2021-2022学年陕西省渭南市华阴市高一（下）期末物理试卷（含解析）

绝密★启用前

2021-2022学年陕西省渭南市华阴市高一（下）期末物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1. 城市公交车辆的广播提示语音“车要转弯，请您拉好扶手”，以免转弯时乘客可能(    )

A. 向后倾倒 B. 向前倾倒
C. 向转弯的外侧倾倒 D. 向转弯的内侧倾倒

2. 年月日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂，图是分析导弹工作时的轨迹示意图，其中弹头的速度与所受合外力关系正确的是(    )

A. 图中点 B. 图中点 C. 图中点 D. 图中点

3. 下列说法正确的是(    )

A. 功是矢量，能是标量
B. 匀速圆周运动是速度不断变化、加速度恒定不变的运动
C. 能量的转移和转化具有方向性
D. 经典力学取得了巨大的成就，但在描述同步卫星的运动时不适用

4. 我国短跑名将苏炳添某次比赛的场景如图所示，若苏炳添在跑步过程中脚和地面不打滑，且两脚不同时离地，则下列说法正确的是(    )

A. 在跑步过程中，摩擦力对苏炳添不做功
B. 在跑步过程中，摩擦力对苏炳添做正功
C. 苏炳添赛跑从起跑到撞线，苏炳添所受合力对他做功为
D. 若苏炳添绕跑道跑一圈，空气阻力对他做功为
 

5. 某高中生从第层往下跑到大厦的第层总计层高度用了，如果该楼每层高，则此过程中这人重力的平均功率最接近于(    )

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，同一质量为的物块分别沿三条不同的轨道由点滑到同一水平面上，其中轨道是粗糙的，轨道、是光滑的，离地面的竖直高度为下列说法正确的是(    )

A. 沿轨道下滑重力做功最多
B. 沿轨道下滑重力做功等于
C. 沿轨道下滑重力势能改变量为
D. 沿三条轨道下滑重力势能改变量都为

7. 某个行星的半径是地球半径的倍、其质量是地球质量的倍，则从该行星表面发射一个环绕它做圆周运动的卫星，发射速度至少为已知地球的第一宇宙速度为(    )

A.  B.  C.  D.

8. 木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸钉的动作完全相同。木匠第一次砸钉就将钉子砸进了一半。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，铁锤砸钉的能量全部用来克服钉子前进中的阻力做功，木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤(    )

A. 次 B. 次 C. 次 D. 次

9. 如图，一物块用轻质弹簧悬挂在天花板上，用力竖直向上推物块，使弹簧处于压缩状态，保持物块静止不动。现撤去推力，在物块向下运动的过程中，若弹簧一直处于弹性限度内，则(    )

A. 弹簧的弹性势能一直减小
B. 物块的动能先减小后增大
C. 物块的重力势能先增大后减小
D. 物块的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

10. 对于开普勒定律的理解，下列说法正确的是(    )

A. 开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三大定律
B. 行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上
C. 行星距离太阳越近，其运动速率越小
D. 行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比

11. 如图所示，质量为的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径．某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为，盒子经过最高点时与小球间恰好无作用力．以下说法正确的是(    )

A. 该盒子做匀速圆周运动的线速度为
B. 该盒子做匀速圆周运动的周期为
C. 盒子经过最低点时与小球之间的作用力大小为
D. 盒子经过与圆心等高处的点时，小球对盒子左壁的压力大小为

12. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则下列说法正确的是(    )

A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大
B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等

13. 一物块在高、长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离的变化如图中直线、所示，重力加速度取下列说法中正确的是(    )

A. 物块质量为
B. 物块下滑过程中机械能守恒
C. 物块下滑时加速度的大小为
D. 当物块下滑时机械能损失了，动能增加了

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

14. 如图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置。
    
    为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是______。填序号
    A.实心小木球
    B.空心小木球
    C.空心小铁球
    D.实心小铁球
    当小球从斜槽末端水平飞出时与小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开，使电磁铁释放小球，最终两小球同时落地，改变大小，重复实验，、仍同时落地，该实验结果可表明______。填序号
    A.两小球落地速度的大小相同
    B.两小球在空中运动的时间相等
    C.小球在竖直方向的分运动与小球的运动相同
    D.小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
    刘同学做实验时，忘记标记平抛运动的抛出点，只记录了、、三点，于是就取点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出取，则小球平抛的初速度为______，小球抛出点的坐标为______单位。
15. 如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置．
    
    为完成此实验，除了图甲中所示的实验器材外，还必须的器材有______、交流电源．
    下列操作错误的是______填序号
    A.按照图甲所示，安装好实验装置
    B.先释放重物，后接通电源
    C.释放重物前，重物应靠近打点计时器
    D.使打点计时器两限位孔在同一竖直线上
    实验中，某实验小组得到如图乙所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起点的距离分别为、、已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为，重物的质量为，从点打到点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量______均用已知物理量符号表示
    实验中发现重物下落的过程中存在阻力作用，则总是______选填“大于”“小于”或“等于”．

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

16. 我们的银河系中的恒星大约四分之一是双星。如图所示，假设在太空中有恒星、双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，为的卫星，绕做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略与之间的引力，万引力常量为，考虑双星问题时只考虑双星之间的引力。
    求恒星和的质量之和；
    若也有一颗周期为的卫星，求其轨道半径。
17. 如图所示，质量为的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为，大小的推力作用，物体向右水平移动距离，物体与地面间的动摩擦因数，已知，，，求：
    此过程推力所做的功；
    此过程各力对物体做的总功；
    处推力做功的瞬时功率。
18. 物流园的包裹流通路线如图所示，斜面长度，倾角。一个质量的包裹从斜面上的点由静止滑下，在斜面底端经过一段可忽略不计的光滑小圆弧从点滑上水平传送带，传送带顺时针匀速转动，包裹与传送带共速后从传送带末端点水平飞出，最后落入地面上的包装盒中。包装盒与点的竖直高度，水平距离为。已知包裹与斜面间动摩擦因数为，包裹与传送带间动摩擦因数为。取，，。求：
    包裹滑上传送带点时的速度大小；
    传送带匀速运动的速度；
    包裹与传送带间因摩擦产生的热量。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：在公共汽车在到达路口前，乘客具有与汽车相同的速度，当车辆转弯时，由于惯性，乘客要保持向前的速度，这样转弯时乘客有向转弯的外侧倾倒的可能。所以车内播音员提醒主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒。故C正确。、、D错误。
故选：。
公共汽车在到达路口转弯时，由于惯性，乘客有向转弯的外侧倾倒的可能．
本题运用惯性知识分析生活现象的能力．惯性现象，当物体的状态发生变化时会表现出来．基本题．
 

2.【答案】 

【解析】解：、图中点标出的速度方向不是沿轨迹的切线方向，故A错误；
B、图中点标出的受力的方向不是沿弯曲的方向，故B错误；
C、图中点标出的受力的方向不是沿弯曲的方向，故C错误；
D、曲线运动的速度方向沿切线方向，而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，故D正确；
故选：。
做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，合力指向运动轨迹弯曲的内侧。
本题考查物体做曲线运动的条件，根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点。
 

3.【答案】 

【解析】解：、功和能都是标量，功的正负表示做正功还是负功，不表示方向，故A错误；
B、匀速圆周运动是变加速曲线运动，向心加速度始终指向圆心，则速度方向和向心加速度方向不断变化，故B错误；
C、能量的转移和转化具有方向性，故C正确；
D、经典力学取得了巨大的成就，在描述同步卫星的运动时同样适用，故D错误。
故选：。
功和能都是标量，功是能量转化的量度，功的正负表示做正功还是负功，不表示方向；理解匀速圆周运动的速度和加速度的变化特点；能量的转移和转化具有方向性；明确经典力学的局限性，知道其适用范围。
本题考查了功、匀速圆周运动、热力学定律、经典力学的适用范围等知识，是基础题，多加记忆即可。
 

4.【答案】 

【解析】解：、根据功的定义可知，力与在力的方向上的位移的乘积，摩擦力作用期间脚对地面没有位移，即不做功，故A正确，B错误；
C、根据动能定理可知，合外力的功等于动能的变化量，起跑到撞线，动能发生变化，合外力做功不为零，故C错误；
D、在跑步的过程中，空气阻力与速度时刻相反，做负功，故D错误；
故选：。
根据脚与地面不打滑，故摩擦力作用期间脚对地面没有位移，即不做功；合外力的功等于动能的变化；空气阻力时刻做负功。
本题主要考查功的计算，解题关键是静摩擦力做功情况，“不打滑”指对地面没有位移，结合功的概念和动能定理即可解题。
 

5.【答案】 

【解析】解：设人的质量为，则人的重力所做的功为
则人的重力做功的平均功率为
故选：。
知道人的质量，利用重力公式求人体重，又知层的高度，再利用求重力所做的功；又知道做功时间，利用求人的平均功率．
本题考查了功和功率的计算，计算克服重力做功，选好公式，除了知道重力大小以外，关键分析在重力方向上移动的距离做功的两个必要的因素：作用在物体上的力及在力的方向上通过的距离．
 

6.【答案】 

【解析】解：、物块分别沿三条不同的轨道由离地高的点滑到同一水平面上，初末位置的高度差均为，重力做功都是，即沿三条轨道下滑重力做的功一样多，故AB错误；
、根据功能关系可知，重力做功等于重力势能变化量的负值，则沿三条轨道下滑重力势能的改变量均为，故C错误，D正确。
故选：。
重力做功只与物体初末位置的高度差有关，与路径无关。根据重力做功情况分析重力势能的改变量。
解答本题要掌握重力做功的特点和做功公式，要知道公式中是物体初末位置的高度差，重力做功与路径无关。
 

7.【答案】 

【解析】解：设物体的质量为，由地面处的重力等于万有引力
，
则
又第一宇宙速度
代入数据解得：
故B正确，ACD错误；
故选：。
天体表面附近重力约等于万有引力，第一宇宙速度。
本题考查卫星发射的近地发射最小速度，万有引力提供向心力，再由天体表面附近重力约等于万有引力，即可求解。
 

8.【答案】 

【解析】解：已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，作出钉子所受阻力与进入深度的关系图像如图所示。
图像与轴所围的面积表示阻力做功大小，可知前一半深度与后一半深度过程中，阻力做功之比为：，由题意可知，每次砸锤，锤对钉做功相同，则将钉全部砸进木梁需要砸次，故C正确，ABD错误。
故选：。
已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，画出钉子所受阻力与进入深度的关系图像，根据图像与横轴所围的面积表示克服阻力做功，再求砸锤次数。
解决本题的关键要根据题意作出钉子所受阻力与进入深度的关系图像，知道该图像与横轴所围的面积表示阻力做功大小。
 

9.【答案】 

【解析】解：、弹簧开始处于压缩状态，撤去力后弹簧由压缩状态逐渐恢复原长，弹性势能减小；弹簧达到原长后由于物块重力继续伸长，弹性势能增加，故A错误；
、刚撤去力时物块受到重力及弹簧向下的弹力作用向下加速，随着物块的运动，弹簧由压缩状态恢复原长，之后继续伸长，弹力向上且增大，增到至于物块重力等大反向时，物块受力平衡，不再加速，之后物块继续向下运动，直至速度减为，弹簧弹力继续增大，则物块动能先增大后减小，重力势能一直减小，故BC错误；
D、整个运动过程中物块重力势能转化为物块的动能和弹簧的弹性势能，物块重力势能不断减小，由机械能守恒定律得物块的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大，故D正确。
故选：。
根据物块运动过程的受力及运动情况，分析弹簧弹力做功情况，进一步判断能量的转化情况。
本题考查根据弹簧弹力的变化分析物块受力情况和运动情况的能力，结合机械能守恒定律解答。
 

10.【答案】 

【解析】解：、开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三大定律，故A正确；
B、根据开普勒第一定律，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故B正确；
C、根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速率越大，故C错误；
D、根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动的轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方成正比，故D错误。
故选：。
熟记理解开普勒三大定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；
第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等；
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
本题考查了开普勒三个定律的基本内容，要求牢记开普勒三大定律，并且对物理学史多加了解。
 

11.【答案】 

【解析】解：、在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，说明此时恰好只有小球的重力提供向心力，故，故，故A错误；
B、由牛顿第二定律得，，故，故B错误；
C、盒子做匀速圆周运动，在最低点有，，结合选项可知，，故C正确；
D、盒子经过与圆心等高处的点时，向心力由盒子左壁对球的弹力提供，结合选项可知，小球对盒子左壁的压力大小为，故D正确。
故选：。
小球在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，说明此时恰好只有小球的重力作为向心力，由此可以求得小球的运动周期，在最低点时对物体受力分析，利用向心力的公式可以求得盒子与小球之间的作用力大小。
解决本题的关键是物体做匀速圆周运动，小球在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，说明此时恰好只有小球的重力作为向心力；再根据最高点和最低点时受力的不同，根据向心力的公式列方程求解即可。
 

12.【答案】 

【解析】解：、根据题意可知三个小球都做斜抛运动，可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，三个高尔夫球竖直方向运动的高度相等，则根据公式
可知，运动时间相等，故B错误；
C、根据题意可知，三个高尔夫球竖直方向运动的高度相等，则根据速度位移公式，可知三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等，故C正确；
、由图可知，甲的水平位移最大，根据公式，可知甲的初速度水平分量最大，根据运动的对称性和速度的合成可知，甲击出的高尔夫球落地的速率最大，故A正确，D错误。
故选：。
三个小球都做斜抛运动，运用运动的分解法，将其运动分解为竖直和水平两个方向研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据运动学公式列式，再进行分析。
本题以打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐为背景，主要考查了斜抛运动，对于斜抛运动，要能熟练运用运动的分解法进行分析，掌握不同方向的相关的运动学公式应用是解题的基础。
 

13.【答案】 

【解析】解：、设斜面的倾角为，则有：，解得：；设斜面高为、长为。全过程由动能定理得：；又有全过程重力势能减少，解得：，，故A正确；
B、由图可知，当时，，，即初始机械能等于；当时，，，即滑到底端时，机械能等于，
可知机械减小，机械能不守恒，故B错误；
C、物块下滑过程，根据牛顿第二定律得：，代入数据解得：，故C正确；
D、由图可知，下滑时即时，重力势能变化，即重力势能减少了；动能变化，即动能增加了，则机械能变化，即机械能损失了，故D错误。
故选：。
分析图像可得机械能、动能、动量的变化情况；由动能定理求解动摩擦因数；根据牛顿第二定律求解物块下滑的加速度大小。
解决该题时需要掌握功能关系，知道重力势能和动能之和为机械能，根据功能关系分析克服摩擦力做功与机械能减少之间的关系。
 

14.【答案】       

【解析】解：为了减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是实心小铁球，故D正确，ABC错误；
故选：。
改变大小，重复实验，、始终同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，进一步说明小球在竖直方向的分运动与小球的运动相同，故BC正确，AD错误；
故选：。
竖直方向由匀变速直线运动的推论可得：

可得：
则小球的初速度读为

小球到点的竖直速度为

则水平抛出至点所用时间为

则运动至点的水平、竖直位移分别为


故小球抛出点的横、纵坐标分别为
；
小球抛出点的坐标为
故答案为：；；；
根据实验原理选择合适的实验器材；
根据实验现象分析出对应的实验结论；
根据平抛运动在不同方向上的运动特点结合运动学公式即可完成分析。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动下不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成分析，难度不大。
 

15.【答案】刻度尺       大于 

【解析】解：实验需要用刻度尺测计数点间的距离，打点计时器需要使用交流电源，除图甲中所示的实验器材外，还必须的器材有刻度尺与交流电源。
、实验前应按照图甲所示，安装好实验装置，故A正确；
B、为使打出的第一个点速度为零，且充分利用纸带，实验时应先接通电源然后再释放重物，故B错误；
C、为充分利用纸带，释放重物前，重物应靠近打点计时器，故C正确；
D、为减小纸带与限位孔间的摩擦阻力，应使打点计时器两限位孔在同一竖直线上，故D正确。
本题选错误的，故选：。
从点打到点的过程中，重物的重力势能减少量，
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点时重物的瞬时速度
从点打到点的过程中，动能增加量
实验中重物下落的过程中存在阻力作用，重物要克服阻力做功，机械能有损失，则总是大于。
故答案为：刻度尺；；；；大于。
根据实验原理与实验需要测量的量分析答题。
根据实验注意事项分析答题。
应用动能与重力势能的计算公式求解。
重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失，重力势能的减少量大于动能的增加量。
理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论、重力势能与动能的计算公式即可解题。
 

16.【答案】解：设恒星和的质量分别和，由万有引力提供向心力
对，有
解得：
对，有
解得：
因此双星的质量之和为
设绕运动的卫星质量为，轨道半径为，根据万有引力提供向心力
解得：，将中所求
代入上式得：
答：求恒星和的质量之和为；
若也有一颗周期为的卫星，其轨道半径为。 

【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等，根据转动半径的大小，比较线速度大小．根据万有引力提供向心力求出双星的质量之和；
根据万有引力提供向心力可求行星的卫星的轨道半径。
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．
 

17.【答案】解：推力做的功
物体受力分析如图所示

摩擦力
物体所受合力
合外力做的功
代入数据解得：
根据牛顿第二定律
又由匀加速直线运动
瞬时功率
代入数据解得：
答：此过程推力所做的功为；
此过程各力对物体做的总功为；
处推力做功的瞬时功率为。 

【解析】根据功的公式即可计算；
先计算出摩擦力的大小，然后根据功的公式计算；
先计算出处物体的速度，然后根据瞬时功率的公式计算。
在用公式计算功和功率的大小时，一定要注意力与位移或者速度之间的夹角。
 

18.【答案】解：包裹在斜面上运动过程，由动能定理得：
代入数据解得：
包裹离开传送带后做平抛运动
水平方向：
竖直方向：
代入数据解得：
包裹在传送带上滑动过程，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：，
包裹与传送带速度相等需要的时间
包裹相对传送带滑行的距离：
代入数据解得：
因摩擦产生的热量：
答：包裹滑上传送带点时的速度大小是；
传送带匀速运动的速度大小是；
包裹与传送带间因摩擦产生的热量是。 

【解析】应用动能定理可以求出包裹到达点的速度大小。
包裹离开传送带后做平抛运动，应用平抛运动规律求出传送带的速度大小。
求出包裹相对传送带滑行的距离，然后求出因摩擦产生的热量。
根据题意分析清楚包裹的运动过程是解题的前提，应用动能定理、牛顿第二定律与运动学公式、功的计算公式即可解题。