湖南省长沙市四校2021-2022学年高一（下）期末联考物理试题

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注意事项：
1.答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
第I卷(选择题)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。
1. 下列说法错误的是( )
A. 哥白尼认为地球是宇宙的中心
B. 开普勒关于行星运动描述为万有引力定律的发现奠定了基础
C. 牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
D. 卡文迪许最早较准确地测出了引力常量
2. 如图所示，木块A和木块B用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块A获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块A、木块B构成的系统(不包含弹簧)，下列说法正确的是( )
A. 系统动量守恒，机械能守恒
B. 系统动量守恒，机械能不守恒
C. 系统动量不守恒，机械能守恒
D. 系统动量不守恒，机械能不守恒
3. 如图所示，固定的粗糙斜面倾角为，将一物体从斜面上由静止释放，物体沿着斜面向下做匀加速直线运动，关于物体在斜面上的运动，下列说法正确的是( )
A. 物体与斜面间的动摩擦因数大于
B. 物体减少的机械能等于克服摩擦力所做的功
C. 物体获得的动能大于克服摩擦力所做的功
D. 物体获得的动能等于重力做的功
4. 中国空间站核心舱上的机械臂，是我国目前智能程度最高、难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统。机械臂工作时最长可达18米，共有7处关节，是对人类手臂的最真实还原，机械臂最大载重达25吨，可载移货物、实验舱，辅助航天员出舱活动。以下说法正确的是( )
A. 机械臂对载移物的作用力大小与载移的方向有关
B. 机械臂对载移物的作用力大小与载移的远近距离有关
C. 完成同样的载移任务，机械臂对载移物的作用力大小与动作快慢无关
D. 完成同样的载移动作，机械臂对载移物的作用力大小与载移质量有关
5. 2022年北京冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示。运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率、动能、机械能分别用、P、、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，不计空气阻力的影响，下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 中国北斗卫星导航系统(简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，可为全球用户提供定位、导航和授时服务，该导航系统由多颗不同轨道的卫星组成。如图所示，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是( )
A. 该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速
B. 该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增大
C. 该卫星在轨道3的动能大于在轨道1的动能
D. 该卫星在轨道3上经过Q点的加速度小于在轨道2上Q点的加速度
7. 如图所示，用一根长杆和两个定滑轮组合装置来提升重物 M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方 O 点处，在杆的中点 C 处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物 M，C 点与O点距离为 L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度 ω 缓缓转至水平(转过了 90°角)．下列有关此过程的说法中正确的是( )
A. 重物 M 做匀速直线运动
B. 重物 M 做匀变速直线运动
C. 整个过程中重物一直处于失重状态
D. 重物 M 的速度先增大后减小，最大速度为L
8. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧C的一端固定在墙上，另一端与置于倾角为的斜面上质量为m的物体A连接，另有一个完全相同的物体B紧贴A放置且与A不粘连。现用沿斜面的力F缓慢推动物体B，弹簧长度被压缩了，此时物体A、B静止。撤去F后，物体A、B向上运动，已知重力加速度为g，物体A、B与斜面间的动摩擦因数为()。运动过程弹簧均未超出弹性限度，则( )
A. 压缩弹簧过程中，F做功等于A、B、C系统机械能增加量
B. 撤去F后，物体A和B先做匀加速运动，再做匀减速运动
C. 撤去F瞬间，物体A、B的加速度大小为
D. 若物体A、B向上运动过程中分离，则分离前向上运动距离为
二、多项选择题(共4小题，每小题4分，共16分。选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
9. 如图所示，AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内，B和C在水平地面上，AB与水平面的夹角为30°，两细杆上分别套有带孔的a、b两小球，在细线作用下处于静止状态，细线恰好水平。某时刻剪断细线，两球均下滑到水平地面，则在下滑过程中( )
A. a球比b球运动的时间长
B. a、b两球机械能变化量相同
C. a、b两球重力势能变化量相同
D. a、b两球重力做功的平均功率之比为
10. 2022年5月20日，我国成功将通信试验卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，假设通信试验卫星绕地球飞行的最初的两个轨道如图所示，其中轨道I为圆轨道，轨道II为椭圆轨道，两个轨道在同一平面内，轨道II与轨道I相切于P点，Q点为轨道II的远地点。下列说法正确的是( )
A. 通信试验卫星在轨道II上运行的周期大于在轨道I上运行的周期
B. 通信试验卫星在轨道II上运行时，在P点的动量小于在Q点的动量
C. 通信试验卫星由轨道I变轨到轨道II时需要在P处点火加速
D. 通信试验卫星在轨道I上经过P点时的向心加速度小于在轨道II上经过P点时的向心加速度
11. 如图所示两轮平衡车广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动。小明驾驶平衡车在水平路面上以初速度v0沿直线加速运动，经过时间t达到最大速度，设此过程中受到的阻力恒为f，电动机输出功率恒为额定功率P，忽略小明身体姿态调整引起的重心位置的变化。则在时间t内，( )
A. 平衡车受到的牵引力保持不变B. 平衡车的加速度由某一值逐渐减小到零
C. 平衡车达到的最大速度为D. 平衡车前进的路程为
12. 如图所示，在倾角的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的球A和B，两球之间用一根长m的轻杆相连，球B距水平面的高度m。两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2，，，则下列说法中正确的是( )
A. A、B小球斜面上滑动时轻杆处于拉伸状态
B. 下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒
C. 两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s
D. 下滑的整个过程中球B机械能的增加量为J
第二部分 非选择题(共56分)
三、实验题(共2小题，共16分)
13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图
(l)下列说法正确的是_____
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
E．斜槽必须光滑
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_____ m/s(g=9.8m/s2)．
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；B点的竖直分速度为_____m/s,抛出点距A点的水平距离_____ cm，抛出点距A点的竖直距离_____ cm(g=10m/s2)．
14. 如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．
(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母)．
A.直流电源 B.交流电源
(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是_______(选填选项前的字母)．
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量
(3)在不挂重物且______(选填选项前字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．
A.计时器不打点 B.计时器打点
(4)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次去A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T．测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图所示．
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_______，打B点时小车的速度v=________．
(5)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作如图所示的v2–W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________．根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________．
(6)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映v2–W关系的是______________．
A. B. C. D.
四、计算题(共4小题，共40分。)
15. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员脚踏专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A点处沿水平方向飞出，在斜坡B点处着陆，如图所示。测得AB间的距离为40 m，斜坡与水平方向的夹角为30°，已知运动员及滑雪板的总质量为70kg，不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s2。求：
(1)运动员在空中飞行的时间t；
(2)运动员从A 点飞出时的速度大小v0；
(3)运动员在B 点着陆时的动能Ek。
16. 如图甲所示，长为L=3m的传送带以速v0=6m/s顺时针匀速转动，其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接，轨道半径R=0.8m；右端B与一个倾角为30°的斜面连接，B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放，到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg，与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放，则物块到达A点时对轨道的压力；
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点，则滑块从B点飞出的速度多大？
(3)滑块从不同高度h静止释放时，滑块在空中做平抛运动时间。
17. 如图所示，地面和半圆轨道面均光滑。质量kg、长m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量kg的滑块(视为质点)以m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动。小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面间的动摩擦因数，g取10m/s2。
(1)滑块与小车刚达相对静止时，滑块的速度大小和位移大小各是多少？
(2)要使滑块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，求半圆轨道的半径R的取值。
18. 如图所示，一倾斜固定的传送带与水平面间夹角θ＝37°，上下两端间距L=2.0m，传送带以v＝1.0m/s的速率沿顺时针方向匀速运行。从距离传送带底端x0＝1.0m的O点由静止释放一质量m＝1.0kg的小滑块，滑块运动到传送带底端时与固定挡板P碰撞，碰撞时间极短且碰撞前后速率相等。滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，sin37°=0.6，cs37°=0.8，取g＝10m/s2，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求：
(1)滑块与挡板P第一次碰撞时的速度大小v1；
(2)滑块与挡板P碰撞后离开挡板的最大距离xm；
(3)若滑块与挡板P第一次碰撞后立即在滑块上加一方向沿传送带斜向上、大小F=4.0N的恒力，一段时间后撤去。要使滑块能滑至传送带最上端，恒力持续作用的最短时间t。