陕西省渭南市韩城市2021-2022学年高一物理下学期期末质量检测试题（Word版附解析）

韩城市2021～2022学年度第二学期期末质量检测

高一物理试题

注意事项：

1.本试卷共4页，总分100分，答题时间100分钟：

2.答卷前，考生须准确填写自己的姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、准考证号；

3.第I卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第Ⅱ卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰；

4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理：试题卷不回收，

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. 下列事例中，与离心现象无关的是（　　）

A. 下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出

B. 汽车突然加速时，人向后倾倒

C. 汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位

D. 链球运动员使链球高速旋转后松手，链球沿切线方向飞出

【答案】B

【解析】

【详解】A．下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴做离心运动被从伞上甩掉，属于离心现象，故A不符合题意；

B．汽车突然加速时，乘客都向后倾倒，这是由于惯性的作用，不是离心现象，故B符合题意；

C．汽车在转弯时速度过大，需要的向心力大，放在座位上的物品被甩出座位，这是离心运动属于离心现象，故C不符合题意；

D．链球运动员使链球高速旋转后松手，链球沿切线方向飞出，与离心现象有关，故D不符合题意。

故选B。

2. 下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中，F做功最少的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】设位移为x，则有四个答案依次做的功为

A选项拉力做功为

B选项拉力做功为

C选项拉力做功为

D选项拉力做功为

D选项拉力F做功最小。

故选D。

3. 我国古代的指南车是利用齿轮来指引方向的.指南车某部分结构如图所示，在A、B、C三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点，齿轮B和C在同一转动轴上，三个齿轮的半径分别为、、，且。下列说法正确的是（　　）

A. 1和3的线速度大小关系：

B. 1和2的角速度大小关系：

C. 1和3的周期大小关系：

D. 1和2的向心加速度大小关系：

【答案】D

【解析】

【详解】BD．由题意可知1和2的线速度大小相等，即，根据

，

由于，可知1和2的角速度大小关系为，1和2的向心加速度大小关系为，故B错误，D正确；

AC．由题意可知2和3的角速度相等，即，又有，故有，根据

，

结合，可知1和3的线速度大小关系为，1和3的周期大小关系为，故AC错误。

故选D。

4. 有关同步卫星，下列表述正确的是（　　）

A. 运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星

B. 同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度

C. 围绕地球运动的所有同步卫星距地面的高度都必须相同

D. 可以在北京上空发射一颗同步卫星，用以安全监控

【答案】C

【解析】

【详解】AD．同步卫星是指与地球相对静止的卫星，这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，而且轨道平面只能与赤道平面重合，其他轨道上周期是24小时的卫星却不是同步卫星，北京不在赤道上，故同步卫星不能定点在北京上空，故AD错误；

B．第一宇宙速度是所有卫星的最小发射速度，同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力

可得

其中为地球质量，为地球自转周期，是地球半径，因此所有地球同步卫星距地面的高度都是相同的，故C正确。

故先C。

5. 幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时，三个小朋友分别经图中A、B、C三条不同的路径从滑梯的顶端滑到地面，设三位小朋友的重力相同，则在下滑过程中，有（　　）

A. 到达底端的动能一定相同

B. 克服摩擦力做功一定相等

C. 沿路径C下滑时到达地面的动能最大

D. 沿三条不同路径下滑，重力做的功一定相等

【答案】D

【解析】

【详解】B．由于不能确定三个小朋友所受摩擦力的大小关系，故无法比较克服摩擦力做功的大小，故B错误；

D．重力做功只与初末位置的高度差有关，与路径无关，故D正确；

AC．设到达底端的速率为，根据动能定理有

因摩擦力做功的大小不知，故到达底端的速率不能确定，到达底端的动能不能确定，故AC错误。

故选D。

6. 2021年10月25日是中国人民志军抗美援朝出国作战71周年纪念日，东风中学的同学们通过多种形式向抗美援朝的英雄致敬！轻机枪是当年军队中重要的武器之一，其中某轻机枪每发子弹弹头的质量为12g，出膛速度大小为800m/s，某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，射出了250发子弹。则该机枪受到子弹的平均反冲力（后坐力）大小为（　　）

A. 12N B. 24N C. 36N D. 40N

【答案】D

【解析】

【详解】250发子弹的总质量为

设子弹受到的平均作用力为，根据动量定理得

根据牛顿第三定律知机枪受到子弹的平均反冲力大小为40N，故D正确。

故选D。

7. 下列说法正确的是（　　）

A. 经典力学可以解决自然界中涉及的所有物理学问题

B. 物体的动量越大，表明它受到的冲量越大

C. 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性

D. 太阳系中，同一行星与太阳的连线相同时间内在近日点扫过的面积大于远日点

【答案】C

【解析】

【详解】A．经典力学只适用于宏观低速，故A选项错误；

B．物体受到的冲量越大，说明它的动量改变量越大，动量大小与冲量大小无直接关系，故B错误；

C．能量耗散现象说明自然界中的宏观过程在能量转化的角度是不可逆的，体现了方向性，故C正确；

D．根据开普勒第二定律，太阳系中，同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故D错误。

故选C。

8. 质量为1kg的物体放置在水平面上，受到竖直向上的拉力F作用，F随时间t变化的关系如图所示。不计空气阻力，g取10m/s2，前10s内拉力做功的平均功率为（　　）

A. 10.8W B. 28.8W C. 144W D. 583.2W

【答案】B

【解析】

【详解】在0-8s内因为F=9N<mg，可知物体静止不动；在8-10s内物块加速上升，则

物体上升的高度

拉力做功

则前10s内拉力做功的平均功率为

故选B。

9. 如图所示，质量为m滑块放在光滑斜面上，斜面与水平面间的摩擦力不计，在滑块从斜面顶端滑到底端的过程中（    ）

A. 重力对滑块做正功，重力势能增大

B. 滑块的机械能增大

C. 滑块对斜面的压力对斜面做正功，斜面机械能增大

D. 滑块受到的支持力对滑块不做功，滑块的机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A．滑块从斜面顶端滑到底端的过程中，重力和位移的夹角为锐角，则重力做正功，重力势能减小，A错误；

BCD．滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面的支持力与滑块的位移为钝角，则斜面支持力对滑块做负功，滑块对斜面的压力对斜面做正功，滑块机械能减小，斜面机械能增大，BD错误，C正确。

故选C。

10. 如图，用长为的轻绳拴着一小球（可视为质点）在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　）

A. 小球在最高点时，轻绳的拉力不可能为零

B. 小球在最低点时，轻绳的拉力大小一定大于小球的重力大小

C. 小球在最高点时，其向心力仅由轻绳的拉力提供

D. 小球在最高点的最小速率为

【答案】BD

【解析】

【详解】AD．在最高点时，当小球重力刚好提供向心力时，有

解得

可知小球在最高点的最小速率为，此时轻绳的拉力为零，故A错误，D正确；

C．当小球在最高点的速率等于时，只由重力提供向心力；当小球在最高点的速率大于时，由重力和轻绳的拉力的合力提供向心力，C错误；

B．设小球经过最低点时的速率为，根据牛顿第二定律可得

解得

可知小球在最低点时，轻绳的拉力大小一定大于小球的重力大小，B正确。

故选BD。

11. 2021年9月20日，“天舟三号”在文昌航天发射中心成功发射升空。图中P、Q分别是“天舟三号”和“天和核心舱”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（　　）

A. 在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期

B. 在预定轨道运行时，P的速率小于Q的速率

C. 为了实现对接，P应减速

D. 为了实现对接，P应加速

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律，有

因P的轨道半径小，所以周期也小，A正确；

B．根据

得

因P的轨道半径小，则P的速率大，B错误；

CD．P的轨道低于Q的轨道，则为了完成对接P应加速，C错误，D正确。

故选AD。

12. 如图所示，在冰壶世锦赛上中国队以8：6战胜瑞典队，收获了第一个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为19kg的冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等，则下列判断正确的是（   ）

A. 瑞典队冰壶的速度为0.5m/s B. 瑞典队冰壶的速度为0.3m/s

C. 两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞 D. 两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由于两冰壶碰撞过程中动量守恒有，且设中国队的冰壶碰撞前后的速度分别为v0和v1，瑞典队的冰壶碰后的速度为v2，则有

mv0 = mv1 + mv2，v0 = 0.4m/s，v1 = 0.1m/s

解得

v2 = 0.3m/s

A错误、B正确；

CD．两冰壶碰撞前系统的能量为

两冰壶碰撞后系统的能量为

由于

E2 ≠ E1

则两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞C正确、D错误。

故选BC

13. 如图所示，轻质弹簧左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）

A. 弹簧被压缩最短时弹力最大

B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs

C. 弹簧的最大弹性势能为2μmgs

D. 物块在A点的初速度为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．弹簧被压缩的形变量越大，弹力越大，所以弹簧被压缩最短时弹力最大，A正确；

B．整个过程中，物块一来一回。所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块克服摩擦力做的功为，B错误；

C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能

C错误；

D．设物块在A点的初速度为。对整个过程，利用动能定理得

可得

D正确。

故选AD。

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. 用如图甲所示的实验装置验证“组成的系统机械能守恒”。实验时，从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知，打点计时器所接电源的频率为，则（计算结果均保留三位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度大小___________；

（2）在打下计数点0~5过程中系统动能的增量___________J，若取重力加速度大小，则系统重力势能的减少量___________J；

（3）在本实验中，某同学作出了图像，如图丙所示，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度大小___________（用图丙中字母及常数作答）。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]每相邻两计数点间还有4个打下的点，则相邻计点的时间为0.1s，由运动学公式求速度

（2）[2]动能的增加量

[3] 系统重力势能的减少量

（3）[4] 由机械能守恒律有

所以图像的斜率

则

15. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是____________。（填序号）

A.秒表        B.天平        C.打点计时器        D.刻度尺

（2）关于本实验，下列说法中正确的是____________。（填序号）

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C．轨道末端必须水平

D．轨道倾斜部分必须光滑

（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的有____________。（填序号）

A．入射小球开始的释放高度h

B．小球抛出点距地面高度H

C．入射小球和被碰小球的质量m1、m2

D．两球相碰后做平抛运动的水平射程OM、ON

（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。

【答案】    ①. BD；    ②. AC；    ③. CD；    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]要测量碰撞前后的动量，则质量要用天平测量，而速度是用水平位移代替的，刻度尺也是必须的，故选BD。

（2）[2]A．只有从同一位置释放，才能保证两次碰撞前的速度相同，A正确；

B．入射球的质量要大于被碰小球的质量，B错误；

C．只有末端水平才能保证是平抛运动，C正确；

D．对轨道无光滑的要求，D错误；

故选AC。

（3）[3]两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量m1、m2，两球相碰后做平抛运动的水平射程OM、ON，故选CD。

（4）[4]碰撞前的速度

碰撞后两个小球的速度

若碰撞前后动量守恒，则

代入可得

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. “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验，将物体以速度v0竖直上抛，落回原抛出点的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：

（1）月球表面重力加速度的大小；

（2）月球的质量M；

（3）月球的第一宇宙速度的大小；

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据

解得月球表面重力加速度的大小

（2）根据

可得月球的质量

（3）根据

可得，月球第一宇宙速度的大小

17. 一列火车总质量吨，机车发动机的额定功率，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的0.01倍，g取。

（1）求火车在水平轨道上行驶的最大速度；

（2）若火车在水平轨道上从静止开始，保持的加速度做匀加速直线运动，接着以额定功率工作共经过时间，求火车从静止开始经内牵引力做的功。

【答案】（1）12m/s；（2）

【解析】

【详解】（1）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力时列车的加速度为零，速度达最大，则

则

（2）若火车在水平轨道上从静止开始，保持的加速度做匀加速直线运动，则牵引力

达到额定功率时的速度

所需时间

加速阶段的位移

牵引力的功

后阶段牵引力的功

火车从静止开始经内牵引力做的功是

18. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径；A和B的质量均为，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数。重力加速度取。求：

（1）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力的大小；

（2）A与B碰撞过程中系统损失的机械能；

（3）A和B整体在桌面上滑动的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小滑块A在圆弧轨道下滑过程，根据机械能守恒定律

解得碰撞前A的速度大小为

在最低点，根据牛顿第二定律

解得轨道对滑块A的支持力大小为

根据牛顿第三定律，滑块A对轨道的压力大小为

（2）A和B碰撞过程满足动量守恒，则有

解得碰撞后A和B整体的速度为

A与B碰撞过程中系统损失的机械能为

（3）根据动能定理

解得A和B整体在桌面上滑动的距离为