2021-2022学年福建省南安市南安一中物理高一下期末达标测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如图所示为某段滑雪雪道模型图，已知雪道倾角为30∘，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距离底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度的大小为13g，在他从上而下滑到底端的过程中，下列说法正确的是A．运动员获得的动能为2B．运动员克服摩擦力做功为2C．下滑过程中系统减少的机械能为mghD．运动员减少的重力势能全部转化为动能2、如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，管口上方O点与弹簧上端初始位置A的距离为h，一小球从O点由静止下落，压缩弹簧至最低点D，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，小球自O点下落到最低点D的过程中，下列说法正确的是（）A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．小球的最大速度与h无关C．小球达到最大速度的位置随h的变化而变化D．弹簧的最大弹性势能与h成正比3、重为2N的物体挂在竖直弹簧秤上，弹簧秤上端固定在电梯顶板上，如图所示.当电梯竖直下降过程中，发现弹簧秤上的示数为1N.则电梯的加速度aA．，方向竖直向下B．，方向竖直向下C．，方向竖直向上D．，方向竖直向上4、(本题9分)在一斜面顶端，将两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在斜面上，A球落至斜面的速率是B球落至斜面的速率的()A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍5、(本题9分)如图所示，河水由西向东流，河宽为800m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水＝x(m/s)(x的单位为m)，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船＝4m/s，则下列说法中正确的是()A．小船渡河的轨迹为直线B．小船在河水中的最大速度是5m/sC．小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度D．小船渡河的时间是160s6、如图所示，通过定滑轮悬挂两个质量为m1、m2的物体(m1>m2)，不计细绳与滑轮的质量、不计细绳与滑轮间的摩擦，在m1向下运动一段距离的过程中，下列说法中正确的是A．m1重力势能的减少量等于m2动能的增加量B．m1重力势能的减少量等于m2重力势能的增加量C．m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量D．m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量7、(本题9分)已知地球半径为R，质量为M，自转角速度为，万有引力常量为G，地球同步卫星与地心间的距离为r，近地人造卫星绕地球的运行轨道可视为圆，则A．地球近地卫星做匀速圆周运动的加速度为2RB．地球同步卫星做匀速圆周运动的加速度为2rC．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为RD．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为8、如图甲所示，质量为m的小滑块A以向右的初速度v0滑上静止在光滑水平地面上的平板车B，从滑块A刚滑上平板车B开始计时，它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，物块未滑离小车，重力加速度为g，以下说法中正确的是A．滑块A与平板车B上表面的动摩擦因数μ=B．平板车B的质量M＝2mC．滑块A与平板车间因摩擦产生的热量为Q＝1D．t0时间内摩擦力对小车B做功的平均功率为P=9、(本题9分)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长也为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则（）A．小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小B．A球刚滑至水平面时，速度大小为C．小球B升高至斜面右侧L/2处时，小球A所受重力的瞬时功率大于小球B所受重力的瞬时功率D．小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为10、(本题9分)下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（）A．地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB．月球绕地球运行的周期T和地球的半径RC．月球绕地球运动的角速度和轨道半径rD．月球绕地球运动的周期T和轨道半径r11、(本题9分)如图所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，则A．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒B．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒C．若v0=2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24sD．若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于5m/s12、(本题9分)如图给出A、B两个质点做匀变速直线运动的v－t图象，由图可知()A．t1时刻A、B两个质点的速度大小相等方向相反B．t1时刻A、B两个质点的加速度大小相等方向相反C．t2时刻质点A的速度大于B的速度，两者方向相同D．t2时刻质点A的加速度小于B的加速度，两者方向相反二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学用如图所示装置探究“碰撞过程中的不变量”：将长木板放在水平桌面上，小车甲、乙放在长木板上，小车甲的前端粘有橡皮泥，后端连有纸带，纸带穿过打点计时器。将小木片垫在长木板下适当位置，推动小车甲使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动。已知打点计时器的打点频率为50Hz。（1）实验得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选____段计算小车甲的碰前速度，应选____段来计算小车甲和乙碰后的共同速度。(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)A（2）测得小车甲的质量m甲=0.40kg，小车乙的质量m乙=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为____kg·m/s，碰后系统总动量为____kg·m/s。(结果均保留三位有效数字)（3）通过计算得出的结论是________。14、（10分）用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图甲中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g则（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_______；（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△EK=________，系统势能的减少量△EP=________，由此得出的结论是_____________________________（3）若某同学作出-h图象如图丙，则当地的实际重力加速度g=___________．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)2013年“嫦娥三号”探测器携带“玉兔号”月球车，成功实施近月制动顺利进入环月轨道，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，月球车在距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道III（贴近月球表面）绕月球作圆周运动，求：（1）月球车在轨道III上的运行速率；（3）月球车在轨道I绕月球运行一周所需的时间．16、（12分）如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，经时间t0从跳台O点沿水平方向飞出．已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m．重力加速度为g．不计一切摩擦和空气阻力．求：（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；（2）从A点到O点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率；17、（12分）如图所示，细线下吊着一个质量为M的沙袋（可看作质点），构成一个单摆，摆长为l。一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，已知重力加速度为g，求：（1）子弹射入沙袋后沙袋的速度大小v；（2）子弹射入沙袋过程中生热是多少Q；（3）子弹和沙袋一起上升的最大高度h.

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、A【解析】试题分析：由几何关系可知运动员下滑的位移，则由速度和位移公式可得出运动员的末速度，则可得出运动员的动能；由动能定理可得出运动员克服摩擦力所做的功；由功能关系即可得出机械能的改变量．若物体不受摩擦力，则加速度应为a'=gsin30°=12g，而现在的加速度为13g小于12g，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A错误；运动员运动员下滑的距离L=hsin30°=22、A【解析】A、小球在运动的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确；

B、设小球刚运动到A点时的速度为v，则有，，小球接触弹簧后先做加速运动，当弹簧的弹力与重力大小相等时，弹簧压缩量为x，此时小球的速度最大，则有，，该过程中机械能守恒，由功能关系可得：，得：，可知小球的最大速度与h有关，故B错误；

C、当弹簧的弹力与重力大小相等时，即弹簧压缩量为时小球的速度最大，与h无关，故C错误；

D、选取小球的平衡位置处为重力势能的0点，当小球运动到最低点D时，弹性势能最大，动能为0，则弹簧的弹性势能等于取小球的平衡位置处小球与弹簧组成的系统的机械能，根据机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：，可知弹簧的最大弹性势能与h是线性关系，但不是成正比，故D错误。点睛：本题既要根据受力情况判断小球的运动情况，又要运用机械能守恒分析小球的速度和弹簧的弹性势能，综合性较强。3、A【解析】

对物体进行受力分析，物体受重力和弹簧秤的拉力F作用，取竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律知：F-mg=ma得物体的加速度为：，负号表示物体的加速度方向竖直向下，小于重力加速度。A.a<g，方向竖直向下，与结论相符，选项A正确；B.a=g，方向竖直向下，与结论不相符，选项B错误；C.a<g，方向竖直向上，与结论不相符，选项C错误；D.a=g，方向竖直向上，与结论不相符，选项D错误；4、A【解析】

两小球都落在斜面上，有解得则落在斜面上时的竖直分速度根据平行四边形定则知两球的初速度之比为2：1，则落在斜面上的速度之比为2：1，故A正确。故选A。5、B【解析】

A、小船的速度为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动的分速度的矢量和，而两个分速度垂直，故当顺水流方向的分速度最大时，合速度最大，合速度的方向随顺水流方向的分速度的变化而变化，故小船到达河中心时速度最大，且运动轨迹为曲线，故A错误；

B、当船到河中央时，水流速度达到最大，根据矢量的合成，船在河水中的最大速度，故B正确；

C、小船距南岸200m处，则水流速度为，而小船距北岸200m处时，水流速度也为,根据速度的合成可知，它们的速度大小相等，故C错误；

D、将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动，两个分运动同时发生，互不干扰，故渡河时间与顺水流方向的分运动无关，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的分位移最小，故渡河时间最短，最短时间为，故D错误．【点睛】本题关键是当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，同时合速度与分速度遵循平行四边形定则，同时注意公式中的x的含义．6、C【解析】两个物体系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒；m1重力势能减小，动能增加，m2重力势能和动能都增加，故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和；故选C．点睛：本题关键是两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变．7、BD【解析】

A.卫星绕地球做圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，有：，解得：，地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度ω，得地球近地卫星与地球同步卫星的角速度之比为：，则得：，所以地球近地卫星做匀速圆周运动的加速度为：，故A错误。B.地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度ω，则地球同步卫星做匀速圆周运动的加速度为：a同=ω2r，故B正确。C.地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为：v近=ω近R=，故C错误。D.地球近地卫星做匀速圆周运动时，根据得近地卫星的线速度为：，故D正确。8、BC【解析】

A.滑块A在木板上受滑动摩擦力做匀减速直线运动，加速度为a=μmgm=μg，两者最后共速为v03B.对A和B在相对滑行的过程中，系统不受外力而动量守恒，有mv0=(M+m)C.对A和B相对滑动到共速的过程，由能量守恒定律可知，系统损失的动能转化成两者摩擦生热，有12mv02D.根据平均功率的计算式P=Wft0，而摩擦力对B做的功为9、ABC【解析】

A.小球A下滑过程中，系统只有重力做功，机械能守恒，刚开始，AB球的速度都增大，所以系统动能增大，则重力势能减小，故A项与题意相符；B.A球刚滑至水平面时，对系统用动能定理得：解得：故B项与题意相符；C.小球B升高的过程中，根据动能定理得：解得：此时，重力对小球A做功的功率为：重力对小球B做功的功率为故C项与题意相符；D.B球刚升至斜面顶端时时，对系统用动能定理得：解得：根据动能定理研究B得：解得：故D项与题意不相符。10、CD【解析】A：知道地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r，借助，算不出地球质量，可计算出太阳的质量．BD：知道月球绕地球运行的周期T和月球绕地球的轨道半径r，借助，可计算出地球的质量．利用月球绕地球运行的周期T和地球的半径R算不出地球的质量．C：知道月球绕地球运动的角速度和轨道半径r，借助可计算出地球的质量．综上，能算出地球质量的是CD两项．点睛：知道环绕天体的相关物理量可计算出中心天体的质量．11、ACD【解析】由于地面光滑，所以物块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；由于物块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有，解得，代入数据得，C正确；要使物块恰好不从车面上滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则，由功能关系有，代入数据解得，故D正确；12、CD【解析】试题分析：速度时间图像中速度的正负表示运动方向，AB两物体在时刻速度都为正值，所以都朝着正方向运动，大小相等，A错误；图像的斜率表示加速度，A做匀加速直线运动，B做匀减速直线运动，两者的速度方向相同，所以加速度方向相反，A图像的斜率小于B图像的斜率，所以A的加速度小于物体B的加速度，B错误D正确；在时刻A的速度大于B的速度，都为正值，即方向相同，C正确；考点：考查了速度时间图像二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCDE0.4200.417在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的【解析】

第一空、推动小车甲运动有很短的时间，则应选BC段计算小车甲的碰前速度。第二空、碰后甲、乙粘为一起，由于有很短的碰撞时间，故应选DE段来计算小车甲、乙碰后的共同速度。第三空、碰前甲的速度v1==m/s=1.05m/s，碰前系统总动量为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，碰后系统总动量为p2=（m甲+m乙）v2=（0.40+0.20）0.695kg·m/s=0.417kg·m/s。第五空、在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。14、2.4m/s0.576J0.5