2021-2022学年陕西省渭南华阴市高一（下）期末质量检测物理试题含解析

  华阴市2021～2022学年度第二学期高一年级期末质量

检测物理试题

第I卷（选择题共52分）

一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求；第10～13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1. 城市公交车辆的广播提示语音“车要转弯，请您拉好扶手”，提醒乘客拉好扶手，以免转弯时乘客可能（）

A. 向后倾倒

B. 向前倾倒

C. 向转弯的外侧倾倒

D. 向转弯的内侧倾倒

【答案】C

【解析】

【详解】在公共汽车在到达路口前，乘客具有与汽车相同的速度，当车辆转弯时，由于惯性，乘客要保持向前的速度，这样转弯时乘客有向转弯的外侧倾倒的可能．所以车内播音员提醒主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒．故C正确．ABD错误．

故选C．

【点睛】本题运用惯性知识分析生活现象的能力．惯性现象，当物体的状态发生变化时会表现出来．

2. 2021年8月21日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂，下图是分析导弹工作时的轨迹示意图，其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是（   ）

A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D. 图中D点

【答案】D

【解析】

【详解】弹头的轨迹时曲线运动，因此合外力与速度关系应满足曲线运动条件，合外力指向轨迹的凹侧，速度方向在轨迹的切线方向。

故选D。

3. 下列说法正确的是（　　）

A. 功是矢量，能是标量

B. 匀速圆周运动是速度不断变化、加速度恒定不变的运动

C. 能量的转移和转化具有不可逆性

D. 经典力学取得了巨大的成就，但在描述同步卫星的运动时不适用

【答案】C

【解析】

【详解】A．功和能都是标量，功的正负表示做正功还是负功，不表示方向，故A错误；

B．匀速圆周运动的速度方向不断变化、加速度方向始终指向圆心，即加速度改变的运动，故B错误；

C．能量的转移和转化具有方向性，即具有不可逆性，故C正确；

D．经典力学取得了巨大的成就，在描述同步卫星的运动时同样适用，故D错误。

故选C。

4. 我国短跑名将苏炳添某次比赛的场景如图所示，若苏炳添在跑步过程中脚和地面不打滑，且两脚不同时离地，则下列说法正确的是（　　）

A. 在跑步过程中，摩擦力对苏炳添不做功

B. 在跑步过程中，摩擦力对苏炳添做正功

C. 苏炳添赛跑从起跑到撞线，苏炳添所受合力对他做功为0

D. 若苏炳添绕跑道跑一圈，空气阻力对他做功为0

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由于在跑步过程中脚和地面不打滑，所以在摩擦力作用期间，相对地面没有位移，则摩擦力对苏炳添不做功，故A正确，B错误；

C．苏炳添赛跑从起跑到撞线的过程中，动能变化量不为零，则根据动能定理可知，此过程中苏炳添所受合力对他做功不为零，故C错误；

D．空气阻力做功与路程有关，苏炳添绕跑道跑一圈，路程不为零，则空气阻力对他做功不为零，故D错误。

故选A。

5. 某高中生从第21层往下跑到大厦的第1层用了，如果该楼每层高，则此过程中他重力的平均功率最接近于（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意得，此过程他下降的高度约为

高中生质量大约为50kg，则此过程中重力做功的平均功率为

故选A

6. 如图所示，同一质量为的物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上，其中轨道1是粗糙的，轨道2、3是光滑的，A离地面的竖直高度为。下列说法正确的是（　　）

A. 沿轨道1下滑重力做功最多

B. 沿轨道2下滑重力做功等于

C. 沿轨道3下滑重力势能改变量为mgH

D. 沿三条轨道下滑重力势能改变量都为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上，三条不同的轨道高度相同，重力做功都是

所以物块沿三条不同轨道滑下重力做的功一样多，AB错误；   

CD．由重力做正功等于物体重力势能的减少，因此重力势能的改变量为

则有沿三条轨道下滑重力势能改变量都为，C错误，D正确。

故选D。

7. 某个行星的半径是地球半径的3倍、其质量是地球质量36倍，则从该行星表面发射一个环绕它做圆周运动的卫星，发射速度至少为（已知地球的第一宇宙速度为v1）（　　）

A. v1 B. 12v1 C. 4v1 D. v1

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】设物体的质量为m，由地面处的重力等于万有引力

，

所以

第一宇宙速度

所以

发射速度至少为v1，故D正确ABC错误。

故选D。

8. 木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸钉的动作完全相同。木匠第一次砸钉就将钉子砸进了一半。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，铁锤砸钉的能量全部用来克服钉子前进中的阻力做功，木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤（　　）

A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次

【答案】C

【解析】

【详解】作出钉子所受阻力与进入深度的关系图

可知前一半深度与后一半深度过程中，阻力做功之比为1：3，由题意可知，每次砸锤，锤对钉做功相同，则将钉全部砸进木梁需要砸4次，故C正确，ABD错误。

故选C。

9. 如图，一物块用轻质弹簧悬挂在天花板上，用力F竖直向上推物块，使弹簧处于压缩状态，保持物块静止不动。现撤去推力F，在物块向下运动的过程中，若弹簧一直处于弹性限度内，则（　　）

A. 弹簧的弹性势能一直减小

B. 物块的动能先减小后增大

C. 物块的重力势能先增大后减小

D. 物块的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．初始时刻弹簧处于压缩状态，撤去推力F，在物块向下运动的过程中，弹簧压缩量逐渐减小，后继续向下运动，弹簧会处于伸长状态，因此弹簧的弹性势能先减小后增大，选项A错误；

B．弹簧处于压缩状态时物块所受合力向下，向下加速运动，当弹簧处于伸长状态且向上的弹力等于重力之前物块一直向下加速运动，之后由于向上的弹力大于重力，物块将减速运动，因此物块的动能先增大后减小，选项B错误；

C．在物块向下运动的过程中，高度一直减小，重力势能一直减小，选项C错误；

D．由于物块重力势能一直减小，根据能量守恒可知物块的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大，选项D正确。

故选D。

10. 对于开普勒定律的理解，下列说法正确的是（　　）

A. 开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三大定律

B. 行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上

C. 行星距离太阳越近，其运动速率越小

D. 行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比

【答案】AB

【解析】

【详解】A．开普勒通过观察和分析第谷对行星观测数据，总结得出了开普勒三大定律，故A正确；

B．由开普勒第一定律知，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故B正确；

C．由开普勒第二定律知，行星距离太阳越近，其运动速率越大，故C错误；

D．由开普勒第三定律知，行星围绕太阳运动的轨道半径的三次方跟它公转周期的平方成正比，故D错误。

故选AB。

11. 如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为g，盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以下说法正确的是（　　）

A. 该盒子做匀速圆周运动的线速度为

B. 该盒子做匀速圆周运动的周期为

C. 盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为2mg

D. 盒子经过与圆心O等高处的B点时，小球对盒子左壁的压力大小为mg

【答案】CD

【解析】

【详解】A．盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力，此时对球，重力提供向心力，有

则该盒子做匀速圆周运动的线速度为

所以A错误；

B．盒子做匀速圆周运动的周期为

所以B错误；

C．盒子经过最低点C时，对球，支持力与重力的合力提供向心力，有

解得

所以C正确；

D．盒子经过与圆心O等高处的B点时，球受到盒子左壁的水平向右的压力Fx提供向心力，有

根据牛顿第三定律，小球对盒子左壁的压力大小为

所以D正确。

故选CD。

12. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则下列说法正确的是（   ）

A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大

B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长

C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等

D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等

【答案】AC

【解析】

【详解】B．根据题意可知，三个高尔夫球竖直方向运动的高度相等，则根据

可知，运动时间相等，故B错误；

C．根据题意可知，三个高尔夫球竖直方向运动的高度相等，则根据

可知，三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等，故C正确；

AD．由图可知，甲水平位移最大，根据

可知，甲的初速度水平分量最大，根据运动的对称性和速度的合成可知，甲击出的高尔夫球落地的速率最大，故D错误A正确。

故选AC。

13. 一物块在高3m、长5m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线I、II所示，重力加速度取10m/s2。下列说法中正确的是（　　）

A. 物块质量为1kg

B. 物块下滑过程中机械能守恒

C. 物块下滑时加速度的大小为2m/s2

D. 当物块下滑2m时机械能损失了12J，动能增加了4J

【答案】AC

【解析】

【详解】A．物块在高3m处，重力势能为

则物块质量为

所以A正确；

B．由图可知，物块下滑过程，重力势能的减少量大于动能增加量，机械能不守恒，B错误；

C．物块下滑过程，由动能定理，得

得加速度大小为

所以C正确；

D．物块下滑2m时，重力势能为18J，动能为4J，此过程机械能损失量为

所以D错误。

故选AC。

第II卷（非选择题：共48分）

二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）

14. 如图1所示是某种“研究平抛运动”的实验装置。

（1）为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是___________。（填序号）

A.实心小木球    B.空心小木球    C.空心小铁球    D.实心小铁球

（2）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开，使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明___________。（填序号）

A.两小球落地速度的大小相同

B.两小球在空中运动的时间相等

C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

（3）刘同学做实验时，忘记标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图2所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。取，则小球平抛的初速度为___________m/s，小球抛出点的坐标为___________（单位cm）。

【答案】    ①. D    ②. BC##CB    ③. 1.5    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是实心小铁球。

故选D。

（2）[2]改变H大小，重复实验，a、b始终同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，进一步说明a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同。

故选BC。

（3）[3]竖直方向由匀变速直线运动的推论可得

可得

则小球的初速度为

[4]小球到B点时的竖直速度为

则水平抛出至B点所用时间为

则运动至B点的水平、竖直位移分别为

故小球抛出点的横、纵坐标分别为

小球抛出点的坐标为（单位cm）。

15. 如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置。

（1）为完成此实验，除了图甲中所示的实验器材外，还必须的器材有______、交流电源。

（2）下列操作错误的是______。（填序号）

A．按照图甲所示，安装好实验装置

B．先释放重物，后接通电源

C．释放重物前，重物应靠近打点计时器

D．使打点计时器两限位孔在同一竖直线上

（3）实验中，某实验小组得到如图乙所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起点O的距离分别为、、．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从O点打到B点的过程中，重物的重力势能减少量＝______，动能增加量______。（均用已知物理量符号表示）

（4）实验中发现重物下落的过程中存在阻力作用，则总是_____（选填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】    ①. 刻度尺    ②. B    ③.     ④.     ⑤. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]实验时需测量纸带上点之间的距离，需要使用刻度尺，电火花计时器需要220V交流电源，打点计时器可以测量时间，因此不需要秒表，由实验原理

可知，两侧质量可以消除，即实验中不需要测质量，故还需要刻度尺；

（2）[2]实验中先安装好实验装置，为了充分利用纸带，应先接通电源，再释放重锤，释放纸带时，重物应该靠近打点计时器，为了减小摩擦，使打点计时器两限位孔在同一竖直线上。

故选B。

（3）[3][4]由于纸带是从起点开始测量，因此从O点到B点的运动过程中，重物的重力势能减少量为

根据匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻瞬时速度可得

因此从O点到B点的运动过程中，重物的动能增加量为

（4）[5]由于阻力的作用，实验中重力势能减少量总是大于动能增加量。

三、计算题（本大题共3小题，计32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

16. 我们的银河系中的恒星大约四分之一是双星。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略A与C之间的引力，万引力常量为G，考虑双星问题时只考虑双星之间的引力。

（1）求恒星A和B的质量之和；

（2）若A也有一颗周期为的卫星，求其轨道半径。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设恒星A和B的质量分别和，由万有引力提供向心力

对A有

解得

对B有

解得

因此双星的质量之和为

（2）设绕A运动的卫星质量为m，轨道半径为r，根据万有引力提供向心力可得

解得

将（1）中所求

代入上式可得

17. 如图所示，质量为的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为，大小的推力作用，物体向右水平移动距离，物体与地面间的动摩擦因数，已知，，，求：

（1）此过程推力所做的功；

（2）此过程各力对物体做的总功；

（3）处推力做功的瞬时功率P。

【答案】（1）90J；（2）30J；（3）

【解析】

【详解】（1）推力F做的功

（2）物体受力分析如图所示

摩擦力

物体所受合力

合外力做的功

（3）根据牛顿第二定律

得

又由匀加速直线运动

得

瞬时功率

18. 物流园的包裹流通路线如图所示，斜面AB长度L=2.5m倾角θ=37°。一个质量m=2kg的包裹从斜面上的A点由静止滑下，在斜面底端经过一段可忽略不计的光滑小圆弧从B点滑上水平传送带，传送带顺时针匀速转动，包裹与传送带共速后从传送带末端C点水平飞出，最后落入地面上的包装盒中。包装盒与C点的竖直高度h=0.8m，水平距离为s=1.6m。已知包裹与斜面间动摩擦因数为μ1=0.65，包裹与传送带间动摩擦因数为μ2=0.2。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）包裹滑上传送带B点时速度大小v1；

（2）传送带匀速运动的速度v2；

（3）包裹与传送带间因摩擦产生的热量Q。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）包裹从A到由动能定理得

解得

（2）包裹从C点飞出后做平抛运动，则有

水平方向

解得C点速度为

由于包裹已和传送带共速，故传送带的速度为；

（3）包裹滑上传送带后先做加速运动，与传送带共速后做匀速运动，设包裹加速运动过程中的时间为，加速度为，位移为x1，传送带位移为x2

对包裹根据牛顿第二定律

共速时间为

包裹的位移为

皮带的位移为

则由功能关系可得物块和皮带间产生的热量

代入数据解得