四川省成都市武侯区2021-2022学年高一下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

成都市武侯区2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题
考试时间：100分钟；总分：100分
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1．某一物理量的变化量与发生这个变化所用时间的比值，叫做这个量的变化率。下列说法正确的是（ ）
A．若表示某质点做匀速直线运动的位移，则均匀增大
B．若表示某质点做自由落体运动的速度，则均匀增大
C．若表示某质点做平抛运动的速度，则恒定不变
D．若表示某质点做匀速圆周运动的动量，则恒定不变
2．雨中打伞行走，由物理学知识可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少。若雨滴在空中以的速度竖直下落，而某中学生打着伞以的速度向西行走（如图），则该学生少淋雨的打伞（伞柄指向）方式为（ ）
A． B． C． D．
3．炎热的夏季，有一种网红水上娱乐项目“水上飞人”十分火爆，其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力，让人腾空而起或平衡或变速运动，下列说法正确的是（ ）
A．水对装置向上的反冲动力大于装置对水向下的压力
B．人悬空静止一段时间，水的反冲动力对装置做功为零，冲量也为零
C．人悬空静止时，人的机械能可能为零
D．整体向上减速运动时，水的反冲力对装置做负功
4．假设中国空间站绕地球做匀速圆周运动，距地面的高度为，地球的半径为，第一宇宙速度为，地球表面的重力加速度为，下列判断正确的是（ ）
A．中国空间站的发射速度小于
B．中国空间站向心加速度为
C．中国空间站内的宇航员可以自由漂浮，因为宇航员不受重力
D．中国空间站绕地球运行的速度为
5．某款质量为的氢能源汽车在一次测试中，沿平直公路以恒定功率从静止启动做直线运动，行驶时间，恰好达到最大速度，已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是（ ）
A．启动过程中，牵引力对车做的功为
B．车速为时，车的加速度大小为
C．车速从0增至过程通过的路程为
D．车速从0增至过程，牵引力的冲量为
6．如图甲所示，足够长的斜面倾角为，一质量为的物块，从斜面上的某位置由静止开始下滑。取物块开始下滑位置为坐标原点，沿斜面向下为轴正方向，物块与斜面间的动摩擦因数和物块下滑加速度随位置坐标变化的关系如图乙、丙所示，则（ ）
图甲 图乙 图丙
A．图乙中对应的纵坐标为
B．物块的最大速度为
C．图乙处，物块克服摩擦力做功的功率最小
D．物块从开始运动至最低点的过程中，物块损失的机械能为
7．甲、乙两运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练，他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行一段时间后停下。甲乙运动员与各自皮划艇的总质量相等，测速器测得甲、乙的图像分别如图中的、所示，图中，设甲、乙受到水的反作用力各自恒定，则（ ）
A．甲在划桨时用力小
B．运动员乙较晚停下，乙做功更多
C．乙划桨时间长，乙划桨时受到水反作用力的冲量大
D．甲皮划艇早停下，甲划桨时受到水反作用力的冲量小
8．如图所示是检验某种平板承受冲击能力的装置，为半径为、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，为圆心，为待检验平板，、、三点在同一水平线上，的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同但质量均为的小钢珠，小钢珠每次都在点离开弹簧枪，且每次落到上后经相同的时间竖直方向的速度变为零。某次发射的小钢珠落到上距点距离为的点。不计空气阻力，重力加速度为，则该次发射（ ）
A．小钢珠经过点时的角速度大小为
B．小钢珠到达点时对轨道的压力大小为
C．弹簧释放的弹性势能为
D．小钢珠与待检平板碰撞时给平板的弹力随小钢珠离开弹簧时的速度增大而增大
二、多选题（本题共6小题，每小题4分，共24分；选不全者得2分，有选错的得0分）
9．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（ ）
A．卫星的动能逐渐减小
B．由于地球引力做正功，引力势能（重力势能）一定减小
C．由于稀薄气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D．卫星克服稀薄气体阻力做的功小于引力势能（重力势能）的减小量
10．如图所示，在时质量的小球自高的平台上以的初速度水平抛出，运动后，突然受到大小恒为的水平向右的风力作用，最后落至水平地面，不计其他阻力，取。则以下说法正确的是（ ）
A．小球从抛出至落地的过程中重力的平均功率为
B．小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动
C．落地瞬间小球速度方向与水平方向成角
D．从抛出至落地的过程中，水平力的冲量大小为
11．如图所示，小车静止在光滑水平面上，是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为的小球从距点正上方处由静止释放，小球由点沿切线方向进入半圆轨道，已知半圆弧半径为，小车质量是小球质量的倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动到小车的点位置时，车与小球的速度相同
B．小球从小车位置运动到位置过程中，小车对小球先做负功后做正功
C．小球从小车的点冲出后可上升到释放的初始高度，并能从小车点冲出到达释放的初始位置（相对于地）
D．小球从开始下落至到达圆弧轨道的最低点过程，小车的位移大小为
12．如图（a）所示，一个可视为质点的小球从地面竖直上抛，小球的动能随它距离地面的高度的变化关系如图（b）所示，取小球在地面时的重力势能为零，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
图（a） 图（b）
A．小球受到空气阻力的大小为
B．小球的质量为
C．上升过程中离地高度为时，小球的动能等于重力势能时
D．下降过程中小球的动能等于重力势能时，小球的动能大于
13．如图所示为一半径为的水平转盘，两可视为质点、质量分别为和的滑块、用一质量不计的原长为的橡皮筋相连，当滑块、随水平转盘以恒定的角速度转动时，滑块、到转盘圆心的距离分别为和。已知两滑块与转盘之间的动摩擦因数均为，且橡皮筋满足胡克定律，劲度系数为，重力加速度大小为，假设两滑块与转盘之间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，。则（ ）
A．当时，滑块与水平转盘之间的摩擦力为零
B．当时，滑块与水平转盘之间的摩擦力为零
C．当时，滑块将要发生滑动，而滑块仍相对水平转盘静止
D．当时，滑块将要发生滑动，而滑块仍相对水平转盘静止
14．如图，足够长的刚性轻杆固定，杆与水平面夹角，段光滑，其余部分粗糙且足够长，两个完全相同的小球甲、乙套在杆上，可以看作质点，质量，乙球静止在图中位置，水平，弹簧一端固定在点，另一端与甲球相连，甲球在外力作用下静止于位置，此时弹簧弹力大小为。弹簧与杆垂直处为弹簧原长，与杆夹角为也为，长为，现静止释放甲球，并与乙球发生弹性碰撞，碰后乙球运动重新静止，，则下列说法正确的是（ ）
A．到的过程，甲球一直加速
B．甲球会在之间做往复运动
C．球与杆之间动摩擦因素
D．到的过程，甲球的重力势能与弹簧弹性势能之和一直减小
三、实验题（本题共2小题，共12分）
15．（4分）某研究性学习小组利用图甲装置验证系统的机械能守恒定律。己知打点计时器所用交流电的频率为，每个钩码质量均为，当地重力加速度为。该同学经正确操作打出的纸带一部分如图乙所示。
甲 乙
（1）用刻度尺测量，，则打点时纸带的瞬时速度大小 ；
（2）设纸带上点速度为，点速度为，，如果实验数据在误差范围内近似满足 （用、、和表示），则说明系统机械能守恒。
16．（8分）利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。
甲实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。
图甲图乙
实验步骤：
（1）测量小球1、2的质量分别为、，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；
（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为的正方形．将小球1拉至某一位置，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；
（3）分析连拍照片得出，球1从点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为，球2向左摆动的最高位置为，如图乙．已知重力加速度为，碰前球1的动量大小为 。若满足关系式 ，则验证碰撞中动量守恒；
（4）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量 球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则 （填“能”或“不能”）比较两球质量大小。
四、解答题（本题共4小题，共40分）
17．（8分）2020年12月2日4时53分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体完成了月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为，它将从着陆器上发射离开月面。已知月球质量为，表面重力加速度为，引力常量为，忽略月球的自转。
（1）求月球的平均密度；
（2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力。已知喷口横截面积为，喷出气体的密度为，若发射之初上升器加速度大小为，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小。
18．（8分）滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示．在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点以大小为、与水平方向成的速度飞起，完成空中动作后落在着陆坡上，运动一段时间进入半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点后到达水平停止区，然后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为，刚到达点时运动员对地面的压力为重力（含装备）的2.1倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的0.5倍，取，，，忽略运动过程中的空气阻力。求：
（1）水平停止区的最小长度；
（2）运动员完成空中动作的时间。
19．（10分）某种弹射装置如图所示，左端固定的轻弹簧处于压缩状态且锁定，弹簧具有的弹性势能，质量的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨的右端与倾角的传送带平滑连接，传送带长度，传送带以恒定速率顺时针转动。某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带顶端滑离落至地面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度取。
（1）求滑块离开传送带时的速度大小；
（2）求电动机因为传送滑块而多消耗的电能；
（3）若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能，要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，求的取值范围。
20．（14分）如图所示，有一倾角的固定斜面，斜面底端固定有一垂直斜面的挡板，将质量的“”形木板（前端挡板厚度忽略）单独从斜面上端由静止释放，释放时木板下端到挡板的距离，木板与挡板发生碰撞，速率减为碰前的一半，碰后沿斜面上升的最大距离为。若将质量的光滑物块（视为质点）放在木板最上端并同时由静止释放（木板位置与上次释放时初位置相同），物块与木板前端挡板碰撞后立刻粘合在一起，木板与挡板碰后速率均为碰前速率的一半。已知木板长，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）木板与斜面间的动摩擦因数；
（2）物块与木板前端挡板碰撞过程中系统损失的机械能；
（3）物块与木板前端挡板碰撞后开始计时，到木板第2次速度减为零时，这个过程中木板滑行的总路程。
成都市武侯区2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题
参考答案及评分标准
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1 2 3 4 5 6 7 8
C A C B D B A B
二、多选题（本题共6小题，每小题4分，共24分；选不全者得2分，有选错的得0分）
9 10 11 12 13 14
BD AD BC AD BD ACD
三、实验题（本题共2小题，共12分）
15．（4分）0.95 （每空2分）
16．（8分）（3），（或也可）；
（4）小于，能（每空2分）
四、解答题（本题共4小题，共40分）
17．（8分）（1）质量为的物体放在月球表面，有（1分），得
又（1分） 所以（1分）
（2）设喷出气体对上升器的力为，对上升器，（1分）
设在时间内喷射出气体质量为，则（1分），
（1分）
由牛顿第三定律有：（1分）
解得（1分）
18．（8分）（1）将运动员与装备看成一个质点，设总质量为，
在点时，有（2分） 其中 解得
运动员到达点后，做匀减速直线运动，（1分），其中
解得：（1分）
（2）对运动员由点到着陆过程的运动正交分解，水平方向：（1分）
竖直方向（以竖直向上为正方向）：（1分）
着陆时竖直分速度与点竖直分速度方向相反，所以（1分）
代入数值解得（1分）
（若用其他方法解出正确答案，参照给分）
19．（10分）（1）设滑块刚冲上传送带底端的速度为，则（1分） 解得
因为，故滑块在传送带上先向上加速。假设一直加速，则有
（1分）
解得，假设成立，滑块离开传送带时的速度大小为。（1分）
（2）滑块在传送带上运动时间为，则有：，解得
该段时间，传送带的位移（1分）
电动机传送滑块多消耗的电能（1分）
解得（1分）
（3）要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，滑块滑出传送带时要与传送带共速。滑块刚好加速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最小，有
，解得（2分）
同理可得，滑块刚好减速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最大，有
，解得（1分）
所以，满足条件的弹性势能范围为（1分）
（若用其他方法解出正确答案，参照给分）
20．（14分）（1）木板单独下滑，（1分）
木板与挡板碰撞后上升，（1分）
解得。（1分）
（2）木板与物块同时释放，木板与斜面间的最大静摩擦力
，故开始时木板静止不动。（1分）
物块下滑至与木板下端碰撞前过程中，有
碰撞前物块速度（1分）
碰撞后物块与木板整体速度设为，则有（1分）
损失的机械能。（1分）
（3）设木板与物块一起在斜面上向下运动的加速度大小为，向上运动的加速度大小为，
则：
解得，（2分）
木板与物块粘合后一起加速下滑：
第一次撞击后木板上滑的距离：
解得（2分）
第二次撞击木板时速度，则
第二次撞击后木板上滑的距离
解得（2分）
物块与木板前端挡板碰撞后开始计时，到木板第2次速度减为零时，木板滑行的总路程
。（1分）
（若用其他方法解出正确答案，参照给分）