2020-2021学年河南省南阳市高一下学期期末考试物理试题

这是一份2020-2021学年河南省南阳市高一下学期期末考试物理试题，共19页。试卷主要包含了保持卡面清洁，不折叠，不破损等内容，欢迎下载使用。

1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并用2B铅笔将准考证号及考试科目在相应位置填涂。
2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题的答题区城（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5．本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。
一、选择题（本题共有12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确。全部选对得4分，选不全的得2分，选错或不答得0分）
1. 物体做曲线运动时，其所受合外力（ ）
A. 不可能是恒力B. 与速度方向不在一条直线上
C. 总是与速度方向垂直D. 做功为零
2. 在一次抢险救灾活动中，武警官兵乘坐一艘快艇渡河，快艇船头始终垂直于河岸。若河水流速不变，快艇将在河对岸的点登陆；但当快艇到达河流中央时，河水流速变大，快艇相对于静水的速率始终不变。则（ ）
A. 登陆位置在点的下游B. 登陆位置在点的上游
C. 快艇到达对岸时间变短D. 快艇到达对岸的时间变长
3. 如图所示，长为的固定光滑斜面倾角为，重力加速度为，质量为的小物块从斜面顶端静止释放后滑到斜面底端的过程中（ ）
A. 物块所受重力冲量为
B. 物块所受重力冲量为
C. 斜面对物块支持力的冲量为0
D. 物块所受合外力冲量为0
4. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，则墙壁单位面积上受到的平均冲击力为（ ）
A. ρvB. ρv2C. ρvSD. ρv2S
5. 如图所示，皮带传动装置中甲、丙两轮半径相等，乙轮和丙轮同轴，且乙轮半径是丙轮半径的一半。、、三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，皮带不打滑。则（ ）
A. 、、三点的角速度大小之比为
B. 、、三点的线速度大小之比为
C. 、、三点的周期大小之比为
D. 、、三点的向心加速度大小之比为
6. 如图所示，一篮球以水平初速度碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的倍，碰撞时间忽略不计，弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为，半径为，篮框中心到篮板的距离为，碰撞点与篮框中心的高度差为，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则（ ）
A. 碰撞过程中，篮球的机械能守恒
B. 篮板对篮球的冲量大小为
C. 篮球的水平初速度大小为
D. 若篮球气压不足导致减小，在不变的情况下要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低
7. 如图所示，质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，绳长为，与水平方向成角时绳恰好在水平方向伸直。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度为，则（ ）
A. 绳的张力可能为零
B. 绳的张力随角速度的增大而增大
C. 当角速度时，绳中弹力不为零
D. 当角速度时，若绳突然被剪断，则绳仍可保持水平
8. 如图所示，轻杆长，在杆两端分别固定质量为的球和质量为的球B，光滑水平转轴过杆上距球为的点。外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球运动到最高点时，杆对球恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为，则球在最高点时（ ）
A. 球的速度为零B. 球B的速度为
C. 杆对B球的作用力大小为D. 水平转轴对杆的作用力大小为
9. 2020年11月6日，我国成功发射全球首颗6G试验地球卫星，卫星的轨道半径的三次方与其周期的二次方的关系图像如图所示。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为
B. 地球表面的重力加速度为
C. 绕地球表面运行的卫星的线速度大小为
D. 地球密度为
10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和，取地面为重力势能零点，该物体上升过程中的和随它离开地面的高度的变化情况如图所示。已知重力加速度，运动过程中除受重力外还受到大小不变的空气阻力作用，结合图中数据可知（ ）
A. 物体的质量为2.0kg
B. 物体上升过程中所受空气阻力大小为5N
C. 在处，物体的动能
D. 物体从地面运动到位置的过程中，动能减少了20J
11. 如图所示，光滑水平杆上有一质量为的滑环，通过一根不可伸长的轻绳悬挂着一个质量为的物块B（可视为质点），物块B恰好与光滑的水平面接触但无弹力作用。质量为物块C（可视为质点）以速度冲向物块B，与B碰撞后粘在一起运动。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块C与物块B碰后瞬时速度为
B. 物块C与物块B碰撞过程中损失机械能为
C. 滑环A最大速度为
D. 物块B、C摆起的最大高度为
12. 如图所示，一半轻为的光滑硬质圆环位于竖直平面内，最高点的切线竖直，最低点的切线水平，在两切线的交点处固定一光滑小滑轮。质量为的带孔小球穿在环上，可以在环上自由滑动，小球通过足够长的细线连接另一质量也为的小球，细线搭在滑轮上。现将小球从环上最高点由静止释放，使其沿环滑动，已知重力加速度为，在小球由最高点运动到圆环最低点的过程中下列说法正确的是（ ）
A. 小球的机械能先增大后减小
B. 两小球组成的系统机械能先增大后减小
C. 小球运动到圆环最低点时的速度大小为
D. 小球运动到最低点时，小球的动能为
二、实验题（本题共3小题，共18分。把答案填在答题卡上规定位置）
13. 某同学用如图所示的装置做“探究做功与物体动能变化关系”的实验，所用小车的质量，打点计时器所用交流电源的频率为50。
①下列说法中正确的是______；
A．平衡摩擦力时，应让小车连上纸带但不挂橡皮筋，使小车能木板上匀速滑动
B．实验时应先释放小车，再接通电源
C．实验时橡皮筋的规格可以不一样，但在每次增加橡皮筋的条数时应使连入铁钉间的橡皮筋形变程度相同
D．选出一段点迹清晰的纸带，求出平均速度作为小车获得的速度
②正确平衡好摩擦力进行实验，小车在橡皮筋弹力作用下运动过程中，橡皮筋和小车组成的系统的机械能______（填“守恒”或“不守恒”）；
③如图是该同学在正确实验过程中得到的一条纸带，相邻的两个读数点间还有一个点没有画出来，A、B、C、D、E、F各点到O点的距离分别为：1.87、4.79、8.91、16.92、25.83、34.74，则由纸带可知本次实验中橡皮筋对小车做的功是______J（保留两位有效数字）。
14. 用半径相同的两个小球、的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放球，使球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把球静置于水平槽右端边缘处，让球仍从处由静止滚下，球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到的距离分别为，，，两球的质量分别为与，则
（1）下列说法正确的是______。
A．球的质量应为 B．球的质量应为
C．斜槽必须光滑 D．水平槽必须光滑
（2）未放球时球落地点是记录纸上的______点。若、碰撞时动量守恒，则应成立的表达式为（用题中所给各物理量的符号表示）________。
15. “测某星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度”的实验如图甲所示，宇航员做了如下实验：
在半径的某星球表面，竖直平面内的光滑轨道由轨道和圆弧轨道组成，将质量的小球，从轨道上高处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过点时对轨道的压力。改变的大小，随的变化的关系图像如图乙所示。则圆轨道的半径为______，星球表面的重力加速度为______，该星球的第一宇宙速度大小为______。
三、解答题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）
16. 高空抛物严重危害公共安全。如果一个鸡蛋从16楼（距地面高度约）自由下落，与地面碰撞后速度为0，已知鸡蛋质量为，，鸡蛋与地面碰撞时间为0.002s，每层楼的高度为，不计空气阻力，求鸡蛋与地面碰撞时对地面的平均作用力约为多大？
17. 如图所示，某同学想制作一个简易水轮机，让水从水平放置的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮轴的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成角。测得水从管口流出速度，轮子半径，已知，，。求：
（1）轮子转动的角速度大小；
（2）水管的出水口到轮轴的水平距离。
18. 所谓“双星系统”，是指在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星体A和B，如图所示若忽略其他星体的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T，月地间距离为L，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，求：
（1）地球的质量；
（2）月球的质量。
19. 如图所示，一木板放在光滑水平面上，木板的右端与一根沿水平方向放置的轻质弹簧相连，弹簧的自由端在点。木板的上表面左端点与点之间是粗糙的，、之间的距离为，点右侧表面是光滑的。一质量为的滑块以水平速度从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回。已知木板质量，滑块与之间表面的动摩擦因数为，。
（1）若，滑块滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；
（2）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上、之间的距离应在什么范围内？
南阳市2021年春期高中一年级期终质量评估
物理试题 答案版
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并用2B铅笔将准考证号及考试科目在相应位置填涂。
2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题的答题区城（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5．本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。
一、选择题（本题共有12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确。全部选对得4分，选不全的得2分，选错或不答得0分）
1. 物体做曲线运动时，其所受合外力（ ）
A. 不可能是恒力B. 与速度方向不在一条直线上
C. 总是与速度方向垂直D. 做功为零
【答案】B
2. 在一次抢险救灾活动中，武警官兵乘坐一艘快艇渡河，快艇船头始终垂直于河岸。若河水流速不变，快艇将在河对岸的点登陆；但当快艇到达河流中央时，河水流速变大，快艇相对于静水的速率始终不变。则（ ）
A. 登陆位置在点的下游B. 登陆位置在点的上游
C. 快艇到达对岸时间变短D. 快艇到达对岸的时间变长
【答案】A
3. 如图所示，长为的固定光滑斜面倾角为，重力加速度为，质量为的小物块从斜面顶端静止释放后滑到斜面底端的过程中（ ）
A. 物块所受重力冲量为
B. 物块所受重力冲量为
C. 斜面对物块支持力的冲量为0
D. 物块所受合外力冲量为0
【答案】A
4. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，则墙壁单位面积上受到的平均冲击力为（ ）
A. ρvB. ρv2C. ρvSD. ρv2S
【答案】B
5. 如图所示，皮带传动装置中甲、丙两轮半径相等，乙轮和丙轮同轴，且乙轮半径是丙轮半径的一半。、、三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，皮带不打滑。则（ ）
A. 、、三点的角速度大小之比为
B. 、、三点的线速度大小之比为
C. 、、三点的周期大小之比为
D. 、、三点的向心加速度大小之比为
【答案】D
6. 如图所示，一篮球以水平初速度碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的倍，碰撞时间忽略不计，弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为，半径为，篮框中心到篮板的距离为，碰撞点与篮框中心的高度差为，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则（ ）
A. 碰撞过程中，篮球的机械能守恒
B. 篮板对篮球的冲量大小为
C. 篮球的水平初速度大小为
D. 若篮球气压不足导致减小，在不变的情况下要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低
【答案】C
7. 如图所示，质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，绳长为，与水平方向成角时绳恰好在水平方向伸直。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度为，则（ ）
A. 绳的张力可能为零
B. 绳的张力随角速度的增大而增大
C. 当角速度时，绳中弹力不为零
D. 当角速度时，若绳突然被剪断，则绳仍可保持水平
【答案】C
8. 如图所示，轻杆长，在杆两端分别固定质量为的球和质量为的球B，光滑水平转轴过杆上距球为的点。外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球运动到最高点时，杆对球恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为，则球在最高点时（ ）
A. 球的速度为零B. 球B的速度为
C. 杆对B球的作用力大小为D. 水平转轴对杆的作用力大小为
【答案】D
9. 2020年11月6日，我国成功发射全球首颗6G试验地球卫星，卫星的轨道半径的三次方与其周期的二次方的关系图像如图所示。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为
B. 地球表面的重力加速度为
C. 绕地球表面运行的卫星的线速度大小为
D. 地球密度为
【答案】BC
10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和，取地面为重力势能零点，该物体上升过程中的和随它离开地面的高度的变化情况如图所示。已知重力加速度，运动过程中除受重力外还受到大小不变的空气阻力作用，结合图中数据可知（ ）
A. 物体的质量为2.0kg
B. 物体上升过程中所受空气阻力大小为5N
C. 在处，物体的动能
D. 物体从地面运动到位置的过程中，动能减少了20J
【答案】AB
11. 如图所示，光滑水平杆上有一质量为的滑环，通过一根不可伸长的轻绳悬挂着一个质量为的物块B（可视为质点），物块B恰好与光滑的水平面接触但无弹力作用。质量为物块C（可视为质点）以速度冲向物块B，与B碰撞后粘在一起运动。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块C与物块B碰后瞬时速度为
B. 物块C与物块B碰撞过程中损失机械能为
C. 滑环A最大速度为
D. 物块B、C摆起的最大高度为
【答案】ACD
12. 如图所示，一半轻为的光滑硬质圆环位于竖直平面内，最高点的切线竖直，最低点的切线水平，在两切线的交点处固定一光滑小滑轮。质量为的带孔小球穿在环上，可以在环上自由滑动，小球通过足够长的细线连接另一质量也为的小球，细线搭在滑轮上。现将小球从环上最高点由静止释放，使其沿环滑动，已知重力加速度为，在小球由最高点运动到圆环最低点的过程中下列说法正确的是（ ）
A. 小球的机械能先增大后减小
B. 两小球组成的系统机械能先增大后减小
C. 小球运动到圆环最低点时的速度大小为
D. 小球运动到最低点时，小球的动能为
【答案】CD
二、实验题（本题共3小题，共18分。把答案填在答题卡上规定位置）
13. 某同学用如图所示的装置做“探究做功与物体动能变化关系”的实验，所用小车的质量，打点计时器所用交流电源的频率为50。
①下列说法中正确的是______；
A．平衡摩擦力时，应让小车连上纸带但不挂橡皮筋，使小车能木板上匀速滑动
B．实验时应先释放小车，再接通电源
C．实验时橡皮筋的规格可以不一样，但在每次增加橡皮筋的条数时应使连入铁钉间的橡皮筋形变程度相同
D．选出一段点迹清晰的纸带，求出平均速度作为小车获得的速度
②正确平衡好摩擦力进行实验，小车在橡皮筋弹力作用下运动过程中，橡皮筋和小车组成的系统的机械能______（填“守恒”或“不守恒”）；
③如图是该同学在正确实验过程中得到的一条纸带，相邻的两个读数点间还有一个点没有画出来，A、B、C、D、E、F各点到O点的距离分别为：1.87、4.79、8.91、16.92、25.83、34.74，则由纸带可知本次实验中橡皮筋对小车做的功是______J（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. A ②. 不守恒 ③. 0.62
14. 用半径相同的两个小球、的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放球，使球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把球静置于水平槽右端边缘处，让球仍从处由静止滚下，球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到的距离分别为，，，两球的质量分别为与，则
（1）下列说法正确的是______。
A．球的质量应为 B．球的质量应为
C．斜槽必须光滑 D．水平槽必须光滑
（2）未放球时球落地点是记录纸上的______点。若、碰撞时动量守恒，则应成立的表达式为（用题中所给各物理量的符号表示）________。
【答案】 ①. A ②. P ③.
15. “测某星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度”的实验如图甲所示，宇航员做了如下实验：
在半径的某星球表面，竖直平面内的光滑轨道由轨道和圆弧轨道组成，将质量的小球，从轨道上高处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过点时对轨道的压力。改变的大小，随的变化的关系图像如图乙所示。则圆轨道的半径为______，星球表面的重力加速度为______，该星球的第一宇宙速度大小为______。
【答案】 ①. 0.2 ②. 2.0 ③. 2000
三、解答题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）
16. 高空抛物严重危害公共安全。如果一个鸡蛋从16楼（距地面高度约）自由下落，与地面碰撞后速度为0，已知鸡蛋质量为，，鸡蛋与地面碰撞时间为0.002s，每层楼的高度为，不计空气阻力，求鸡蛋与地面碰撞时对地面的平均作用力约为多大？
【答案】750.5N
17. 如图所示，某同学想制作一个简易水轮机，让水从水平放置的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮轴的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成角。测得水从管口流出速度，轮子半径，已知，，。求：
（1）轮子转动的角速度大小；
（2）水管的出水口到轮轴的水平距离。
【答案】（1） ；（2）
18. 所谓“双星系统”，是指在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星体A和B，如图所示若忽略其他星体的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T，月地间距离为L，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，求：
（1）地球的质量；
（2）月球的质量。
【答案】（1）；（2） -
19. 如图所示，一木板放在光滑水平面上，木板的右端与一根沿水平方向放置的轻质弹簧相连，弹簧的自由端在点。木板的上表面左端点与点之间是粗糙的，、之间的距离为，点右侧表面是光滑的。一质量为的滑块以水平速度从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回。已知木板质量，滑块与之间表面的动摩擦因数为，。
（1）若，滑块滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；
（2）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上、之间的距离应在什么范围内？
【答案】（1） ；（2）