2021-2022学年新疆和田地区皮山县高级中学高一（下）期末物理试题含解析

皮山县高级中学2021——2022学年第二学期期末考试试卷

高一年级物理试卷

分值：100分：时间：90分钟

第I卷（选择题）

一、单选题

1. 选手骑摩托车自右向左在空中运动的频闪照片如图所示。将选手和摩托车视为质点，则其经过最高点时速度方向（　　）

A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向上 D. 竖直向下

【答案】B

【解析】

【详解】在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一点的曲线切线方向。

故选B。

2. 从同一高度以不同的速度同时水平抛出两个质量不同的石子，不计空气阻力，下面说法中正确的是（　　）

A. 速度大的先着地 B. 质量大的先着地

C. 两个石子同时着地 D. 题中未给出具体数据，因而无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】两个石子都做平抛运动，在竖直方向都做自由落体运动，因为初始高度相同，所以两个石子同时着地。

故选C

3. 2021年8月2日，中国队选手钟天使与鲍珊菊获得东京奥运会场地自行车女子团体竞速赛冠军，如图所示，钟天使以速度v在内外侧倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动，做圆周运动的半径为r，则钟天使的向心加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】依题意，匀速圆周运动加速度公式有

故BCD错误，A正确。

故选A。

4. 如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，下列说法正确的是（  ）

A. 飞船从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需要在B处点火加速

B. 飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率小于在轨道Ⅱ上通过A点的速率

C. 飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力做正功，飞船机械能增加

D. 飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．在B处飞船从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道时做向心运动，需要点火减速，故A错误；

B．在A点飞船从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时做向心运动，需要点火减速，所以飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率，故B错误；

C．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力做正功，飞船机械能不变，故C错误；

D．根据

飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度，故D正确。

故选D。

5. 下列说法正确的是（　　）

A. 由可知，只要做功多，功率就大

B. 由可知，汽车牵引力一定时，它的功率与速度成正比

C. 由可知，向心加速度一定与圆周运动的半径成正比

D. 由可知，向心加速度一定与圆周运动的半径成反比

【答案】B

【解析】

【详解】A．由可知，做功多，所用时间未知，功率大小不一定，A错误；

B．由可知，汽车牵引力一定时，它的功率与速度成正比，B正确；

C．由可知，当角速度一定时，向心加速度一定与圆周运动的半径成正比，C错误；

D．由可知，当线速度一定时，向心加速度一定与圆周运动的半径成反比，D错误．

故选B。

6. 质量为的铁板，厚度不计，平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差约。这块铁板相对二楼地面和楼外地面的重力势能分别为（g取）（　　）

A. ，0 B. 0， C. ，0 D. 0，

【答案】B

【解析】

【详解】根据重力势能的定义，如以二楼地面为零势面，其重力势能为

如以一楼地面为零势面，其重力势能为

故ACD错误，B正确

故选B。

7. 质量为2kg的物体速度为5m/s时，其动能为（　　）

A. 2J B. 5J C. 10J D. 25J

【答案】D

【解析】

【详解】动能为

故选D。

8. 如图所示，水平轻弹簧一端与墙相连处于自由伸长状态，质量为2kg的木块沿光滑的水平面以10m/s的速度开始运动并挤压弹簧，当物体的速度减小为5m/s时，弹簧的弹性势能为（　　）

A. 25J B. 50J C. 75J D. 100J

【答案】C

【解析】

【详解】根据木块减少的动能转化为弹簧的弹性势能得

代入数据求得

C正确，ABD错误。

故选C。

二、多选题

9. 如图所示的圆锥摆中，摆球A在水平面上作匀速圆周运动，关于A的受力情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用

B. 摆球A受拉力和向心力的作用

C. 摆球A受拉力和重力的作用

D. 摆球A受的重力和拉力的合力充当向心力

【答案】CD

【解析】

【详解】摆球A受拉力和重力的作用，这两个力的合力充当向心力。

故选CD。

10. 关于重力势能，下列说法正确的是（    ）

A. 重力势能的变化只跟物体所处的初、末位置有关，与物体实际经过的路径无关

B. 重力势能的变化只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关

C. 重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负

D. 重力势能的变化量与重力对物体所做的功不一定等值

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】A．重力势能的变化只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关，A正确；

C．重力势能是标量，只有大小，没有方向，重力势能的正负不表示方向，与零势能面的选取有关，C错误；

D．重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功，重力势能就增加多少。重力势能的变化只跟重力做功有关，而且重力势能的变化量与重力对物体做的功的值一定相等，B正确，D错误。

故选AB。

11. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取，则（　　）

A. 汽车在前内的牵引力为

B. 汽车在前内的牵引力为

C. 汽车额定功率为

D. 汽车在前内克服摩擦力做功

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据图象，可得前内的加速度

由牛顿第二定律

解得

A．由上述分析A错误；

B．由上述分析B正确；

C．第五秒时到达额定功率

C错误；

D．前内的位移是

克服摩擦力做功

D正确．

故选BD。

12. 在某平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其v-t图像如图所示。汽车牵引力为F，运动过程中所受的摩擦阻力恒为Ff，全过程中牵引力所做的功为W1，克服摩擦阻力所做的功为W2，则下列关系中正确的是（　　）

A. F:Ff=4:1 B. F:Ff=1:3 C. W1:W2=4:3 D. W1:W2=1:1

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知

减速过程中，只有阻力做功

则可得

由图象面积代表位移可知

L1：L2=1：3

可得

故A正确，B错误；

CD．对全程由动能定理得

W1-W2=0

得

W1:W2=1:1

故C错误D正确。

故选AD。

第II卷（非选择题）

三、填空题

13. 质量为1kg的物体，在空中由静止开始自由落下，经5s落地。前2s内重力做功的功率为__________；第2s末重力做功的瞬时功率为________。（g=10m/s2）

【答案】    ①. 100W    ②. 200W

【解析】

【详解】[1]前2s内重物下落的高度为

重力做功的功率为

[2]第2s末物体的瞬时速度大小为

重力做功的瞬时功率为

14. 如图，两截半径分别为2R和R的圆筒，底部放在同一水平面上，大筒内装的高度为H、密度为ρ的液体，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，则此时右筒内液体高度为__________，这一过程中重力做功为__________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]大圆筒和小圆筒的面积分别为

总的液体体积为

令两圆筒中液体的高度为h，则

解得

[2]以水平面为零势能面，则阀门打开前的液体的重力势能为

阀门打开后的液体的重力势能为

所以重力做的功为

四、实验题

15. 如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球A、B，断开开关，两个小铁球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

（1）球B在光滑的水平轨道上做______运动；实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动水平方向的分运动为_______的结论；

（2）若两个小球相碰的位置恰好在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为5cm，则可算出球B到达P点的速度为______m/s。（g取10 m/s2）

【答案】    ①. 匀速直线    ②. 匀速直线运动    ③. 1

【解析】

【详解】（1）[1][2]球B在光滑的水平轨道上所受合外力为零，做匀速直线运动，实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动的结论；

（2）[3]球A从抛出到运动至P点所经历的时间为

所以球B到达P点的速度为

16. 利用图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）请针对本实验选择合适的重锤_______；

A．大小合适的铁质重锤

B．体积较大的木质重锤

（2）除打点计时器（含纸带、复写纸）、重锤、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_____。（选填器材前的字母）

A．刻度尺      B．天平      C．秒表

【答案】    ①. A    ②. A

【解析】

【详解】（1）[1]验证机械能守恒定律的实验，尽可能减小阻力，所以重锤应该选择大小合适的铁质重锤，故B错误A正确。

故选A。

（2）[2]验证机械能守恒，需验证重力势能的减小等于动能的增加，即

可知，除了已给器材之外，还需要刻度尺，故BC错误A正确。

故选A。

五、解答题

17. 在水平路上骑摩托车的人，遇到一个壕沟（如图），飞越壕沟是摩托车做平抛运动，（g取10m/s2）。求：

（1）摩托车在空中飞行的时间；

（2）摩托车的行驶速度至少为多少才能越过这个壕沟？

【答案】（1）0.4s；（2）12.5m/s

【解析】

【详解】（1）根据竖直方向上的运动规律

解得

（2）水平运动距离必须大于等于壕沟的水平长度，因此

即

所以速度至少为12.5m/s。
 

18. 2021年5月15日，我国发射的“天问一号”着陆火星表面，假设天问一号着陆前绕火星做匀速圆周运动，其周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转的影响。求：

（1）火星的质量M；

（2）火星表面重力加速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由万有引力提供向心力

解得

（2）由重力等于万有引力

 联立解得

19. 一方有难，八方支援，新型冠状病毒疫情期间，全国各地支援武汉，把药品和蔬菜运往武汉。如图所示，在装卸蔬菜的过程中，把一箱黄瓜在水平地面上推出后，黄瓜箱以初速度沿水平地面滑行，之后正好停在适当位置。已知黄瓜箱与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在黄瓜箱正中央有一根质量为m的黄瓜。求：

（1）在黄瓜箱的速度由减小为零的过程中，其他黄瓜对该黄瓜所做的功；

（2）运动到位移中点时，其他黄瓜对该黄瓜做功的瞬时功率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设其他黄瓜对该黄瓜做的功为W，应用动能定理有

解得

（1）对整箱黄瓜应用牛顿第二定律

水平方向该黄瓜受到合外力

根据

设运动到位移中点时速度为v，根据动能定理有

滑动到位移中点时，其他黄瓜对该黄瓜做功的瞬时功率

解得

20. 如图所示，光滑曲线轨道ABCD，其中BC段水平，一质量为m=0.5kg的小球从轨道上距水平面BC高为h=0.8m的A点由静止释放，沿轨道滑至D点后飞出，最终落至水平轨道BC上的一点E，（g=10m/s2）求：

（1）小球滑至C点时的速度；

（2）小球落至E点时的动能。

【答案】（1）4m/s；（2）4J

【解析】

【详解】(1)从A到C过程中，满足机械能守恒

解得

(2)整个过程中机械能守恒，因此

解得