2021衡水十四中高一下学期期末考试物理试题含答案

2020~2021学年度第二学期高一年级期末考试

物理试卷

注意事项：

1. 答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号填写在答题卡上
2. 试卷满分100分，考试时间75分钟

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.下列物理量中，负号表示相应物理量的方向的是（     ）

A．功W=-10J

B．重力势能EP=-50J

C．动量P=-8kg﹒m/s

D．电量q=-0.01C

2.如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A，B完全相同，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1，2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是（      ）

A．两球同时经过水平面1，且速率相同

B．两球同时经过水平面1，且重力做功的瞬时功率相同

C．两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大

D．两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大

3. 质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果整个过程中发动机的功率恒定，且行驶过程中受到的阻力大小也一定．汽车能够达到的最大速度为v。已知当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度的大小为a，则该汽车发动机的输出功率为（      ）

A．mav 

B．2mav

C．3mav

D．4mav

4. 如图所示，质量相同的两物块a、b，用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动。在a下降的过程中，b始终未离开桌面。此过程中（      ）

A．  a的动能等于b的动能

B．  两物体机械能的变化量相等

C．  a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量

D．  绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零

5. 一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是（     ）

6. 如图所示,一个质量为M的木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块。现使木箱获得一个向左的初速度v0,则(   )

A. 小木块和木箱最终将静止
B. 木箱速度减为 的过程 ,小木块受到的水平冲量大小为
C. 最终小木块速度为 ，方向水平向左
D. 木箱和小木块组成的系统机械能守恒

7. 粗糙水平面上的物体在一个水平恒力作用下做直线运动，其V-t图像如图所示，下列物理量中第1s内与第2s内相同的是（     ）

A．  摩擦力做的功

B．  摩擦力的冲量

C．  水平恒力做的功

D．  水平恒力的冲量

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有两项或两项以上符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环竖直固定放置，甲、乙为套在圆环上的可视为点电荷的空心带电小球，其中小球甲固定在圆环的最低点a处，小球乙可以自由滑动。平衡时，小球乙静止在圆环上的b点。a、b连线与竖直方向成300角。已知小球乙带正电，电荷量为，质量为m，重力加速度为g。则（      ）

A．小球甲一定带正电

B．小球甲在b点处产生的电场强度大小为

C．小球甲所带电荷量的绝对值为

D.  小球甲所带电荷量的绝对值为

.

9. 如图所示，两条弹性轻绳1、2一端系在天花板上的O点，另一端分别系着质量均为m的小球a和b，现使两个小球都以O′为圆心在同一水平面内做匀速圆周运动。已知两弹性轻绳的弹力都与其伸长量成正比，且原长恰好都等于OO′，则（     ）

A．两小球的线速度大小相同

B．两小球的运动周期相同

C．两小球的向心力大小相同

D．弹性绳1的劲度系数小于弹性绳2的劲度系数

10. 如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨道就是一个近日点和远日点都与这两个行星轨道相切的椭圆轨道。当航天器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后航天器进入霍曼轨道，当航天器运动到火星轨道的Q点时，再次瞬时点火后航天器进入火星轨道。已知火星绕太阳公转轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的k倍，下列说法正确的是（　　）

A．航天器在霍曼轨道上经过Q点时，点火减速可进入火星轨道

B．航天器在地球轨道上的加速度大于在火星轨道上的加速度

C．航天器在地球轨道上运行的线速度小于在火星轨道上运行的线速度

D．若航天器在霍曼轨道上运行一周，其时间为年

三、非选择题：本题共5个小题，共54分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. （6分）验证动量守恒定律如图：

（1）如图所示，M，P，N是验证动量守恒定律实验中球的落点，如果碰撞过程动量守恒，则：（   ）

A  m1（OP-OM）=m2ON      B  m1（OP-OM）=m2O′N

C  m1（OP+OM）=m2O′N     D  m1OP=m2（O′N+OM）

（2）实验中必须要求的条件是__________．

A．斜槽必须是光滑的   

B．斜槽末端的切线必须水平

C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度

D．m1每次必须从同一高度处滚下

E.  m1必须等于m2

（3）实验中必须测量的物理量是__________．

A．小球的质量m1和m2    B．小球起始高度h

C．小球空中飞的时间t     D．桌面离地面的高度H  

E．小球飞出的水平距离s

12. （8分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处由一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，遮光板两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光板的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。

 

（1）滑块通过B点的瞬时速度可表示为_________。
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=_________。系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=____________。在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp则认为系统的机械能守恒。
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图像如图所示，并测得M=m，则重力加速度g=__________ m/s2。

13.（8分）“天宫一号”货运飞船于2017年4月20日在海南文昌航天发射中心成功发射升空，完成了与天宫二号空间实验室的交会对接。已知地球的质量为M，引力常量为G，将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体。

（1）        求飞船在距地面高度为h的圆轨道上运行时线速度的大小；

（2）        已知地球的自转周期为T，求将质量为m的飞船停放在赤道上时飞船受到的重力大小G船

14. （16分）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内，与水平轨道CD相切于C 点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R．质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A．已知∠POC=60°，求：

（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对圆轨道的压力；

（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；

（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能．

15. （16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O到光滑水平面的距离为h=0.8m．已知小球A的质量为m，物块B的质量是小球A的5倍，置于水平传送带左端的水平面上且位于O点正下方，传送带右端有一带半圆光滑轨道的小车，小车的质量是物块B的5倍，水平面、传送带及小车的上表面平滑连接，物块B与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，其余摩擦不计，传送带长L=3.5m，以恒定速率v0=6m/s顺时针运转．现拉动小球使线水平伸直后由静止释放，小球运动到最低点时与物块发生正碰，小球反弹后上升到最高点时与水平面的距离为，若小车不固定，物块刚好能滑到与圆心O1等高的C点，重力加速度g取10m/s2，小球与物块均可视为质点，求：
（1）小球和物块相碰后物块B的速度vB大小；

（2）若物块B的质量mB=1kg，求物块B与传送带之间由摩擦而产生的热量Q及带动传送带的电动机多做的功W电；

（3）小车上半圆轨道的半径R大小．

2020-2021学年度第二学期高一年级期末考试

物理试卷答案

11.（6分）B  BCD  AE（每空2分）

12. （8分）（1） （2） ；（3）（每空2分）

13.（8分）

解答：（1）（4分）飞船在h高度处万有引力提供向心力得:

得h高处速度大小为：

（2）（4分）飞船停在赤道上时，由牛顿第二定律得：

其中FN=G船

得到：
 

14. （16分）

解答：（1）（6分）由P到C的过程根据动能定理得：
mgR（1-cos60°）=
在C点由牛顿第二定律得：
FN−mg＝

解得：FN=2mg
由牛顿第三定律得，滑块第一次滑至半圆形轨道最低点C时对轨道的压力为2mg．
（2）（4分）从P到Q的过程，由动能定理得：
mgR（1-cos60°）-μmgx=0   x=2R
解得：μ=0.25

（3）（6分）滑块刚好能通过半圆轨道的最高点A，设此时的速度为vA，由牛顿第二定律得：
mg=

从Q到A的过程由能量守恒得锁定时弹簧的弹性势能为：
Ep=μmgx+2mgR+

解得：Ep=3mgR

15. （16分）

解答：（1）（5分）小球A下摆及反弹上升阶段机械能守恒，
由机械能守恒定律得：mgh=mvA2

mg•=mv12
A、B碰撞过程系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：mvA=-mv1+5mvB
代入数据解得：vB=1m/s
（2）（7分）经过时间t，B与传送带速度相等，
由匀变速直线运动速度公式得：v0=vB+μgt
代入数据解得：t=1s，
物块滑行的距离：X1==3.5m=L

物块在传送带上一直加速到达右端时恰好与传送带速度相等。
传送带运行位移为：X2=v0t=6m

物块和传送带之间的相对路程为：s=X2-X1
物块和传送带之间因为摩擦而产生的热量:

Q=μmBgs=12.5J

带动传送带电动机多做的功即传送带克服摩擦力的功：

W电=μmBgX2=30J

（或者：由能量守恒得：W电=Q+）

（3）（4分）物块和小车作用过程系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，
由系统水平动量守恒定律得：5mv0=（5m+25m）v
由系统机械能守恒定律得：

•5mv02=（5m+25m）v2+5mgR
代入数据解得：R=1.5m；