2021-2022学年宁夏青铜峡市宁朔中学高一（下）期末物理试题含解析

2021-2022学年宁夏青铜峡市宁朔中学高一（下）期末物理

高一年级物理期末试卷

一、单选题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分）

1. 关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（　　）

A. 它一定在赤道上空运行

B. 各国发射的这种卫星轨道半径可以不一样

C. 它运行的线速度一定大于第三宇宙速度

D. 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间

【答案】A

【解析】

【详解】AB．地球同步通讯卫星的周期等于地球自转周期，根据万有引力提供向心力可得

解得

由于地球自转周期为定值，可知地球同步通讯卫星的轨道半径为定值，同步卫星轨道过地心且与地轴垂直，故同步卫星轨道与赤道共面，可知地球同步通讯卫星一定在赤道上空运行，各国发射的这种卫星轨道半径一定相同，A正确，B错误；

CD．根据万有引力提供向心力可得

解得

地球第一宇宙速度为地球表面轨道卫星的运行速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故同步卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，也一定小于第三宇宙速度，CD错误。

故选A。

2. 关于功率以下说法中正确的是（　  ）

A. 据P=可知，机器做功越多，其功率就越大

B. 据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比

C. 据P=可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率

D. 据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比

【答案】D

【解析】

【详解】A．据P=可知，在相同的时间内，机器做功越多，其功率就越大。A错误；

BD．据P=Fv可知，在功率不变时，汽车牵引力与速度成反比。B错误，D正确；

C．公式P=计算的是时间t内的平均功率，并不反应这段时间内任一时刻机器做功的功率。C错误。

故选D。

3. 两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为　　

A. 1∶1 B. 1∶4 C. 4∶1 D. 2∶1

【答案】C

【解析】

【详解】根据可知，故C正确，ABD错误．

4. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体在机械能守恒的过程中，一定只受重力和弹簧弹力的作用

B. 物体处于平衡状态时机械能一定守恒

C. 在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒。

D. 一个物体只受重力，它的机械能不一定守恒。

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体在机械能守恒的过程中，不一定只受重力和弹簧弹力的作用，比如物体在固定光滑斜面自由下滑过程，受到斜面的支持力，支持力对物体不做功，物体的机械能守恒，A错误；

B．物体匀速上升过程，物体的机械能增加，B错误；

C．在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他力对物体不做功，物体的机械能守恒，C正确；

D．一个物体只受重力，只可能存在重力对物体做功，没有其他力做功，物体的机械能一定守恒，D错误。

故选C。

5. 如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上加速滑下，对于其能量变化情况，下列说法中正确的是（    ）

A. 重力势能减小，动能增加，机械能减小 B. 重力势能减小，动能不变，机械能减小

C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加 D. 重力势能减小，动能增加，机械能不变

【答案】A

【解析】

【详解】小孩从公园中粗糙的滑梯上加速滑下，则高度不断降低，重力势能不断减小；速度不断增加，则动能逐渐变大；因为要克服摩擦力做功，则机械能不断减小。

故选A。

6. 一个人站在阳台上（确保安全的情况下），以一样大的速率分别把三个弹力球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则此三球落地时的速率（　　）

A. 上抛球最大 B. 下抛球最大 C. 平抛球最大 D. 三球一样大

【答案】D

【解析】

【详解】小球从抛出到落地过程，小球只受重力，假设下落高度为，根据动能定理可得

解得小球落地速度大小为

由于三个小球抛出的初速度大小相等，下落高度相同，可知三球落地时的速率一样大，D正确，ABC错误。

故选D。

7. 如图，桌面高为，质量为的小球从离桌面高处自由落下，不计空气阻力，取离桌面正上方高处重力势能为零，则此小球落地前瞬间的重力势能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】取离桌面正上方高处重力势能为零，则此小球落地前瞬间的重力势能为

A正确，BCD错误。

故选A。

8. 如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为、，半径大小分别为、，则两球间的万有引力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式可知两球间的万有引力大小为

故选D。

9. 设地球表面重力加速度为g0， 物体在距地心4R（R 是地球半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则为（　　）

A. 1 B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】假设在地球表面上放置一个质量为的物体，则

假设在距离地心4R处放置一个质量为的物体，则

ABC错误，D正确。

故选D。

10. 甲、乙两物体做平抛运动的初速度之比为，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面的高度之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则有

竖直方向做自由落体运动，则有

联立可得

由于甲、乙两物体的水平射程相等，则它们抛出点离地面的高度之比为

C正确，ABD错误。

故选C。

二、多选题（本大题共4个小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，少选得2分，错选、不选得0分）

11. 如图，小球自点由静止自由下落，到点时与弹簧接触，到点时弹簧被压缩到最短，假设不计弹簧质量和空气阻力，在小球由的运动过程中，说法的是（　　）

A. 小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒

B. 小球的重力势能随时间先减少后增加

C. 小球在点时动能最大

D. 到，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在小球下落过程中，小球、弹簧和地球构成的系统，只有小球重力和弹簧弹力做功，系统总机械能守恒，A正确；

B．在小球下落过程中，小球的重力势能随时间一直减少，B错误；

C．小球在点时，开始压缩弹簧，此时小球的速度不是最大，当弹簧被压缩到弹力等于小球重力时，小球的速度达到最大，小球的动能最大，C错误；

D．小球在、两位置的动能均为零，小球、弹簧和地球构成的系统满足机械能守恒，可知到，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，D正确。

故选AD。

12. 从高为10m的楼顶以水平初速度v0=10m/s飞出的建筑碎片，质量m=1kg，（阻力情况不明，g=10m/s2），下落到地面的动能不会是（　　）

A. 100J B. 150J C. 200J D. 250J

【答案】CD

【解析】

【详解】设建筑碎片下落到地面时的动能为Ek，克服阻力做功为Wf，根据动能定理有

解得

故选CD。

13. 在如下情况中，划线物体的机械能不守恒的是（不计空气阻力）（　　）

A. 推出的铅球在空中运动的过程中

B. 滑雪运动员在弯曲的山坡上自由下滑（不计摩擦）

C. 集装箱被起重机匀速吊起

D. 马拉着车匀速上坡

【答案】CD

【解析】

【详解】A．推出的铅球在空中运动过程只受重力作用，只有重力做功，铅球的机械能守恒，选择A不满足题意要求；

B．滑雪运动员在弯曲的山坡上自由下滑（不计摩擦），山坡对滑雪运动员的支持力不做功，只有重力做功，滑雪运动员的机械能守恒，选择B不满足题意要求；

C．集装箱被起重机匀速吊起，集装箱的动能不变，重力势能增加，机械能增加，选择C满足题意要求；

D．马拉着车匀速上坡，车的动能不变，重力势能增加，机械能增加，选择D满足题意要求。

故选CD

14. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（　　）

A. h 越高，摩托车对侧壁压力将越大

B. h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大

C. h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大

D. h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．摩托车做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，所以小球竖直方向上受力平衡

可知侧壁对摩托车的支持力与高度无关，根据牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力不变，A错误；

B．根据牛顿第二定律可知

解得

高度越大，越大，摩托车运动的线速度越大，B正确；

C．根据牛顿第二定律可知

解得

高度越大，越大，摩托车运动的周期越大，C正确；

D．摩托车的向心力大小为，大小不变，D错误。

故选BC。

三、实验填空题〔15题2分，16题2分，17题6分，共10分〕

15. 《验证机械能守恒定律》的实验中，对自由下落的重物，选择哪一个较好（　　）

A. 只要有足够重就可以

B. 只要体积足够小就可以

C. 应该密度大些，同时较重，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲

【答案】C

【解析】

【详解】验证机械能守恒定律的实验中，重物应选择密度大、体积小的较重物体，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲，以减小空气阻力和摩擦阻力对实验的影响，C正确，AB错误。

故选C。

16. 平抛运动物体的规律可以概括为两点：（1）水平方向做匀速运动，（2）竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（　　）

A. 只能说明上述规律中的第（1）条 B. 只能说明上述规律中的第（2）条

C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律

【答案】B

【解析】

【详解】在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动。结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，平抛的水平方向没有参照，不能分析水平方向的运动；ACD错误， B正确。

故选B。

17. 在一次国际比赛中，我国运动员刘春红以抓举112.5kg、挺举153kg、总成绩275.5kg夺得女子69公斤级举重冠军。假设刘春红在挺举中用4s的时间把153kg的杠铃举高160cm后静止，在此过程中刘春红对杠铃做的功是 __________ J，平均功率是_______ W，合力对杠铃做的功是________ J。（）

【答案】    ①. 2448    ②. 612    ③. 0

【解析】

【详解】[1]刘春红在挺举中用4s的时间把153kg的杠铃举高160cm后静止，在此过程中刘春红对杠铃做的功等于杠铃增加的重力势能，则有

[2]平均功率

[3]杠铃的初、末速度都为零，即杠铃的初、末动能都为零，根据动能定理可得

四、计算题（本题共4小题，共44分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

18. 如图，一个人站在距水面高处，将一个质量为的石子向无人的水面方向，以的速度斜向上抛出。若不计空气阻力，求：

（1）抛出时石子的动能大小；

（2）石子落水时的速度的大小。（）

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）抛出时石子的动能大小为

（2）根据动能定理可得

解得石子落水时的速度的大小为

19. 如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1=的速度过轨道最高点B，并以v2=v1的速度过最低点A。求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？

【答案】6mg

【解析】

【详解】在B点，由牛顿第二定律有

FB＋mg=m

解之得

FB=mg

在A点，由牛顿第二定律有

FA－mg=m

解之得

FA=7mg

所以在A、B两点轨道对车的压力大小相差6mg

20. 如图所示，小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时消除外力．然后，小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处．试求：

（1）小球运动到C点时的速度；

（2）A、B之间的距离．

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】试题分析：（1）小球冲上竖直半圆环，恰能通过最高点C，重力恰好提供向心力，根据向心力公式列式即可求解；（2）从C到A做平抛运动，根据平抛运动规律列式即可求解．

（1）小球恰好经过C点，在C点重力提供向心力，则有：

解得：

（2）小球从C到A做平抛运动，则有：

解得：

则A、B之间的距离

21. 如图所示，一根长为，可绕轴在竖直平面内无摩擦转动的轻杆，已知A、B到O点的距离rA、rB满足，质量相等的两个小球分别固定在杆的A、B端，杆从水平位置由静止状态自由释放，求轻杆转到竖直位置时两球的速度各为多大？（g=10 m/s2）

【答案】vA=4m/s，vB=2m/s

【解析】

【详解】设两球质量均为m，规定开始时轻杆所在平面为零重力势能面，对轻杆从释放到转到竖直位置的过程中，根据机械能守恒定律有

根据匀速圆周运动规律可得

由题意可知

联立以上三式解得

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