2021-2022学年吉林省长春市农安县高一（下）期末物理试题含解析

2021-2022学年吉林省长春市农安县高一（下）期末物理试题考试时间：90 分钟   满分：100 分

一、选择题：本题共 12 小题，每小题4 分，共 48 分。在 1~8 小题给出的四个选项中，只有一个选项正 确，在 9~12 小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的得 2 分， 有选错的得 0 分。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体，其加速度一定是变化的

B. 做曲线运动的物体，其速度大小一定是变化的

C. 做匀速圆周运动的物体，其所受合力不一定指向圆心

D. 做匀速圆周运动物体，在任意相等时间内的位移大小相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体的加速度不变时，只要加速度方向与速度方向不在同一直线上，物体做匀变速曲线运动，A错误；

B．做曲线运动的物体，其速度方向在时刻发生改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，B错误；

C．做匀速圆周运动的物体，其所受合力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故合力一定指向圆心，C错误；

D．做匀速圆周运动的物体，在任意相等时间内的位移大小相同，D正确；

故选D。

2. 如图所示，水平转台上放着一个纸箱A，当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. 受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力

B. 受重力、台面的支持力和静摩擦力

C. 受重力和台面的支持力

D. 受重力、台面的支持力、向心力和滑动摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止，所以纸箱A受重力、台面的支持力和静摩擦力，其中静摩擦力提供纸箱随转台一起做圆周运动的向心力，向心力是效果力，是一种力或几种力的合力，不是某种性质的力，因此ACD错误，B正确；故选B。

3. 做匀速圆周运动的物体，其向心加速度（　　）

A. 大小不变，方向改变 B. 大小改变，方向不变

C. 大小和方向都改变 D. 大小和方向都不变

【答案】A

【解析】

【详解】物体做匀速圆周运动时，要受到指向圆心的向心力的作用，向心力大小不变，方向时刻变化，所以向心加速度的方向始终指向圆心，在不同的时刻方向是不同的，而大小不变。

故选A。

4. 如图，质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O在竖直平面上做圆周运动，球转到最低点A时，线速度的大小为，此时（　　）

A. 杆受到压力 B. 杆受到的拉力

C. 杆受到的压力 D. 杆受到的拉力

【答案】B

【解析】

【详解】假设小球在最低点A受到向上的拉力F，由牛顿第二定律可得

解得

故杆受到的拉力。

故选B。

5. 根据开普勒行星运动定律，行星P在图中四个位置，哪个位置处运动速度最大（　　）

A. a点 B. b点 C. c点 D. d点

【答案】D

【解析】

【详解】根据开普勒第二定律，行星近日点最快，在远日点最慢，所以在近日点d最快。

故选D。

6. 关于天体运动的规律，下列说法正确的是（　　）

A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律

B. 第谷在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的三个规律

C. 通过“月-地检验”验证万有引力定律是在已知引力常量数值的基础上进行的

D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长

【答案】D

【解析】

【详解】A．牛顿在开普勒定律的基础上，导出了行星运动的规律，故A错误；

B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的三个规律，故B错误；

C．验证万有引力定律时，引力常量未知，是100多年后卡文迪许利用扭秤测出，故C错误；

D．根据万有引力提供向心力

得

火星到太阳的距离大于地球到太阳的距离，故火星公转周期大于地球的公转周期，故D正确。

故选D。

7. A、B两个物体的质量比为1：3，速度之比是3：1，那么它们的动能之比是（ ）

A. 1：1 B. 1：3 C. 3：1 D. 9：1

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由

可知他们的动能之比为3：1。

故选C。

8. 2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”第二课开讲。空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在400km的高空也有非常稀薄的气体，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是（　　）

A. 如果不补充能量，系统的机械能将增大

B. 如果不补充能量，空间站运行的角速度将变小

C. 空间站的运行速度小于第一宇宙速度

D. 空间站的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

【答案】C

【解析】

【详解】A．如果不补充能量，在空气阻力作用下，系统的机械能将减小，A错误；

B．根据牛顿第二定律得

解得

如果不补充能量，轨道半径减小，空间站运行的角速度将变大，B错误；

CD．根据牛顿第二定律得

解得

空间站轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的运行速度小于第一宇宙速度，C正确，D错误。

故选C。

9. 如图所示的皮带传动中，两轮半径不等，下列说法正确的是（     ）

A. 两轮角速度相等

B. 两轮边缘线速度的大小相等

C. 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比

D. 大轮边缘一点向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．两轮属于皮带传动，轮边缘上的点，线速度大小相等，角速度和半径成反比，A错误，B正确；

C．同一轮上的各点，做同轴传动，角速度相等，根据可知，向心加速度，C正确；

D．大轮和小轮的边缘线速度大小相等，但是大轮的半径大，根据可知，大轮边缘上点的向心加速度相对较小，D错误。

故选BC。

10. 下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是

A. 子弹射穿木块的过程

B. 人乘电梯加速上升的过程

C. 小钢球在空中做平抛运动的过程

D. 小球沿光滑圆弧槽滑下的过程

【答案】CD

【解析】

【详解】机械能守恒的条件是只有重力做功．

A．子弹射穿木块的过程中摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；

B．人乘电梯加速上升的过程电梯对人做正功，机械能不守恒，故B错误；

C．小钢球在空中做平抛运动的过程只有重力做功，机械能守恒，故C正确；

D．小球沿光滑圆弧槽滑下的过程只有重力做功，机械能守恒，故D正确．

故选：CD．

点睛：机械能守恒的条件是只有重力做功．分析各个过程重力以外的其他力是否做功，即可判断．

11. 在下列几种情况下，甲乙两物体动能相等的是（　　）

A. 甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一半

B. 甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一半

C. 甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的一半

D. 质量相同，速度的大小相同，但甲向东运动，乙向西运动

【答案】CD

【解析】

【详解】根据动能定义式Ek=，则有：

A．甲的速度是乙的2倍，甲、乙两物体动能要相等，则甲的质量是乙的，A错误；

B．甲的质量是乙的2倍，甲、乙两物体动能要相等，则甲的速度是乙的，B错误；

C．甲的质量是乙的4倍，甲、乙两物体动能要相等，甲的速度是乙的一半，C正确；

D．动能是标量，和速度大小无光，质量相同，速度大小相同的两物体，动能相同，D正确。

故选CD。

12. 如图所示，一木块静止在光滑水平地面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，假设子弹在射入木块的过程中受阻力大小不变为f，已知木块运动s后开始做匀速直线运动，则(      )

A. 子弹减少的动能为fd

B. 子弹减少的动能为f（s+d）

C. 木块获得的动能为f（s+d）

D. 木块获得的动能为fs

【答案】BD

【解析】

【详解】A、B项：对子弹由动能定理得，子弹减少的动能，故A错误，B正确；

C、D项：对木块由动能定理得，木块获得的动能，故C错误，D正确．

二、实验题。本题共6个空，每空2分，共12分。

13. 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05 s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。已知小球质量，当地重力加速度取。

(1)从到时间内，重力势能增量_____J（结果保留2位有效数字），动能减少量；

(2)在误差允许的范围内，若与近似相等，即可验证机械能守恒定律。由上述计算得____(选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是___。

【答案】    ①. 0.62    ②. <    ③. 存在空气阻力

【解析】

【详解】(1)[1]重力势能的增加量

(2)[2][3]由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此

14. 用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验：

（1）实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g=10.0m/s2，甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了____J；此时重物的动能比开始下落时增加了____J(结果均保留三位有效数字)；

 （2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线，图线未过原点O的原因是______。

【答案】    ①. 1.86    ②. 1.71    ③. 先释放纸带，后接通电源（造成打第一个店已有初速度）

【解析】

【详解】（1） 减少的重力势能大小为mgh=mg×OB=1×10×0.186=1.86J

先求出B点的速度，B点速度大小等于AC中间时刻速度，则

m/s，那么B处的动能为

（2） 先释放重物，再接通计时器电源(“打下第一个点时重物已经有速度”也对)

三、计算题：本题共 3 小题，15题 8分，16、17每题10分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤；只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位

15. 如图所示，质量m＝800kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为50 m。当小汽车通过凹形桥面最低点时对桥面的压力为8400N，则：

(1)汽车的运行速率是多少？

(2)若以所求速度行驶，汽车对凸形桥面最高点的压力是多少？(g取10 m/s2)

【答案】(1) 5m/s；(2) 7600N

【解析】

【详解】(1)汽车在最低点受到的支持力方向竖直向上，根据牛顿第二定律得

代入数据得

(2)当汽车运动到最高点时，受到的支持力方向竖直向下，，根据牛顿第二定律得

代入数据得

16. 已知地球表面的重力加速度为，地球的半径为，引力常量为，不考虑地球自转的影响。求：

(1)地球的质量；

(2)地球近地卫星速度大小和运行周期。

【答案】(1)；(2)，

【解析】

【详解】(1)不考虑地球自转的影响，地面上质量为的物体所受重力等于地球对物体引力有

解得

(2)设近地卫星的质量为，有

又

联立解得

，

17. 哈尔滨第24届世界大学生冬运会某滑雪道为曲线轨道，滑雪道长s＝2.5×103m，竖直高度h＝720m.运动员从该滑道顶端由静止开始滑下，经t＝200s到达滑雪道底端时速度v＝30m/s，人和滑雪板的总质量m＝80kg，取g＝10m/s2，求人和滑雪板

(1)到达底端时的动能；

(2)在滑动过程中重力做功的功率；

(3)在滑动过程中克服阻力做的功．

【答案】(1)36×104J　(2)2.88×103W　(3)5.4×105J

【解析】

【详解】(1)到达底端时的动能Ek＝mv2

代入数据得Ek＝3.6×104J

(2)在滑动过程中重力做的功W＝mgh

功率P＝

代入数据解得P＝2.88×103W

(3)设在滑动过程中克服阻力做的功Wf，由动能定理有

mgh－Wf＝mv2

代入数据解得Wf＝5.4×105J

四、选做题。从下面的试题中选做一道试题作答，选择题4分：选对不全2分，全对4分；计算题8分，共12分

18. 关于元电荷的解释，下列说法正确的是（　　）

A. 元电荷就是电子或质子

B. 元电荷跟电子所带电荷量的大小相等

C. 元电荷的值是1 C

D. 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．元电荷是指电子或质子所带的电荷量，不是质子或电子，故A错误，B正确；

C．电荷量e的数值最早是由密立根用实验测得，元电荷的值通常取

e=1.60×10-19C

故C错误；

D．任何物体的带电量均是元电荷的整数倍，故元电荷是自然界中已知的最小电荷量，故D正确；

故选BD。

19. 如图所示，一质量为m的带负电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ角．已知电场强度为E，重力加速度为g．求:

（1）小球所带电荷量的大小；

（2）将细线突然剪断的瞬间，小球的加速度大小．

【答案】(1) ；(2)

【解析】

【详解】(1)对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，则有：

  则所带电量为：

(2)剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，如图，故做初速度为零的匀加速直线运动；则有：

则小球的加速度为：

20. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 如果物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变

B. 运动的物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向

C. 物体的动量发生改变，则合外力一定对物体做了功

D. 物体的动能发生改变，其动量一定发生改变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．动量是矢量，只要速度方向发生变化，动量也发生变化，故A错误；

B．动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，故B正确；

C．当物体速度的方向改变而大小未变时，动量也发生了改变，但合外力对物体没有做功，故C错误；

D．物体的动能发生改变，则其速度大小一定改变，则动量一定改变，故D正确。

故选BD。

21. 如图所示，质量的物体以水平速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量，物体与小车车面之间的动摩擦因数，取，设小车足够长，求：

（1）小车和物体的共同速度的大小；

（2）在物体相对小车滑动的过程中，系统损失的动能。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）物体在小车上运动的过程，以物体和小车为系统，满足动量守恒，设共同速度大小为，则有

解得

（2）在物体相对小车滑动的过程中，系统损失的动能为