2022焦作高一下学期期末物理试题含解析

焦作市普通高中2021 —2022学年（下）高一年级期末考试

物理

考生注意：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1〜6题只有一个选项符合题目要求，第7〜10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 做曲线运动物体的加速度可以和速度在同一直线上

B. 做曲线运动物体的加速度一定变化

C. 做平拋运动物体的速度变化量的方向一定竖直向下

D. 做曲线运动的物体可以不受力

【答案】C

【解析】

【详解】A．做曲线运动的条件是物体的加速度和速度不在同一直线上，故A错误；

B．做曲线运动的物体受力可以恒定，加速度不变，例如平抛运动，故B错误；

C．做平抛运动物体的速度变化方向是重力加速度的方向，一定竖直向下，故C正确；

D．做曲线运动的物体，一定受合外力，故D错误。

故选C。

2. 下列说法符合实际的是（　　）

A. 汽车在水平路面转弯时，重力与支持力平衡

B. 飞机转弯时升力与飞机重力平衡

C. 火车转弯时超过规定的速度，内轨一定给轮缘作用力

D. 链球运动员拉着链球在加速转动过程中，铁链的拉力一定指向链球运动的圆心

【答案】A

【解析】

【详解】A．汽车在水平路面转弯时，重力与支持力平衡，静摩擦力提供向心力，选项A正确；

B．飞机转弯时升力与飞机重力的合力提供向心力，不是一对平衡力，选项B错误；

C．火车转弯时超过规定的速度，则火车的重力和轨道支持力和合力不足以提供向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨一定给轮缘作用力，选项C错误；

D．链球运动员拉着链球在加速转动过程中，铁链的拉力一定不指向链球运动的圆心，其中沿切线方向的分力使链球加速，选项D错误。

故选A。

3. 起重机的额定功率是它正常工作时所能输出的最大功率。一台起重机的额定功率为P，当起重机以额定功率提升质量为m的重物时（提升的高度足够高），最大速度为v，则下列说法正确的是（　　）

A. 如果提升重物的质量为2m，重物提升的最大速度为2v

B. 如果提升重物的质量为2m，重物提升的最大速度为

C. 如果重物做匀加速直线运动，起重机发动机的输出功率保持不变

D. 如果起重机的牵引力变为原来的，起重机的额定功率就变为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．功率P一定时，最大速度

则重物的质量为2m，重物提升的最大速度为，A错误B正确；

C．重物做匀加速直线运动时，起重机发动机的输出功率在增大，直至达到额定功率，C错误；

D．起重机的额定功率跟牵引力大小无关，D错误。

故选B。

4. 某同学通过拖轮胎进行体能训练。轮胎与地面间的动摩擦因数为定值，轮胎质量不变，拉轮胎的绳与水平方向的夹角为。训练过程中在轮胎上施加大小为F的拉力时，轮胎加速度大小为a，下列判断正确的是（　　）

A. 若拉力大小变为2F，其他条件不变，则加速度变为2a

B. 若拉力大小变为2F，其他条件不变，则加速度小于2a

C. 若在原轮胎上叠放一个同样的轮胎，其他条件不变，则加速度小于

D. 若在原轮胎上叠放一个同样的轮胎，其他条件不变，则加速度大于

【答案】C

【解析】

【详解】AB．在轮胎上施加大小为F的拉力时，由牛顿第二定律得

即

解得

同理，当在轮胎上施加大小为2F的拉力时，则有

解得

则可得

故AB错误；

CD．若原轮胎上叠放一个同样轮胎，施加大小为F的拉力时，由牛顿第二定律有

解得

则可得

故C正确，D错误。

故选C。

5. 质量为50 kg的小明同学参加学校运动会的跳远项目，从O点由静止开始助跑，在A点起跳直至B点落地过程如图所示。最终跳出了4.8 m的成绩。将小明同学看成质点，已知小明最高的腾空距离0.45 m， 从O点静止开始运动到B点落地，OA克服阻力做功50J。忽略起跳后的空气阻力，重力加速度g取 10 m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. 小明在空中运动的时间为0.3s

B. 小明在最高点时的动能为1600J

C. 运动到点着地时的动能为1725J

D. 全过程小明做的功为1825J

【答案】B

【解析】

【详解】A．小明从最高点运动到B点落地，有

所以小明在空中运动的时间为0.6s，A错误；

B．小明从最高点运动到B点落地，由

最高点的动能为

=1600J

B正确；

C．由能量守恒知运动到B点着地时的动能为

=1825J

C错误；

D．根据能量守恒可知全过程小明做的功为1875J，D错误。

故选B。

6. 我国“天问一号”携带的“祝融号”火星车成功着陆火星。如图所示，“天问一号”首先在I轨道上绕火星做匀速圆周运动，选定好着陆地点后在B点实施变轨进入轨道II，随后在近火点A时实施降轨进入轨道III（轨道半径可看成火星半径R），随后软着陆在火星表面。已知“天问一号”在II轨道上的周期为T，II轨道半长轴为a，则（   ）

A. “天问一号”在III轨道上的周期

B. “天问一号”在III轨道上的线速度

C. 火星的质量

D. 火星表面重力加速度

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由开普勒第三定律可知

“天问一号”在III轨道上的周期

A错误；

B．由圆周运动公式可知，“天问一号”在III轨道上的线速度

B错误；

C．由

解得火星的质量

C正确；

D．由

解得火星表面重力加速度

D正确。

故选CD。

7. 如图所示，在光滑的斜面底端有一挡板P，上面连接一个轻质弹簧，一物体在斜面上某位置由静止释放， 从接触弹簧到弹簧被压缩至最短过程中（弹簧始终在弹性限度内），以下说法正确的是（　　）

A. 物体的机械能不变

B. 物体的动能逐渐减小

C. 物体的机械能减少

D. 合力对物体先做正功后做负功

【答案】CD

【解析】

【详解】AC．物体从接触弹簧到弹簧被压缩至最短过程中，弹力对物体做负功，物体的机械能将减小，故A错误，C正确；

BD．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹力先小于重力沿斜面的分量，后大于沿斜面的分量，所以随着弹力的增大，合力先向下减小后向上增大，则小球的速度先增大后减小，根据动能定理可知合力对物体先做正功后做负功，故B错误，D正确。

故选CD。

8. 如图所示，一段光滑竖直圆弧轨道和一段粗糙的水平轨道平滑连接并固定在地面上，质量为的小球以初速度v0从水平轨道A点运动到圆弧轨道髙为的点减速到零，返回途中经过A点时的速度为v，重力加速度为g，则在由A到的过程中（　　）

A. 克服摩擦做功=）

B. 克服摩擦做功=

C. 小球上升的高度

D. 小球上升的髙度

【答案】C

【解析】

【详解】小球从A运动到B过程由动能定理得

再分析小球从B运动到A过程由动能定理得

联立求解得

，

故C正确，ABD错误。

故选C。

9. 如图所示，物体套在光滑的细杆上，和通过轻质细绳连接并跨过定滑轮，一水平力拉着水平面上的物体向左运动。在某一小段时间内，沿细杆匀速向上运动通过段的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 做加速直线运动 B. 做减速直线运动

C. 细绳对拉力在增大 D. 杆对的弹力在减小

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．设绳与竖直方向夹角为，则

当P匀速运动，增大时，Q做减速运动，故A错误，B正确；

CD．分析P受力

角增大时绳子拉力T在增大，杆对P弹力

在增大，故C正确，D错误。

故选BC。

10. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随ω2变化关系如图2所示。重力加速度g取10m/s2，由图2可知（   ）

A. 绳长为l = 2m

B. 小球质量为0.5kg

C. 母线与轴线之间夹角θ = 30°

D. 小球的角速度为2rad/s时，小球已离开锥面

【答案】AB

【解析】

【详解】ABC．当小球将要离开锥面时，分析小球受力知

即

由图2可知，离开斜面后

ml = 1

当小球未离开锥面时，分析小球受力得，x轴方向上有

y轴方向上有

二式联立可得

则

所以

θ = 37°，m = 05kg，l = 2m

AB正确、C错误；

D．由图可知，当时小球刚离开锥面，所以D错误。

故选AB。

二、非选择题：本题共6小题，共60分。

11. 如图1所示，某同学用此装置做验证动能定理实验，方法是验证相同的橡皮筋对小车做功等于小车动能变化量。他这样操作：当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，保持每次橡皮筋形变量一样，分别记每次实验中橡皮筋所做的功为2W、3W…。对应每次橡皮筋弹开小车后的速度可由纸带求出，电源频率为50Hz。

（1）本实验___________（填“需要”或“不需要”）需要平衡摩擦力；

（2）橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第五次的纸带（如图2所示）可以看出小车接在纸带的___________（填“左边”或“右边”）。求得小车获得的速度为___________m/s（保留两2位有效数字）；

（3）根据多次测量数据画出的W—v2图像如图3所示，图线不过原点的原因是______________________。

【答案】    ①. 需要    ②. 左边    ③. 2.0    ④. 平衡摩擦力过度

【解析】

【详解】（1）[1]实验目的是研究橡皮筋对小车做功等于小车动能变化量，所以需要平衡摩擦力，使橡皮筋对小车拉力为合外力。

（2）[2][3]由纸带左密右疏可知，小车接在纸带的左边，并可以求得被橡皮筋弹开后的速度为

（3）[4]橡皮筋对小车做功0时，小车依旧可以获得动能，说明平衡摩擦力过度，重力做正功。

12. 某同学通过调节手机拍摄功能中的感光度和快门时间，拍摄出质量较高的频闪照片。图1是该同学拍摄的小球自由下落部分运动过程中频闪照片，用来验证机械能守恒定律。该同学以小球下落过程中的某一点（非释放点）为原点，并借助照片背景中的刻度尺测量各时刻的位置坐标为 刻度尺零刻度与原点对齐。已知手机连拍频率为，当地重力加速度为g，小球质量为。

（1）小球在位置时的瞬时速度=___________（用题中所给的物理量符号表示）；

（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是___________；

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.选择材质密度小的小球

C.小球实际下落过程中动能增量大于重力势能减少量

D.该实验可以验证动能定理

（3）取小球从到的过程研究，则机械能守恒定律的表达式为 =_____________________（用题中所给物理量的符号表示）；

（4）由于阻力的存在影响了实验，该同学利用测得的数据，算出了这些点对应的速度，以对应到点的距离为横轴，为纵轴画出了如图2所示的图线。测得图线的斜率为），则小球受到的阻力大小=___________。

【答案】    ①.     ②. AD    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]小球在位置时的瞬时速度

（2）[2]刻度尺竖直，保证测量的距离是竖直方向自由下落的距离，选项A正确；小球密度越大，则相对阻力越小，误差越小，选项B错误；下落过程由于阻力做功，则动能增量小于重力势能的减小量，选项C错误；该实验可验证动能定理，选项D正确；

故选AD。

（3）[3]由机械能守恒定律可知

即

（4）[4]由动能定理

可得

所以

13. 如图为农用水菜供水示意图，出水管水平，出水管喷出的水可以看做是平拋运动，出水管内部直径为管口距地面距离为，水流喷出的水平距离为重力加速度为g请用所学物理知识估测出农用水泵的流量（在单位时间内通过管道横截面的流体体积称为流量）。

【答案】见解析

【解析】

【详解】根据平抛运动

，

流量

，

解得

14. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度=3 m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度=6 m/s，物块从点冲上传送带，已知物块的质量 = 2 kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数= 0.5，物块刚好未从传送带端滑落，求：

（1）物块在传送带上运动的时间；

（2）当物块运动到距端2 m时，因摩擦产生的热量；

（3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。

【答案】（1）2.7s；（2）81J；（3）54J

【解析】

【详解】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为

减速到零的时间为

传送带长度为

从B返回加速到与传送带共速时间为

反向加速距离为

匀速时间为

物块在传送带上运动的总时间为

（2）物块第一次运动到距A端2m时的速度为v1，根据速度位移公式

解得

v1=4m/s

根据

解得

摩擦产生的热量为

解得

物块第二次运动到A端2m处，有

解得

（3）根据能量守恒

代入数据解得

15. 如图所示为一个简易轨道模型，它由粗糙水平轨道和可以看做在竖直面内的两个光滑圆形不重叠（即）的轨道组成。分别是两个圆形轨道的最低点，第一圆轨道的半径，第二个圆轨道半径，一个质量为的小球（视为质点），从第一圆轨道的左侧点以初速度沿轨道向右运动，小球与水平轨道的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：

（1）若小球刚好经过第一个圆轨道的最高点，段的距离；

（2）若小球刚好经过第二个轨道最髙点，则小球第一次经过点时对轨道的压力是多大；

（3）若让小球刚好通过第一个轨道且能通过第二个圆轨道，动摩擦因数的取值范围。（结果保留2位有效数字）

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球第一次刚好过最高点，由牛顿第二定律有

小球从A到第一个圆轨道最高点，由动能定理得

联立求解得

（2）小球刚好过第二个圆轨道最高点时有

由第二轨道最低点C到最高点由动能定理得

在第二轨道最低点C由牛顿第二定律

联立可以解得

由牛顿第三定律得，小球第一次经过C点时对轨道的压力

（3）小球从A运动到C，由动能定理得

而

联立解得