2021-2022學年江蘇省南通市天星湖中學高一物理第二學期期末綜合測試試題含解析

2021-2022學年高一物理下期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、(本題9分)關于曲線運動，下列敘述中正確的是A．物體做曲線運動時所受的合外力一定是變力B．變速運動一定是曲線運動C．當物體所受合外力的方向與物體速度方向不在同一直線上時，物體一定做曲線運動D．當物體做曲線運動時，物體所受的合外力方向與物體加速度方向不在同一直線上2、(本題9分)一只小船渡河，運動軌跡如圖所示。水流速度各處相同且恒定不變，方向平行于河岸；小船相對于靜水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動，船的初速度大小均相同，方向垂直于河岸，且船在渡河過程中船頭方向始終不變。由此可以確定船A．沿三條不同路徑渡河的時間相同B．沿AC軌跡渡河所用的時間最短C．沿AC軌跡船到達對岸的速度最小D．沿AB軌跡運動時，船在垂直于河岸方向做勻減速直線運動3、(本題9分)如圖所示的曲線是某個質(zhì)點在恒力作用下的一段運動軌跡，質(zhì)點從M點出發(fā)經(jīng)P點到達N點，已知弧長MP大于弧長PN，質(zhì)點由M點運動到P點與從P點運動到N點的時間相等，下列說法中正確的是A．質(zhì)點從M到N過程中速度大小保持不變B．質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等，但方向不相同C．質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等，但方向相同D．質(zhì)點在MN間的運動是勻變速運動4、如圖，在驗證向心力公式的實驗中，質(zhì)量為m的鋼球①放在A盤的邊緣，質(zhì)量為4m的鋼球②放在B盤的邊緣，A、B兩盤的半徑之比為2:1，a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪，a輪、b輪半徑之比為1:2，當a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，鋼球①、②受到的向心力之比為A．2:1 B．4:1 C．1:4 D．8:15、(本題9分)用輕繩拴一質(zhì)量為m的小球以加速度a勻加速豎直向上提升一段距離s，則拉力對小球做的功為A．mgs B．mas C．m(g+a)s D．m(g-a)s6、(本題9分)兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，分別用兩根不可伸長的絕緣細繩懸掛于O點，，帶電小球均可視為點電荷且處于靜止狀態(tài)。則（）A．兩個小球一定帶等量的同種電荷 B．AB連線中點處的場強為零C．繩子的拉力為 D．A對B的庫侖力大小為7、正在水平勻速飛行的飛機，每隔1秒鐘釋放一個小球，先后共釋放5個．不計阻力則（）A．這5個球在空中排成一條直線B．這5個球在空中處在同一拋物線上C．在空中，第1、2兩球間的距離保持不變D．相鄰兩球的落地點間距離相等8、(本題9分)如圖所示，是流星在夜空中發(fā)出的明亮光焰，此時會有人在內(nèi)心許下一個美好的愿望．有些流星是外太空物體被地球強大引力吸引墜落地面的過程中同空氣發(fā)生劇烈摩擦形成的．下列相關說法正確的是（）A．空氣摩擦力對流星做的功等于流星動能的變化量B．重力對流星做的功等于流星重力勢能的減少量C．流星克服空氣摩擦力做的功等于機械能的減少量D．流星克服空氣摩擦力做的功等于機械能的增加量9、老師課上用如圖所示的“牛頓擺”裝置來研究小球之間的碰撞，5個完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個鋼球彼此緊密排列，球心等高且位于同一直線上，用1、2、3、4、5分別標記5個小鋼球.當把小球1向左拉起一定高度后由靜止釋放，使它在極短時間內(nèi)撞擊其他小球，對此實驗的下列分析中，正確的是（）A．上述實驗中，可觀察到球5向右擺起，且達到的最大高度與球1的釋放高度相同B．上述碰撞過程中，5個小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒C．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同時由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的釋放高度D．若只用小球1、2進行實驗，將它們分別向左、右各拉起一個較小的高度，且小球1的高度是小球2的兩倍，由靜止釋放，可觀察到發(fā)生碰撞后兩小球均反彈并返回初始高度10、如圖所示，一質(zhì)量為m的小球套在光滑且固定的傾斜桿上，一輕質(zhì)彈簧的右端與小球連接，彈簧左端連接在O點，與桿在同一豎直平面內(nèi)，彈簧可繞O點自由旋轉(zhuǎn)。初始時刻彈簧處于水平壓縮狀態(tài)，現(xiàn)將小球從靜止釋放，小球運動到O點正下方時速度恰好為零，則小球從釋放到最低點的過程中，下列說法正確的是A．小球的機械能守恒B．小球在最低點的加速度為零C．彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大D．彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量11、(本題9分)下列敘述中正確的是（）A．物體在變力的作用下不可能做曲線運動B．物體在變力的作用下不可能做直線運動C．物體在變力和恒力作用下都可能做直線運動D．物體在變力和恒力作用下都可能做曲線運動12、(本題9分)如圖所示，一小球第一次由斜面上水平拋出，拋出時動能為，經(jīng)t時間落到斜面上時的動能為，出點到落點的距離為d；若以的動能將小球第二次由斜面上水平拋出，小球再次落到斜面上，空氣阻力不計，以下說法正確是（）A．小球再次落到斜面上的動能為 B．斜面的傾角為30°C．小球再次落到斜面上的時間為2t D．第二次拋出點到落點的距離為2d二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）我們可以用如圖所示的實驗裝置來探究影響向心力大小的因素．長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等．轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動．橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值．（1）當傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上時，塔輪邊緣處的__________相等（選填“線速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的關系時，應將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板__________和擋板__________處（選填“A”或“B”或“C”）．14、（10分）(本題9分)某同學用如圖所示裝置探究“碰撞過程中的不變量”：將長木板放在水平桌面上，小車甲、乙放在長木板上，小車甲的前端粘有橡皮泥，后端連有紙帶，紙帶穿過打點計時器。將小木片墊在長木板下適當位置，推動小車甲使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車乙相碰并粘合成一體，而后兩車繼續(xù)做勻速直線運動。已知打點計時器的打點頻率為50Hz。（1）實驗得到打點紙帶如圖所示，并測得各計數(shù)點間距并標在圖上，A為運動起始的第一點，則應選____段計算小車甲的碰前速度，應選____段來計算小車甲和乙碰后的共同速度。(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)A（2）測得小車甲的質(zhì)量m甲=0.40kg，小車乙的質(zhì)量m乙=0.20kg，由以上測量結(jié)果可得碰前系統(tǒng)總動量為____kg·m/s，碰后系統(tǒng)總動量為____kg·m/s。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)（3）通過計算得出的結(jié)論是________。三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)用F=100N的水平恒力拉質(zhì)量m=20kg的小木箱，使木箱在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，如圖所示.已知木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.40，重力加速度g=10m/s（1）木箱的加速度a的大小；（2）木箱運動2.0s時，它的速度v的大?。唬?）從靜止開始到木箱運動2.0s的過程中，水平恒力F對木箱做的功W．16、（12分）(本題9分)我國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個階段實施，大約用十年左右時間完成，這極大地提高了同學們對月球的關注程度．以下是某同學就有關月球的知識設計的兩個問題，請你解答：（1）若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運動的周期為T，且把月球繞地球的運動近似看做是勻速圓周運動．試求出月球繞地球運動的軌道半徑．（2）若某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球某水平表面上方h高處以速度v0水平拋出一個小球，小球落回到月球表面的水平距離為s．已知月球半徑為R月，萬有引力常量為G．試求出月球的質(zhì)量M月．17、（12分）(本題9分)某運動員做跳傘訓練，他從懸停在空中的直升機上由靜止跳下，跳離直升機一段時間后打開降落傘減速下落，他打開降落傘后的速度－時間圖象如圖(a)所示．降落傘用1根對稱的懸繩懸掛運動員，每根懸繩與中軸線的夾角為37°，如圖(b)所示．已知運動員和降落傘的質(zhì)量均為50kg，不計運動員所受的阻力，打開降落傘后，降落傘所受的阻力f與下落速度v成正比，即f＝kv．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.1．求：(1)打開降落傘前運動員下落的高度；(2)阻力系數(shù)k和打開降落傘瞬間的加速度；(3)降落傘的懸繩能夠承受的拉力至少為多少．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯選和不選得零分）1、C【解析】

A.曲線運動受到的合力與速度不共線，但合力可以是恒力，如平拋運動，故A錯誤；B.變速運動不一定是曲線運動，如勻加速直線運動，故B錯誤；C.物體做曲線運動的條件是物體所受合外力方向和速度方向不在同一直線上，故C正確；D.加速度方向與合外力方向相同，故D錯誤；故選C2、B【解析】

船沿著船頭指向方向做勻加速直線運動的同時還要隨著水流一起運動；曲線運動的加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故AC軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻加速運動，AB軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻速運動，AD軌跡船相對于靜水沿v0方向做勻減速運動；船相對于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸邊，因運動的性質(zhì)不同，則渡河時間也不同，故A錯誤；沿AC軌跡，垂直河岸方向做勻加速直線運動，則渡河所用的時間最短，故B正確；沿AC軌跡，船是勻加速運動，則船到達對岸時垂直河岸的速度最大，此時船的速度最大，故C錯誤；沿AB軌跡運動時，船在垂直于河岸方向做勻速直線運動，故D錯誤。3、D【解析】

因質(zhì)點在恒力作用下運動，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點做勻變速曲線運動，由于加速度不變；A、從M到N過程中，因弧長MP大于弧長PN，由M點運動到P點與從P點運動到N點的時間相等，根據(jù)，可知速度大小變化，故A錯誤；

BC.因加速度不變，則質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等，方向相同，故BC錯誤；

D.因加速度不變，則質(zhì)點在MN間的運動是勻變速運動，選項D正確；4、A【解析】皮帶傳送，邊緣上的點線速度大小相等，所以，a輪、b輪半徑之比為1∶2，所以，共軸的點，角速度相等，兩個鋼球的角速度分別與共軸輪子的角速度相等，則，根據(jù)向心加速度，由向心力公式，得.故A正確．5、C【解析】根據(jù)牛頓第二定律得：F-mg=ma；解得：F=m（g+a）；則拉力對小球做的功W=Fs=m（g+a）s；故選C．點睛：本題主要考查了牛頓第二定律及恒力做功公式的直接應用，知道公式中的位移為該力的方向上的位移．6、D【解析】

AB.庫侖力是相互作用力，電荷量不等時，A對B的庫侖力也等于B對A的庫侖力，故兩小球不一定帶等量同種電荷，AB連線中點處的場強不一定為零，故AB錯誤；CD.分析小球A的受力情況，受到重力、庫侖力和繩子的拉力。根據(jù)共點力平衡知識可知，繩子拉力庫侖力故C錯誤，D正確。7、AD【解析】

AD．釋放的每個小球都做平拋運動，水平方向的速度與飛機的飛行速度相等，所以5個小球均始終在飛機正下方，且相鄰小球落地點間距相等，故AD正確；BC．豎直方向5個小球均為自由落體運動，由于第2個球釋放時第1個小球的速度已經(jīng)為v0＝gt＝10m/s，所以之后經(jīng)時間t，兩小球間距為Δh＝(v0t＋gt2)－gt2＝v0t，所以兩小球間距逐漸增大，故BC錯誤．8、BC【解析】

由動能定理得：流星動能的變化量等于流星所受合外力對流星所做的總功，而流星所受的合外力為地球的吸引力與摩擦力的合力，故地球?qū)α餍堑奈εc空氣摩擦力對流星做的總功等于流星動能的變化量，A錯誤；由功能關系得：重力對物體所做的功等于物體重力勢能的變化；流星下墜的過程中，重力對流星做正功，故重力對流星做的功等于流星重力勢能的減少量，B正確；根據(jù)功能關系得：物體機械能的變化量等于除重力（系統(tǒng)彈力）之外的其它力對物體做的功；流星下墜的過程中，除重力之外的其它力為摩擦力，摩擦力對流星做負功，故流星的機械能會減小，C正確，D錯誤．9、AB【解析】

A.上述實驗中，由于5個球是完全相同的小球，則相互碰撞時要交換速度，即第5個球被碰瞬時的速度等于第1個球剛要與2球碰撞時的速度，由能量關系可知，觀察到球5向右擺起，且達到的最大高度與球1的釋放高度相同，選項A正確；B.上述碰撞過程中，5個小球組成的系統(tǒng)碰撞過程無能量損失，則機械能守恒，水平方向受合外力為零，則系統(tǒng)的動量守恒，選項B正確；C.如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度同時由靜止釋放，則3與4碰后，3停止4具有向右的速度，4與5碰撞交換速度，4停止5向右擺起；3剛停止的時候2球過來與之碰撞交換速度，然后3與4碰撞，使4向右擺起；2球剛停止的時候1球過來與之碰撞交換速度，然后2與3碰撞交換速度，使3向右擺起；故經(jīng)碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同；故C錯誤；D.若只用小球1、2進行實驗，將它們分別向左、右各拉起一個較小的高度，且小球1的高度是小球2的兩倍，由靜止釋放，則到達最低點時1球的速度是2球的兩倍，相碰后兩球交換速度各自反彈，則可觀察到發(fā)生碰撞后小球2的高度是小球1的兩倍，選項D錯誤。10、CD【解析】

A.由于彈簧的彈力對小球做功，可知小球的機械能不守恒，選項A錯誤；B.小球運動過程中速度最大時加速度為零，而到O點正下方時速度恰好為零，可知加速度不為零，選項B錯誤；C.開始位置彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球向下運動到與桿垂直位置時彈簧壓縮到最短；此過程中彈性勢能增加；然后繼續(xù)向下運動過程中，彈簧長度逐漸變長，彈性勢能減小，一直到原長位置，彈性勢能減為零；然后彈簧被拉長直到最低點位置，此過程中彈性勢能逐漸變大，選項C正確；D.由能量關系，開始時和到達最低點位置時小球的動能均為零，則整個過程中彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量，選項D正確.11、CD【解析】

如物體所受的合力與速度在同一直線上，物體做直線運動，若不在同一直線上物體做曲線運動，但力可以使恒力，也可以是變力。A.A選項與分析不符，A錯誤B.B選項與分析不符，B錯誤C.C選項與分析相符，C正確D.D選項與分析相符，D正確12、AD【解析】

設斜面傾角為θ，當拋出時動能為Ek時，速度為v，則水平方向的位移：x=vt，豎直方向的位移，根據(jù)幾何關系可得，解得：則水平位移：落在斜面上的位移：由于小球的動能：可知：A．小球在豎直方向的位移：以2Ek的動能將小球第二次由斜面上水平拋出時，小球沿豎直方向的位移：y′=2y由動能定理可知，當小球拋出時動能為Ek時WG=mgy=4Ek-Ek=3Ek所以當以2Ek的動能將小球第二次由斜面上水平拋出時，重力對小球做的功：WG′=mgy′=2mgy=6Ek所以小球乙落在斜面上時的動能：Ek′=2Ek+WG′=8Ek故A正確；B．由于動能，可知第一次拋出后小球落在斜面上時速度大小等于初速度的2倍，則豎直方向的分速度：設第一次時小球落在斜面上時速度方向與水平方向之間的夾角為α，則：結(jié)合速度偏轉(zhuǎn)角的正切值與位移偏轉(zhuǎn)角的正切值的關系可得：由以上的分析可知，斜面得夾角θ一定大于30°，故B錯誤；C．由開始時的分析可知，小球運動的時間與初速度成正比，則與初動能的平方根成正比，所以當以2Ek的動能將小球第二次由斜面上水平拋出時，小球運動的時間為，故C錯誤；D．由開始時的分析可知，小球沿斜面方向的位移與初動能成正比，則當以2Ek的動能將小球第二次由斜面上水平拋出時，小球拋出點到落點的距離為2d，故D正確。故選AD。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（1）線速度（2）AC【解析】

(1)當傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上時，它們是皮帶傳動，塔輪邊緣處的線速度相等；(2)探究向心力和角速度的關系時，利用控制變量法，根據(jù)可知控制質(zhì)量相同和半徑相同，所以將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板和擋板處；14、BCDE0.4200.417在誤差允許范圍內(nèi)，碰撞前后兩個小車的mv之和是相等的【解析】

第一空、推動小車甲運動有很短的時間，則應選BC段計算小車甲的碰前速度。第二空、碰后甲、乙粘為一起，由于有很短的碰撞時間，故應選DE段來計算小車甲、乙碰后的共同速度。第三空、碰前甲的速度v1==m/s=1.05m/s，碰前系統(tǒng)總動量為p1=m甲v1=0.401.05kg·m/s=0.420kg·m/s。第四空、碰后甲、乙共同的速度v2==m/s=0.695m/s，碰后系統(tǒng)總動量為p2=（m甲+m乙）v2=（0.40+0.20）0.695kg·m/s=0.417kg·m/s。第五空、在誤差