2021-2022学年吉林省白城市通榆县毓才高级中学高一下学期期末物理试题含解析

通榆县毓才高级中学高一下学期 期末考试

物理试卷

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将答题卡交回

第Ⅰ卷

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率（　　）

A. 一定等于7.9 km/s B. 小于7.9 km/s

C. 一定大于7.9 km/s D. 在7.9 km/s~11.2 km/s之间

【答案】B

【解析】

【详解】设地球的质量为M，卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星的轨道为r，速率为v。地球的第一宇宙速度为v1，则有

解得

当r＝R时，有

而实际中卫星的轨道r≥R，则

v≤v1＝7.9 km/s

故B正确；ACD错误；

故选B。

2. 关于曲线运动的下列说法正确的是（　　）

A. 任何变速运动都是曲线运动 B. 做曲线运动物体的速度有可能不变

C. 任何曲线运动都是变速运动 D. 物体的速度如果不变也可能做曲线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．变速运动可能是速度的大小或方向发生变化，如果只有大小发生变化，物体的运动方向不会变化，做直线运动，故A错误；

BC．曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，故B错误，C正确；

D．物体的速度如果不变则物体一定做匀速直线运动，故D错误。

故选C。

3. 若地球表面处的重力加速度为g，而物体在距地面3R（R为地球半径）处，由于地球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】地球表面，万有引力等于重力，有

物体在距地面3R（R为地球半径）处，有

联立解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

4. 将小球沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则下列图像能正确描述小球落地前重力的瞬时功率随时间变化的关系的是（　　）

A.  B.

C  D.

【答案】A

【解析】

【详解】小球落地前重力的瞬时功率

则P-t图像是过原点的直线。

故选A。

5. 同步卫星相对地面静止不动，犹如悬挂在天空中，下列说法正确的是（　　）

A. 同步卫星处于平衡状态 B. 同步卫星的速度是不变的

C. 同步卫星的高度是一定的 D. 线速度可以大于第一宇宙速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，加速度不为零，故A错误；

B．同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向变化，故B错误；

C．根据

因为角速度是一定值，所以r也是一定值，所以它运行的轨道半径是确定的值，所以同步卫星的高度是唯一的，故C正确；

D．根据

得

所以同步卫星的线速度应小于第一宇宙速度，故D错误。

故选C。

6. 下列所描述的物体，在忽略空气阻力时机械能守恒的是（　　）

A. 滑块在水平拉力的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动

B. 物体用轻杆连接竖直面内做匀速圆周运动

C. 物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动

D. 沿竖直向上的方向抛出的物体

【答案】D

【解析】

【详解】A．滑块在水平拉力的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动时，动能增加，重力势能不变，则机械能增加，选项A错误；

B．物体用轻杆连接在竖直面内做匀速圆周运动时，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不断变化，选项B错误；

C．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动时，由于加速度小于g，可知一定受到阻力作用，则机械能减小，选项C错误；

D．沿竖直向上的方向抛出的物体只有重力做功，机械能守恒，选项D正确。

故选D。

7. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（　　）

A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：，故选项C正确．

考点：能量守恒定律、圆周运动

【名师点睛】本题分析的关键是找出质点在初始位置是的机械能和在末位置时的机械能，两个位置机械能只差就等于摩擦力做的功的大小即；但在球末位置时的动能时需要用到圆周运动规律，，由此式可以求出在末位置的速度，也就可以求解此位置的动能大小了．

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 (　　)．

A. A物体运动的线速度大小不变

B. A物体运动的角速度大小不变

C. B物体运动的角速度大小不变

D. B物体运动的线速度大小不变

【答案】AC

【解析】

【详解】由图可以看出，物体A的向心加速度a与半径r成反比，与a＝比较，知线速度大小不变；物体B的向心加速度a与半径r成正比，与a＝ω2r比较，知物体B的角速度不变．AC正确

9. 一质量为m的物体、在距地面高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（　　）

A. 物体的重力势能减少

B. 物体的机械能减少

C. 物体的动能增加

D. 物体的重力做的功为mgh

【答案】BCD

【解析】

【详解】AD．该过程中重力做正功，由做功公式可得，可知物体重力势能减小，故D正确，A错误；

B．因加速度向下小于重力加速度，说明物体受到向上的阻力，设大小为F，由牛顿第二定律可得

将代入可得

设力F做功为，由做功公式可得

拉力F做负功，物体的机械能减少，故B正确；

C．设该过程中合力做功为，由动能定理可知

代入数值可得

说明物体的动能增加，故C正确。

故选BCD。

10. 如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1上，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力

得

由于轨道3的轨道半径大，线速度小，故卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误；

B．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力

得

由于轨道3的轨道半径大，角速度小，故卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B正确；

C．由公式

得

则卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，故C错误；

D．卫星从轨道2进入轨道3需要在P点点火加速做离心运动，则卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度，故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷

三、实验题：本题共2小题，共20分

11. (1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，下列说法正确的是（      ）

A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平

B．安装有斜槽的木板时，只要注意小球不与木板发生摩擦即可

C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放

D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律

(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出。

小球平抛的初速度为__________________m/s。（g取10m/s2）

小球抛出点的位置坐标∶x=____________cm，y=________________cm

【答案】    ①. ACD    ②. 1.5    ③. -30    ④. -20

【解析】

【详解】（1）[1]A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平，以保证小球能做平抛运动，选项A正确；

B．安装有斜槽木板时，一定要注意木板是否竖直，因为小球运动轨迹在某一竖直平面内，减小测量的误差，以及防止小球平抛运动时与木板接触，而改变运动的轨迹，故B错误；
C．为了保证小球的初速度大小相同，每次实验都要把小球从斜槽的同一位置由静止释放，故C正确；
D．该实验的目的是描绘出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律，故D正确。
故选ACD。

（2）[2][3][4]在竖直方向上△y=gT2得

则小球平抛运动的初速度

B点在竖直方向上的分速度

小球运动到B点的时间

因此从平抛起点到O点时间为

△t=t-T=0.4s-0.2s=0.2s

因此从开始到O点水平方向上的位移为

x1=v0△t=1.5m/s×0.2s=0.3m=30cm

竖直方向上的位移

所以开始做平抛运动的位置坐标为

x=-30cm

y=-20cm

12. “验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法（取g=10m/s2）

(1)用公式=mgh时，对纸带上起点的要求是初速度为___________，为达到此目的，选择的纸带第一、第二两点间距应接近________________mm。

(2)若实验中所用重锤质量m=1kg打点纸带如图所示，打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s，则记录B点时、重锤速度=___________，重锤的动能=_________，从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是___________J（保留两位有效数字），因此可得出的结论是_____________。

【答案】    ①. 0    ②. 2mm    ③. 0.59    ④. 0.174    ⑤. 0.176    ⑥. 误差允许的范围内，机械能守恒

【解析】

【详解】(1)[1]用公式=mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始；

[2]打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近

(2)[3]利用匀变速直线运动的推论

[4]重锤的动能

[5]从开始下落至B点，重锤重力势能减少量

[6]得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒

四、计算题：本题共3小题，共34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。

13. 如图所示，让球从图中的A位置由静止开始下摆，正好到最低点B位置时，线被剪断，设摆线长L=0.9m，悬点到地面的竖直高度为H=1.7m，不计空气阻力，求

(1)摆球落地时速度的大小；

(2)落地点D到C点的距离（g=10m/s2）

【答案】(1)5m/s；(2)1.2m

【解析】

【详解】(1)对摆球从A到D由动能定理有

由几何关系有

cos

联立解得

5m/s

(2)对摆球从A到B由动能定理

解得

B到D抛运动，则有得

t=04s

水平方向有

14. 一辆汽车的额定功率为60kW，质量为5×103kg，汽车在水平路面行驶时受到的阻力大小是车重的0.1倍，汽车由静止开始以0.5m/s2的加速度匀加速运动达到额定功率后再做变加速运动直至匀速运动，g取10m/s2，求

(1)汽车在启动过程中所能达到的最大速度；

(2)汽车匀加速运动阶段的牵引力；

(3)汽车匀加速运动阶段所持续的时间。

【答案】(1)12m/s；(2)7500N；(3)16s

【解析】

【详解】(1)汽车所受阻力为

当F=Ff时，a=0，速度最大，故最大速度为

(2)匀加速阶段

解得

(3)匀加速阶段的最大速度为

故匀加速阶段所持续时间

15. 光滑水平面AB与光滑竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R=0.5m一个质量m=2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接，用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能EP=49J，如图所示，放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动，最高点C，g取10m/s2.，求：

(1)小脱离弹簧时的速度大小；

(2)小球从弹簧弹出沿B到BC轨道，判断能否上到C点；

(3)若能上到C点小球对轨道压力多大？小球离开C点后做什么运动？若不能上到C点小球将做什么运动？

【答案】(1)7m/s；(2)能上到C点；(3) 96N；离开C点做平抛运动

【解析】

【详解】(1)由能量关系可知

解得

(2)对C点

最高点

由A到C

大于 能上到C点；

(3)  小球在C点

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力等于

方向向上。

离开C点做平抛运动。