福建省清流第一中学2021-2022学年物理高一下期末质量检测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、如图所示，一个长为0.5m的轻质细杆OA，A端固定一质量为3kg的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速度为2m/s，取g=10m/s2。则此时A．6N的拉力 B．6N的压力C．24N的拉力 D．24N的压力2、(本题9分)如图所示，物体从高度为h的光滑固定斜面顶端A点开始下滑，在滑行到斜面底端B点时，速度的大小为（不计空气阻力）（）A．12gh3、如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h.在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD.下列关系式正确的是()A．PA＝PB＝PC＝PD B．PA＝PC>PB＝PDC．PA＝PC＝PD>PB D．PA>PC＝PD>PB4、载人飞船在发射至返回的过程中（大气层以外无阻力作用），满足机械能守恒的是A．飞船加速升空的阶段B．飞船进入大气层以外的预定椭圆轨道后无动力绕地球运行阶段C．返回舱在大气层内向着地球作无动力飞行的阶段D．降落伞张开后，返回舱减速下降阶段5、(本题9分)物体做曲线运动的过程中，一定发生变化的物理量是A．合外力 B．加速度 C．速度 D．动能6、(本题9分)光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点连接，导轨半径R＝0.5m，一个质量m＝2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能Ep＝36J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿半圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，g取10m/s2。下列选项正确的是（）A．小球脱离弹簧时的速度大小5m/sB．小球通过最高点C的速度是0C．小球在C点处于超重状态D．小球从B到C阻力做的功-11J7、(本题9分)2022年冬奥会将在北京召开。如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，E是运动轨迹上的某一点，在该点运动员的速度方向与轨道CD平行，设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直CD，则有关离开C点后的飞行过程（）A．有t1=t2，且CF=FDB．若运动员离开C点的速度加倍，则飞行时间加倍C．若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上的距离加倍D．若运动员离开C点的速度加倍，则落在斜面上的速度方向不变8、(本题9分)如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FB．物块上升的最大高度为C．速度v不能超过D．若小环碰到杆上的钉子P后立刻以的速度反弹，这时绳的张力等于+Mg9、在某一稳定轨道运行的空间站中，物体处于完全失重状态。如图所示的均匀螺旋轨道竖直放置，整个轨道光滑，P，Q点分别对应螺旋轨道中两个圆周的最高点，对应的圆周运动轨道半径分别为R和r（R＞r）。宇航员让一小球以一定的速度v滑上轨道，下列说法正确的是（）A．小球经过P点时比经过Q点时角速度小B．小球经过P点时比经过Q点时线速度小C．如果减小小球的初速度，小球可能不能到达P点D．小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力10、(本题9分)如图甲所示，光滑平台上的物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车B上，车与水平面间的动摩擦因数不计，图乙为物体A与小车B的v-t图象，由此可知A．小车上表面长度B．物体A与小车B的质量之比C．物体A与小车B上表面的动摩擦因数D．小车B获得的动能11、(本题9分)下列运动过程中机械能守恒的是A．雨滴在空中匀速下落B．小石块做平抛运动C．子弹射穿木块D．物块沿光滑斜面下滑12、(本题9分)党的十九大报告指出人与自然应和谐共生，下列关于能源和能量说法正确的有A．能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散B．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源C．煤炭和石油资源是有限的，不可能无限制的利用D．合理利用能源的同时，需要保护好自然环境二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)有两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m1：m2＝2：1，轨道半径之比为r1：r2＝3：1，那么，它们的向心加速度之比为a1：a2＝_____，它们的周期之比为T1：T2＝_____14、某星球与地球的质量比为a,半径比为b，则该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为_______________15、某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．（1）该同学还必须有的器材是_____；（2）需要直接测量的数据是_____；（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是_____．三．计算题(22分)16、（12分）动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值．(1)质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1和F2的值．(2)如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度与v0、v满足什么条件时，F1和F2是相等的．(3)质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为，求此过程中物块所受合力对时间t的平均值．17、（10分）(本题9分)如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中AB是足够长的水平轨道，B端与半径为R的光滑半圆轨道BCD平滑相切连接，半圆的直径BD竖直，C点与圆心O等高．现有一质量为m的小球Q静止在B点，另一质量为2m的小球P沿轨道AB向右匀速运动并与Q发生对心碰撞，碰撞后瞬间小球Q对半圆轨道B点的压力大小为自身重力的7倍，碰撞后小球P恰好到达C点．重力加速度为g．（1）求碰撞前小球P的速度大小；（2）求小球Q离开半圆轨道后落回水平面上的位置与B点之间的距离；（3）若只调节光滑半圆轨道BCD半径大小，求小球Q离开半圆轨道D点后落回水平面上的位置与B点之间的距离最大时，所对应的轨道半径是多少？

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】

小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动,当在最高点小球与细杆无弹力作用时,小球的速度为v1mg=m得:v15>2小球受到细杆的支持力小球在O点受力分析:重力与支持力mg-F=m解得：F=6N即杆受到小球向下的6N的压力A.6N的拉力与分析不符，故A不符合题意B.6N的压力与分析相符，故B符合题意C.24N的拉力与分析不符，故C不符合题意D.24N的压力与分析不符，故D不符合题意2、D【解析】物体从A运动到B端的过程中，由动能定理得12mv3、C【解析】小球落地时，A的重力的瞬时功率：PA=mg2gh；B落地的瞬时功率：PB=mg2ghcosθ；C落地的瞬时竖直速度为vy=2gh，则落地时重力的瞬时功率：PC=mg4、B【解析】

A.飞船加速升空的阶段，推力做正功，机械能增加，故A错误；B.飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，重力势能和动能之和保持不变，机械能守恒，故B正确；C.返回舱在大气层内向着地球做无动力飞行阶段，空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误；D.降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能不守恒，故D错误。5、C【解析】

物体做曲线运动的过程中，一定发生变化的物理量是速度的方向，即速度一定变化，合外力和加速度不一定变化，例如平抛运动；动能不一定变化，例如匀速圆周运动，选项C正确，ABD错误.6、D【解析】

A.根据机械能守恒定律Ep=mv12解得：v1=6m/s

，选项A错误；B.因小球恰能通过最高点C，则，解得，选项B错误；C.小球在C点时，加速度向下，处于失重状态，选项C错误；D.小球从B到C，由动能定理：，联立解得Wf=-11J，选项D正确。7、BD【解析】

AB.以C点为原点，以CD为x轴，以CD垂直向上方向为y轴，建立坐标系如图：对运动员的运动进行分解，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与轨道平行时，在Y轴方向上到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，知t1=t2。而x轴方向运动员做匀加速运动，因t1=t2，故CF＜FD，故A错误；BC.将初速度沿x、y方向分解为v1、v2，将加速度沿x、y方向分解为a1、a2，则运动员的运动时间为：，落在斜面上的距离：，离开C点的速度加倍，则v1、v2加倍，t加倍，由位移公式得s不加倍，故B正确，C错误；D.设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为，斜面的倾角为．则有：，，则得，一定，则一定，则知运动员落在斜面上的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关，故D正确。8、CD【解析】A.小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力等于夹子与物体间的摩擦力，由于物块在夹子中没有滑动，拉力一定小于2F，故A错误；B.依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有：，那么物块上升的最大高度为h=，故B错误；C．因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，对物体M，则有：2F−Mg=，解得：v=，故C错误；D.若小环碰到杆上的钉子P后立刻以的速度反弹，绳的张力T-Mg=M，T=+Mg，故D正确．故选CD.9、AD【解析】

AB.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，即小球经过P点时与经过Q点时线速度大小相等，由R＞r，根据，可知小球经过P点时比经过Q点时角速度小，故A正确，B错误；C.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，且支持力始终不做功，则速率不变，若减小小球的初速度，小球可以到达P点，故C错误；D.在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的支持力提供向心力，则有：，由于支持力始终不做功，则速率不变，又R＞r，所以小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力，故D正确。10、BC【解析】

A．由图象可知，A和B最终以共同速度v1匀速运动，则不能确定小车上表面长度，故A错误；B．由动量守恒定律得：解得：故可以确定物体A与小车B的质量之比，故B正确；C．由图象可以知道A相对小车B的位移为两者的位移之差：根据能量守恒得：根据所求的质量关系，可以解出动摩擦因数，故C正确；D．由于只知两车的质量比值而小车B的质量无法求得，故不能确定小车B获得的动能，故D错误。11、BD【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，或者看有没有机械能转化为其它形式的能，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒．【详解】A、雨滴落地前在空中匀速下落的过程，说明雨滴动能不变，重力势能减小，所以机械能不守恒;故A错误.B、小石块做平抛运动只受重力作用，所以机械能守恒;故B正确.C、子弹射穿过木块的运动中，要受到阻力的作用，阻力对物体做负功，所以机械能不守恒;故C错误.D、物体沿光滑曲面下滑，没有摩擦力的作用，同时物体受到支持力对物体也不做功，所以只有物体的重力做功，机械能守恒;故D正确.故选BD。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件，知道各种运动的特点即可.12、ACD【解析】

A.能量是守恒的，但能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散，故A正确；B.自然界的能量守恒，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源。故B错误；C.能源短缺是指煤炭和石油资源是有限的，以现在的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，所以不可能无限制的利用，故C正确；D.合理利用能源时，燃料的生成物容易对空气、土壤、水源造成污染，所以需要注意保护好自然环境，故D正确；二．填空题(每小题6分，共18分)13、1：9：1【解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，有：可得，，根据r1：r2＝3：1，得它们的向心加速度之比为a1：a2＝1：9，它们的周期之比为T1：T2＝：114、【解析】

[1].设地球质量aM，某星球质量M，地球半径br，某星球半径r

由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：解得卫星在圆轨道上运行时的速度公式分别代入地球和某星球的各物理量得该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度比值为：15、刻度尺、天平、铅垂线两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离s1、s2m1s1＝m2s2【解析】

小球离开桌面后做平抛运动，取小球1的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为：m1、m2，v1、v2，平抛运动的水平位移分别为s1、s2，平抛运动的时间为t．需要验证的方程：0=m1v1-m2v2，又，，代入得到m1s1=m2s2，故需要测量两木块的质量m1和m2，两木块落地点到桌面边缘的水平距离s1，s2，需要的器材为刻度尺、天平、重锤线．（1）需要的实验器材有：天