湖北省武汉市2021-2022学年高一下学期新高考联合体期末考试物理试卷【含答案解析】

2021~2022学年度第二学期新高考联合体期末试卷高一物理试卷考试时间∶2022年06月28日试卷满分∶100分注意事项∶1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。2.选择题的作答∶每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答∶用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题∶本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第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，有选错的得0分。1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.曲线运动的加速度可能为零B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动C.相同时间内速度变化量一定不相等D.所有做曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上【答案】D【解析】【详解】A．做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，所以曲线运动一定是变速运动，加速度不可能为零，A错误；B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动，B错误；C．曲线运动在相同时间内速度变化量可能相等，比如平抛运动，C错误；D．物体做曲线运动的条件是所受合外力方向与速度方向不在同一条直线上，D正确。故选D。2.关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A.物体的动量变化，其动能一定变化B.如果物体所受合外力不做功，则物体的动能不变，其动量也一定不变C.如果物体所受合外力的冲量不为零，则物体的动量不为零，其动能也一定不变D.物体的动量变化越快，其所受的合外力一定越大【答案】D【解析】【详解】A．动量是矢量，动能是标量，动量变动能不一定变，例如一个做匀速圆周运动的物体，动量变化、动能不变，故A错误；B．如果物体所受合外力不做功，则物体的动能不变，如果物体所受合外力不为零，物体的速度一定变化，则动量一定变化，故B错误；C．合外力对物体的冲量不为零，物体的动量可能为0，该物体的动能可能不发生改变，比如匀速圆周运动，故C错误；D．根据动量定理可知，物体的动量变化越快，其所受的合外力一定越大，故D正确。故选D。3.关于电场的性质正确的是（）A.电场强度大的地方，电势一定高B.电势为零处电场强度也一定为零C.电场强度大的地方，电势可以为零D.匀强电场中，两点间的电势差只与两点间距离成正比【答案】C【解析】【详解】A．电场强度大的地方，电势不一定高，例如距离负点电荷越近的点，场强大，电势低，选项A错误；B．电势为零处，电场强度不一定为零，例如等量异种电荷连线的中垂线上，选项B错误；C．电势与电场强度没有必然的联系，电场强度大的地方，电势可以为零，选项C正确；D．匀强电场中，根据可知，两点间的电势差与两点间沿电场线方向的距离成正比，选项D错误。故选C。4.如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止在水平面上。现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法中正确的是（）A.斜劈对小球的弹力不做功B.斜劈与小球组成系统机械能守恒C.斜劈的机械能守恒D.小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量【答案】B【解析】【分析】【详解】A．斜劈对小球的弹力与小球位移的夹角大于90°，故弹力做负功，A错误；BD．不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功，系统机械能守恒，小球重力势能的减少量等于斜劈和小球动能的增加量，B正确，D错误；C．小球对斜劈的弹力做正功，斜劈的机械能增加。C错误。故选B。5.质量为m的物块在粗糙水平面减速运动，当速率为v时，施加与水平方向夹角为θ的恒力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在该时间t内，下列说法正确的是（）A.物块所受拉力F的冲量方向水平向右 B.物块所受拉力F的冲量大小为FtcosθC.物块所受重力的冲量大小为零 D.物块所受合力的冲量大小为2mv【答案】D【解析】【详解】AB．物块所受拉力的冲量为方向与水平方向夹角为，故AB错误；C．物块所受重力的冲量为故C错误；D．由动量定理可知故D正确；故选D。6.如图所示，A、B两小球从同一竖直线上的不同位置水平抛出后，恰好在C位置相遇，已知A、B两球抛出时的速度分别为、，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.两球从抛出到运动至C点的时间相等B.相遇时A球速度大于B球速度C.A先抛出，且DB先抛出，且【答案】C【解析】【详解】A．根据两球运动到C点时的竖直高度不同，则两球从抛出到运动至C点的时间不相等，A球运动时间较长，选项A错误；B．根据可知A的初速度较小，相遇时的速度可知不能确定相遇时A球速度与B球速度的关系，选项B错误；CD．因A球运动时间较长，则A先抛出，根据可知，A的初速度较小，且，选项C正确，D错误。故选C。7.在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光制冷”技术，若把原子和入射光分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光制冷”与下述的力学模型很类似。一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度水平向右运动，一个动量大小为p的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短，接着被锁定一段时间，再解除锁定使小球以大小相同的动量p水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最终小车停下来。设地面和车厢均为光滑，除锁定时间外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间。从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】小球入射和弹出的过程，及以后重复进行的过程中，小球和小车所组成的系统动量守恒。规定向右为正方向，设第一次碰撞后小车速度为，由动量守恒定律得则有第二次碰撞过程有则有同理可推得要使小车停下来，即，小球重复入射和弹出的次数为故从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间为故选D。8.如图所示为电子束焊接机，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（）A.A、K之间的电场强度均为B.B点电势低于C点电势C.B点电场强度大于C点电场强度D.电子由K到A的电势能减少了【答案】BD【解析】【详解】A．根据电场线可知此电场不是匀强电场，所以A错误；B．沿电场线方向电势逐渐降低，可知B点电势低于C点电势，所以B正确；C．电场线越密处电场强度越大，由此可知B点场强小于C场强，所以C错误；D．电子由K到A，电势能变化量所以电子电势能减少了eU，D正确。故选BD。9.如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增大到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是（）A.对物体，动能定理的表达式为，其中W为支持力做的功B.对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功C.对物体，动能定理的表达式为其中W为支持力做的功D.对电梯，其所受合力做功为【答案】CD【解析】【详解】ABC．电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力的总功（即合力做的功）才等于物体动能的增量，即其中W为支持力做的功，AB错误C正确；D．对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力做的功一定等于其动能的增量，即，D正确。故选CD。10.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列判断正确的是（）A.小行星带内各小行星绕太阳运动的周期均大于一年B.小行星带内距离太阳近的小行星的向心加速度大于距离远的小行星的向心加速度C.小行星带内的小行星都具有相同的角速度D.要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第三宇宙速度【答案】AB【解析】【详解】A．根据可知小行星带内各小行星绕太阳运动的轨道半径均大于地球的轨道半径，可知周期均大于地球公转周期，即周期均大于一年，选项A正确；B．根据可知，小行星带内距离太阳近的小行星的向心加速度大于距离远的小行星的向心加速度，选项B正确；C．根据可知小行星带内各小行星绕太阳运动的轨道半径不一定相同，可知小行星带内的小行星不一定都具有相同的角速度，选项C错误；D．要从地球发射卫星探测小行星带，要脱离地球的引力但是不脱离太阳的引力，则发射速度应大于地球的第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，选项D错误。故选AB。11.如图所示，水平转台边缘固定一光滑竖直卡槽，与轻质杆右端固定在一起的轻质小球可以沿卡槽上、下自由移动，由于卡槽的作用，轻质杆始终沿转台的半径方向且保持水平，劲度系数为的轻弹簧一端固定在竖直转轴上，另一端与轻质杆共同连在质量的小球上，当转台以角速度绕转轴匀速转动时，轻弹簧与竖直方向的夹角。已知转台半径，轻质杆的长度，重力加速度g取，，下列说法正确的是（）A.轻弹簧的伸长量为B.轻弹簧的伸长量为C.轻质杆中的弹力大小为D.轻质杆中的弹力大小为【答案】BC【解析】【详解】AB．设弹簧的原长和拉伸后的长度分别为、，由几何关系可得小球做匀速圆周运动，竖直方向满足又联立解得F=1.25N轻弹簧的伸长量为，选项A错误，B正确；CD．水平方向由牛顿第二定律可得其中联立解得轻杆上的拉力大小为选项C正确，D错误；故选BC。二、实验探究题（本大题有2小题，每空格2分，共16分）12.如图所示。在水平桌面的左端固定一个圆弧槽滑道，滑道的末端与水平桌面相切。桌面的右端附近固定一个光电门。直径为d、质量为m1的小球1从圆弧槽上某处静止释放。下滑到水平桌面向右运动通过光电门与静止在桌面右边缘的质量为m2的小球2发生正碰，碰后小球1向左弹回，小球2离开桌面做平抛运动。实验中测出小球1连续两次通过光电门的时间分别为t1、t2桌面离水平地面高度为h，小球2碰后做平抛运动的水平距离为x。(1)若两球的碰撞为弹性碰撞，则两球的质量大小关系应满足m2________m1（填“＜”“＞”或“＝”）。(2)改变小球1在圆弧槽上静止释放的位置·重复实验，实验中测出多组、与x的数据。若要验证两小球在碰撞过程中动量守恒，以x为横轴。以_____为纵轴。作出的图像为线性图像。已知重力加速度为g，若线性图像（直线）的斜率k=___________，则可验证两小球在碰撞过程中动量守恒。【答案】①.>②.③.【解析】【详解】(1)[1]选向右为正方向，设小球1碰前的速度为，若两小球发生弹性碰撞，则有解得碰后球1反弹，则，可得；(2)[2][3]若两球在碰撞过程中动量守恒，则有其中可得故图像（直线）的斜率13.利用如图甲所示的装置研究均匀规则定滑轮的转动动能。一根足够长的轻细绳一端缠绕在滑轮边缘，另一端与质量为2m、带有挡光条的小物体A连接，A放光滑的倾斜轨道上，A与滑轮之间的绳与斜轨平行，距顶端L处有一光电门。将A从斜面顶端由静止释放，测得A通过光电门处的速度v。采用半径均为R但质量M不同的定滑轮进行多次试验，测得多组数据如下表所示。L、g、m、R为已知量，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。数据记录表滑轮质量Mm0.8m0.6m0.4m0.2m（1）若A上的挡光条宽为d=2.0mm，经过光电门时的挡光时间为，则A通过光电门处的速度v=_____________m/s（保留二位有效数字）；（2）根据表格中数据，在图乙坐标系中作出图像_______；（3）上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量M=_________时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，由此可求得斜轨倾角为_________；（4）利用表中的第1组数据，可以推出质量m的滑轮以角速度ω转动时其转动的动能Ek=_________。（用m、R、表示）【答案】①.2.0②.③.0④.或⑤.【解析】【详解】（1）[1]小物体A通过光电门的速度为（2）[2]图像如图所示（3）[3][4]上述图像的纵截距表示了当滑轮的质量M为0时，A物体通过光电门的速度平方的倒数，即由能量关系可得可得斜面倾角为（）（4）[5]当滑轮质量为m时，根据第一组数据可知即可得三、计算题（本题共3小题，共40分。14题10分，15题14分，16题16分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14.现在我国正大力发展氢燃料作为交通能源。使用氢能源的最大好处是它跟空气中的氧反应，仅产生水蒸气排出，有效减少了传统汽油车造成的空气污染问题。一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定功率为，在平直公路上行驶时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车保持额定功率从静止启动（g取），求：(1)汽车所能达到的最大速率；(2)当汽车的速度为时的加速度大小。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)设汽车的功率为P，最大速率为v，则代入数据解得(2)根据牛顿第二定律可得将，；代入解得15.某同学做拍篮球的游戏，篮球在球心距地面高范围内做竖直方向的往复运动。在最高点时手开始击打篮球，球落地后反弹，与地面作用的时