道半径，两球做圆周运动的向心力大小相等，由可知，A球的转速小于B球的转速，故C错误；
D.两球的质量与做圆周运动的向心力大小相等，由可知，两球的向心加速度大小相等，故D错误。
故选B。
5.答案：B
解析：
6.答案：A
解析：A.从D到E过程橡皮筋的弹力比从E到C过程大，况且两边橡皮筋的夹角也较小，则合力较大，则从D到E橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程，选项A正确；
B.从D到C过程中，橡皮筋的形变量一直减小，则弹性势能一直减小，选项B错误；
C.从D到C过程中，当橡皮筋对弹丸的弹力等于重力时弹丸的速度最大，则此过程中弹丸的动能先增大后减小，选项C错误；
D.从D到C过程中，橡皮筋的弹力对弹丸做功，则弹丸的机械能不守恒，选项D错误。
故选A。
7.答案：D
解析：A.匀强电场的电场线是平行等间距的，该电场不是匀强电场，A错误；
B.正电荷在两点受力方向都沿着切线的，电场力的方向不相同，B错误；
CD.电场线越密，电场强度越大，a点的电场强度比b点的大，C错误，D正确。
故选D。
8.答案：A
解析：左半球面上的正电荷产生的电场可等效为带电荷量为的整个球面产生的电场和带电荷量为的右半球面产生的电场的合电场，则为带电荷量为的右半球面在M点产生的场强大小。带电荷量为的右半球面在M点的场强大小与带电荷量为的左半球面在N点的场强大小相等，则，A正确。
9.答案：BC
解析：A.根据开普勒第二定律可知，火星绕太阳运行时在离太阳的近点速度较大，在离太阳的远点速度较小，即火星的速率不断变化，选项A错误；
B.根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运动的半长轴比地球绕太阳运动的半长轴大，则火星绕太阳运行一周的时间比地球长，选项B正确；
C.根据开普勒第一定律可知，地球绕太阳的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，选项C正确；
D.因火星和地球绕不同的轨道绕太阳运动，则在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积不相等，选项D错误。
故选BC。
10.答案：A
解析：解：A、发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，行驶的最大速度为，则此时牵引力与阻力等大反向，即，所以有：，故A正确；
B、航母在额定功率下运动，做的是变加速运动，故通过的位移不是，此公式只适用于匀变速直线运动，故B错误；
C、发动机的输出功率恒为P，则以速度运动时，牵引力为，此时根据牛顿第三定律 可知，解得，故C正确；
D、在此运动过程中，受到牵引力和阻力，根据动能定理可知，故D正确。
故选：ACD。
11.答案：BD
解析：A.小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为
物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为
匀加速直线运动的位移为
然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动，故A错误；
B.物块匀加速运动过程，传送带的位移为
物块相对于传送带运动的位移大小为
则摩擦产生的热量为
故B正确；
C.小物块运动到皮带右端时速度为，根据动能定理得传送带对小物块做功
故C错误；
D.传送带克服摩擦力做功等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和即为
故D正确。
故选BD。
12.答案：CD
解析：A、A球落地时，速度方向斜向下，B球落地时，速度方向竖直向下，与地面垂直，所以两球落地时速度方向不同，故两小球落地时速度不相同，故A错误；
B、根据机械能守恒定律可知，两小球落地时速度大小相等，设两小球落地时速度大小为v
,A球落地时速度方向与水平方向成θ角，所以A球落地时重力的瞬时功率为：，B球落地时与水平方向垂直，所以B球落地时重力的瞬时功率为：，所以两小球落地时，A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率，故B错误；
C、由重力做功的特点可知，重力的功为，由于两球下落的高度相同，两球的质量相同，所以重力吋两球做的功相同，故C正确；
D、从开始运动至落地，由于A球在竖直方向上做自由落体运动，B球做竖直上抛运动，所以A球运动时间小于B球运动时间，重力的做的功相同，根据平均功率公式可知，所以重力对A小球做功的平均功率大于重力对B小球做功的平均功率，故D正确。
故选：CD。
13.答案：（1）A
（2）B
（3）1.96
（4）
解析：（1）为减小空气阻力对小球的影响，应选择实心小铁球，故选A；
（2）实验时，每次须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球离开轨道时水平速度相等，故选B；
（3）根据解得
初速度
（4）由题意可知
由题意可知
解得
14.答案：（1）1.5（1.4~1.6）;0.22（0.21~0.24）;0.24（0.23~0.25）
（3）甲
解析：（1）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小：则有：
该过程中重锤的动能增加量为：
重力势能減小量为：
（3）乙同学方法：用计算B点的瞬时速度，那么v是按照自由落体计算的，求得动能的增加量与重力势能减少量一定相等，失去了验证机械能守恒的意义，实际运动不是自由落体运动，有阻力，因此动能的增加量小于势能的減小量，这样验证的系统误差总是使。
那么上述两种处理方法中，合理的是甲同学。
15.答案：（1）50J
（2）5m/s
解析：解：（1）
（2）
16.答案：(1)(2)12.5 m/s，方向与竖直方向成37°角，斜向左下
解析：(1)由平衡条件得小球所受电场力，所以小球所在处的电场强度：.
(2)细线剪断后，小球的合力
根据牛顿第二定律，小球的加速度：
.
所以1 s时小球的速度大小，速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向成37°角，斜向左下.
17.答案：（1）64J
（2）0.25
（3）
解析：解：（1）
（2）解法（一）：
滑块上滑：
解法（二）：1s-2s内有：
由牛顿第二定律：
（3）解法（一）：滑块下滑：
解法（二）：滑块下滑：
18.答案：（1）（2）7.4N（3）0.35m
解析：（1）长度
由动能定理可得
代入数据的
物块在部分所受的摩擦力大小为
所受合力为
故
（2）设物块第一次通过D点的速度为
由动能定理得
有牛顿第二定律得
联立解得
（3）物块每次通过所损失的机械能为
物块在B点的动能为
解得
物块经过次数
故最终静止在区域
设物块最终停在距离C点x处，可得
代入数据可得
19.答案：（1）
（2）
（3）
解析：解：（1）
（2）设长度为r，小球绕C点做圆周，在最高点有：
解得：
（3）由几何关系得小球绕D点做圆周运动的半径：
小球在其圆周最低点到B的水平距离：
设小球在其圆周最低点的速度为，由平抛运动的规律得
解得：
在圆周最低点有：
得：
