2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第三十二中学高一(下)期末物理试题含解析

2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第三十二中学高一(下)期末物理试题高一物理试题

一、选择题（每小题只有1个选项符合题意，每小题3分，共60分）

1. 做匀速圆周运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（　　）

A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 转速

【答案】A

【解析】

【详解】A．线速度的大小不变，但方向变化，故A正确；

B．角速度大小和方向都是不变的，故B错误；

C．匀速圆周运动的周期是固定不变的，故C错误；

D．匀速圆周运动的转速不变，故D错误。

故选A。

2. 蜡烛块在玻璃管中匀速上升，同时玻璃管匀速向右运动。此时蜡烛块的合运动为向右上方向的匀速直线运动。若玻璃管向右运动的速度为v时，蜡烛块上升到顶端的时间为t，则当玻璃管向右运动的速度变为2v，蜡烛块上升到顶点的时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意得，蜡烛块同时参与了水平方向匀速直线运动和竖直方向匀速直线运动两个运动，根据运动的独立性可知，两个方向的运动互不影响，所以改变水平方向的速度，竖直方向的运动时间不变，即蜡烛块上升到顶点的时间仍为t。

故选B。

3. 在空中某一高度水平匀速飞行的飞机上，每隔1s时间由飞机上自由落下一个物体，先后释放四个物体，最后落到水平地面上，若不计空气阻力，则这四个物体在空中排列的位置是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】从飞机上释放四个物体，均做平抛运动，水平方向与飞机具有相同的分速度，在空中始终位于飞机的正下方。竖直方向做自由落体运动，相邻两物体的高度差不相等。故ACD错误；B正确。

故选B

4. 关于物理学家和他们的发现，下列说法中正确的是(　　)

A. 第谷通过自己的观测，发现行星运行的轨道是椭圆

B. 托勒密是日心说的代表人物

C. 牛顿利用万有引力定律测出了任意两个物体之间的万有引力值

D. 万有引力常数是由卡文迪许利用扭秤实验测定的

【答案】D

【解析】

【详解】A．开普勒通过自己的观测，发现行星运行的轨道是椭圆，故A错误；

B．哥白尼是日心说的代表人物，故B错误；

C．牛顿发现了万有引力定律，但是不知道万有引力常量大小，没有测出任意两个物体之间的万有引力值，故C错误；

D．万有引力常数是由卡文迪许利用扭秤实验测定的，故D正确；

故选D。

5. 如图三个小球做平抛运动，b、c抛出点相同且高于a，下列说法正确的是（　　）

A. a球飞行的时间最长 B. b球飞行时间最长

C. a球飞行速度最快 D. c球飞行速度最快

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由于物体做平抛运动，在竖直方向上有

由图可知

故a、b、c的运动时间关系为

故AB错误；

CD．在水平方向有

由图可知

则

故C正确，D错误。

故选C。

6. 如图所示，完全相同的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，A离圆盘中心较远，则两物块（　　）

A. 线速度大小相同

B. 角速度相同

C. 向心力相同

D. 同时发生滑动

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，根据线速度与角速度的关系可知，由于两物块距离中心的距离不同，所以线速度不同，故选项A错误；

B．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，故选项B正确；

C．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，故选项C错误；

D．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，由于物块A距离中心较远，因此物块A所需向心力较大，会先发生滑动，故选项D错误。

故选B。

7. 关于开普勒第三定律的理解，以下说法中正确的是（　　）

A. k值由太阳的质量有关，可称为开普勒常量

B. 距离太阳越远的行星，公转的周期越短

C. 该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动

D. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R2，周期为T2，则

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据

可得

可知，k值由太阳的质量有关，可称为开普勒常量，选项A正确；

B．根据

可知，距离太阳越远的行星，公转的周期越长，选项B错误；

C．该定律即适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，选项C错误；

D．地球绕太阳运转与月球绕地球运转的中心天体不同，则表达式

不成立，选项D错误。

故选A

8. 在汽车通过凸桥的最高点时，下列说法正确的是（ ）

A. 汽车对桥面的压力等于汽车的自重

B. 汽车对桥面的压力大于汽车的自重

C. 汽车对桥面的压力小于汽车的自重

D. 汽车对桥面的压力与车速无关

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：在凸形桥的最高点，根据牛顿第二定律得

解得，则汽车对桥面的压力小于汽车的重力，车速越大，压力越小

故选C。

9. 如图，航天飞机在完成太空任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（　　）

A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度

B. 在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度

C. 在轨道Ⅱ上运动的周期等于在轨道Ⅰ上运动的周期

D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

【答案】A

【解析】

【详解】A．轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A的速度小于经过B的速度，故A正确；

B．从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度，故B错误；

C．根据开普勒第三定律，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C错误；

D．在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误。

故选A。

10. 一物体在相同水平外力F作用下第一次沿光滑水平面从静止开始运动一段位移，第二次沿粗糙水平面从静止开始加速前进了相同的位移，则在这两个过程中该力做的功W1和W2，及位移终点处力F的功率P1和 P2的关系为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据

W=Fx

可知，两过程中力F相同，位移x相同，则功相等，即

根据

F-f=ma

可知在光滑水平面上的加速度较大，根据

v2=2ax

可知：在通过相同距离的情况下，在光滑水平面上运动时到达位移终点时速度较大，根据

知

P1>P2

故选D。

11. 一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则下列判断错误的是（　　）

A. 角速度为0.5 rad/s B. 转速为0.5 r/s

C. 轨迹半径为 D. 加速度大小为4π m/s2

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据角速度与周期的关系有

解得

A错误；

B．转速为

B正确；

C．根据线速度与周期的关系有

解得

C正确；

D向心加速度为

D正确。

故选A。

12. 关于功，下列说法正确的是（　　）

A. 功只有大小而无方向，所以功是标量

B. 力和位移都是矢量，所以功也是矢量

C. 功的大小仅由力决定，力越大，做功越多

D. 功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多

【答案】A

【解析】

【详解】AB．功是标量，只有大小没有方向，故A正确，B错误。
CD．力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，故CD错误。
故选A。

13. 汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是（　　）

A. 减小速度，得到较小的牵引力

B. 增大速度，得到较小的牵引力

C. 减小速度，得到较大的牵引力

D. 增大速度，得到较大的牵引力

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由

P=Fv

可知，当P一定时，只有减小速度，才能得到更大的牵引力，更有利于上坡。

故选C。

14. 一物体在自由下落过程中，重力做了2J的功，则（ ）

A. 该物体重力势能减少，减少量小于2J

B. 该物体重力势能减少，减少量等于2J

C. 该物体重力势能减少，减少量大于2J

D. 该物体重力势能增加，增加量等于2J

【答案】B

【解析】

【详解】下落过程中重力方向和位移方向相同，所以重力做正功，重力势能减小，重力做了多少功，就有多少重力势能发生变化，故重力势能减小量等于2J，B正确．

15. 一学生用100N的力将质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则该学生对球做的功是（　　）

A. 200J B. 16J C. 1000J D. 无法确定

【答案】B

【解析】

【详解】对于踢球过程，根据动能定理得该学生对足球做的功

故B正确，A、C、D错误；

故选B。

16. 如图是一个武术替身准备飞越一个屋顶，如图所示他在仅有的空间只能加速到4.5m/s的速度，g=10m/s2那么（　　）

A. 他可以安全的跳过去

B. 他无法完成这个动作

C. 如果要跳过去，水平速度至少达到8m/s

D. 无论如何也跳不过去

【答案】B

【解析】

【详解】AB．武术替身飞越屋顶的运动可看作平抛运动，根据平抛运动规律有

联立两式，代入题图中相关数据可得：武术替身飞越屋顶时发生的水平位移大小为

显然，他无法完成这个动作，故A错误，B正确；

CD．如果要跳过去，水平速度至少为

故CD错误。

故选B。

17. 如果已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径，在已知万有引力常量G的情况下，可以求得的物理量是（　　）

A. 地球质量 B. 月球质量 C. 太阳质量 D. 太阳密度

【答案】C

【解析】

【详解】如果已知地球绕太阳公转的周期T和轨道半径r，在已知万有引力常量G的情况下，有

可求得太阳的质量为

显然月球的质量无法求得，由于地球的质量m，等式两边已经约掉，无法求出；由于不知道太阳半径，太阳密度也无法求出。

故选C。

18. 如图小球与悬线相连在水平面内做匀速圆周运动，则小球受到的力有（　　）

A. 向心力 B. 重力和向心力 C. 拉力和向心力 D. 重力和拉力

【答案】D

【解析】

【详解】对小球受力分析知，小球受到重力和拉力两个力作用，且两个力的合力提供小球做匀速圆周运动所需要的向心力。

故选D。

19. 汽车通过一半径R=50m的拱桥顶端，为了车辆不失控，则汽车的速度不能超过（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】汽车通过一半径R=50m的拱桥顶端，为了车辆不失控，则在顶端时有

可得

则汽车的速度不能超过。

故选C。

20. 如图所示，地球可以看作是一个球体，O点为地球球心，位于长沙的物体A和位于赤道上的物体B，都随地球自转做匀速圆周运动，则下列表述正确的是（　　）

A. 物体的周期TA=TB B. 物体的线速度vA>vB

C. 物体的角速度ωA>ωB D. 物体的角速度ωA<ωB

【答案】A

【解析】

【分析】本题考查对圆周运动线速度、角速度、周期的分析。

【详解】地球表面的物体随地球自转，故两物体周期和角速度都相同。赤道物体轨道半径大，线速度较大。故A正确，BCD错误。

故选A。

二、双选题（每小题有两个正确答案，每题2分，共10分）

21. 斜向上方抛出一物体，在物体运动到最高点时（  ）

A. 物体的加速度为零

B. 物体的加速度不为零，方向竖直向下

C. 物体的速度不为零，方向沿水平方向

D. 物体速度为零

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．斜向上方抛出一物体，在物体运动到最高点时加速度为重力加速度，方向竖直向下，故A错误，B正确；

CD．斜向上方抛出一物体，物体做斜抛运动，在竖直方向做匀减速直线运动，在水平方向做匀速直线运动，物体到达最高点时，竖直分速度为零，水平分速度不为零，故C正确，D错误。

故选BC。

22. 如图所示，质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（　　）

A. A球受到的支持力较大

B. A球与B球向心加速度大小相同

C. A球与B球线速度大小相同

D. A球运动的角速度较小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．对小球受力分析如图所示

小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力

F=mgtanθ

筒对小球的支持力

与轨道半径无关，故A错误；

B．根据牛顿第二定律，有

可知向心加速度与轨道半径也无关，B正确；

C．根据牛顿第二定律，有

解得

由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故C错误；

D．根据牛顿第二定律，有

F=mgtanθ=mω2r

解得

由于A球的转动半径较大，A角速度较小，故D正确。

故选BD。

23. 下列关于地球同步卫星的说法正确的是（　　）

A. 地球同步卫星的轨道可能通过地球两极上空

B. 地球同步卫星的轨道只能在赤道上空

C. 所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度都相同

D. 所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度可以不相同

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．地球同步卫星相对地面静止，其轨道只能在赤道上空，不可能通过地球两极上空，故A错误，B正确；

CD．所有在轨运行的地球同步卫星运行的角速度都相同，根据

可知所有在轨运行的地球同步卫星轨道半径都相同，即距地面的高度都相同，故C正确，D错误。

故选BC。

24. 如图所示，一轻弹簧固定于点，另一端系一小球，将小球从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点摆向最低点B的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球的重力势能增加

B. 小球的重力势能减少

C. 弹簧的弹性势能增加

D. 弹簧的弹力做负功，弹性势能减少

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由A点摆向最低点B的过程中，小球重力做正功，重力势能减少，A错误，B正确；

CD．由A到B的过程中，弹簧明显在伸长，弹簧对小球做负功，弹性势能增大，C正确，D错误。

故选BC。

25. 改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能变化正确的是（　　）

A. 质量不变，速度增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍

B. 速度不变，质量增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍

C. 质量减半，速度增大到原来的4倍，动能变为原来的8倍

D. 速度减半，质量增大到原来的4倍，动能变为原来的8倍

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据动能定义可知

所以，质量不变，速度增大到原来的2倍，动能变为原来的4倍，故A错误；

B．根据动能定义可知

所以，速度不变，质量增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍，故B正确；

C．根据动能定义可知

所以，质量减半，速度增大到原来的4倍，动能变为原来的8倍，故C正确；

D．根据动能定义可知

所以，速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变，故D错误。

故选BC。

三、实验题（每空2分，共12分）

26. 如图是某同学研究平抛运动时得到的一条运动轨迹，其中O点为抛出点，g=10m/s2，可以计算出图中所取的实验点时间间隔为___________s，水平初速度为___________m/s。

【答案】    ①. 0.1    ②. 1

【解析】

【详解】[1] 根据

[2]水平速度

27. 在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置和得到的数据纸带如图

（1）关于本实验，下列说法正确的是（    ）

A.打点计时器使用直流电源

B.要先释放纸带，后接通电源

C.用秒表测量运动时间

D.没有必要测量重物的质量

（2）图中每相邻的两个点之间时间间隔为0.02s，则打下B点的瞬时速度为___________m/s，根据所学原理，应判断当满足___________关系时，机械能守恒。本实验中得到的结论是重物下落过程中的机械能___________ 。（填守恒或不守恒）（g取9.8m/s2）

【答案】    ①. D    ②. 1.17    ③.     ④. 守恒

【解析】

【详解】（1）[1]A．打点计时器使用交流电源。故A错误；

B．要先接通电源，后释放纸带。故B错误；

C．实验中根据打点计时器在纸带上的点迹来记录时间，不用秒表测量运动时间。故C错误；

D．因为验证机械能守恒关系式的两边均有重物的质量，可以约去所以没有必要测量重物的质量。故D正确。

故选D。

（2）[2]根据一段时间的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度，可得打下B点的瞬时速度为

[3]设重物从O下落到B过程机械能守恒，则有

联立可得

[4]代入数据经验证，本实验中得到的结论是在误差允许的范围内重物下落过程中的机械能守恒。

四、计算题

28. 如图所示，质量为m的小球，以一定的初速度滑上高为h的光滑曲面，到达顶端时速度刚好为零．求小球的初速度v0是多大？

【答案】

【解析】

【详解】小球在滑上曲面的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，取地面为参考平面，根据机械能守恒定律得：mv02=mgh
则得：v0=．

29. 如图所示，半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取g=10m/s2），求：

（1）小滑块到达B点的速度大小

（2）小滑块在B点受到的支持力大小和方向

【答案】（1）；（2），竖直向上

【解析】

【详解】（1）据题意，滑块从光滑轨道下滑，到达B点时的速度由动能定理可得

（2）在B点时对轨道压力大小等于支持力大小，据圆周运动关系得

联立两式解得

方向向上。