2021_2022学年重庆市西南大学附属中学高一（下）期末物理试卷-普通用卷

2021~2022学年重庆市西南大学附属中学高一（下）期末物理试卷

1.  质点做简谐运动的图像如图所示，关于该质点，下列说法正确的是(    )

A. 第1s末和第3s末的加速度相同 B. 第2s末和第4s末的运动方向相同
C. 1s至2s内质点速度越来越大 D. 2s至3s内质点加速度越来越小

2.  对以下光学现象的描述正确的是(    )

A. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样属于衍射现象
B. 白光照射水面油膜呈现彩色图样属于干涉现象
C. 白光经过三棱镜得到彩色图样属于衍射现象
D. 通过两只夹紧的铅笔形成的狭缝观察与铅笔平行的日光灯管，可以观察到彩色条纹，这种现象属于干涉现象

3.  关于物体的运动，下列说法正确的是(    )

A. 物体做简谐运动，其所受的合外力等于回复力
B. 做匀速圆周运动的物体，其速度不变，加速度不变
C. 物体做曲线运动时，其速度与加速度的夹角一定随时间而变化
D. 从某点抛出一个物体，不计空气阻力，该物体在落地前动量的变化率恒定

4.  在2024届班级篮球赛中，各班的宣传海报竖直悬挂在球场边，如图所示。设空气的密度为，海报面积为S，风垂直吹向海报的速度大小为v，作用后，垂直方向的速度减为0，风沿海报平面均匀散开。假设海报始终静止不动，海报单位面积所受作用力大小为(    )

A.  B.  C.  D.

5.  如图甲所示，在x轴上有两个波源和，两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为，则(    )

A. 两波源形成的波不同，不能产生干涉现象
B. 的点为振动加强点，振幅为6m
C. 的点为振动减弱点，振幅为2m
D. 两波源的连线上不含波源有12个振动减弱点，它们的位移大小始终是2m

6.  2022年北京冬奥会期间，在奥运场馆和运动员村之间首次大规模使用氢能源汽车作为主要交通工具。在一次测试中，某款质量为m的氢能源汽车沿平直公路从静止开始做直线运动，经过时间t开始做匀速直线运动，速度为。已知该过程中发动机功率恒定为P，汽车所受阻力恒定，关于t时间内汽车的运动，下列说法正确的是(    )

A. 汽车所受牵引力逐渐增大
B. 车速为时，汽车的加速度大小为
C. 汽车克服阻力做功为
D. 汽车的位移大小为

7.  在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。如图所示，2022年1月22日，我国“实践21号”卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的“北斗二号”卫星后，成功将其送入“墓地轨道”。已知地球自转周期为，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于P、Q点，则“北斗二号”卫星(    )

A. 在墓地轨道上的运动周期大于
B. 在同步轨道上的机械能大于在墓地轨道上的机械能
C. 在转移轨道上经过P点的速度等于在同步轨道上经过P点的速度
D. 在转移轨道上经过P点的加速度大于在同步轨道上经过P点的加速度

8.  如图所示，质量为m的小球可视为质点用长为l的轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆圆心为O，重力加速度为g。下列说法正确的是(    )

A. 细线与竖直方向夹角为时，小球运动的角速度大小为
B. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越长
C. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越短
D. 保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越长，小球运动的角速度越小

9.  明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光照射到光屏上，下列说法正确的是(    )

A. c光频率比b光频率高
B. b光能发生偏振现象，c光不能发生
C. 若逐渐减小a光的入射角，则光屏上首先消失的是c光
D. 分别用b、c光在同一双缝干涉装置上做实验，b光的条纹间距较小

10.  如图所示，光滑水平面上的两玩具小车中间连接一被压缩的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止。对于两车及弹簧组成的系统，下列说法正确的是(    )

A. 两手先后放开后，系统总动量始终为0
B. 两手都放开后，系统机械能和动量都守恒
C. 先放开左手紧接着放开右手后，系统总动量向左
D. 若两手先后放开，则在两手都放开前，系统机械能不守恒

11.  2021年10月16日，我国的神舟十三号载人飞船与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成对接，对接前飞船在空间站正下方200米的“保持点”处调整为垂直姿态并保持相对静止一段时间如图所示，准备好后，再逐步上升到对接点与空间站完成对接，则飞船在“保持点”时(    )

A. 运动速度大于空间站运动速度
B. 运动周期小于空间站的运动周期
C. 向心加速度小于空间站的向心加速度
D. 地球对其吸引力大于其做圆周运动所需要的向心力

12.  如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个小球置于光滑的水平面上，B与轻质弹簧栓接在一起，A不与弹簧栓接，弹簧处于原长状态。现给A一个向左的水平初速度，A与弹簧发生相互作用，最终与弹簧分离。下列说法正确的是(    )

A. A与弹簧分离后，A与B的速度大小之比为
B. A、B在运动过程中，弹簧的最大弹性势能为
C. A向左压缩弹簧的过程中，A和B组成的系统机械能守恒
D. 若在B的左侧某处固定一竖直挡板位置未知，图中未画出，在A与弹簧分离前，B与挡板发生弹性碰撞碰撞时间极短，则碰后弹簧的最大弹性势能不可能小于

13.  某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下：

①用天平测量两等大小球A、B的质量分别为、；

②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，自然下垂时两球恰好接触，球心位于同一水平线上，测出悬点到球心的距离l；

③将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。

取重力加速度为g，回答下列问题：

为保证A与B第一次碰撞后向左摆动，则A、B两球质量应满足______填“>”、“<”或“=”；

球第一次摆到最低点时与B球碰前瞬间的速度大小为______用题目中的已知量和物理量的符号表示；

若表达式______成立，则两球碰撞过程中动量守恒用题目中的已知量和物理量的符号表示。

14.  用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。

下面列举了该实验的几个操作步骤：

A.按照图示安装好实验器材并连接好电源

B.先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带

C.测量纸带上某些点间的距离

D.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中操作不当的步骤是___________选填步骤前的字母。

如图所示，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测量出点B距起始点O的距离为，点B、C间的距离为，点C、D间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从O下落到C时的重力势能减少量___________，动能增加量___________；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是___________。

某同学利用图中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出，再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和，绘制图像，并求得图线的斜率为k，如图所示。请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？___________。

15.  2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星，若“祝融号”在距火星表面高h处由静止释放一小球，经时间t落到火星表面，火星的半径为R，万有引力常量为G，不考虑火星自转的影响。求：

火星的质量M；

火星的第一宇宙速度v。

16.  如图所示，粗糙水平地面AB与半径的光滑半圆轨道BCD相连接，O是BCD的圆心，B、O、D在同一竖直线上。质量的小物块在水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做直线运动，运动到B点时撤去恒力F，小物块恰好能经过D点。已知A、B间距离为，小物块与水平地面间的动摩擦因数为，取重力加速度，求：

小物块到达D点时速度的大小；

小物块运动到半圆轨道上的B点时，轨道对小物块作用力的大小；

水平恒力F的大小。

17.  如图所示，水平地面上停放一辆带有向后喷射装置的小车，小车的质量为，现给小车里装入10个相同的小球，每个小球质量也为。车上的喷射装置可将小球逐一瞬间向后水平喷出，且喷出时小球相对于地面的速度都为，每间隔相等时间喷出一个小球。已知小车运动时受到的阻力为小车和车内小球总重力的倍，。求：

喷出第一个小球过程中，系统增加的机械能；

喷出第二个小球后瞬间，小车的速度；

调整第三个及以后每个小球的喷出速度，可使得第三个及以后每个小球喷出后小车的速度都等于，求第三个小球和第四个小球喷出的速度之比。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】A.由图可知，第1s末和第3s末的加速度大小相同，方向相反，故A错误；

B.由图可知，第2s末和第4s末的运动方向相反，故B错误；

C.由图可知，1s至2s内质点向平衡位置运动，速度越来越大，故C正确；

D.由图可知，2s至3s内质点位移越来越大，所受回复力越来越大，加速度越来越大，故D错误。

故选C。

2.【答案】B 

【解析】A.白光照射肥皂膜呈现彩色图样是光的薄膜干涉现象，故A错误；

B.白光照射水面油膜呈现彩色图样属于干涉现象，故B正确；

C.白光经过三棱镜得到彩色图样是光的折射现象，故C错误；

D.通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射，故D错误。

故选B。

3.【答案】D 

【解析】A.单摆做简谐运动，回复力是重力的切向分力提供，不是摆球所受的合力，故A错误；

B.做匀速圆周运动的物体，其速度大小不变，加速度大小不变，方向时刻改变，故B错误；

C.物体做匀速圆周运动时，其速度与加速度垂直，夹角不随时间而变化，故C错误；

D.从某点抛出一个物体，不计空气阻力，根据动量定理可知，该物体在落地前动量的变化率为，其动量的变化率恒定，故D正确。

故选D。

4.【答案】A 

【解析】设时间内吹到海报上的空气质量为，则，对时间内吹到海报上的空气，根据动量定理有，解得，海报单位面积所受作用力大小为，故A正确，BCD错误。

故选A。

5.【答案】B 

【解析】A.由图乙、图丙可知两列波的周期都为4s，则两列波的频率都为，可知两列波的频率相同，相位差恒定，可形成稳定的干涉现象，A错误；

B.两列波的波长均为，点到两波源的波程差为，由于两波源的起振方向相同，可知点为振动加强点，振幅为，B正确；

C.点到两波源的波程差为，由于两波源的起振方向相同，可知点为振动加强点，振幅为，C错误；

D.两波源的连线上不含波源点与两波源的波程差满足，由于两波源的起振方向相同，可知当波程差满足  时，该点为振动减弱点，则有，，可知两波源的连线上不含波源有11个振动减弱点，它们的振幅为2m，但位移在0到2m之间变化，D错误。

故选B。

6.【答案】C 

【解析】A.设阻力为f，由可知，汽车所受牵引力，随速度增大，牵引力变小，故A错误；

B.车速为时，汽车所受合力为，加速度为，故B错误；

C.由动能定理可得，汽车克服阻力做功为，故C正确；

D.汽车的位移大小为，故D错误。

故选C。

7.【答案】A 

【解析】A.根据万有引力提供向心力可得，解得，由于墓地轨道的半径大于同步轨道半径，可知卫星在墓地轨道上的运动周期大于，故A正确；

B.卫星从低轨道变轨到高轨道，需要点火加速，变轨时卫星的机械能增加，可知卫星在同步轨道上的机械能小于在墓地轨道上的机械能，故B错误；

C.卫星在P点从同步轨道变轨到转移轨道，需要点火加速，则卫星在转移轨道上经过P点的速度大于在同步轨道上经过P点的速度，故C错误；

D.根据牛顿第二定律可得，解得，由于M、r都相同，可知卫星在转移轨道上经过P点的加速度等于在同步轨道上经过P点的加速度，故D错误。

故选A。

8.【答案】D 

【解析】细线与竖直方向夹角为时，有，解得，保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越长，小球运动的角速度越小，故A错误，D正确；

保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长l，根据，解得，可知角速度与l无关，运动周期不变，故BC错误。

故选D。

9.【答案】AC 

【解析】A.根据折射定律，由图可知，b、c光入射角相等，而b光的折射角大于c光的折射角，所以b光的折射率小于c光的折射率，b光的频率小于c光的频率，故A正确；

B.b、c光均能发生偏振现象，故B错误；

C.若逐渐减小a光的入射角，则光在右侧出射时的入射角将增大，但c光的入射角更大，所以屏上首先消失的是c光，故C正确；

D.由于b光的折射率小于c光的折射率，所以b光的波长大于c光的波长，根据条纹间距与波长的关系，由于b光的波长长，所以b光的条纹间距较大，故D错误。

故选AC。

10.【答案】BC 

【解析】B.两手都放开后，系统所受合外力为零，机械能和动量都守恒，故B正确；

先放开左手，左边的物体向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统总动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也始终向左，故A错误，C正确；

D.放开一侧，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，在两手都放开前，系统机械能守恒，故D错误。

故选BC。

11.【答案】CD 

【解析】对接前飞船在“保持点”处保持相对静止一段时间，则飞船与空间站运动角速度相同，周期相同，根据可知，飞船在“保持点”运动的线速度小于空间站运动的线速度，故AB错误；

C.根据可知，飞船在“保持点”的向心加速度小于空间站的向心加速度，故C正确；

D.根据万有引力提供向心力可得，解得，可知在只受地球引力条件下，飞船的角速度大于空间站的角速度；而飞船在“保持点”需要与空间站相对静止，则飞船的实际角速度小于只受地球引力时的角速度，可知地球对其吸引力大于其做圆周运动的向心力，故D正确。

故选CD。

12.【答案】ABD 

【解析】A.设A与弹簧分离时A、B速度分别为、，则满足，，解得，，A与B的速度大小之比为，故A正确；

B.A、B在运动过程中，当A、B共速时，弹簧的弹性势能最大，则有，，解得，B正确；

C.A向左压缩弹簧的过程中，A和B组成的系统受弹簧的作用力，系统机械能不守恒，C错误；

D.当弹簧恢复原长时，设此时A、B的速度分别为和，则有，，解得，，可知在弹簧恢复原长时B与挡板碰撞，碰后系统具有向右的最大动量，当两者共速时，此时弹簧的最大弹性势能是所有B与挡板碰撞情景中弹簧最大弹性势能最小的，则有，，解得，可知B与挡板碰后弹簧的最大弹性势能不可能小于  ，D正确；

故选ABD。

13.【答案】；
；
 

【解析】由于，，可得，碰后A向左运动，，则。

小球A下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得，解得。

碰撞后，对A、B两球分别根据机械能守恒定律得，，若两球碰撞前后的动量守恒，则满足，解得。

14.【答案】；
，，由于空气阻力和摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能；
 图像应为一条不过原点且斜率接近2g的直线 

【解析】其中操作不当的步骤是B，正确操作应该是先接通电源，再打开夹子释放纸带，打出一条纸带；

重锤从O下落到C时的重力势能减少量为；

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有，

重锤从O下落到C时的动能增加量为；

在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是：由于空气阻力和摩擦阻力的存在，使得一部分重力势能转化为内能；

设A点的速度为  ，若重锤下落过程机械能守恒，则有，可得，

可知当  图像为一条不过原点且斜率接近2g的直线，则可判断重锤下落过程机械能守恒。

15.【答案】解：设火星表面的重力加速度为 g，小球做自由落体运动，有：，

解得：，

设火星表面一物体的质量m，不考虑火星自转影响，有：，

解得火星的质量：；

卫星在火星表面附近绕火星运行，有：，

故火星的“第一宇宙速度”为：。

【解析】运用自由落体运动规律求出火星表面重力加速度，忽略火星自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量；
根据万有引力提供向心力列出等式求解第一宇宙速度大小。
 

16.【答案】解：小物块恰好能经过D点，设小物块到达D点时速度大小为，
故得：，

解得：；

设小物块运动到半圆轨道上的B点时速度大小为，
从B到D由动能定理得：，

设在B点轨道对小物块的作用力大小为，得：，

联立解得：；

对物块，从A到B由动能定理得：，

解得：。

【解析】见答案
 

17.【答案】解：喷出第1个小球过程中，小车和小球整个系统动量守恒，有：，

解得，

系统增加的机械能：，

解得：；

小车喷出小球后，在t时间内做匀减速直线运动，设加速度大小为a，
由牛顿第二定律得：，

设喷出第二个小球前，小车和剩余小球的速度大小，由速度公式得：，

设喷出第二个小球后，小车和剩余小球的速度大小，由动量守恒定律得：，

解得：；

设喷出第三个小球前，小车和剩余小球的速度大小，由速度公式得：，

解得：，

设喷出第三个小球的速度为，由动量守恒定律得：，

解得：，

由题意可知喷出第四个小球前，设喷出第四个小球的速度为，
由动量守恒定律得：，

解得：，

则：。

【解析】喷出小球过程，小车和小球整个系统动量守恒，结合机械能求出整个系统增加的机械能；
根据牛顿定律，结合运动学规律、动量守恒定律分析求解；
由动量守恒定律求解第三个小球和第四个小球喷出的速度之比。