2021合肥一中、六中、八中高一下学期期末考试物理试题含答案

这是一份2021合肥一中、六中、八中高一下学期期末考试物理试题含答案，共14页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。

物 理
试卷满分：100分 考试时长：90分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题（共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.在演示“做曲线运动的条件”的实验中，一个小钢球从斜面下滑至水平桌面上。第一次，桌面上没有放置磁铁，小钢球在水平桌面上做直线运动；第二次，在其运动路线的一侧放一块磁铁，小钢球做曲线运动。虚线①、②分别表示小钢球两次的运动轨迹。观察实验现象，以下叙述正确的是
A.小钢球沿虚线②运动时做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线
B.该实验说明做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向
C.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上.
D.该实验说明物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向必须垂直
2.如图所示，一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标。已知炮艇向正东行驶的速度大小为，炮艇静止时炮弹的发射速度大小为，炮艇所行进的路线离射击目标的最近距离为，不计空气阻力的影响，要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，则
A.当炮艇前进至点时垂直于运动方向向北发射炮弹刚好能击中目标
B.炮艇距离目标为时发射炮弹
C.炮艇距离目标为时发射炮弹
D.炮弹在空中飞行的最短时间是
3. 在合肥，穿梭于大街小巷的共享单车已成为城市一道亮丽的风景线，它大大缓解了市民出行的“最后一公里”难题。某单车的传动装置如图所示，链轮的齿数为40，飞轮的齿数为18，后轮直径为，若小明以匀速骑行，则脚踩踏板的角速度为
A. B. C. D.
4. 2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，它是中国自主建设， 独立运行的卫星导航系统。如图所示，是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，其运行方向如图中箭头所示，质量分别为，且。下列说法中正确的是
A.卫星与卫星受到地球的万有引力相同
B.卫星加速可以追上卫星
C.三颗卫星的运行周期关系为
D.卫星的运行速度大于卫星的运行速度，卫星与卫星的运行速度相同
5.“天问一号”于2020年7月23日成功发射，经过多次变轨，于2021年5月15日成功着陆火星，着陆后“祝融号”火星车成功传回遥测信号。已知“天问一号”在距火星表面高度为的圆形轨道上运行的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略火星自转的影响，则以下说法正确的是
A.“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.“天问一号”在着陆火星的过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒
C.火星的平均密度为
D.火星的第一宇宙速度为
6.一小球以一定的初速度从图示的位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为，圆轨道2的半径是圆轨道1的2倍，小球的质量。若小球恰好能通过圆轨道2的最高点，重力加速度，不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A.小球从圆轨道1冲上圆轨道2过程中机械能增加
B.小球经过点时的速率为0.
C.小球经过点时的速率为
D.小球经过A点时对轨道的压力为50 N
7.当前，我国某些偏远山区的日常用水仍然主要依靠井水。某同学用水桶从水井里提水，井内水面到井口的高度为。水桶离开水面时，桶和水的总质量为。由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量为。由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如图所示。水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度取。由图像可知，在提水的整个过程中，拉力对水桶做的功为
A. B. C. D.
8.如图所示，一边长为的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心的轴线上有三个点，和、和、和间的距离均为，在点处固定有一电荷量为的点电荷。已知点处的场强为零，则点处场强的大小为（为静电力常量）
A. B. C. D.
9. 如图所示是某一通关游戏的示意图，弹射器安装在长为的竖直轨道上且可沿轨道上下移动，弹射器能水平射出速度大小可调节的弹丸（可视为质点），弹丸射出口与点处在同一竖直线上。竖直面内的半圆弧的半径为，直径水平且与轨道处在同一竖直平面内，小孔和圆心的连线与水平方向所成的夹角为37°，游戏要求弹丸垂直于点圆弧切线方向射入小孔才能进入下一关。不计空气阻力（已知，，），则下列说法中正确的是
A.当弹射器位于点时，无论弹丸射出速度多大都不可能顺利过关
B.当弹射器位置高于点时，只要弹丸射出速度大小合适就能过关
C.在点上方存在两个位置，只要弹丸射出速度大小合适都能过关
D.若要顺利过关，弹射器只能位于点上方处
10.如图为某游乐园“飓风飞椅”结构简图，长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为，不计钢绳的质量，重力加速度为。以下说法正确的是
A.选择游客和座椅为研究对象，受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用
B.钢绳的拉力大小为
C.钢绳的拉力大小为
D.转盘转动的角速度与夹角的关系为
11. 如图所示，质量为、长度为的小车静止在光滑水平面上，质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为 ，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。此过程中，以下结论正确的是
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为
B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C.小物块克服摩擦力所做的功为
D.小物块和小车组成的系统增加的机械能为
12. 如图所示，在相距为的两点分别固定点电荷和，均为直线连线上的点，且
是线段的中点，是线段的垂直平分线上的一点，且。现将一个带正电的试探电荷放入电场中，则下列说法中正确的是
A.如果在点受电场力为零，则和一定是等量异种电荷
B.如果在点受电场力为零，则和一定是异种电荷，且电荷量大小
C.如果在点受电场力为零，且在段上移动时始终受到向右的电场力，则一定是负电荷且电荷量大小
D.如果和是等量异种电荷，则三点的电场强度大小关系为
二、实验题（每空3分，共15分。）
13.某同学利用如图所示的装置研究平抛运动，实验操作的主要步骤如下：
①在一块平板_上钉上复写纸和白纸，将其竖直正对斜槽轨道末端立于某位置；
②使小球从斜槽上某处释放，小球飞出槽口后撞击平板，在白纸上留下痕迹；
③将平板沿水平方向向右平移一段距离，再使小球从某处释放，小球飞出槽口后撞击平板，在白纸上留下痕迹；
④再将平板沿水平方向向右平移一段距离，使小球从某处释放，在白纸上得到痕迹。若测得间的距离为；间的距离为，已知当地重力加速度为。
（1）（多选）根据实验原理和要求，下列说法中正确的是________ （少选得 1分）。
A.斜槽轨道必须光滑
B.每次释放小球的位置必须相同
C.每次小球必须由静止释放
D.第一次实验，竖直板到斜槽轨道末端的水平距离也必须是
（2）根据上述直接测量的量和已知的物理量，小球做平抛运动的初速度大小为_______，小球击中点时竖直方向的分速度为_________。
14.某小组用如图所示装置验证机械能守恒定律。电磁铁的开关断开后，小钢球从电磁铁的下边缘由静止下落，小球的球心正好通过正下方的光电门。他们测得小球的直径为，小球质量为，小球经过光电门的时间为。小球静止时其上边缘与光电门间的距离为，查得当地的重力加速度的值。现改变光电门位置，测得多组数值。甲同学直接验证机械能守恒定律，表达式为___________。乙同学作出了图像，图像为一倾斜直线，求得图线斜率为，测出的重力加速度可由_______求出，若乙同学求出的加速度的值和查得的重力加速度的值在误差范围内相等，也可验证机械能守恒定律。
三、计算题（本题共4小题，15题7分，16题8分，17题8分，18题14分，共37分。要求每题写出解题过程，只有答案没有过程概不评分。）
15. 如图所示，一足够大的圆盘水平放置， 圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，圆盘上距离转轴为处静置一个质量为的小物块。现将圆盘从静止开始转动并缓慢增大转速，当转速增大到一定时，圆盘因故障突然停止转动，而物块由于惯性在圆盘上沿直线滑行一段距离后才停止运动。已知物块和圆盘间的动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度为。求：
（1）圆盘发生故障时转速的大小；
（2）圆盘发生故障时物块做圆周运动所需要的向心力。
16.已知某星球的半径为，其同步卫星的轨道半径为、周期为。已知万有引力常量为。求：
（1）该星球的质量；
（2）若考虑星球自转，则该星球赤道表面处的重力加速度为多大？
17. 如图所示，空间中存在一个水平向右的匀强电场。一带正电的小球（可视为质点）用一根长度的绝缘细线悬挂在天花板上的固定点。已知小球的质量、电荷量，小球静止在点时细线与竖直方向所成的夹角（取，，）。求：
（1）匀强电场的场强大小；
（2）若将小球拉至最低点后由静止释放，则小球运动至点时速度为多大？
18.如图所示，一倾角为（大小可调）粗糙斜面与粗糙水平轨道相接于点，粗糙水平轨道的右端与半径的光滑竖直圆轨道在点相切。调节斜面倾角的大小，每次都将同一小球（可视为质点）从斜面的顶端处由静止释放。当倾角时，小球由点处进入圆轨道后在圆轨道内运动过程中恰好能不脱离圆轨道。当倾角时，小球进入圆轨道后也能恰好不脱离圆轨道。已知小球经过处时无机械能损失，斜面的长度，小球与斜面和水平轨道间的动摩擦因数（已知，，）。求：
（1）圆轨道的半径的大小；
（2）当斜面倾角时，小球最终停止在离点多远的位置上？
参考答案
一、1.C 2. C 3. B 4. D 5. D 6. D 7. A 8. D 9. AD 10. CD 11. BC 12. BD
二、13.（1）BC （2）
14.
三、15.（1）物块滑行时摩擦力为合力
物块滑行时，由动能定理得①
②
③
④
（2）根据向心力公式⑤
得⑥
方向指向圆盘的中心
16.（1）设卫星的质量为
由万有引力提供同步卫星做匀速圆周运动向心力可得①
解得②
（2）赤道上的物体，万有引力可分解为重力和向心力
③
由②③式得④
⑤
⑥
⑦
方向指向星球球心（或竖直向下）⑧
17.（1）在点画出小球的受力分析图，如图所示
根据平衡条件得
解得
（2）根据动能定理得
解得小球的速度为
其他解法正确也给分。
18.（1）当时，小球由运动到与圆心等高处，由动能定理得
①
当时，小球由正好运动到圆的最高处
②
③
由动能定理得④
由①②③④可得
⑤
（2）小球由与圆心等高处运动到点时，速度设为，
⑥
⑦
设小球沿斜面上滑的最大位移为,
小球上滑时，由动能定理得⑧
小球再次沿斜面下滑，运动到点时的速度为，
小球下滑时，由动能定理得⑨
在水平面上运动直到停止，位移为
⑩
由⑧⑨⑩解得（或）
其他解法正确也给分。