陜西省西安市閻良區(qū)2021-2022學(xué)年高一（下）期末質(zhì)量檢測物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1閻良區(qū)2021~2022學(xué)年度第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測高一物理第Ｉ卷（選擇題共52分）一、選擇題（本大題共13小題，每小題4分，計(jì)52分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~9題只有一項(xiàng)符合題目要求；第10~13題有多項(xiàng)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(cuò)或不選的得0分）1.2022年2月5日，中國短道速滑隊(duì)以一場驚心動魄的勝利斬獲北京冬奧會中國首金，為中國代表團(tuán)在北京冬奧會實(shí)現(xiàn)了開門紅。運(yùn)動員在短道上的軌跡是曲線，關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是（）

A.物體速度大小和方向一定時(shí)刻改變B.物體所受合力可能為零C.物體一定受到變力的作用D.物體的加速度可能是恒定的〖答案〗D〖解析〗A.做曲線運(yùn)動的物體，速度方向一定時(shí)刻在改變，但速度大小不一定改變，比如勻速圓周運(yùn)動，A錯(cuò)誤；B.物體做曲線運(yùn)動的條件是所受合外力不為零，且合外力的方向與速度方向不在同一直線上，B錯(cuò)誤；C.勻變速曲線運(yùn)動的物體受到的合外力為恒力，C錯(cuò)誤；D.勻變速曲線運(yùn)動的物體受到的合外力為恒力，物體的加速度也是恒定的，D正確。故選D。2.關(guān)于生活中的圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（）A.轉(zhuǎn)速很高的切割砂輪半徑越大越好B.在水平公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車速度過小將做離心運(yùn)動而造成事故C.在修筑鐵路時(shí)，轉(zhuǎn)彎處鐵軌的內(nèi)軌要低于外軌是為了減輕火車輪緣與外軌的擠壓D.市內(nèi)公共汽車轉(zhuǎn)彎前提醒“車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手”是防止站立的乘客轉(zhuǎn)彎時(shí)向內(nèi)側(cè)傾倒〖答案〗C〖解析〗A．砂輪的轉(zhuǎn)速若超過規(guī)定的最大轉(zhuǎn)速，砂輪的各部分將因離心運(yùn)動而破碎，所以其半徑不是越大越好，故A錯(cuò)誤；B．在水平公路上轉(zhuǎn)彎時(shí)依靠靜摩擦力提供向心力，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，超過限制速度時(shí)，所需要的向心力大于最大靜摩擦力，汽車將做離心運(yùn)動，而造成事故，故B錯(cuò)誤；C．在修筑鐵路時(shí)，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌，當(dāng)火車按規(guī)定速度行駛時(shí)，由重力和軌道的支持力的合力提供向心力，從而減輕火車輪緣與外軌的擠壓，故C正確；D．市內(nèi)公共汽車轉(zhuǎn)彎前提醒“車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手”是防止站立的乘客轉(zhuǎn)彎時(shí)向外側(cè)傾斜，故D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，物體A無初速度放置于傾斜傳送帶的頂端并運(yùn)動到底端，下列說法正確是（）

A.若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動，則傳送帶對物體A一定一直做正功B.若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動，則傳送帶對物體A一定一直做負(fù)功C.若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，則傳送帶對物體A一定一直做正功D.若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，則傳送帶對物體A一定一直做負(fù)功〖答案〗B〖解析〗AB．若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動，物體沿傳送帶下滑并運(yùn)動到底端，則物體受到的摩擦力必然沿傳送帶向上，則傳送帶對物體A一定一直做負(fù)功，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，當(dāng)物體與傳送帶速度相等之前，物體相對于傳送帶向上運(yùn)動，物體受到的摩擦力沿傳送帶向下，則傳送帶做正功，當(dāng)物體與傳送帶速度相等之后，若最大靜摩擦力小于物體重力沿傳送帶向下的分力，則傳送帶相對于傳送帶向下運(yùn)動，物體受到的摩擦力沿傳送帶向上，則傳送帶做負(fù)功，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，土星沿橢圓軌道運(yùn)行，在遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a，在近日點(diǎn)離太陽的距離為b，過近日點(diǎn)時(shí)土星的速率為，則過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)土星的速率為（）

A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由開普勒第二定律可知，太陽和土星的連線在相等時(shí)間里掃過的面積相等，取足夠短的時(shí)間，則土星時(shí)間內(nèi)在遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)轉(zhuǎn)過的弧長分別為由扇形面積公式可得聯(lián)立解得故BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。5.完全相同的甲、乙兩球，分別沿如圖所示路徑下落相同高度，此過程中（）A.重力對甲球做功多B.重力對乙球做功多C.重力對甲球做功的平均功率大D.重力對兩球做功的平均功率相等〖答案〗D〖解析〗AB．由于兩球下落的高度相同，質(zhì)量相同，根據(jù)重力做功特點(diǎn)可知，重力對兩球做功一樣多，故AB錯(cuò)誤；CD．兩球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，由于下落相同高度，所以下落的時(shí)間相同，而重力做功相同，所以重力對兩球做功的平均功率相等，故C錯(cuò)誤，D正確；故選D6.《西游記》中，一只大龜浮水作舟，馱著唐僧師徒四人和白龍馬渡過了通天河。已知大龜在靜水中游動的速度大小與河水的流速大小之比為2∶1，出發(fā)點(diǎn)A到正對岸B點(diǎn)的距離為d，河岸平直。若大家以最短的時(shí)間渡河，則大家上岸的地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗要使渡河時(shí)間最短，大龜游動的速度應(yīng)垂直河岸，渡河時(shí)間大家上岸的地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離又解得選項(xiàng)B正確。7.迄今為止，我國有近200顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。關(guān)于在軌正常運(yùn)行的這些衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.所有衛(wèi)星的運(yùn)行周期都小于B.所有衛(wèi)星在任何位置的速率都小于C.在軌的圓軌道衛(wèi)星的向心加速度大于地球表面的重力加速度D.所有衛(wèi)星運(yùn)行軌道的半長軸（或半徑）的三次方與其運(yùn)行周期的二次方的比值都相等〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)周期公式可得軌道半徑越大，周期越大，因此存在周期大于24h的情況，A錯(cuò)誤；B．衛(wèi)星在變換軌道時(shí)會加速遠(yuǎn)離地球，在加速的過程中，衛(wèi)星的速度可以大于7.9km/s，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式可知因?yàn)樾l(wèi)星軌道半徑大于地球半徑，因此其加速度不可能大于地球重力加速度，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)公式可得所以為常數(shù)，D正確。故選D8.某踢出的足球在空中運(yùn)動軌跡如圖所示，把足球視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)。關(guān)于足球從踢出到落地的過程中，下列說法正確的是（）A.足球在最高點(diǎn)速度為零，處于平衡狀態(tài) B.重力勢能一直增加C動能先減少后增加 D.機(jī)械能先增加后減少〖答案〗C〖解析〗A．足球在最高點(diǎn)時(shí)具有水平速度，且受重力作用，不處于平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；B．整個(gè)過程中，重力先做負(fù)功再做正功，則足球的重力勢能先增大后減小，B錯(cuò)誤；C．整個(gè)過程中，合力（即重力）先做負(fù)功再做正功，則足球的動能先減小后增大，C正確；D．整個(gè)過程中只有重力做功，則足球的機(jī)械能保持不變，D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖所示，輕質(zhì)繩索一端固定，另外一端連接到工程車的牽引裝置上。繩索穿過兩輕質(zhì)滑輪以提升礦井中質(zhì)量為的礦物。懸掛動滑輪的輕質(zhì)細(xì)線豎直，不計(jì)滑輪與繩之間的摩擦。在前2s內(nèi)，工程車從靜止出發(fā)以的加速度勻加速行駛。則在這2s內(nèi)，工程車通過繩索對礦物所做的功為（）

A300J B.315J C.360J D.660J〖答案〗B〖解析〗礦物的末速度為礦物上升的高度為根據(jù)功和能的關(guān)系得故選B。10.下列說法中，正確的是（）A.力做功越多，功率越大B.能量是守恒的，不可能消失，所以人類不需要節(jié)約能源C.物體做平拋運(yùn)動，其在任意相等時(shí)間間隔內(nèi)速度變化量相同，方向?yàn)樨Q直向下D.相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)使人們認(rèn)識到經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀世界，低速運(yùn)動〖答案〗CD〖解析〗A．功率是描述做功快慢的物理量，單位時(shí)間內(nèi)做功越多，功率越大，如果所用時(shí)間長，即使做功多，功率也可能較小，A錯(cuò)誤；B．能量是守恒的，不可能消失，但能量轉(zhuǎn)化有方向，所以人類需要節(jié)約能源，B錯(cuò)誤；C．物體做平拋運(yùn)動，加速度為重力加速度g，根據(jù)v=gt可知在任意相等時(shí)間間隔內(nèi)速度變化量相同，方向?yàn)樨Q直向下，C正確；D．相對論和量子力學(xué)的出現(xiàn)使人們認(rèn)識到經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是低速運(yùn)動、宏觀世界，D正確。故選CD。11.據(jù)報(bào)道，科學(xué)家觀察到離地球約35億光年的OJ287星系中出現(xiàn)了雙黑洞“共舞”現(xiàn)象。較大黑洞體積是太陽的180億倍，較小黑洞體積是太陽的1.5億倍。若雙黑洞的質(zhì)量分別為和，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動。下列說法正確的是（）A.雙黑洞的角速度之比B.雙黑洞的線速度之比C.雙黑洞的軌道半徑之比D.雙黑洞的向心加速度之比〖答案〗C〖解析〗A．雙黑洞角速度相等，故A錯(cuò)誤；C．設(shè)雙黑洞距離為L，雙黑洞的軌道半徑分別為r1、r2，則有聯(lián)立可得故C正確；B．由線速度與角速度的關(guān)系可知故B錯(cuò)誤；D．由可知故D錯(cuò)誤。故選C。12.如圖，在水平圓盤上沿半徑放有質(zhì)量均為m＝3kg的兩物塊a和b（均可視為質(zhì)點(diǎn)），兩物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為，物塊a到圓心的距離為，物塊b到圓心的距離為。圓盤由靜止開始繞通過圓心的轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為。下列說法正確的是（）

A.物塊a、b相對圓盤滑動前所受摩擦力方向相反B.物塊a比物塊b先滑動C.物塊b剛好要滑動時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為D.若用水平輕繩（圖中未畫出）將兩物塊連接，輕繩剛好拉直，當(dāng)兩物塊剛好要滑動時(shí)，輕繩的拉力大小為9N〖答案〗D〖解析〗A．物塊a、b相對圓盤滑動前所受摩擦力提供向心力，方向相同，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)物塊剛好要發(fā)生相對滑動時(shí)的圓盤的角速度為ω，根據(jù)牛頓第二定律有解得因?yàn)?，所以，即物塊b比物塊a先滑動，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)B項(xiàng)表達(dá)式可得物塊b剛好要滑動時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為故C錯(cuò)誤；D．用水平輕繩將兩物塊連接，輕繩剛好拉直，當(dāng)兩物塊剛好要滑動時(shí)，兩物塊與圓盤間的摩擦力均達(dá)到最大靜摩擦力，設(shè)此時(shí)輕繩的拉力大小為T，圓盤的角速度為ω′，則對a、b根據(jù)牛頓第二定律分別有解得故D正確。故選D。13.固定在豎直面內(nèi)的光滑圓管POQ，PO段長度為L，與水平方向的夾角為30°，在O處有插銷，OQ段水平且足夠長。管內(nèi)PO段裝滿了質(zhì)量均為m的小球，小球的半徑遠(yuǎn)小于L，其編號如圖所示，重力加速度為g。拔掉插銷，1號球在下滑過程中（）

A.機(jī)械能守恒 B.做勻加速運(yùn)動C.對2號球做的功為 D.經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度〖答案〗CD〖解析〗B．拔掉插銷后，小球依次緊密排列運(yùn)動，整體的加速度大小相等，設(shè)為a，設(shè)小球總數(shù)為n，運(yùn)動過程中傾斜圓筒中剩余的小球個(gè)數(shù)為k（1≤k≤n），對整體根據(jù)牛頓第二定律有解得所以整體的加速度與k有關(guān)，則1號球在下滑過程中做加速度減小的加速運(yùn)動，故B錯(cuò)誤；D．易知所有小球都運(yùn)動到OQ段上后速度相同，且都等于1號球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度，以n個(gè)小球整體為研究對象，整體的重心在開始時(shí)位于PO中點(diǎn)，則對從拔掉插銷到所有小球都到達(dá)OQ段的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得故D正確；AC．對于1號球從P到O的運(yùn)動過程，設(shè)2號球與1號球做的功為W，根據(jù)動能定理有解得所以1號球在下滑過程中有除了重力之外的力對1號球做了負(fù)功，其機(jī)械能不守恒，又因?yàn)?、2號球之間相互作用力始終大小相等、方向相反，且整個(gè)下滑過程位移相同，所以1號球?qū)?號球做的功為故A錯(cuò)誤，C正確。故選CD。第Ⅱ卷（非選擇題共48分）二、實(shí)驗(yàn)探究題（本大題共2小題，計(jì)16分）14.①在做“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因是___________。（填序號）A．安裝斜槽時(shí)，斜槽末端切線方向不水平B．確定OY軸時(shí)，沒有用重錘線C．斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦D．空氣阻力對小球運(yùn)動有較大影響②在研究平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格邊長L=0.0125mm，若小球在平拋運(yùn)動途中的幾個(gè)位置如圖中a、b、c、d所示，則小球平拋初速度的表達(dá)式為v0=___________（L、g表示），其值為___________m/s。（g=9.8m/s2）〖答案〗①.ABD②.0.7〖解析〗①A．斜槽末端切線有調(diào)整水平時(shí)，小球脫離槽口后并非做平拋運(yùn)動，但在實(shí)驗(yàn)中仍按平拋運(yùn)動分析處理數(shù)據(jù)，會造成較大誤差，A符合題意；B．確定OY軸時(shí)，沒有用重錘線，就不能調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平，故會造成較大實(shí)驗(yàn)誤差，B符合題意；C．只要讓它從同一高度、無初速開始運(yùn)動，在相同的情形下，即時(shí)與槽之間存在摩擦力，仍能保證球做平拋運(yùn)動的初速度相同，因此斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦，不會引起實(shí)驗(yàn)誤差，C不符合題意；D．空氣阻力對小球運(yùn)動有較大影響時(shí)，物體做的就不是平拋運(yùn)動了，會引起實(shí)驗(yàn)誤差，D符合題意。故選ABD；②在豎直方向上，根據(jù)y=L=gT2得則初速度代入數(shù)據(jù)得v0=0.7m/s15.探究彈性勢能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到一根彈簧的彈力（F）—伸長量（x）圖像如圖乙所示，那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈性勢能的變化量為___________J。

〖答案〗-1.8〖解析〗F—x圖像與x軸包圍的面積表示彈力做功的大小，故彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈力的功即彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中彈力做正功，則彈性勢能減小，變化量為-1.8J。16.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上點(diǎn)跡間的距離進(jìn)行測量，可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）除圖1中所示的裝置之外，還必須使用的器材是___________；（填序號）A．直流電源、刻度尺B．直流電源、天平（含砝碼）C．交流電源、刻度尺D．交流電源、天平（含砝碼）（2）如圖2所示，在打出的紙帶上選取連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，并測量出點(diǎn)B距起始點(diǎn)O的距離為x0，B、C兩點(diǎn)間的距離為x1，C、D兩點(diǎn)間的距離為x2，若相鄰兩點(diǎn)的打點(diǎn)時(shí)間間隔為T，重錘質(zhì)量為m，根據(jù)這些條件計(jì)算重錘從釋放到打下C點(diǎn)時(shí)重力勢能減少量Ep=___________，動能增加量Ek=___________；（均用題中已如物理量符號表示）（3）大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Ep大于Ek，其原因可能是___________；（寫出一種即可）（4）某同學(xué)利用圖2中紙帶，先分別測量出A點(diǎn)到B、C、D、E、F、G點(diǎn)的距離h（其中F、G點(diǎn)為E點(diǎn)后相鄰附兩個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出），再計(jì)算打出B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度v，繪制v2—h圖像，如圖3所示，并求得圖線的斜率為k。如果算出k=___________，可以驗(yàn)證重錘下落過程機(jī)械能守恒?！即鸢浮剑?）C（2）mg(x0+x)（3）由于存在空氣阻力，所以機(jī)械能減少（4）2g〖解析〗（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，還需要刻度尺測量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰膀?yàn)證機(jī)械能守恒定律”，即驗(yàn)證重錘下落過程損失的重力勢能Ep=mgh的數(shù)據(jù)是否與重錘動能的增加量的數(shù)據(jù)非常接近，可以看出，重錘質(zhì)量m不影響數(shù)據(jù)的比較，所以不需要天平。故選C；（2）由紙帶可以看出從釋放到打下C點(diǎn)的距離為x0+x，則Ep=mg(x0+x)重錘動能增量重錘靜止釋放O為紙帶上第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，所以vO=0，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于B到D的平均速度，有聯(lián)立有（3）由于存在空氣阻力，所以機(jī)械能減少，因此重力勢能的減少量略大于動能的增加量；（4）若機(jī)械能守恒，則有公式中vA表示打A點(diǎn)時(shí)重錘的的速度，表示后打出的B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度v，則v2=v02+2gh可以看出，只要根據(jù)v2—h圖像計(jì)算出其斜率在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)近似等于2g，即為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。三、計(jì)算題（本大題共3小題，計(jì)32分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位）17.如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地球表面的高度為h。已知地球的半徑為R，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，地球表面的重力加速度大小為g，O為地球的中心。（1）求衛(wèi)星A的運(yùn)行軌道半徑r；（2）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期T。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星A的質(zhì)量為m，根據(jù)萬有引力提供向心力有又解得（2）同理，設(shè)衛(wèi)星B的質(zhì)量為，有解得18.某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動，并將小車運(yùn)動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為圖像，如圖所示。已知小車運(yùn)動的過程中，時(shí)間段內(nèi)小車發(fā)動機(jī)的功率保持不變且前已經(jīng)