内蒙古自治区乌兰察布市兴和县2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

兴和县2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试卷
（考试时间：90分钟；满分：100分）
一、单选题(本题8小题，每小题4 分，共 32分。每小题只有一个选项符合题意)
1．A球的质量是，B球的质量是，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率变为原来的一半，则碰后两球的速率之比为（ ）
A． B． C． D．
2．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则5节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为（　　）
A．120km/h B．300km/h C．320km/h D．480km/h
3．如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连，已知，让绳拉直后使砝码从静止开始下降。若砝码底部与地面的距离为 ，砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面，此时木块的速率为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，一轻绳过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为θ。则（　　）
A．vA＝vBcosθ
B．vB＝vAsinθ
C．小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能
D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大
5．“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A，B两位置，如图所示，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，以下判断正确的是（　　）
A．这两颗卫星的向心加速度大小为
B．这两颗卫星的角速度大小为
C．卫星1由位置A运动至位置B所需时间为
D．如果使卫星1 加速，它就一定能追上卫星2
6．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，则小球从P到B的运动过程中（　　）
A．重力势能减少2mgR
B．机械能减少mgR
C．合外力做功mgR
D．克服摩擦力做功mgR
7．一质量为0.4 kg的小球以某一初速度水平向右抛出后，随即受到一大小3 N，方向水平向左的恒力，假设小球抛出时离地足够高，忽略空气阻力，g取10 m/s2，当小球的动能最小时，速度方向与水平方向的夹角为（　　）
A．30° B．37°
C．45° D．53°
8．如图所示，一个质量为m的箱子（可看作质点）在水平推力F的作用下恰好静止在倾角为的斜面顶端，斜面底边长度为L。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．若斜面光滑，则m、F、θ之间的关系式为
B．若斜面光滑，撤去F后，箱子滑到底端时重力的功率
C．若斜面光滑，保持斜面的底边长度L不变，改变斜面的倾角，当时，箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短
D．若箱子与斜面之间的摩擦因数为，撤去F后，箱子沿斜面下滑的加速度a与箱子的质量m有关
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）
9．如图所示，绳长为l，小球质量为m1，小车质量为m2，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（ ）
A．系统的总动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
10．“神舟”载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱（与地球组成的系统）的机械能是守恒的（　　）
A．飞船升空的阶段
B．飞船绕地球在椭圆轨道上的运行阶段
C．返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段
D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段
11．如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是
A．对物体，动能定理的表达式为，其中WFN为支持力的功
B．对电梯，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为
D．对电梯，其所受合力做功为
12．如图所示，质量均为的物块甲、乙用轻弹簧相连且静止在倾角为的光滑斜面上，物块乙与固定在斜面底端并与斜面垂直的挡板接触，弹簧的劲度系数为。某时刻若用沿斜面向上的恒力作用在物块甲上，当物块甲向上运动到速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此过程做功为；若用沿斜面向上的恒力作用在物块甲上，当物块甲斜向上运动到加速度为零时，物块乙刚好要离开挡板，此过程做功为，重力加速度为，弹簧始终处在弹性限度内，则下列判断正确的是（　　）
A．
B．
C．等于弹簧弹性势能的增加量
D．等于物块甲机械能的增加量
三、实验题（共14分）
13．（6分）某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图1，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50Hz。
（1）实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选___________段计算A的碰前速度；应选___________段计算A和B碰后的共同速度（选填：“BC”“CD”或“DE”）。
（2）已测得小车A的质量m1=0.20kg，小车B的质量m2=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前m1v1=___________kg·m/s；碰后（m1＋m2）v2=___________kg·m/s。（计算结果保留两位有效数字）
（3）由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中___________不变。
14．（8分）某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6 V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50 Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E.测量纸带上某些点间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________（均填步骤前的选项字母）。
（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为________ m/s（保留3位有效数字）。
（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、h为横轴画出的图像应是下图的________（填选项字母）。
四、解答题（共38分）
15．（共12分）如图所示，足够长的倾角θ＝37°的粗糙斜面固定在水平面上，一质量m＝10 kg的物体在平行于斜面向上的推力F＝180 N作用下，由底端从静止开始向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2。
（1）求物体在推力F作用下向上运动的加速度大小；
（2）求物体从底端向上运动4 m时推力F的瞬时功率；
（3）若物体向上运动4 m后撤去推力F，则物体从底端沿斜面运动到最高点过程中克服摩擦力做多少功？
16．（12分）如图所示，一个熊孩子把质量为 M ＝1.9 kg 的物块放在光滑的水平桌面边缘处于静止状态，此时桌面离水平地面的高度为 h ＝1.25 m，然后他用橡皮枪把质量为 m ＝0.1 kg 的子弹以v0 ＝10 m/s 的水平速度射入物块后，并留在木块中离开桌面（g ＝10 m/s2），求：
(1)子弹和木块一起将以多大的速度水平抛出去？
(2)子弹射入木块的过程中系统损失的机械能为多少？
(3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离为多少？
17．（14分）如图所示，一半径的光滑竖直半圆轨道与水平面相切于c点，一质量可视为质点的小物块静止于水平面a点，现用一水平恒力F向左拉物块，经过时间到达b点速度的大小，此时撤去F，小物块继续向前滑行经c点进入光滑竖直圆轨道，且恰能经过竖直轨道最高点d。已知小物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度g取，求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）b、c间的距离L。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D 2．B 3．A 4．D 5．C 6．D 7．B 8．C 9．BD 10．BC 11．CD 12．BD
13． BC DE 0.21 0.20 质量m与速度v的乘积之和
14． C B 1.84 C
15．（1）8 m/s2；（2）1440 W；（3）288 J
【详解】（1）对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律，有
代入数据得
（2）从底端向上运动4 m时，根据运动学公式，有
又推力F的瞬时功率为
联立并代入数据，得
（3）撤去推力F后，对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律，有
根据运动学公式，有
根据功的公式，有
联立并代入数据，得
16．（1）0.5m/s；（2）4.75J；（3）0.25m
【详解】(1)子弹与木块组成的系统碰撞过程中动量守恒，设碰后共同的速度为v
mv0=(m+M)v v=0.5m/s
(2)系统损失的机械能等于射入前子弹的动能与射出后物块与子弹总动能之差．
损失的机械能△E= △E=4.75J
(3)物块离开桌面后做平抛运动，设落地点离桌面边缘的水平距离为x，
h=，t=0.5s x=vt=0.25m
17．（1）6N；（2）2m
【详解】（1）从a到b过程中应用动量定理
小物块所受摩擦力
代入数据得水平恒力
（2）小物块恰能经过轨道最高点，在d点由牛顿第二定律有
解得
从c点到d点由动能定理
解得
从b到c由动能定理
得b、c间的距离
答案第1页，共2页