2021-2022学年陕西省渭南市临渭区高一（下）期末物理试卷（Word版含解析）

(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题
※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校
:___________
姓名：
___________
班级：
___________
考号：
___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
绝密★启用前
2021-2022学年陕西省渭南市临渭区高一（下）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）
关于曲线运动，下列说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体，加速度可能为零
B. 物体的运动状态发生改变，其运动轨迹可能是直线也可能是曲线
C. 做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向可能一致
D. 做曲线运动的物体所受的合外力可能为零
一小船渡河，河宽，水流速度，小船在静水中的速度为，下列说法正确的是( )
A. 小船不能垂直河岸渡过此河
B. 小船渡过此河位移大小不可能为
C. 小船渡河过程中保持船头方向不变，若水流速度变大，则渡河时间将变短
D. 小船的最短渡河时间为
如图所示，从斜面上的点以速度水平抛出一个物体，飞行一段时间后，落到斜面上的点；若仍从点抛出物体，抛出速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 物体的飞行时间不变 B. 物体的位移变为原来的
C. 物体落到斜面上的速度变为原来的 D. 物体落到斜面上时速度方向不变
某健身爱好者质量为，在做俯卧撑运动的过程中可将他的身体视为一根直棒。已知重心在点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离、分别为和。若他在内做了个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为，则克服重力做功和相应的功率约为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
中国北斗卫星导航系统简称是中国自行研制的全球卫星导航系统，可为全球用户提供定位、导航和授时服务，该导航系统由多颗不同轨道的卫星组成。如图所示，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道上，然后在处变轨到椭圆轨道上，最后由轨道在处变轨进入圆轨道，轨道、相切于点，轨道、相切于点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是( )
A. 该卫星从轨道变轨到轨道需要在处减速
B. 该卫星在轨道从轨道到轨道再到轨道，机械能逐渐增大
C. 该卫星在轨道的动能大于在轨道的动能
D. 该卫星在轨道上经过点的加速度小于在轨道上点的加速度
如图，质量为的滑雪运动员含滑雪板从斜面上距离水平面高为的位置静止滑下，停在水平面上的处；若从同一位置以初速度滑下，则停在同一水平面上的处，且与相等。已知重力加速度为，不计空气阻力与通过处的机械能损失，则该运动员含滑雪板在斜面上克服阻力做的功为( )
A. B. C. D.
有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是( )
A. 越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B. 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C. 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D. 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
如图，可视为质点的小球、用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为有光滑圆柱，的质量为的两倍．当位于地面时，恰与圆柱轴心等高．将由静止释放，上升的最大高度是( )
A. B. C. D.
年月号神舟十三号载人飞船发射任务圆满成功，翟志刚、王亚平与叶光富三位航天员圆满完成全部既定任务。已知“天和”核心舱组合体距地面大约为，地球同步卫星运行轨道距地面约，根据已有物理知识，下列说法正确的是( )
A. “天和”核心舱组合体的角速度大于地球同步卫星的角速度
B. “天和”核心舱组合体在环地球轨道上的运行速度一定大于
C. 地面发射神舟十三号的速度可能是
D. 神舟十三号飞船即将着陆时，航天员处于失重状态
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。已知，重力加速度为，则小球从到的运动过程中( )
A. 重力做功 B. 机械能减少
C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功
如图所示，在水平转台上放置有质量相同的滑块和可视为质点，它们与转台之间的动摩擦因数相同，与转轴的距离为，与转轴的距离为，且
，转台绕转轴以角速度匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 需要的向心力小于需要的向心力
B. 所受到的摩擦力等于所受到的摩擦力
C. 若角速度缓慢增大，一定比先开始滑动
D. 若角速度缓慢增大，一定比先开始滑动
为减少二氧化碳排放，很多城市都推出了新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力与对应的速度，并描绘出如图所示的图像图中、均为直线，电动车行驶中所受阻力恒定，重力加速度取，则( )
A. 该车启动后，先做匀加速运动，然后做匀速运动
B. 该车启动后，先做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，接着做匀速运动
C. 该车做匀加速运动的时间是
D. 该车加速度为时，动能是
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
北京将是首个举办过夏季奥运和冬奥会的城市，花样滑冰是冬奥会上一个极具观赏性的比赛项目，小明和小乐同学在观看双人花样滑冰比赛时，看到男运动员拉着女运动员的手以男运动员为轴旋转如图所示，他们开始讨论运动员旋转快慢跟什么条件有关，于是就设计了一个实验来探究影响运动员旋转周期的因素。他们在实验室准备了铁架台、栓有细绳的小钢球、毫米刻度尺和秒表，已知当地的重力加速度为，该同学实验操作步骤如下：
将铁架台放在水平桌面上，将小球悬挂在铁架台横杆上，按如图所示固定好刻度尺，使刻度尺的零刻度与绳子结点处于同一高度。
给小球一个初速度，并经过调整尽量使小球在水平方向上做圆周运动，这样小球的运动可以看做是匀速圆周运动。小明立刻拿着秒表开始计时并数小球圆周运动的圈数，从他按下秒表的那一刻开始数，当数到时停秒表，秒表显示的时间为，则小球做圆周运动的周期 ______ 。在小明数数计时的过程中，小乐同学负责从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度，多次测量后取平均值，这样做的目的是为了减小______ 填“偶然误差”或“系统误差”。
由匀速圆周运动规律，小球做圆周运动周期的表达式为 ______ 用以上题目所给出的符号表示，若题中没有给出请注明
带入所测数据经过计算，若，则可以证明运动员的旋转快慢与______ 有关。
如图所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以的交流电。
甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，、、为三个计数点，用刻度尺测得、、，在计数点和、和之间还各有一个点。已知重物质量为，，在段运动过程中，重物重力势能的减少量 ______ ；重物的动能增加量 ______ 结果均保留三位有效数字。
乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，以为横轴，以为纵轴，画出了如图所示的图线。由于图线没有过原点。他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其错误操作可能是______ ；乙同学测出该图线的斜率为，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度 ______ 选填“大于”、“等于”或“小于”。
四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
如图所示，质量为的小球系在长为的轻绳下端，轻绳悬挂于点。第一次让球在竖直平面内左右摆动，第二次让球在的水平面内做圆周运动，第一次轻绳与竖直方向的最大夹角和第二次轻绳与竖直方向夹角均为。设重力加速度为，求：
第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力；
第二次球在水平面内做圆周运动的速度。
举世瞩目的北京冬奥会成功举行，比赛实况通过在地球同步轨道的“中星卫星”向全球直播。冬奥跳台滑雪项目被称为勇敢者的运动，运动员在落差多米的山地间飞翔。某运动员的运动可简化成从倾角为斜面的跳台上做初速为的平抛运动，如图所示。已知万有引力恒量为，地球半径为，自转周期为，地球表面重力加速度为。
求该卫星离地面的高度；
跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小。
如图所示装置由、、三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道、段是光滑的，水平轨道的长度，轨道足够长且倾角，、两点离轨道的高度分别为、。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，取重力加速度，，
小滑块第一次到达点时的速度大小；
小滑块最终停止的位置距点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零，加速度一定不为零，故AD错误。
B、物体的运动状态发生改变，其所受合外力一定不为零，当合外力与速度方向在一条直线上，物体做匀变速直线运动，合外力与速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，所以运动轨迹可能是直线也可能是曲线，故B正确；
C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，根据牛顿第二定律，合力的方向与加速度的方向是相同的，所以加速度方向与速度方向一定不再同一条直线上，故C错误。
故选：。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以做曲线运动的物体必定要受到合力的作用；
由牛顿第二定律可知，加速度的方向与合力的方向相同，所以加速度方向与速度方向不可能在同一条直线上。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了。
2.【答案】
【解析】解：、由于小船在静水中的速度大于水流速度，根据平行四边形定则可知合速度可以与河岸垂直，小船能垂直河岸渡过此河，故A错误；
B、当合速度与河岸垂直时，小船渡过此河位移大小为，故B错误；
、当小船在静水中的速度与河岸垂直，渡河时间最短，则最短时间为：，保持船头方向不变，若水流速度变大，则渡河时间不变，故D正确，C错误。
故选：。
当合速度与河岸垂直，小船垂直河岸渡过此河；当静水速度与河岸垂直，渡河时间最短，根据求解时间。
解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，当小船在静水中的速度与河岸垂直时，渡河时间最短。当合速度与河岸垂直时，渡河位移最短。
3.【答案】
【解析】解：、设物体落到斜面上的时间为，，满足
解得：；
故速度减半后物体的飞行时间减半，故A错误；
B、抛出速度减半，时间减半，则物体的水平位移变为原来的，根据几何关系，总位移变为原来的，故B错误；
C、物体运动的时间减半，则落到斜面上的竖直速度变为原来的，故C错误；
D、第一次物体落到斜面上时，第二次物体落到斜面上时，速度方向不变，故D正确。
故选：。
小球落在斜面上，竖直方向上的位移与水平方向位移的比值一定，运动的时间与初速度有关，根据竖直方向上的位移公式，可得出竖直位移与初速度的关系，从而知道小球的落点。根据速度方向与水平方向的夹角变化，去判断小球两次落在斜面上的速度与斜面的夹角的关系。
物体在斜面上做平抛运动落在斜面上，竖直方向的位移与水平方向上的位移比值是一定值。以及知道在任一时刻速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍。
4.【答案】
【解析】解：设重心上升高度为，根据几何关系得：
解得：
故做一次俯卧撑克服重力做功为：
所以一分钟克服重力做功为：
功率为：，故B正确，ACD错误；
故选：。
根据几何关系计算出重心的上升高度，先计算出克服重力做的功，结合功率的计算公式计算出功率的大小。
本题主要考查了功和功率的计算，熟悉相应的计算公式，解题的关键点是根据几何关系求出人做俯卧撑时的重心的上升高度。
5.【答案】
【解析】解：该卫星从轨道变轨到轨道需要在处点火加速，做离心运动，故A错误；
B.该卫星在从轨道到轨道需要点火加速，则机械能增加，从轨道再到轨道，又需要点火加速，机械能增加，故该卫星在轨道从轨道到轨道再到轨道，机械能逐渐增加，故B正确；
C.根据万有引力提供向心力有解得：，可知，该卫星在轨道的速度小于在轨道的速度，则卫星在轨道的动能小于在轨道的动能，故C错误；
D.根据万有引力提供向心力有，解得：可知，该卫星稳定运行时，在轨道上经过点的加速度等于在轨道上点的加速度，故D错误。
故选：。
在圆轨道变轨到椭圆轨道的过程中，需要加速做离心运动；卫星在轨道上从远地点向近地点运动的过程中机械能守恒，由轨道变为轨道需要在远地点点火加速做离心运动，根据牛顿第二定律分析加速度。
本题考查卫星的变轨问题，关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星在轨道上的运动过程中只有重力做功，机械能守恒；而变轨的时候，需要点火加速或减速。
6.【答案】
【解析】解：设运动员含滑雪板在斜面上克服阻力做的功为，，运动员在水平面上受到的阻力大小为。
运动员从静止滑下到处的过程，由动能定理得
运动员从同一位置以初速度滑下到处的过程，由动能定理得
联立以上两个方程解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
对两种情况下运动员运动的过程，分别运用动能定理列式，即可求出运动员含滑雪板在斜面上克服阻力做的功。
对于涉及力在空间效果的问题，往往根据动能定理处理，运用动能定理时，要注意选择研究过程，分析各个力做功情况。
7.【答案】
【解析】解：、摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力和支持力的合力，作出力图。侧壁对摩托车的支持力不变，则摩托车对侧壁的压力不变。故A错误。
B、第二定律得，越高，越大，不变，则越大。故B正确。
C、根据牛顿根据牛顿第二定律得，越高，越大，不变，则越大。故C错误。
D、如图向心力，，不变，向心力大小不变。故D正确。
故选：。
摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力和支持力的合力，作出力图，得出向心力大小不变．越高，圆周运动的半径越大，由向心力公式分析周期、线速度大小．
本题考查应用物理规律分析实际问题的能力，是圆锥摆模型，关键是分析物体的受力情况，研究不变量．
8.【答案】
【解析】解：设的质量为，则的质量为，
以、组成的系统为研究对象，
在落地前，由动能定理可得：
，
以为研究对象，在上升过程中，
由动能定理可得：，
则上升的最大高度，
解得：；
故选：。
开始一起运动，落地后，做竖直上抛运动，到达最高点时速度为零；由动能定理可以求出上升的最大高度．
的运动分两个阶段，应用动能定理即可求出能上升的最大高度．
9.【答案】
【解析】解：根据万有引力提供向心力可得：，解得：；由于“天和”核心舱组合体的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以可知“天和”核心舱组合体的角速度大于地球同步卫星的角速度，故A正确；
B.根据万有引力提供向心力可得：，解得：，所以卫星轨道半径越大，运行速度越小，由于是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度大小，所以可知“天和”核心舱组合体在环地球轨道上的运行速度一定小于，故B错误；
C.当卫星或航天器的飞行速度达到，即地球第二宇宙速度时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行，所以，从地面发射神舟十三号的速度不可能是，故C错误；
D.神舟十三号飞船即将着陆时，要减速，加速度方向竖直向上，所以航天员处于超重状态，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力结合向心力公式推导角速度、线速度的表达式分析选项；根据第二宇宙速度的含义分析选项；神舟十三号飞船即将着陆时加速度方向竖直向上，由此分析失重或超重情况。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，知道第一宇宙速度和第二宇宙速度的含义。
10.【答案】
【解析】解：、重力做功为：，故A错误；
B、小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力，则有：，解得：
取点所在水平面为参考平面，则机械能减少量为：，故B错误。
C、根据动能定理得：，故C正确；
D、根据动能定理得：，解得：，故D正确。
故选：。
重力做功只跟初末位置的高度差有关。小球沿轨道到达最高点时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求得小球到达点时的速度，从而求得机械能的减少量。根据动能定理求解合外力做的功及克服摩擦力做的功。
本题解题的突破口是小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力，由重力提供向心力，求出速度。要知道动能定理是求功常用的方法，要熟练掌握。
11.【答案】
【解析】解：、、随圆盘转动，它们的角速度相同为，根据向心力的公式：，因为、的质量和角速度都相等，故向心力与半径成正比，而，故需要的向心力小于需要的向心力，故A正确；
B、、所需要的向心力由静摩擦力提供，由上面的分析知需要的向心力小于需要的向心力，故所受的静摩擦力小于所受到的静摩擦力，故B错误；
、、所受的最大静摩擦力相等，而所受的静摩擦力大于所受到的静摩擦力，由，且，知当圆盘的角速度增大时的静摩擦力先达到最大值，所以一定比先开始滑动，故C正确，D错误。
故选：。
相对圆盘滑动前，、所需要的向心力由静摩擦力提供，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定。当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大。当需要的向心力大于最大静摩擦力时，木块开始滑动，根据半径关系即可解答。
本题的关键是正确分析滑块的受力，明确滑块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答。
12.【答案】
【解析】解：、段牵引力不变，根据牛顿第二定律知，加速度不变，做匀加速直线运动，图线的斜率表示电动车的功率，知段功率不变，速度增大，牵引力减小，做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动，故A错误，B正确；
C、当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则，此时汽车的额定功率，则匀加速阶段，根据可得：，根据牛顿第二定律可得：，解得，故匀加速时间，故C错误；
D、根据牛顿第二定律可得：，解得，则，动能为，故D正确；
故选：。
过程牵引力不变，根据牛顿第二定律知，做匀加速直线运动，段图线的斜率表示电动车的功率，斜率不变，则功率不变，根据功率与牵引力的关系，判断段的运动情况，速度达到最大时，牵引力等于阻力，根据求得额定功率，在匀加速阶段，根据牛顿第二定律求得加速度，由求得匀加速达到的最大速度，根据速度时间公式求得匀加速时间，根据牛顿第二定律求得在额定功率下的牵引力，由求得速度，即可求得动能。
解决本题的关键能够从图线中分析出电动车在整个过程中的运动情况，当牵引力等于阻力时，速度达到最大．
13.【答案】 偶然误差 悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度
【解析】解：因为从计时开始数，所以数到时，经历了个周期，
故：
多次测量求平均值是为了减小偶然误差；
根据实验模型，小球受重力、绳子拉力，二者的合力做为向心力
其中为绳与竖直方向夹角，为绳长，又
故：
根据中结论，周期与悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度有关。即运动员的旋转快慢与悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度有关。
故答案为：；
偶然误差；
；
悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度．
小球做圆周运动的周期等于时间除以全振动的时间，分析小球受力，找出向心力，利用牛顿第二定律求解。
本题需注意：小球做圆周运动的周期等于秒表记录的时间除以全振动的时间；重力和绳子拉力的合力做为向心力；小球做圆周运动的半径等于绳子在水平方向的投影。
14.【答案】；；先释放重物，再接通打点计时器的电源；等于。
【解析】解：所用的打点计时器通以的交流电，打点计时器打点时间间隔；
在段运动过程中，重物重力势能的减少量为：，
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点时重物的瞬时速度：，
则动能的增加量为：；
重物下落过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，整理得：，
由图所示图象可知，当物体下落的高度为时，物体的速度不为，说明了操作中先释放重物，再接通打点计时器的电源；如果不计一切阻力，则图象的斜率：。
15.【答案】解：由机械能守恒，小球经过最低点时重力势能转化为小球的动能，设此时小球速度为，则有：
，且，代入解得：
，
则此时小球合外力提供的向心力为：
，
故F，即为第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力大小，方向竖直向上；
球在水平面内做圆周运动时，受力分析如下图所示，轻绳拉力与小球重力的合力提供小球做圆周运动的向心力，
由受力分析可得：
，
，
且，联立上式解得：
。
答：第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力为，方向竖直向上；
第二次球在水平面内做圆周运动的速度为。
【解析】根据机械能守恒求出小球经过最低点时的速度，进而根据向心力公式求出向心力大小，根据合外力提供向心力求出轻绳对小球的拉力；
结合受力分析得出向心力大小，从而结合向心力公式求出速度。
本题难度不大，注意将受力与物体运动状态相结合，另外对相关公式要能够灵活运用。
16.【答案】解：在地球表面万有引力等于重力
根据万有引力提供向心力
联立解得：
运动员落在斜面上，则有
其中，
联立解得
竖直分速度为
跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小
联立解得
答：该卫星离地面的高度为；
跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小为。
【解析】根据万有引力在不同情况下提供的力的类型，联立等式计算出卫星离地面的高度；
根据平抛运动的特点结合几何关系分析出运动员的末速度。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题关键点是理解在不同情况下万有引力提供的力的类型，结合平抛运动的运动学公式即可完成分析。
17.【答案】解：小滑块从过程，由动能定理得

将、、、、代入解得：
即小滑块第一次到达点时的速度大小为。
设小滑块在水平轨道上运动的总路程为。
对小滑块运动全过程，利用动能定理，有：

将、、代入解得
故小滑块最终停止的位置距点的距离为
即小滑块最终停止的位置距点的距离为。
答：
小滑块第一次到达点时的速度大小为。
小滑块最终停止的位置距点的距离为。
【解析】对小滑块从过程，运用动能定理列式求解即可；
对全部过程运用动能定理，得出物体在面上滑行的总路程，再结合几何关系确定物体最终的静止位置。
本题关键要灵活地选择物理过程，分段运用动能定理列式求解，同时要注意滑动摩擦力做的总功与总路程有关。
第2页，共17页
第1页，共17页