2021-2022学年广东省茂名市电白区高一（下）期末物理试卷（选择考）（含解析）

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2021-2022学年广东省茂名市电白区高一（下）期末物理试卷（选择考）

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是(    )

A. 物体做曲线运动时，它的加速度方向一定不变
B. 做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用
C. 物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向
D. 物体在不垂直于速度方向的合力作用下，物体的动能可能一直不变

2. 年月日，第届冬季奥林匹克运动会在北京圆满闭幕，中国代表队取得了我国参加冬奥会的历史最好成绩。跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，其简化示意图如图所示，一运动员穿着专用滑雪板，在助滑道上获得一定速度后从坡顶点以速度水平飞出，在空中飞行一段距离后，在斜坡视作斜面上点着陆。若不考虑空气阻力，下列关于运动员的说法不正确的是(    )

A. 飞行过程中肯定有某一时刻离坡面距离最大
B. 飞行过程中肯定有某一时刻瞬时速度方向与坡面平行
C. 若改变初速度的大小，则运动员空中飞行时间不变
D. 若改变初速度的大小，则运动员落到坡面上时的瞬时速度方向都相同

3. 西游记中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为：，出发点到正对岸点的距离为，河岸平直。若大家以最短的时间渡河，则大家上岸的地点与点的距离为(    )

A.  B.  C.  D.

4. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是(    )

A. 如图，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大
B. 如图，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大
C. 如图，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在、位置做匀速圆周运动，则小球在位置处所受筒壁的支持力大于在位置处所受的支持力
D. 如图，火车转弯时若超过规定速度行驶，外轨对火车轮缘会有挤压作用

5. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地轨道，然后经点火，使其沿椭圆轨道运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道，轨道、相切于点，轨道、相切于点，如图，则当卫星分别在、、轨道上正常运行时，以下说法正确的是(    )

A. 卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率
B. 卫星在轨道上的角速度大于在轨道上的角速度
C. 卫星在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度
D. 卫星在轨道上经过点时的加速度小于它在轨道上经过点时的加速度

6. 坐落在湖州凤凰公园的摩天轮高，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是(    )

A. 在最低点时，乘客所受重力等于座椅对他的支持力
B. 在摩天轮转动的过程中，乘客的机械能始终保持不变
C. 在摩天轮转动的过程中，重力对乘客的功率保持不变
D. 在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零
 

7. “新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品静止释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中(    )

A. 药品机械能守恒 B. 机械能减少了
C. 重力势能减少了 D. 合力做了的功

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8. 弯道跑步时，运动员整个身体要适当地向内侧倾斜，是为了(    )

A. 提高跑的速度
B. 防止甩向弯道外侧
C. 防止甩向弯道内侧
D. 利用自身重力提供向心力

9. 如图所示，质量为木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为的子弹以速度水平射入木块并留在木块中，木块获得的速度为，子弹受到的平均阻力为，射入深度为，此过程中木块位移为，下列说法正确的是(    )

A. 子弹损失的动能等于
B. 子弹损失的动能等于
C. 子弹损失的动能为
D. 子弹、木块组成的系统损失的动能等于

10. 共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具，某共享电动车和驾驶员的总质量为，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的，电动车从静止开始以额定功率在水平公路上沿直线行驶，内行驶了速度达到。取重力加速度大小。下列说法正确的是(    )

A. 该电动车的额定功率为
B. 该电动车的额定功率为
C. 在这次行驶中，该电动车行驶的最大速度为
D. 在这次行驶中，该电动车行驶的最大速度为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共3小题，共28.0分）

11. 某实验小组利用打点计时器和小车做探究动能定理的实验，实验装置如图甲所示．
    
    设钩码质量为，小车质量为，若要使细线的拉力大小近似等于钩码的重力大小，则钩码的质量与小车的质量之间的关系应满足______；若要使小车受到的合力等于细线的拉力，需要进行的操作是______．
    该实验小组在某次实验中打出了一条纸带，且给出了部分测量值，如图乙所示，已知打点计时器的打点周期为，重力加速度为，在满足中的条件下，需要探究的表达式为______用题中给出的字母表示
12. 利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
    
    为验证机械能是否守恒，除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______。
    A.交流电源
    B.刻度尺
    C.天平含砝码
    实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量______动能增加量______。
    大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。
    A.利用公式计算重物速度
    B.利用公式计算重物速度
    C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
    D.没有采用多次实验取平均值的方法
    某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到计数起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，如下判断正确的是______。
    A.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒
    B.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒
    C.若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒
13. 中国面食文化博大精深，“刀削面”的历史最早可以追溯到元朝，其制作方式可用平抛运动的模型来进行分析。如图所示，古人在制作刀削面时面团距离锅的高度，与锅沿的水平距离，锅的半径也为，“刀削面”在空中的运动可看为平抛运动，重力加速度。求：
    面条在空中运动的时间；
    面条恰好落在锅中心点时的速度大小；结果可带根号
    为保证削出的面条都落在锅内，削出的面条初速度大小的取值范围。

四、计算题（本大题共2小题，共26.0分）

14. 如图所示，一辆质量为的汽车静止在一座半径为的圆弧形拱桥顶部。取
    此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
    如果汽车以的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
    汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？
15. 如图所示，静止的水平传送带左端与水平面相连，左端是竖直光滑半圆轨道。物块可视为质点以的初速度从传送带点向左运动，物块达到圆轨道最低点时，轨道对它支持力大小为。已知传送带长度，长度，半圆轨道半径，物块与传送带及水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，不计空气阻力。求：
    
    物块的质量；
    若要使物块经过点抛出落在点上，则传送带逆时针转动的速度大小应为多少？
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、当力的方向与速度方向不在一条直线上时，物体将做曲线运动，该力可以是恒力也可以是变力，所以加速度大小和方向可以变，也可以不变，故A错误；
B、根据曲线运动的条件，当力的方向与速度方向不在一条直线上时，物体将做曲线运动，所以做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，故B正确；
C、物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点曲线的切线方向，加速度方向一定不在该方向上，故C错误；
D、物体在不垂直于速度方向的合力作用下，可以将力分解到沿运动方向和垂直于运动方向，在沿着运动方向存在分力，速度大小一定会发生变化，故D错误。
故选：。
做曲线运动的物体其速度方向沿曲线的切线方向；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化；由此分析即可。
本题的考点是曲线运动的特征和条件，只要在平时的学习中熟记相关知识即可解答。
 

2.【答案】 

【解析】解：、可以在垂直于坡面向上和沿坡面向下两个方向分解，则可以在垂直于坡面向下和沿坡面向下的两个方向分解，当在垂直于坡面向上的分速度减小至零时，运动员的瞬时速度方向与坡面平行，此刻离坡面距离最大，故AB正确；

C、若改变初速度的大小，则运动员会落在坡面上，他在空中飞行的时间将随下落高度的变化而变化，故C错误；
D、若改变初速度的大小，则运动员落到坡面上时的位移偏向角都等于，根据平抛运动规律的推论可知运动员落到坡面上时的速度偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的倍，所以运动员落到坡面上时的速度偏向角都相同，进而可知其瞬时速度方向都相同，故D正确。
本题选择不正确的，
故选：。
将速度和加速度沿着斜面和垂直于斜面的方向进行分解，根据运动的独立性判断其运动特点；根据平抛运动的特点分析出速度偏转角和位移偏转角的正切值的关系比较到达坡面的瞬时速度方向。
本题主要考查了平抛运动与斜面的结合，根据平抛运动的特点以及几何关系，同时要将速度和加速度沿着新的方向进行分解并分析运动特点方可解答，难度中等偏上。
 

3.【答案】 

【解析】解：要使渡河时间最短，大龟游动的速度应垂直河岸，渡河时间，
大家上岸的地点与点的距离，
又：：，
解得，故B正确，ACD错误．
故选：。
当船头正对点航行时，船渡河时间最短，根据河宽和船在静水中的速度，求解最短渡河时间；根据速度的合成法则，分析船到达对岸的位置。
解答时需要特别注意：船渡河的速度是船在静水中速度和河水流速两个分速度的矢量和。
 

4.【答案】 

【解析】解：、汽车受力如图所示，重力与支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，解得：，根据牛顿第三定律可知，汽车对桥的压力大小，速度越大，压力越小，故A错误；

B、受力如图所示，细线的拉力与重力的合力，即细线拉力沿水平方向的分力提供向心力，由牛顿第二定律得：，设圆锥高为，由几何知识得：，解得：，和不变，角速度不变，故B错误；
C、受力如图所示，设圆锥面与竖直方向夹角为，则，与相等，则小球在两个位置所受支持力相等，故C错误；
D、受力如图所示，设轨道平面与水平方向夹角为，当火车与铁轨的侧向弹力为零时，由牛顿第二定律得：，若火车速度变大，需要更大的向心力，由铁轨对货车的支持力与重力的合力提供的向心力不足，则需要外轨对火车提供侧向弹力，外轨对火车轮缘有挤压作用，故D正确。
故选：。
分析每种模型中物体的受力情况，根据合力提供向心力，求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意通过受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况。
 

5.【答案】 

【解析】解：、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为、轨道半径为、地球质量为，有；
解得：，，因为轨道半径比轨道半径大，卫星在轨道上速率和角速度小于在轨道上的速率和角速度，故AB错误；
、根据，解得：，可知，在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度，因它们的间距相同。故C正确，D错误。
故选：。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心加速度的表达式进行讨论即可．
本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．
 

6.【答案】 

【解析】解：、在最低点时，由重力和支持力的合力提供向心力，向心力指向上方，所以，则支持力，所以座椅对他的支持力大于重力，故A错误；
B、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮在运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，重力势能在变化，所以机械能在变化，故B错误；
C、在摩天轮转动的过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，竖直分速度在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故C错误；
D、在摩天轮转动一周的过程中，动能的变化量为零，由动能定理知，合力对乘客做功为零，故D正确。
故选：。
在最低点时，根据向心力的来源分析重力和支持力的情况；根据机械能的定义分析机械能的变化情况；根据瞬时功率计算式分析重力的瞬时功率如何变化；根据动能定理分析合力做的功。
解决本题的关键是要明确乘客做匀速圆周运动，速率不变，在最高点或最低点，由合外力提供向心力。知道合力做功等于动能的变化量。
 

7.【答案】 

【解析】解：、无人机在离地面高度为处将药物静止释放，设药品落地时的速度为，则有：，
解得：，
药品从释放到刚接触地面的过程中，动能增加量：，
重力做正功，重力势能减少量：，
则药物机械能不守恒，机械能减少了：，故AB错误，C正确；
D、根据动能定理知，合力做功等于动能的增加量，整个过程中动能增加了，合力做了的功，故D错误。
故选：。
由位移公式可求得药品落地时的速度，根据动能计算公式求解动能增加量；根据重力势能的计算公式求解重力势能的减少量，由此得到机械能的减小量。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有关。
 

8.【答案】 

【解析】解：弯道跑步时，运动员整个身体要适当地向内侧倾斜，支持力和静摩擦力的合力方向经过人的重心，因为拐弯靠指向圆心的合力提供向心力，地面对人的作用力方向与地面的倾角越小，可以维持不摔倒的速度越大，所以人适当地向内倾斜，可以提高跑的速度，同时防止指向圆心的合力不够提供向心力，而甩向弯道的外侧。故A、B正确，、D错误。
故选：。
运动员在弯道跑步时受到重力、支持力和静摩擦力，为了不致于摔倒，支持力和静摩擦力的合力，即地面对人的作用力方向经过人的重心人做圆周运动靠指向圆心的合力提供向心力．
解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，靠指向圆心的合力提供向心力，以及知道人不摔倒，要使地面对人的作用力方向经过人的重心．
 

9.【答案】 

【解析】解：、对子弹，由动能定理得：，子弹损失的动能为，故AC错误，B正确；
D、对木板，由动能定理得：，解得：，故子弹、木块组成的系统损失的动能等于，故D正确。
故选：。
对子弹，运用动能定理求解其损失的动能．子弹与木块组成的系统总动能减少，转化为内能，根据，求系统损失的动能．也可以根据能量守恒定律求系统损失的动能．
本题关键是掌握动能定理，并能用来处理子弹打木块的问题，要注意对子弹和木块而言，位移是相对于地的位移，不是子弹相对于木块的位移．对于系统，损失的动能为，是相对位移大小．
 

10.【答案】 

【解析】解：、在运动过程中，根据动能定理可得：
其中
解得，故A正确，B错误；
、当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则，故C错误，D正确；
故选：。
电动车在额定功率下运动，根据动能定理即可求得额定功率，当牵引力等于阻力时，速度达到最大。
本题主要考查了在额定功率下的运动，抓住动能定理，明确当牵引力等于阻力时，速度达到最大。
 

11.【答案】  平衡摩擦力  

【解析】解：钩码下落过程中有加速度，根据牛顿第二定律有，细线的拉力大小为，要使细线的拉力大小近似等于所挂沙桶的总重量大小，则有；将长木板右端垫高，使小车重力沿斜面的分力等于摩擦力即平衡摩擦力，这样小车可在没有细线拉力的作用下在长木板上做匀速运动，则小车受到的合力等于细线的拉力；
拉力对小车做的功为，小车动能的增加量为，其中有，，根据动能定理有；
故答案为：；平衡摩擦力；。
根据牛顿第二定律分析结合整体法分析；根据动能定理列式求解。
本题考查了实验中误差分析及注意事项，结合动能定理得出探究表达式，学生应熟练实验步骤及注意事项，熟练掌握基础知识。
 

12.【答案】        

【解析】解：打点计时器使用交流电源；实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺；实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平。由上分析，故AB正确，C错误。
故选：。
从打点到打点的过程中，重物的重力势能的减少量，
根据匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可得点的速度：
则动能的增加量为。
、利用公式计算重物速度或利用公式计算重物速度，就认为下落的加速度为重力加速度，这样的处理结果没有误差，二者相等，故AB错误；
C、由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D、该实验中重力势能的减少量大于动能的增加量是属于系统误差，多次测量求解平均值可以减少相对误差，不会减少系统误差，故D错误。
故选：。
、在重物下落的过程中，若初速度为零、阻力恒定，根据动能定理得：，整理得：，
则图象就是过原点的一条直线，所以若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒，故A错误、B正确；
C、在重物下落的过程中，若初速度不为零、阻力为零，根据动能定理得：，整理得：，此时图像是一条不经过原点的直线，但重物下落过程中机械能守恒，故C错误。
故选：。
故答案为：；；；；。
根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的测量器材；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的瞬时速度，从而得出动能的增加量；根据下降的高度求出重物重力势能的变化量；
通过能量守恒的角度分析重力势能的减小量大于动能增加量的原因；
如果图象为直线，仅表示合力恒定，与机械能是否守恒无关；图象也可能是不过原点的一条倾斜的直线。
解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用，注意重力势能变化量与重力势能的减小量的区别。
 

13.【答案】解：据平抛运动特点，竖直方向上
代入数据解得：
落在锅中心点时的水平速度大小
竖直方向速度大小
恰好落在锅中心点时的速度大小
联立解得：
面条水平位移的范围：
据平抛运动特点，有
代入数据得
答：面条在空中运动的时间为；
面条恰好落在锅中心点时的速度大小为；
为保证削出的面条都落在锅内，削出的面条初速度大小的取值范围为。 

【解析】面条做平抛运动，可以由高度确定飞行时间；
平抛运动的特点分别求出水平速度和竖直速度，再求合速度；
由水平位移的范围求出初速度的范围。
本题主要考查了平抛运动的相关知识；水平初速度的范围由水平位移的范围决定。
 

14.【答案】解：由二力平衡，  根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为
汽车受重力和拱桥的支持力，根据牛顿第二定律有：

解得：
根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为
汽车只受重力    
解得：
答：此时汽车对圆弧形拱桥的压力是
如果汽车以的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是
汽车以速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零 

【解析】小车静止，重力和支持力二力平衡，支持力和压力相等；
小车作圆周运动，在最高点重力和支持力的合力提供向心力；
小车对桥无压力，只受重力，重力恰好提供向心力。
本题关键对物体进行运动情况分析和受力情况分析，然后根据牛顿第二定律列式求解，
 

15.【答案】解：物块从到的过程，由动能定理得

解得：
物块在点时，根据牛顿第二定律得

解得物块的质量为
物块离开点后，由平抛运动规律有

又
解得：
物块从点到达点，根据动能定理得，物块离开传送带的速度满足

得：
物块由加速到的过程中移动

代入数据解得：
要使物块经点抛出后落在点，物块在传送带上先匀加速后匀速，所以传送带逆时针转动的速度大小为。
答：物块的质量为；
若要使物块经过点抛出落在点上，则传送带逆时针转动的速度大小应为。 

【解析】根据动能定理分析出物块的速度，结合牛顿第二定律计算出物块的质量；
根据平抛运动的特点分析出物块离开点的速度，结合动能定理和运动学公式计算出传送带的速度。
本题主要考查了动能定理的相关应用，同时要理解平抛运动的特点，根据动能定理计算出物体的速度，结合牛顿第二定律完成分析。