安徽省蕪湖市2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控期末物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12021～2022學(xué)年度第二學(xué)期蕪湖市中小學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控高一年級物理（必修2）試題卷注意事項：1．本試卷滿分為100分，考試時間為100分鐘。2．本試卷包括“試題卷”和“答題卷”兩部分。“試題卷”共6頁，“答題卷”共4頁。3．試題卷包含第Ⅰ卷必做試題、第Ⅱ卷選做試題。合格性考試和等級性考試的考生，請在答題卷上選填相應(yīng)標(biāo)識并作答相應(yīng)試題。4．請務(wù)必在“答題卷”上答題，在“試題卷”上答題無效。5．考試結(jié)束后，請將“試題卷”和“答題卷”一并交回。地球表面重力加速度取g=10m/s2第Ⅰ卷必做試題一、選擇題（每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1.下面關(guān)于物理學(xué)史，說法正確的是（）A.牛頓總結(jié)出了萬有引力定律并測得了引力常量G的數(shù)值B.第谷通過長期的觀測，積累了大量的天文資料，并總結(jié)出了關(guān)于行星運動的三條規(guī)律C.哥白尼根據(jù)多年的天文觀測和潛心研究，提出了“地心說”的觀點D.海王星被稱之為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”，充分顯示了用“計算和觀察”的方法指導(dǎo)人們尋找新的天體〖答案〗D〖解析〗A．牛頓總結(jié)出了萬有引力定律，卡文迪什測得了引力常量G的數(shù)值，故A錯誤；B．第谷通過長期的觀測，積累了大量的天文資料，開普勒總結(jié)出了關(guān)于行星運動的三條規(guī)律，故B錯誤；C．哥白尼根據(jù)多年的天文觀測和潛心研究，提出了“日心說”的觀點，故C錯誤；D．海王星的軌道是亞當(dāng)斯和勒維耶各自獨立利用萬有引力定律計算出的，所以海王星被稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”，充分顯示了用“計算和觀察”的方法指導(dǎo)人們尋找新的天體，故D正確。故選D。2.若已知物體運動的初速度v0的方向及該物體受到的恒定合力F的方向，則物體的運動軌跡可能是下列各圖中的（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗物體運動初速度v0的方向及該物體受到的恒定合力F的方向不共線，物體做曲線運動，同時力指向曲線彎曲內(nèi)側(cè)，結(jié)合各圖可知，B正確．故選B。3.如圖所示，某商場設(shè)有同起點線和終點線的步行樓梯和自動扶梯，步行樓梯每級的高度是0.2m，自動扶梯與水平面的夾角為30°，自動扶梯前進的速度恒為0.8m/s。有甲、乙兩位顧客，分別從自動扶梯和步行樓梯的起點同時上樓，甲在自動扶梯上站立不動，乙在步行樓梯上以每秒上兩個臺階的速度勻速上樓，下列說法正確的是（）A.甲和乙同時到達(dá)樓上B.重力、支持力、摩擦力三個力一直對甲做功C.甲在水平方向的速度大小為0.4m/sD.乙沿梯子斜坡方向速度大小為0.4m/s〖答案〗A〖解析〗A．設(shè)樓層高4.8m，甲用時間乙在步行樓梯上以每秒上兩個臺階的速度勻速上樓，則上樓的時間A正確；B．甲隨扶梯勻速上升，不受摩擦力作用，則摩擦力做功為零，B錯誤；C．甲在水平方向的速度大小為vx=vcos30°=0.4m/sC錯誤；D．乙的豎直速度為0.4m/s，則乙沿梯子斜坡方向速度大小為D錯誤。故選A。4.自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它們的邊緣分別有三個點A、B、C，如圖所示。將自行車后輪架起，轉(zhuǎn)動腳踏板時，下列說法正確的是（）A.A、B兩點的線速度大小相等，角速度大小也相等B.A點的向心加速度大于B點的向心加速度C.B、C兩點的角速度大小相等，周期也相等D.B點的向心加速度大于C點的向心加速度〖答案〗C〖解析〗A．AB兩點在傳送帶上，是同緣傳動的邊緣點，所以兩點的線速度相等，根據(jù)v=ωr，由于半徑不同，則角速度不相等，故A錯誤；B．AB兩點的線速度相等，根據(jù)可知，A的半徑比較大，所以A點的向心加速度小于B點的向心加速度，故B錯誤；C．BC兩點屬于同軸轉(zhuǎn)動，故角速度相等，周期也相等，故C正確；D．BC點的角速度是相等的，根據(jù)可知，C點的半徑比較大，所以C點的向心加速度大于B點的向心加速度，故D錯誤。故選C。5.若在速度為8km/s的飛船上有一只完好的手表走過了1min，則地面上的人認(rèn)為它走過這1min鐘“實際”上花的時間（）A.略大于1min B.等于1min C.略小于1min D.無法判斷〖答案〗A〖解析〗在飛船上觀測到的時間是1min，由于相對論相應(yīng)，則地面上看到的時間故選A。6.為了安全，汽車通過凸形橋時的速度不能過大。某汽車通過凸形橋橋頂時的示意圖如圖所示，已知凸形橋為一段半徑為15m的圓弧，要求汽車運動到橋頂時對橋面的壓力大小至少等于其所受重力大小的。取重力加速度大小。則汽車通過橋頂時的最大速度為（）A.36km/h B.54km/h C.60km/h D.72km/h〖答案〗A〖解析〗汽車運動到橋頂時對橋面的壓力大小至少等于其所受重力大小的。根據(jù)牛頓第二定律解得故選A。7.2021年4月23日，海軍三型主戰(zhàn)艦艇——長征18號艇、大連艦、海南艦在海南三亞某軍港集中交接入列。若某質(zhì)量為戰(zhàn)艦的額定功率為，最大航速為，在一次航行中，戰(zhàn)艦上的速度計顯示為，航行過程中戰(zhàn)艦所受阻力不變。此時戰(zhàn)艦的加速度大小是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗戰(zhàn)艦以最大航速勻速前進時在一次航行中戰(zhàn)艦的加速度大小選項A正確。8.一質(zhì)量為的小球，用長為的輕繩懸掛于點。小球在水平拉力作用下，從平衡位置點很緩慢地移動到點，如圖所示，則拉力所做的功為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗小球在水平拉力作用下，從平衡位置點很緩慢地移動到點，只有重力mg和拉力F對小球做功，小球上升的高度為小球的動能不變，由動能定理可得則拉力所做的功為ACD錯誤，B正確。故選B。二、填空題9.如圖所示，固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則vA___________vB，ωA___________ωB。（填“>”“＜”或“=”）〖答案〗><〖解析〗設(shè)內(nèi)壁與豎直方向夾角為θ，向心力表達(dá)式為得線速度與角速度大小為，由圖可知，小球A的運動半徑大于小球B的運動半徑，所以，10.首鋼滑雪大跳臺（如圖甲）又稱“雪飛天”，是北京2022年冬奧會自由式滑雪和單板滑雪比賽場地，谷愛凌和蘇翊鳴在此圓夢冠軍。為研究滑雪運動員的運動情況，建立如圖乙所示的模型。跳臺滑雪運動員從滑道上的A點由靜止滑下，從跳臺O點沿水平方向飛出。已知O點是斜坡的起點，A點與O點在豎直方向的距離為h，斜坡的傾角為θ，重力加速度為g，不計一切摩擦和空氣阻力。運動員經(jīng)過跳臺O時的速度大小為______，從離開O點到落在斜坡上，運動員在空中運動的時間為______。〖答案〗〖解析〗運動員從A點滑到O點，根據(jù)動能定理有解得運動員從O點到落在斜坡上，根據(jù)平拋運動規(guī)律可得水平和豎直位移分別為、根據(jù)幾何關(guān)系有解得11.一臺起重機勻加速地將質(zhì)量m=500kg的貨物從靜止豎直吊起，在2s末貨物的速度v=4.0m/s，不計阻力。起重機在這2s內(nèi)的平均輸出功率為______W?！即鸢浮健冀馕觥礁鶕?jù)速度-時間公式得，貨物的加速度為根據(jù)牛頓第二定律得解得2s內(nèi)的平均速度為則平均輸出功率為三、實驗題12.如圖甲所示，在做“研究平拋運動”實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，請將正確的選項前面的字母填在橫線上______；A．調(diào)節(jié)斜槽使其末端保持水平B．每次釋放小球的位置可以不同C．每次必須由靜止釋放小球D．記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降（2）某同學(xué)實驗時得到了如圖乙所示的小球做平拋運動的軌跡，a、b、c三點的位置在運動軌跡上已經(jīng)標(biāo)出（a點不是拋出點），則小球由a到b位置的時間間隔為______s，小球做平拋運動的初速度大小v0＝______m/s?！即鸢浮剑?）AC（2）0.12〖解析〗（1）A．為了保證小球的初速度水平，應(yīng)調(diào)節(jié)斜槽的末端水平，故A正確；BC．為了保證小球的初速度相等，每次從斜槽的同一位置由靜止釋放小球，故B錯誤，C正確；D．記錄小球位置用的鉛筆不需要嚴(yán)格地等距離下降，故D錯誤。故選AC；（2）由圖乙可知，ab、bc時間間隔相等，由豎直方向有即由水平方向有，則小球做平拋運動的初速度大小13.利用如圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是______。A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼）D．秒表（2）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量ΔEp=______，動能增加量ΔEk＝______?！即鸢浮剑?）AB（2）〖解析〗（1）電磁打點計時器需要交流電流，需要測量紙帶上點跡間的距離，則需要刻度尺，由于驗證機械能守恒公式中質(zhì)量可以約去，則不用天平，由于打點計時器具有計時功能，則不用秒表。故選AB；（2）從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量打點計時器打下B點時重物的速度為動能增加量四、計算題（第14小題7分，第15小題9分，共16分，要求寫出主要的計算公式、解題步驟和必要的文字說明）14.在水平路面上騎摩托車的人，遇到一個壕溝，其尺寸如圖所示。摩托車后輪離開地面后失去動力，不計空氣阻力、可以視為平拋運動。摩托車后輪落到壕溝對面才算安全。則運動員跨過壕溝的初速度至少為多大？〖答案〗〖解析〗摩托車恰好越過壕溝時，由平拋運動規(guī)律得豎直方向水平方向代入數(shù)據(jù)解得15.2022年5月5日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將吉林一號寬幅01C衛(wèi)星及搭載的吉林一號高分03D（27-33）等8顆衛(wèi)星發(fā)射升空。主星進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)圓滿成功。假設(shè)主星距地球表面的高度為h，繞地球做勻速圓周運動的周期為T，地球的半徑為R，引力常量為G，忽略其他天體對衛(wèi)星的引力作用，試求：（1）衛(wèi)星的線速度的大?。唬?）地球的平均密度?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）衛(wèi)星做勻速圓周運動，軌道半徑為則其線速度為（2）設(shè)地球的質(zhì)量為M，其平均密度為，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，則衛(wèi)星所受萬有引力提供向心力，有聯(lián)立解得地球的平均密度為第Ⅱ卷選做試題（本部分為合格性考試考生選做）一、選擇題（每小題4分，共8分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）16.2022年4月13日，神舟十三號飛船在歷經(jīng)了183天的太空航行之后，成功返回地球，創(chuàng)下了中國載人航天空間站任務(wù)飛行時間最長、任務(wù)項目最多的紀(jì)錄。神舟十三號此行的主要任務(wù)之一是進入太空并與天宮空間站進行對接，飛船的運動可簡化為如圖所示的情境，圓形軌道2為天宮空間站運行軌道，橢圓軌道1為載人飛船運行軌道，兩軌道相切于P點，Q點在地面附近，是軌道1的近地點，則下列判斷正確的是（）A.載人飛船在軌道1上P點的加速度小于空間站在軌道2上P點的加速度B.載人飛船從Q點向P點運動過程中，萬有引力做正功C.載人飛船可在到達(dá)軌道2后不斷加速追上空間站實現(xiàn)對接D.載人飛船在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度大于7.9km/s〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)可知，載人飛船在軌道1上P點的加速度等于空間站在軌道2上P點的加速度，A錯誤;B．載人飛船從Q點向P點運動過程中，萬有引力對飛船做負(fù)功，B錯誤；C．若載人飛船在到達(dá)軌道2后不斷加速，則會做離心運動，從而遠(yuǎn)離軌道2，不會追上空間站從而不能實現(xiàn)對接，C錯誤；D．當(dāng)飛船在近地圓軌道上做圓周運動時，速度大小為第一宇宙速度即；載人飛船從近地圓軌道的Q點加速才能進入軌道1的橢圓軌道，則在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度大于7.9km/s，D正確。故選D。17.從地面豎直向上拋出一物體，取地面為重力勢能零勢能面，該物體的機械能E和重力勢能Ep，隨它離開地面的高度h的變化關(guān)系如圖所示，下列說法中正確的是（）A.h＝0時，物體的動能為80J B.h＝2m時，物體的動能為50JC.h=3m時，物體的動能為60J D.h=4m時，物體的動能為80J〖答案〗B〖解析〗A．由圖可知，h＝0時，物體的機械能為100J，此時的重力勢能為0，則此時物體的動能為100J，故A錯誤；B．由圖可知，機械能隨h的變化關(guān)系為h＝2m時，物體的機械能為90J，此時重力勢能為40J，則物體的動能為50J，故B正確；C．h=3m時，物體的機械能為85J，物體的重力勢能為60J，則物體的動能為25J，故C錯誤；D．h=4m時，物體的機械能為80J，物體的重力勢能為80J，則物體的動能為0，故D錯誤。故選B。二、填空題18.將質(zhì)量m=2kg的一塊石頭從離地面H=2m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深處，不計空氣阻力。重力對石頭做的功為______J，泥對石頭的平均阻力為______N?！即鸢浮?1820〖解析〗重力對石頭做的功為全過程由動能定理可得即19.長L=0.5m、質(zhì)量可忽略的輕繩，其一端系于O點，一端連有質(zhì)量m=2kg的小球，現(xiàn)使小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動（如圖所示）。若小球通過最高點A時速率vA=5m/s，輕繩受到的拉力大小為______N；若小球通過O點的等高點C時速率vC=4m/s，輕繩受到的拉力大小為______N。〖答案〗〖解析〗在A點由繩子拉力和重力提供小球向心力代入數(shù)據(jù)得在C點由繩子的拉力提供向心力代入數(shù)據(jù)得三、計算題（14分，要求寫出主要的計算公式、解題步驟和必要的文字說明）20.如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，它經(jīng)過B點的速度為v1，之后沿半圓形導(dǎo)軌運動，恰好能運動到最高點C，重力加速度為g。求：(1)彈簧壓縮至A點時的彈性勢能Ep；(2)物體沿半圓形軌道運動過程中阻力所做的功Wf；(3)物體離開C點，落至水平面時距B點的距離x。〖答案〗(1)；(2)；(3)x=2R〖解析〗(1)對物體和彈簧組成系統(tǒng)，從A運動至B過程，由能量守恒定律有(2)物體恰好能運動到最高點C，由牛頓運動定律有解得對物體，從B運動至C過程，出動能定理有解得(3)物體離開C點后做平拋運動解得x=2R（本部分為等級性考試考生選做）一、選擇題（每小題4分，共8分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）21.2021年5月15日，我國天問一號衛(wèi)星探測器攜著陸巡視器祝融號成功著陸火星。如圖為天問一號實施火星捕獲的軌道簡化圖，關(guān)于天問一號，下列說法正確的是（）A.從軌道1變軌進入軌道2，要在P點點火減速B.在軌道2從P點向M點運行過程中線速度逐漸增大C.在軌道2的運行周期比在軌道3的運行周期長D.經(jīng)過軌道2的M點的加速度比經(jīng)過軌道3的Q點的加速度大〖答案〗AC〖解析〗A．從軌道1變軌進入軌道2，做向心運動，須在P點點火減速，故A正確；B．在軌道2從P點向M點運行過程中，遠(yuǎn)離火星，萬有引力做負(fù)功，故線速度逐漸減小，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律可知，在軌道2的運行周期比在軌道3的運行周期長，故C正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力可得在軌道2的M點距離火星更遠(yuǎn)，因此經(jīng)過M點時的加速度比在軌道3經(jīng)過Q點時的加速度小，故D錯誤。故選AC。22.如圖甲所示，一質(zhì)量m=0.1kg的小球位于豎直輕彈簧的正上方，彈簧固定在地面上，某時刻小球由靜止開始下落，下落過程中小球始終受到一個豎直向上的恒定風(fēng)力F。以小球的初始位置為坐標(biāo)原點，豎直向下為x軸正方向，取地面為零勢能面，在小球下落的全過程中，小球的重力勢能隨小球位移變化的關(guān)系如圖乙中的圖線①所示，彈簧的彈性勢能隨小球位移變化的關(guān)系如圖乙中的圖線②所示，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則（）A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.彈簧的原長為0.2mC.小球剛接觸彈簧時的速度大小為2m/sD.小球受到的恒定風(fēng)力F大小為0.1N〖答案〗BD〖解析〗A．小球始終受到一個豎直向上的恒力F，則小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故A錯誤；B．取地面為零勢能參考面，根據(jù)圖像可知小球初狀態(tài)的重力勢能為E0=mgh=0.7J解得小球初始位置距離地面的高度為h=0.7m圖乙中的圖線②表示彈簧的彈性勢能隨小球位移變化的關(guān)系，由此可知小球下落h1=0.5m開始接觸彈簧，則彈簧的原長為故B正確；D．從圖乙可以看出，當(dāng)小球下落x=0.6m時，彈性勢能從0增加到Ep1=0.54J，根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系有E0-E=mgx結(jié)合圖乙的數(shù)據(jù)有E=0.7-x當(dāng)x=0.6m時，重力勢能E1=0.1J，從小球開始下落到將彈簧壓縮到最短，根據(jù)功能關(guān)系可得-Fx=E1+Ep1-E0代入解得F=0.10N故D正確；C．小球從開始下落到剛接觸彈簧的過程中，根據(jù)動能定理可得代入數(shù)據(jù)解得v=3m/s故C錯誤。故選BD。二、填空題23.一列車的質(zhì)量是5.0×105kg，在平直的軌道上以額定功率3000kW加速行駛，當(dāng)速度由10m/s加速到所能達(dá)到的最大速率30m/s時，共用了2min，若阻力保持不變，則列車受到的阻力為________N，在這段時間內(nèi)列車前進的距離是_______m。〖答案〗1.0×1051600〖解析〗據(jù)題意，當(dāng)列車速度達(dá)到最大值時，牽引力等于阻力，故有在這段時間內(nèi)列車前進的距離為即考點：本題考查功率和動能定理。24.如圖甲所示，繩的一端系在O點，另一端固定一個可視為質(zhì)點的小球，整個裝置繞O點在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。小球通過最高點時，繩對小球的拉力F