湖北省武昌市2021-2022學(xué)年物理高一下期末綜合測(cè)試試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。4．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請(qǐng)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(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，小環(huán)A套在光滑豎直桿上，小環(huán)B套在光滑水平桿上，A、B兩環(huán)用一不可伸長(zhǎng)的輕繩連接在一起。初始時(shí)，用力F作用在A上，使A、B兩環(huán)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩處于伸直狀態(tài)且與豎直桿夾角為60°。撤去F后，小環(huán)A運(yùn)動(dòng)至輕繩與豎直桿夾角為37°時(shí)的速率為v。已知A、B兩環(huán)的質(zhì)量均為m，繩長(zhǎng)為l，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A．力F的大小為2mg，方向豎直向上B．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小環(huán)A的機(jī)械能守恒C．輕繩與豎直桿夾角為37°時(shí)，小環(huán)B的速率也為vD．輕繩與豎直桿夾角為37°時(shí)，小環(huán)A的速率為2、(本題9分)如圖所示，甲運(yùn)動(dòng)員在球場(chǎng)上得到籃球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲運(yùn)動(dòng)員要將球傳給乙運(yùn)動(dòng)員，不計(jì)空氣阻力，問(wèn)他應(yīng)將球向什么方向拋出()A．拋出方向與奔跑方向相同，如圖中箭頭1所指的方向B．拋出方向指向乙的前方，如圖中箭頭2所指的方向C．拋出方向指向乙，如圖中箭頭3所指的方向D．拋出方向指向乙的后方，如圖中箭頭4所指的方向3、(本題9分)若將地球同步衛(wèi)星和月球繞地球的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),在地球表面以初速度豎直上拋一鋼球,鋼球經(jīng)時(shí)間落回拋出點(diǎn),已知地球半徑為,引力常量為下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是（）A．地球的質(zhì)量為B．地球的第一宇宙速度大小為C．月球的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小D．月球的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小4、(本題9分)有甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，甲的環(huán)繞軌道半徑大于乙的環(huán)繞軌道半徑，則A．甲的線速度一定大于乙的線速度B．甲的角速度一定大于乙的角速度C．甲的加速度一定大于乙的加速度D．甲的環(huán)繞周期一定大于乙的周期5、一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，下列說(shuō)法正確的是()A．物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變B．物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變C．物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小D．物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變6、(本題9分)如圖，平臺(tái)離水平地面的高度為h，滑板運(yùn)動(dòng)員以速度v0從平臺(tái)末端水平飛出后落到地面上。忽略空氣阻力，將運(yùn)動(dòng)員和滑板視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是A．v0越大，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)B．v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地的水平位移越小C．v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地的速度越大D．v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)速度與水平方向的夾角越大7、(本題9分)為了進(jìn)一步研究月球，我國(guó)計(jì)劃于2019年年底發(fā)射“嫦娥五號(hào)”，實(shí)現(xiàn)采樣返回任務(wù)．若“嫦娥五號(hào)”在近月軌道繞月球飛行時(shí)周期為T，月球的半徑為R，引力常量為G，球的體積公式為V=πr3(r為球的半徑)．則下列判斷正確的是A．月球的質(zhì)量為B．月球的密度為C．月球的第一宇宙速度大小為D．“嫦娥五號(hào)”在近月軌道飛行時(shí)的向心加速度大小為8、(本題9分)如圖所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車．現(xiàn)有一質(zhì)量為2m的小球以v0的水平速度沿切線水平的槽口向小車滑去(不計(jì)摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則()A．小球在小車上到達(dá)的最大高度為vB．小球離車后，對(duì)地將做自由落體運(yùn)動(dòng)C．小球離車后，對(duì)地將向右做平拋運(yùn)動(dòng)D．此過(guò)程中小球?qū)囎龅墓?9、(本題9分)如圖所示，將質(zhì)量m=2kg的一個(gè)小鋼球(可看成質(zhì)點(diǎn))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(jì)空氣阻力(g取10m／s2)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．整個(gè)過(guò)程中重力做功為40JB．整個(gè)過(guò)程中重力做功為41JC．泥對(duì)小鋼球的平均阻力為800ND．泥對(duì)小鋼球的平均阻力為820N10、2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在中國(guó)舉行，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。跳臺(tái)滑雪賽道可簡(jiǎn)化為助滑道、著陸坡、停止區(qū)三部分，如圖所示。一次比賽中，質(zhì)量m的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)到B處后水平飛出，落在了著陸坡末端的C點(diǎn)，滑入停止區(qū)后，在與C等高的D處速度減為零。已知B、C之間的高度差為h，著陸坡的傾角為θ，重力加速度為g。只考慮運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)受到的阻力，不計(jì)其他能量損失。由以上信息可以求出（）A．運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間B．A、B之間的高度差C．運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力的大小D．C、D兩點(diǎn)之間的水平距離11、(本題9分)如圖所示，在固定的圓錐形漏斗的光滑內(nèi)壁上，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小物塊A和B，它們分別緊貼漏斗的內(nèi)壁，在不同的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則以下敘述正確的是（）A．物塊A的線速度大于物塊B的線速度B．物塊A的角速度大于物塊B的角速度C．物塊A對(duì)漏斗內(nèi)壁的壓力大于物塊B對(duì)漏斗內(nèi)壁的壓力D．物塊A的周期大于物塊B的周期12、(本題9分)一個(gè)重為mg的物體在外力F作用下，從靜止開始沿一條豎直平面內(nèi)的直線斜向下運(yùn)動(dòng)，直線軌跡與豎直方向成30°角，不計(jì)空氣阻力，則該物體機(jī)械能大小的變化可能是A．若，則物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B．若，則物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能可能增大，也可能減小C．若，則物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一定越來(lái)越大D．若，則物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一定越來(lái)越大二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)如圖為“探究物體的加速度與質(zhì)量和受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置．沙和沙桶的質(zhì)量為m，小車和砝碼的質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中將沙和沙桶的重力作為細(xì)線對(duì)小車的拉力．(1)實(shí)驗(yàn)前，在進(jìn)行平衡摩擦力的操作時(shí)，下列注意事項(xiàng)正確的是（_______）A．應(yīng)該讓小車連接紙帶并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B．必須讓小車連接沙桶C．紙帶和沙桶都應(yīng)連接D．紙帶和沙桶都不能連接(2)現(xiàn)保持沙和沙桶的總質(zhì)量m不變，改變小車和砝碼的總質(zhì)量M，探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系．如圖是某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，交變電流的頻率為50Hz，每隔4個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則小車的加速度為________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到多組加速度a、質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，為了方便準(zhǔn)確地研究二者關(guān)系，一般選用縱坐標(biāo)為加速度a，則橫坐標(biāo)為_________(填“M”或“”)．14、（10分）某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。(1)木板傾斜的目的是為了___________________。(2)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，合并起來(lái)掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤?。?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為2W1，……橡皮筋對(duì)小車做功后使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出。根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為________m/s。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）(3)若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，則說(shuō)明_________________________。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間距離為L(zhǎng)．已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)，引力常量為G．求：(1)A星球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和B星球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r；(2)兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期．16、（12分）(本題9分)如圖所示，光滑的水平地面上停有一質(zhì)量，長(zhǎng)度的平板車，平板車左端緊靠一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)與平板車的高度均為，一質(zhì)量的滑塊以水平速度從平板車的左端滑上平板車，并從右端滑離，滑塊落地時(shí)與平板車的右端的水平距離．不計(jì)空氣阻力，重力加速度．求：（1）滑塊剛滑離平板車時(shí)，車和滑塊的速度大??；（2）滑塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)．17、（12分）(本題9分)質(zhì)量m=1.5×103kg、發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率P=80kW的汽車在平直公路上行駛，汽車行駛過(guò)程中所受阻力大小恒為f=2×103N。求:(1)求汽車能達(dá)到的最大速度vm；(2)若汽車以大小a=2m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)，求汽車啟動(dòng)后第4s末發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P′。

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(cuò)選和不選得零分）1、D【解析】

A．在拉力作用下，AB都處于靜止，說(shuō)明輕繩上的拉力為0，對(duì)A分析，由于A靜止，故合力為零，施加的外力等于A環(huán)的重力，故拉力F=mg方向豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由于輕繩存在作用力，故小環(huán)A的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．將A、B的速度分解為沿繩的方向和垂直于繩子的方向，兩物體沿繩子方向的速度大小相等，有解得選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則解得選項(xiàng)D正確。故選D。2、C【解析】以乙為參考系，甲是相對(duì)靜止的，相當(dāng)于并排坐在汽車?yán)锏膬蓚€(gè)人．甲要將球傳給乙，只要沿3方向拋出就行了．以地面為參考系時(shí)，不但要考慮乙向前的速度v，還要考慮甲拋出球時(shí)，由于慣性，球有一個(gè)向前的速度分量v，所以當(dāng)甲向3方向拋出球時(shí)，正好可以到達(dá)乙的手中．3、B【解析】在地球表面以初速度v0豎直上拋一鋼球，鋼球做加速度豎直向下，大小為重力加速度g的勻變速運(yùn)動(dòng)；鋼球經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)，故鋼球回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度和初速度大小相等、方向相反，故有；由地球表面物體重力即萬(wàn)有引力可得：，所以地球的質(zhì)量為：，故A正確；繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，半徑為地球半徑時(shí)，衛(wèi)星速度即地球的第一宇宙速度，故由萬(wàn)有引力做向心力可得：；所以地球的第一宇宙速度為：，故B錯(cuò)誤；根據(jù)，月球的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則月球的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小，選項(xiàng)C正確；根據(jù)，月球的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則月球的向心加速度比同步衛(wèi)星的小，選項(xiàng)D正確；此題選項(xiàng)不正確的選項(xiàng)，故選B.點(diǎn)睛：此題是萬(wàn)有引力問(wèn)題與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的結(jié)合，求解重力加速度是聯(lián)系這兩個(gè)問(wèn)題的橋梁；萬(wàn)有引力與衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般通過(guò)萬(wàn)有引力做向心力得到半徑和周期、速度、向心加速度的關(guān)系，然后通過(guò)半徑關(guān)系來(lái)比較．4、D【解析】

A．由得知甲的線速度一定小于乙的線速度，A錯(cuò)；B．由得知甲的角速度一定小于乙的角速度，B錯(cuò)；C．由得知甲的加速度一定小于乙的加速度，C錯(cuò)；D．由得知甲的環(huán)繞周期一定大于乙的周期，D對(duì)．5、D【解析】

物體沿粗糙的斜面勻速下滑的過(guò)程中，速度不變，物體動(dòng)能不變；高度減小，重力勢(shì)能減??；故物體的機(jī)械能減小；物體下滑，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故內(nèi)能增大，能量是守恒的；故D正確，ABC錯(cuò)誤．6、C【解析】

A.運(yùn)動(dòng)員和滑板做平拋運(yùn)動(dòng)，有h=gt2，得，故運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)間與初速度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B.水平射程x=v0t=v0，則運(yùn)動(dòng)員落地位置與v0大小和h大小都有關(guān)，v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地的水平位移越大，故B錯(cuò)誤；C.運(yùn)動(dòng)員落地的速度，則v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地的速度越大，選項(xiàng)C正確；D.運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度與水平方向夾角的正切值：，可知v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)速度與水平方向的夾角越小。故D錯(cuò)誤.7、ACD【解析】

A．近月衛(wèi)星讓月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是由萬(wàn)有引力提供向心力，有，解得月球的質(zhì)量為；故A正確.B．月球的體積為，根據(jù)密度公式可得；故B錯(cuò)誤.C．月球的第一宇宙速度即為近月衛(wèi)星的線速度，由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和周期的關(guān)系可得；故C正確.D．由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度與周期的關(guān)系式，可知；故D正確.8、AD【解析】

小球和小車組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng)小球上升的最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向上的速度為零，水平方向上與小車具有相同的速度，結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端時(shí)的速度，從而得出小球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)動(dòng)能定理得出小球?qū)π≤囎龉Φ拇笮　！驹斀狻吭O(shè)小球離開小車時(shí)，小球的速度為v1，小車的速度為v2，整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：2mv0=mv1+2mv2，由動(dòng)能守恒定律得：122mv02=12mv12+122mv22，解得：【點(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的綜合，知道當(dāng)小球與小車的水平速度相等時(shí)，小球上升到最大高度。9、BD【解析】

（1）根據(jù)重力做功的公式即可求解；

（2）對(duì)整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理，根據(jù)重力和阻力做功之和等于鋼球動(dòng)能的變化量，即可求解；【詳解】A、整個(gè)過(guò)程重力的功：，故A錯(cuò)誤，B正確；

B、整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：，代入數(shù)據(jù)解得：，故C錯(cuò)誤，D正確．【點(diǎn)睛】該題是動(dòng)能定理和重力做功公式的直接應(yīng)用，要注意重力做功只跟高度差有關(guān)．10、AB【解析】

A.設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，y=h=gt2，解得：，故A正確；B.水平方向x=vt，由幾何關(guān)系可得，=tanθ，代入數(shù)據(jù)解得，從A到B由動(dòng)能定理得：mghAB=mv2，hAB=，故B正確；C.設(shè)到C的速度為vC，從B到C的過(guò)程由動(dòng)能定理得：mgh=mvC2-mv2，可求得到C的速度vC，從C到D的過(guò)程由動(dòng)能定理得：-W克f=-fx=0-mvC2，則由于x未知，則不能求解運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力的大小，故C錯(cuò)誤；D.運(yùn)動(dòng)員在C、D兩點(diǎn)之間做變速曲線運(yùn)動(dòng)，兩點(diǎn)之間的水平距離無(wú)法求解，故D錯(cuò)誤。11、AD【解析】

AB.對(duì)A、B兩球進(jìn)行受力分析，兩球均只受重力和漏斗給的支持力．如圖所示．設(shè)內(nèi)壁與水平面的夾角為．根據(jù)牛頓第二定律有：，解得：，，由圖可知，A的半徑大，故A的速度大，角速度小，故A錯(cuò)誤，B正確；C.由圖可知，支持力，故C錯(cuò)誤；D.由可知，A的角速度小，則周期大，故D錯(cuò)誤；.【點(diǎn)睛】?jī)汕蛟诓煌乃矫嫔献霭霃讲煌膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗艿闹亓εc支持力分別相等，即向心力相同，由牛頓第二定律可以解得其線速度間、角速度間、周期間的關(guān)系．12、ABD【解析】

A.因?yàn)槲矬w做直線運(yùn)動(dòng)，拉力F和重力的合力與運(yùn)動(dòng)軌跡在同一直線上，當(dāng)外力時(shí)，的方向垂直于運(yùn)動(dòng)的直線，不做功，A正確；BC.當(dāng)大于小于時(shí)，F(xiàn)的方向不可能與軌跡垂直，或斜向上或斜向下。因此可能做正功，也可能做負(fù)功，機(jī)械能可能增大，也可能減小，B正確，C錯(cuò)誤。D.若時(shí)的方向與運(yùn)動(dòng)軌跡成銳角，故一定要做正功，機(jī)械能越來(lái)越大，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、A；1．0；1/M【解析】

（1）平衡摩擦力時(shí)讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，若能做勻速直線運(yùn)動(dòng)