河南省许昌市2021-2022学年高一（下）期末教学质量评估物理试题（含答案）

XCS2021-2022学年第二学期期末教学质量检测

高一物理

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，第8-10小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。用2B铅笔把所选答案涂在答题卡上。

1.北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第23次飞行任务，也是空间站阶段的第3次载人飞行任务。如图所示，飞船内的平台上放有一个测量仪器。已知飞船在发射过程中存在一个竖直向上的匀加速直线运动过程，用h表示飞船与地球表面之间的距离，用F表示测量仪器对平台的压力大小。在飞船竖直向上的匀加速直线运动过程中，能够描述F随h变化关系的大致图像是

A.   B.

C.  D.

2.如图所示，细绳的一端固定在悬点0，细绳的另一端连接一个小球，小球绕0点在竖直平面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。当小球运动到最高点P时，突然剪断细绳，则关于小球以后运动的大致轨迹，下列说法正确的是（不计空气阻力）

A.小球的运动轨迹可能是1  B.小球的运动轨迹可能是2

C.小球的运动轨迹可能是3  D.小球沿着原来的运动轨迹运动到Q点后，再竖直向下运动

3.如图所示，工厂生产流水线上的玻璃以某一速度连续不断地随流水线向右匀速运动，在切割工序的P处有一玻璃割刀。为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形，关于割刀相对地的速度方向，图中画出了割刀相对地的速度方向的四条大致的方向，其中1与玻璃运动方向垂直。下列说法正确的是

A.割刀相对地的速度方向一定沿方向1

B.割刀相对地的速度方向可能沿方向2

C.割刀相对地的速度方向可能沿方向3

D.割刀相对地的速度方向可能沿方向4

4.研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体P（P可视为质点）。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在P从坐标原点以某一速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。则关于P在上升过程中的运动轨迹，下列大致正确的是

A.  B.

C.  D.

5.发射航天器带来的轨道碎片等被人们称为太空垃圾，太空垃圾会给航天器带来巨大隐患。一颗迎面而来的直径0.5毫米的金属微粒，足以戳穿密封的航天服，所以太空垃圾的回收是各个国家急需解决的问题。当这些太空垃圾绕地球运动的轨道半径逐渐变小的过程中，下列说法正确的是

A.这些太空垃圾绕地球运动的角速度大小逐渐减小

B.这些太空垃圾绕地球运动的线速度大小逐渐减小

C.这些太空垃圾绕地球运动的向心加速度大小逐渐减小

D.这些太空垃圾绕地球运动的周期逐渐减小

6.从地面斜向上以某一速度抛出一物体，空气阻力不计。取地面为坐标原点，竖直向上为物体竖直方向位移y的正方向。则物体从抛出到运动到最高点的运动过程中，物体的机械能E随物体竖直位移y的关系图像，下列大致正确的是

A.  B.

C.  D.

7.如图所示，一倾斜固定传送带以恒定速度大小顺时针转动。在传送带底端B无初速度地放一个工件，工件在摩擦力的作用下从传送带底端B滑动到顶端A，然后进入平台装箱打包。则当工件从传送带底端B滑动到顶端A的过程中，下列说法正确的是

A.摩擦力对工件所做的功等于工件动能的增量

B.摩擦力对工件所做的功等于工件重力势能的增量

C.摩擦力对工件所做的功等于工件机械能的增量

D.摩擦力对工件所做的功等于工件和传送带之间的摩擦生热

8.如图所示，在地面附近上方某点A，将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，小球最后落在水平地面上的B点，C、D是小球运动轨迹上的两点。不计空气阻力，则小球从A到B的运动中，下列说法正确的是

A.小球的速度大小和方向都在不断变化

B.小球的加速度大小和方向都在不断变化

C.小球的速度方向和加速度方向之间的夹角逐渐变小

D.小球运动到C点时重力的功率等于小球运动到D点时重力的功率

9.用长度均为L的细线把小球A和小球B悬挂起来，二者静止时的状态如图所示。今对小球A加一水平向左的恒力F1，对小球B加一水平向右的恒力F2，且F1=F2，物体在运动过程中和空气之间由于摩擦而生热，最后两个小球再次静止不动。则当两个小球从最初静止状态到最后再次静止不动的过程中，下列说法正确的是

A.恒力F1对小球A做正功     B.恒力F2对小球B做正功

C.小球A和小球B的重力势能均增加  D.小球A的重力势能不变，小球B的重力势能增加

10.如图所示为离心机原理装置示意图，离心机上装有水平横杆，杆上套有两个质量相同的小球A、B，小球A、B用细线相连，A小球所在的左端横杆粗糙，B小球所在的右端横杆光滑。当该离心装置绕竖直转轴OO′以角速度ω匀速转动时，A、B小球相对离心装置静止不动，且A到转轴的距离为r，B到转轴的距离为2r。在两个小球随该离心装置转动过程中，下列说法正确的是

A.小球A所受的摩擦力方向背离转轴

B.小球A所受的摩擦力方向指向转轴

C.小球A所受的摩擦力大小等于小球B所受的拉力大小

D.小球A所受的摩擦力大小小于小球A所受的拉力大小

二、实验探究题：本题共2小题，共14分。在答题卡上按题目要求答题。

11.（4分）研究平抛运动的实验装置示意图如图甲所示。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可在竖直木板上的坐标纸上描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图甲中的1、2、3位置，在坐标纸上描绘出A、B、C三个落点，如图乙所示。若三次实验中，小球三个落点A、B、C相邻之间的水平位移之差分别是△x1和△x2、运动时间之差分别是△t1和△t2，忽略空气阻力的影响，则△x1__________△x2，△t1_________△t2。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

12.（10分）某同学利用如图所示的实验装置探究系统机械能变化量与摩擦阻力做功的关系，所用器材有：一端带光滑轻质滑轮且各处粗糙程度相同的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（总质量为M=200g，其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为9.80m/s2，实验操作步骤如下：

①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂5个钩码，如图所示；

②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；

③每次在最下端悬挂的钩码中去掉一个，把其放在滑块上，不断重复上述步骤；

④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂的钩码）总动能的增加量△Ek及系统总机械能的减少量△E，结果如下表所示：

回答下列问题：

（1）实验中，当轻细绳悬挂5个钩码时，在滑块通过两个光电门之间的过程中，系统总重力势能的减少量为__________J；

（2）实验中，当轻细绳悬挂1个钩码时，滑块通过两个光电门之间由于摩擦而产生的热量为__________J；

（3）若以M为横轴，△E为纵轴，在△E一M的坐标图中绘出△E一M图像；

（4）则根据你所绘出的△E一M图像，滑块与木板之间的动摩擦因数为__________。

三、综合应用题：本题共4小题，共46分。在答题卡上作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.（10分）如图所示，班上物理课外探究小组在一起做抛球游戏。一个水平光滑固定平台AC与光滑斜面AB在A点相连接。在某一次抛球过程中，他们拿一个小球在水平平台上以某一速度大小水平抛出，小球沿平台运动一段时间后，从A离开，最后小球恰好落在斜面上的底端B处。已知重力加速度大小为g，空气阻力不计。同学们用一把尺子测出斜面顶端A到斜面底端B的水平距离x和竖直高度y后，并再利用重力加速度g，求小球在平台上水平抛出时的速度大小。请你正确建立方程，帮助该同学求出小球在平台上水平抛出时的速度大小。

14.（10分）如图甲所示为北斗七星位置示意图，它们只是宇宙中七颗普通的恒星，而且它们之间没有任何关系。其中天玑星是一个双星系统的天体结构，在天玑星周围还有一颗质量较小的伴星，天玑星和它的伴星绕着它们二者之间连线的某点0做相同周期的匀速圆周运动，如图乙所示。现测得天玑星的质量为M，二者之间连线的间距为L，二者绕O点做匀速圆周运动的周期为T。万有引力常量为G。试求天玑星的伴星的质量。

15.（12分）如图所示，光滑固定斜面的倾角为θ，一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧上端与质量为m的物体A相连。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A，滑轮右侧绳子与斜面平行。当A静止不动时，弹簧的弹性势能为Ep。已知重力加速度为g。现用恒力F竖直向下拉绳的另一端，使A由静止开始沿斜面向上运动。试求：当弹簧恢复到原长时，物体A的速度大小。

16.（14分）如图所示，一半径为R的光滑半球开口向下，固定在水平面上。一质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为0′。球心0到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（）。小球P在运动过程中始终受到一个指向圆心0′、大小与其线速度大小成正比的力。为了使小球能够在该圆周上运动，试求指向圆心0′的力与线速度v的比例系数的最小值。重力加速度大小为g。

XCS2021—2022学年第二学期期末教学质量检测

 高一物理参考答案

一、选择题（10×4分=40分）：在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，第8-10小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。

二、实验探究题（14分）：

11．（4分）

（1）等于；（2分）（填“=”也给分）

（2）等于。（2分）（填“=”也给分）

12．（10分）

（1）1.225；（2分）

（2）0.196；（2分）

（3）如图所示；（4分）

（4）0.10（ 0.08—0.12之间均给分）（2分）（小数点后面取三位数字也给分）

三、综合应用题（46分）：

13．（10分）解：设小球在平台上水平抛出时的速度大小为v0，小球从A运动到B的时间为t，有：

水平方向：x=v0t                                   ①（4分）

竖直方向：y=gt2                                 ②（4分）

方程①②联合消去时间t，解得：v0=x             （2分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。（沿斜面和垂直斜面建立方程，只要方程正确，也给分。）

14．（10分）解：设伴星的质量为m，天玑星的轨道半径为R，伴星的轨道半径为r，

对伴星，有：G=mr   ①（3分）

对天玑星，有：G=MR ②（3分）

由题意知：R+r=L              ③（2分） 

以上联合求解得：m=-M   （2分）   

15．（12分）解：设弹簧的压缩量为x，弹簧恢复原长时物体A的速度为v，

（1）从开始运动到弹簧恢复原长的过程中，对A，由动能定理得：

Fx-mgxsinθ+W弹=mv2①                    （4分）

由弹簧弹力做功与弹性势能的关系得：

W弹=EP②                                （3分）

（2）加拉力之前，以物体A为研究对象，有：

mgsinθ=kx③                              （3分）

以上联合求解得：v=  （2分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。

16．（14分）解：设半球面对小球P的支持力大小为F，指向圆心O'的力与线速度v的比例系数为k。根据题意，小球P在半球面上做水平的匀速圆周运动，P受到向下的重力mg、半球面对它的支持力F和指向圆心O'的力kv。设轨道半径为r，有：

竖直方向：Fcosθ-mg=0            ①（3分）

沿PO'方向：kv-Fsinθ =m       ②（3分）

由题意知：r=Rsinθ                ③（3分）

由①②③解得：

     ④（2分）

由于v是实数，必须满足≥0     ⑤（1分）

由此得k≥                                  ⑥（1分）

可见，为了使小球能够在该圆周上运动，指向圆心O'的力与线速度v的比例系数的最小值为

                                ⑦（1分）