2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第九中学高一下学期期末考试物理试卷含解析

2021-2022年度哈尔滨市第九中学高一下学期

期末考试物理学科试卷

（考试时间：90分钟 满分：100分 ）

Ⅰ卷（选择题，14小题，共47分）

一、单项选择题（本题共9小题，每题3分，共27分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1．下列说法正确的是（   ）

A．正电荷和负电荷是由富兰克林命名的；首先提出“电场线”的科学家是法拉第

B．若合外力对物体做正功，物体的机械能一定增加

C．牛顿的万有引力定律中引力常量G是由牛顿测定的

D．元电荷是电荷量最小的电荷

2．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（ ）

A．礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1     B．礼花弹的动能变化量为W3-W2-W1

C．礼花弹的机械能变化量为W3-W2-W1      D．礼花弹的机械能变化量为W3-W1

3．2022年4月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富完成六个月的在轨飞行任务，搭乘神舟十三号载人飞船返回舱平安回家。返航前，飞船绕地球做半径为r的匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，飞船的质量为m，引力常量为G。则飞船的（  ）

A．周期为                     B．角速度为

C．向心加速度为                 D．动能为

4．作为大都市的哈尔滨拥有许多非常高的建筑物，其中最为著名的是亚洲第一高钢塔—龙塔，它不仅设计先进，还安装了风阻尼器。已知风阻尼器的截面积S =10m2，风速为25m/s，空气密度，风遇到风阻尼器后速度立即减为零，则风对风阻尼器产生的作用力大小约为（   ）

A．300N            B．750N           C．900N          D．7500N

5．如图所示，子弹以水平速度v0射向原来静止在光滑水平面上的木块，并留在木块中和木块一起运动。在子弹射入木块的过程中，下列说法中正确的是（   ）

A．子弹和木块组成的系统机械能守恒

B．子弹对木块的冲量和木块对子弹的冲量相同

C．子弹动量变化的大小等于木块动量变化的大小

D．子弹对木块做的功等于木块对子弹做的功

6．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A 球的速度是8m/s，B球的速度是-4m/s，经过一段时间后A、B两球发生了对心正碰。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（   ）

A．5m/s，   9m/s       B．4m/s，  8m/s

C. ，         D. ， 

7．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为300kg的车的一端，车长为3m，开始时人车相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可以忽略不计。当人由车的一端走到另一端的过程中，下列说法正确的是（   ）

A．人和车组成的系统机械能守恒

B．由于人与车之间有摩擦力，故系统动量不守恒

C．人的速率最大时，车的速率最小

D．人的位移大小为2.5m

8．如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给小球（直径略小于管内径）一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v。已知重力加速度为g，则下列叙述中正确的是（   ）

A．v的最小值为

B．当时，小球处于完全失重状态，不受力的作用

C. 当 时，轨道对小球的弹力方向竖直向下

D．当v由逐渐减小的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐减小

9．从地面竖直向上抛出一物体，以地面为重力势能零势面，上升过程中该物体的机械能

E总和重力势能Ep随离开地面的高度h的变化如图所示，g取10m/s2。由图中数据可得（ ）

A．物体质量m=5kg

B．抛出时物体的速率为20m/s

C．上升经过h=2m时，物体的动能为80J

D．从抛出至达到最高点的过程中，物体的动能减少200J

二、不定项选择题（本题共5小题，每题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选不全的得2分，有选错的得0分）

10．从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个1kg的物体，已知t =3s时物体未落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则以下说法正确的是（ ）

A．抛出后3s末，小球的速度为30m/s

B．抛出后3s末，重力的功率为300W

C．抛出后3s内，重力的平均功率为450W

D．抛出后（未落地）任意时间内，速度改变量的方向均竖直向下

11．生活中的很多现象往往都可以从物理的角度进行解释，甲图为正在脱水的衣物，乙图为火车在 水平面内转弯，丙图为儿童在荡秋千，丁图为摩托车骑手在球形铁笼竖直平面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（ ）

A．甲图衣物中的水分因做离心运动而被甩出

B．乙图中只要外轨高于内轨，火车的轮缘就不会对外轨产生侧向挤压

C．丙图中秋千从高处摆至最低点时，儿童处于失重状态

D．丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的速度一定不为零

12．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。左图是等量异种点电荷产生电场的电场线，右图是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称，则下列说法正确的是（   ）

A．B、C两点电场强度大小相等，方向相反  B．A、D两点电场强度大小和方向都相同

C．从E到F过程中电场强度先增大后减小   D．从B到C过程中电场强度先增大后减小

13．静止在光滑水平面上的质量为1kg的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图像如图所示，设水平向左为正方向。则下列说法正确的是（  ）

A．0~4s内物体的位移不为零        B．0~4s物体先向右运动，再向左运动

C．0~4s内拉力对物体的冲量为零    D．4s末物体的动量为4kg•m/s

14．如图所示，光滑的水平面上放置三个质量均为m =4kg的物块甲、乙、丙，且物块甲、乙间连 接一轻弹簧（开始处于原长），某时刻给物块甲一水平向右的速度v0= 12m s，当弹簧第一次压缩到 高最短时物块乙和物块丙恰好发生碰撞，且碰后物块乙和物块丙粘合在一起。已知从开始直至弹簧压缩至最短过程中，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（   ）

A．物块乙、丙因碰撞而损失的能量为36J

B．物块乙、丙碰撞瞬间弹簧的弹性势能为144J

C．物块乙、丙碰后弹簧的最大弹性势能为192J

D．物块乙、丙碰后弹簧的最大弹性势能为156J

Ⅱ卷（非选择题，6小题，共 53分）

三、实验题

15．（6分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在白纸上的投影点。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P由静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置 P由静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述 A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF，并测得A 球的质量为mA，B球的质量为mB。

（1）该实验必须满足的条件有_______。

A．斜槽轨道必须光滑                     B．斜槽轨道末端必须水平

C．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 D．A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放

（2）为了完成本实验，要求入射小球A的质量___________被碰小球B的质量，入射小球A的半径_______被碰小球B的半径。（均选填“>”、“<”或“=”）

（3）当满足表达式_____________________时，说明碰撞中两小球组成的系统动量守恒（用mA、mB、OD、OE、OF表示）。

16．（8分）某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。

（1）关于上述实验，下列说法正确的是_______。

A．重物最好选择密度较小的木块      B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间

C．实验中应先接通电源，后释放纸带  D．可以利用公式来求解瞬时速度

（2）若实验中所用重物质量m=0.2kg，打点纸带如图乙所示，O为起始点，打点时间间隔为0.02s，A与B、B与C之间各有1个计时点。打B点时，重物动能增加量∆EKB =_________J。从O点下落至B点，重物重力势能减少量∆Ep=_________J。（g=9.8m / s2，计算结果均保留三位有效数字）

（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重物的速度v，通过描绘 v2—h图像研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，本实验的v2—h图像应该是下图中的____________。

四、计算题

17．（7分）2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣第二跳挑战内转1800度，完美落地，锁定胜局并最终夺冠。运动员的重心运动过程简化后如图所示，若其滞空时间（即从A到C的时间）t=2.8s，最高点B与着陆点C的高度差hBC=16.2m，水平间距xBC=21.6m，g =10m/s2，空气阻力不计，求：

（1）运动员过B点时的速度大小vB ；

（2）起跳点A与最高点B的距离L。

18．（8分）质量为1kg的小球自倾角为30°且光滑的斜面顶端下滑，斜面底端有一个垂直于斜面的挡板，小球滑至挡板处与挡板发生碰撞，小球碰前速度大小为4m/s，碰后速度大小为2m/s，碰撞 时间为0.2s，g=10m/s2。求：

（1）碰撞过程中挡板对球的作用力大小和方向；

（2）碰撞后小球能够上升的最大高度。

19．（11分）如图所示，光滑水平面上竖直固定一内壁光滑的轨道，轨道左侧的水平面上有可视为质点的a、b两个小球，其质量分别为m和3m，b球静止，a球以速度v0=10m/s向右运动并与b球发生弹性正碰（碰撞时间极短），碰后b球能从最低点进入竖直轨道，已知重力加速度g =10m/s2不计空气阻力，求：

（1）碰后a、b球的速度大小；

（2）要使b球进入轨道后能做完整圆周运动，求圆周轨道半径R的最大值。

20．（13分）在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB 上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且与木板AB上表面平滑连接，二者紧靠在一起，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已知物块P与木板 AB 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：

（1）物块滑到B处时木板的速度大小vAB；

（2）木板的长度L；

（3）滑块CD圆弧的半径R。

参考答案

1．A  2．B  3．A  4．D  5．C  6．A  7．D  8．C  9．D

10．BD  11．AD  12．BC  13．AC  14．ABD

15．(共6分) 

(1)BD  (2分，只选对一项得1分，有错误选项不得分)    

(2)  >   (1分)       =  (1分)       

(3)mA∙OE=mA∙OD+mB∙OF  (2分) 

16．(共8分)  

C  (2分)     0.342  (2分)     0.365  (2分)     D  (2分)

17．(共7分) （1）  （2）

（1）从B到C可看做是平抛运动，则    (1分)      (1分)

解t2=1.8s      (1分)

（2）从A到B用时间为

起跳点A与最高点B的水平距离  (1分)

竖直距离    (1分)

起跳点A与最高点B的距离    (1+1分)

18．(共8分)（1）35N   方向沿斜面向上  （2）

（1）设碰撞过程中挡板对球的作用力大小为，取沿斜面向上为正方向，根据动量定理可得  (2分)

解得F=35N  (1分)   方向沿斜面向上  (1分)

（2）设碰撞后小球能够上升的最大高度为，根据动能定理可得  (2分)

解得h=0.2m  (2分)

19．(共11分)（1）5m/s   （2）R=0.5m

（1）选向右为正，根据动量守恒定律  (2分)

由机械能守恒可知   (2分)  

解得va=-5m/s  a球速度大小为5m/s  (1分)     vb=5m/s   (1分)

（2）若b恰能到最高点  (2分)

从M点到最高点，对b列动能定理    (2分)

解得R=0.5m   (1分)

备注：学生写以下形式同样得分

  (2分)

由机械能守恒可知   (2分)  

解得va=5m/s  (1分)     vb=5m/s   (1分)

20．(共13分)（1）  （2）  （3）

 (1)物块由A到B过程，取向左为正方向，木板AB、滑块CD及物块P整体，由动量守恒定律得  (2分)

解得  (1分)

(2)   物块P由A到B过程，据能量守恒定律得  (2分)

解得   

又因为    (2分)

解得木板的长度为  (1分)

(3)物块P由D到C过程，滑块与物块P组成的系统水平动量守恒，机械能守恒，得

  (2分)

  (2分)

联立解得滑块圆弧的半径为    (1分)