2021郑州郊县高一下学期期末模拟考试物理试题含答案

2020-2021学年下学期期末模拟考试试卷

高一物理

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上．

2．考生作答时，请将正确的答案填写在答题卡上，在本试卷上答题无效．回答选择题时，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．

一、选择题（本题共10小题，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求；第7～10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．由已知现象，经过逻辑推理和数学工具验证，再进行合理延伸，是研究物理问题的一种科学思维方法．下列四幅图属于这种方法的是（    ）．

A．牛顿关于发射卫星的设想

B．研究平抛运动的竖直分运动

C．卡文迪许测定引力常量的实验原理图

D．探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系

2．如图所示，篮球运动员在空中一个漂亮的投篮，质量为的篮球与水平面成45°角准确落入篮筐．已知投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，投球点和篮筐距离为，，忽略空气阻力．则篮球进筐时的动能为（    ）．

A．    B．    C．    D．

3．如图所示，公园里一个质量为的小朋友在荡秋千，两根轻质吊线平行，小朋友可视为质点，重力加速度为．已知小朋友运动到最高点时吊线与竖直方向的夹角为，吊板质量不计，则小朋友运动到最低点时每根吊线对他的拉力大小为（    ）．

A．   B．   C．   D．

4．大吊车沿竖直方向向上以加速度吊起静止在地面上的质量为的重物，时刻，大吊车拉力对重物做功的瞬时功率为（    ）．

A．   B．   C．   D．

5．2021年中国航天计划安排40余次宇航发射任务．假设某次发射了两颗质量相同的地球卫星甲和乙，已知甲在圆形轨道1上运动的动能为，乙在圆形轨道2上运动的动能为，则甲、乙两颗卫星的轨道半径之比为（    ）．

A．    B．    C．    D．

6．小明同学将篮球从离地面高度为处释放，篮球竖直反弹后上升的最大高度为，已知篮球质量为，重力加速度为，篮球碰撞地面过程中重力冲量大小为，则地面对篮球的冲量大小为（    ）．

A．      B．

C．      D．

7．在粗糙水平面上，两个紧靠的物体之间放置有少许炸药，炸药爆炸后，两物体分别滑动和的距离而停止，已知两物体与水平面之间的动摩擦因数相同，由此可知（    ）．

A．两物体的质量之比为

B．爆炸后瞬间两物体的速度大小之比为

C．爆炸后瞬间两物体的动量大小之比为

D．爆炸后瞬间两物体的动能之比为

8．在半径为的球壳内的最低点竖立一高度为的支架，在支架上放置一质量为的小球，小球以水平速度抛出，打在球壳上，重力加速度，则（    ）．

A．小球飞行时间为

B．小球打在球壳上的位置与球心连线与竖直方向的夹角的正切值为

C．小球落到球壳上时动能为

D．小球落到球壳上时速度方向与球壳垂直

9．甩水拖把如图所示．将拖把的托盘连同周边的拖布条全部放入脱水桶，使上方的固定套杆和旋转杆竖直，手握固定套杆让把手从旋转杆的顶端向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起转动．某型号的甩水拖把部件的数据为：托盘半径为，拖布条长度为，脱水桶的半径为．某次脱水时，固定套杆从最高处由静止匀加速向下运动，脱水桶从静止开始转动，历时，固定套杆刚好运动到底端，此时，刚好有水从拖布条甩出．则下列说法正确的是（    ）（固定套杆每下降，旋转杆带动脱水桶转动1圈，当固定套杆静止不动或向上运动时，固定套杆对旋转杆既不施加动力、也不施加阻力，固定套杆从最高处沿旋转杆下降到达底端的过程中，旋转杆恰好转动了4圈）．

A．脱水桶匀速转动

B．紧贴脱水桶内壁的布条表面附着的水先被甩出

C．脱水桶内壁与托盘外缘处的向心加速度之比为

D．拖布条表面附着的水刚被甩出时，脱水桶内壁处的线速度大小为

10．我国卫星发射进入快车道，2021年将进行40余次航天发射．小明同学根据相关资料画出了某次一箭多星发射的四颗卫星Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轨道示意图，下列说法正确的是（    ）．

A．四颗卫星受到地球的引力大小从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

B．四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度大小从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

C．四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

D．四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

二、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分）

11．某同学利用平抛运动测量速度的原理来探究功与速度变化的关系，实验装置如图所示．

（1）小物块在一条橡皮筋的作用下弹出，沿桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为．对桌面的要求，下列说法正确的是______．

A．只要桌面尽可能光滑，是否水平，不影响实验结果

B．只要桌面水平，是否光滑，不影响实验结果

C．要求桌面尽可能光滑和水平

（2）在钉子上分别套上2条、3条、4条、…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（1），小物块落点分别记为、、、…．

为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量下列物理量中的______（填正确答案标号，已知）．

A．小物块的质量     B．橡皮筋的原长

C．橡皮筋的伸长量    D．桌面到地面的高度

E．小物块抛出点到落地点的水平距离

（3）将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为、、、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为、、、…，若功与速度的二次方成正比，则应以为纵轴、______为横轴作图，才能得到一-条直线．

（4）若以为纵轴、（3）中合适的物理量为横轴作图，得到的实验图像是过原点的倾斜直线，直线斜率为，则物块的质量为______．（用和实验需要测量的物理量代号字母表示）

12．用如图所示装置验证滑块（含遮光片）和重物组成的系统机械能守恒．光电门和固定在气垫导轨上，相距．已知遮光片宽度为，滑块质量为，重物质量为．释放滑块，测得遮光片通过光电门和的时间分别为和．

（1）遮光片通过光电门时滑块的速度______．

（2）滑块从到的过程中，滑块（含遮光片）和重物组成的系统重力势能减少量为______，系统动能增加量为______．

（3）若固定光电门，改变光电门和之间的距离，多次从相同位置释放滑块，将多次实验的数据画出图像，若以作为纵轴，要得到线性图像，则横轴代表的物理量为______．

三、计算题（本题共4小题，第13题8分，第14题10分，第15题12分，第16题14分，共44分）

13．某游乐场的滑梯可以视为由上、下两段高均为，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成．质量为的小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，经过，上、下两段滑道后，恰好静止于滑道的底端．已知上、下两段滑道与小朋友之间的动摩擦因数相同．不计小朋友在两段滑道交接处的能量损失，，．求：

（1）小朋友在滑梯上滑动时与滑梯之间的动摩擦因数；

（2）小朋友在滑梯上下滑的最大速度．

14．如图所示，带有遮光片（宽度为）的物体（质量为）套在光滑水平直杆上，系在物体上的细线跨过两个定滑轮与物体（质量为）相连．细线与物体相连处设置有力传感器可以测出细线中的拉力．已知细线无弹性，定滑轮与光滑直杆都在竖直平面内，定滑轮与光滑直杆之间的距离为，不计空气阻力．将物体在图示位置（细线与水平直杆夹角为）由静止释放．

（1）求物体的最大速度；

（2）若物体沿直杆运动到细线与水平直杆的夹角为时（如图位置），力传感器示数为，求此时物体的速度和加速度．

15．2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器成功发射，2021年2月10日，顺利进入环火星大椭圆轨道，并变轨到近火星圆轨道运动，将于2021年5月至6月择机实施火星着陆，最终实现“绕、着、巡”三大目标．已知火星质量约为地球的，半径约为地球的，地球表面的重力加速度为，火星和地球均绕太阳做逆时针方向的匀速圆周运动，火星的公转周期是地球公转周期的两倍．质量为的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程．若该减速过程可以视为一个竖直向下的匀减速直线运动，忽略火星大气阻力，求：

（1）着陆过程中，着陆器受到的制动力大小；

（2）探测器分别围绕火星和地球做圆周运动一周的最短时间之比．

16．某同学利用组合积木搭建了如图所示的轨道，研究小球的运动．段为与水平面夹角为的倾斜轨道，段和段为水平轨道，为半径为的竖直圆轨道，为半径为的圆形轨道，右侧段为水平轨道，各段轨道之间平滑连接．距离水平面高度为的倾斜轨道顶端有一弹簧枪，可发射质量为的小球，若小球从弹簧枪枪口以速度沿轨道向下弹出，之后沿倾斜轨道向下运动，恰好能够通过竖直圆轨道的最高点，之后沿竖直面内的圆轨道经过后进入水平轨道，然后经过，沿半径为的圆形轨道经过进入水平轨道．已知小球在倾斜轨道和水平轨道段、段运动所受的阻力与小球对轨道压力的比值为，小球在其他段运动所受阻力不计．小球可视为质点．求：

（1）小球被弹出前弹簧枪中弹簧的弹性势能和之间的水平距离；

（2）小球通过圆形轨道最高点时对轨道的压力大小；

（3）小球最终停止时与点的距离（足够长）．

参考答案

2020～2021学年下学期期末模拟考试试卷

高一物理

1．A

【解析】图B通过两球同时落地来说明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动；

图C利用放大法测定引力常量；

图D利用控制变量法来探究影响向心力的因素；

只有图A是利用已知抛物现象进行合理外推得出的．

2．B

【解析】由对称性和平抛运动规律，可得，，

篮球进篮筐时的速度，

篮球进筐时的动能，

联立解得：，选项B正确．

3．C

【解析】设吊线长度为，小朋友从最高点运动到最低点，

由机械能守恒定律有，

在最低点有，，

联立解得每根吊线对小朋友的拉力，选项C正确．

4．C

【解析】以加速度吊起静止在地面上质量为的重物，

由牛顿第二定律，解得，

时刻，重物向上的速度，

大吊车拉力对重物做功的瞬时功率为，选项C正确．

5．B

【解析】设卫星甲在半径为的轨道1上绕地球做圆周运动，

由，动能为，解得动能为．

设卫星乙在半径为的轨道上绕地球做圆周运动，

则其动能为，

解得，选项B正确．

6．C

【解析】由，解得，

由，解得，

由动量定理有，，

即，选项C正确．

7．BD

【解析】两物体的质量之比为，选项A错误；

根据两物体分别滑动和的距离而停止，

由，可知，爆炸后瞬间两物体的速度二次方之比为，

即两物体的速度大小之比为，选项B正确；

爆炸过程，两物体组成的系统动量守恒，

所以爆炸后瞬间两物体的动量大小之比为，选项C错误；

爆炸后瞬间两物体的动能之比为，选项D正确．

8．BC

【解析】由平抛运动规律，，，，

联立解得：，，，选项A错误；

小球打在球壳上的位置与球心连线与竖直方向的夹角的正切值为，选项B正确；

设小球落到球壳上时动能为，由机械能守恒定律有，，

解得，选项C正确；

小球落到球壳上时速度方向与竖直方向的夹角的正切值为，

即，而落点与球心连线与球壳垂直，

故小球落到球壳上的速度方向不与球壳垂直，选项D错误．

9．BC

【解析】根据题述，固定套杆从最高处由静止匀加速向下运动，脱水桶从静止开始转动，做匀加速转动，选项A错误；

由向心力公式可知紧贴脱水桶内壁的布条表面附着的水先被甩出，选项B正确；

由向心加速度公式可知，脱水桶内壁与托盘外缘处的向心加速度之比等于半径之比，为，选项C正确；

由题意知，内旋转杆下降，脱水桶转过4圈，脱水桶内壁转过的弧长为，固定杆匀加速向下运动，脱水桶匀加速转动，即内壁线速度大小均匀增加，转了4圈，转过的弧长与速度、时间的关系用微元法一小段一小段的话可类比匀变速直线运动的规律，

所以，故，选项D错误．

10．BD

【解析】由于题述没有给出四颗卫星的质量关系，故不能得出四颗卫星受到地球的引力的大小关系，选项A错误；

由，解得，由此可知四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度大小从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，选项B正确；

由周期与角速度成反比，可知四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期从大到小依次是Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ，选项C错误；

由，解得，可知四颗卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度从大到小依次是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，选项D正确．

11．（1）C  （2）ADE  （3）   （4）

【解析】（1）利用平抛运动测量速度的原理来探究功与速度变化的关系，实验要求桌面尽可能光滑和水平，选项C正确．

（2）根据平抛运动规律，小物块抛出点到落地点的水平距离，

桌面到地面的高度，联立解得，

小物块从桌面抛出时的动能，

所以，为求出小物块从桌面抛出时的动能，需要测量小物块的质量，桌面到地面的高度，小物块抛出点到落地点的水平距离，选项ADE正确．

（3）由，，可知，

所以应以为纵轴、为横轴作图，才能得到一条直线．

（4）由，可知图像的斜率，解得．

12．（1）

（2）  

（3）

【解析】（1）遮光片通过光电门时滑块的速度．

（2）滑块（含遮光片）和重物组成的系统重力势能减少量为，

遮光片通过光电门时滑块的速度，

系统动能增加量为

．

（3）由可知，

若固定光电门，改变光电门和之间的距离，多次从相同位置释放滑块，

则对应的改变，将多次实验的数据画出图像，

若以作为纵轴，要得到线性图像，则横轴代表的物理量为．

13．解：（1）对小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，到底端静止的全过程，

由动能定理得，

解得．

（2）由题意分析知，对小朋友经过上段滑道过程，

根据动能定理得，

解得．

14．解：（1）当物体运动到左侧定滑轮正下方时速度最大，此时速度为零．

对系统，由机械能守恒定律有，，

解得：．

（2）物体由初位置沿直杆运动到细线与水平直杆的夹角为的过程中，

对系统，由机械能守恒定律有，，

解得：，

物体的速度，速度方向竖直向上．

由于此时物体做加速运动，所以加速度方向向上．

由牛顿第二定律有，，

解得：．

15．解：（1）由，

可得火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度的比值为，

即，

着陆器向下运动的加速度，

由牛顿第二定律有，

解得制动力．

（2）当探测器分别绕地球表面和火星表面运动时，对应两周期均为最小，

由，

解得，

探测器分别绕火星和地球做圆周运动一周的最短时间之比为

．

16．解：（1）对小球和弹簧组成的系统，

由机械能守恒定律可知，小球被弹出前弹簧的弹性势能E，

根据题述，小球恰好能够通过竖直圆轨道的最高点，则小球在点，

由牛顿第二定律有，解得：，

设之间的水平距离为，，

对小球由运动到的过程，

由动能定理有，

之间的水平距离，联立解得：．

（2）对小球由到的运动过程，

由机械能守恒定律有，，

解得：，

设小球经过点时受到的支持力为，则小球在点，

由牛顿第二定律有，，解得：．

由牛顿第三定律可知小球通过圆形轨道最高点时对轨道的压力为．

（3）对小球在水平轨道的运动，

由动能定理有，，

解得：．