湖北省武昌市2021-2022学年物理高一下期末综合测试试题含解析

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，小环A套在光滑竖直杆上，小环B套在光滑水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接在一起。初始时，用力F作用在A上，使A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去F后，小环A运动至轻绳与竖直杆夹角为37°时的速率为v。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．力F的大小为2mg，方向竖直向上B．在运动过程中，小环A的机械能守恒C．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率也为vD．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为2、(本题9分)如图所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出()A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向3、(本题9分)若将地球同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,在地球表面以初速度竖直上抛一钢球,钢球经时间落回抛出点,已知地球半径为,引力常量为下列相关说法不正确的是（）A．地球的质量为B．地球的第一宇宙速度大小为C．月球的线速度比同步卫星的线速度小D．月球的向心加速度比同步卫星的向心加速度小4、(本题9分)有甲、乙两颗人造地球卫星，甲的环绕轨道半径大于乙的环绕轨道半径，则A．甲的线速度一定大于乙的线速度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．甲的环绕周期一定大于乙的周期5、一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，下列说法正确的是()A．物体机械能不变，内能也不变B．物体机械能减小，内能不变C．物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小D．物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变6、(本题9分)如图，平台离水平地面的高度为h，滑板运动员以速度v0从平台末端水平飞出后落到地面上。忽略空气阻力，将运动员和滑板视为质点，下列说法正确的是A．v0越大，运动员在空中运动时间越长B．v0越大，运动员落地的水平位移越小C．v0越大，运动员落地的速度越大D．v0越大，运动员落地时速度与水平方向的夹角越大7、(本题9分)为了进一步研究月球，我国计划于2019年年底发射“嫦娥五号”，实现采样返回任务．若“嫦娥五号”在近月轨道绕月球飞行时周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式为V=πr3(r为球的半径)．则下列判断正确的是A．月球的质量为B．月球的密度为C．月球的第一宇宙速度大小为D．“嫦娥五号”在近月轨道飞行时的向心加速度大小为8、(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车．现有一质量为2m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则()A．小球在小车上到达的最大高度为vB．小球离车后，对地将做自由落体运动C．小球离车后，对地将向右做平抛运动D．此过程中小球对车做的功为89、(本题9分)如图所示，将质量m=2kg的一个小钢球(可看成质点)从离地面H=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力(g取10m／s2)，则下列说法正确的是（）A．整个过程中重力做功为40JB．整个过程中重力做功为41JC．泥对小钢球的平均阻力为800ND．泥对小钢球的平均阻力为820N10、2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在中国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。跳台滑雪赛道可简化为助滑道、着陆坡、停止区三部分，如图所示。一次比赛中，质量m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，滑入停止区后，在与C等高的D处速度减为零。已知B、C之间的高度差为h，着陆坡的倾角为θ，重力加速度为g。只考虑运动员在停止区受到的阻力，不计其他能量损失。由以上信息可以求出（）A．运动员在空中飞行的时间B．A、B之间的高度差C．运动员在停止区运动过程中阻力的大小D．C、D两点之间的水平距离11、(本题9分)如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小物块A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁，在不同的水平面上做匀速圆周运动。则以下叙述正确的是（）A．物块A的线速度大于物块B的线速度B．物块A的角速度大于物块B的角速度C．物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力D．物块A的周期大于物块B的周期12、(本题9分)一个重为mg的物体在外力F作用下，从静止开始沿一条竖直平面内的直线斜向下运动，直线轨迹与竖直方向成30°角，不计空气阻力，则该物体机械能大小的变化可能是A．若，则物体运动过程中机械能守恒B．若，则物体运动过程中机械能可能增大，也可能减小C．若，则物体运动过程中机械能一定越来越大D．若，则物体运动过程中机械能一定越来越大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置．沙和沙桶的质量为m，小车和砝码的质量为M.实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力．(1)实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是（_______）A．应该让小车连接纸带并穿过打点计时器B．必须让小车连接沙桶C．纸带和沙桶都应连接D．纸带和沙桶都不能连接(2)现保持沙和沙桶的总质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，探究加速度和质量的关系．如图是某次实验中打出的一条纸带，交变电流的频率为50Hz，每隔4个点选一个计数点，则小车的加速度为________m/s2(保留两位有效数字)．通过实验得到多组加速度a、质量M的数据，为了方便准确地研究二者关系，一般选用纵坐标为加速度a，则横坐标为_________(填“M”或“”)．14、（10分）某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器的工作频率为50Hz。(1)木板倾斜的目的是为了___________________。(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s。（结果保留3位有效数字）(3)若图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明_________________________。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)如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L．已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G．求：(1)A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r；(2)两星球做圆周运动的周期．16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑的水平地面上停有一质量，长度的平板车，平板车左端紧靠一个平台，平台与平板车的高度均为，一质量的滑块以水平速度从平板车的左端滑上平板车，并从右端滑离，滑块落地时与平板车的右端的水平距离．不计空气阻力，重力加速度．求：（1）滑块刚滑离平板车时，车和滑块的速度大小；（2）滑块与平板车间的动摩擦因数．17、（12分）(本题9分)质量m=1.5×103kg、发动机额定功率P=80kW的汽车在平直公路上行驶，汽车行驶过程中所受阻力大小恒为f=2×103N。求:(1)求汽车能达到的最大速度vm；(2)若汽车以大小a=2m/s2的加速度匀加速启动，求汽车启动后第4s末发动机的功率P′。

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、D【解析】

A．在拉力作用下，AB都处于静止，说明轻绳上的拉力为0，对A分析，由于A静止，故合力为零，施加的外力等于A环的重力，故拉力F=mg方向竖直向上，选项A错误；B．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，由于轻绳存在作用力，故小环A的机械能不守恒，选项B错误；C．将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度大小相等，有解得选项C错误；D．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，则解得选项D正确。故选D。2、C【解析】以乙为参考系，甲是相对静止的，相当于并排坐在汽车里的两个人．甲要将球传给乙，只要沿3方向抛出就行了．以地面为参考系时，不但要考虑乙向前的速度v，还要考虑甲抛出球时，由于惯性，球有一个向前的速度分量v，所以当甲向3方向抛出球时，正好可以到达乙的手中．3、B【解析】在地球表面以初速度v0竖直上抛一钢球，钢球做加速度竖直向下，大小为重力加速度g的匀变速运动；钢球经时间t落回抛出点，故钢球回到抛出点时的速度和初速度大小相等、方向相反，故有；由地球表面物体重力即万有引力可得：，所以地球的质量为：，故A正确；绕地球做圆周运动的卫星，半径为地球半径时，卫星速度即地球的第一宇宙速度，故由万有引力做向心力可得：；所以地球的第一宇宙速度为：，故B错误；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的线速度比同步卫星的线速度小，选项C正确；根据，月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球的向心加速度比同步卫星的小，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.点睛：此题是万有引力问题与运动问题的结合，求解重力加速度是联系这两个问题的桥梁；万有引力与卫星的运动问题，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、向心加速度的关系，然后通过半径关系来比较．4、D【解析】

A．由得知甲的线速度一定小于乙的线速度，A错；B．由得知甲的角速度一定小于乙的角速度，B错；C．由得知甲的加速度一定小于乙的加速度，C错；D．由得知甲的环绕周期一定大于乙的周期，D对．5、D【解析】

物体沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中，速度不变，物体动能不变；高度减小，重力势能减小；故物体的机械能减小；物体下滑，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故内能增大，能量是守恒的；故D正确，ABC错误．6、C【解析】

A.运动员和滑板做平抛运动，有h=gt2，得，故运动员运动时间与初速度无关，故A错误；

B.水平射程x=v0t=v0，则运动员落地位置与v0大小和h大小都有关，v0越大，运动员落地的水平位移越大，故B错误；C.运动员落地的速度，则v0越大，运动员落地的速度越大，选项C正确；D.运动员落地瞬间速度与水平方向夹角的正切值：，可知v0越大，运动员落地时速度与水平方向的夹角越小。故D错误.7、ACD【解析】

A．近月卫星让月球做匀速圆周运动是由万有引力提供向心力，有，解得月球的质量为；故A正确.B．月球的体积为，根据密度公式可得；故B错误.C．月球的第一宇宙速度即为近月卫星的线速度，由匀速圆周运动的线速度和周期的关系可得；故C正确.D．由匀速圆周运动的向心加速度与周期的关系式，可知；故D正确.8、AD【解析】

小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小。【详解】设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：2mv0=mv1+2mv2，由动能守恒定律得：122mv02=12mv12+122mv22，解得：【点睛】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，知道当小球与小车的水平速度相等时，小球上升到最大高度。9、BD【解析】

（1）根据重力做功的公式即可求解；

（2）对整个过程运用动能定理，根据重力和阻力做功之和等于钢球动能的变化量，即可求解；【详解】A、整个过程重力的功：，故A错误，B正确；

B、整个过程，由动能定理得：，代入数据解得：，故C错误，D正确．【点睛】该题是动能定理和重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关．10、AB【解析】

A.设运动员在空中飞行的时间为t，根据平抛运动的规律，y=h=gt2，解得：，故A正确；B.水平方向x=vt，由几何关系可得，=tanθ，代入数据解得，从A到B由动能定理得：mghAB=mv2，hAB=，故B正确；C.设到C的速度为vC，从B到C的过程由动能定理得：mgh=mvC2-mv2，可求得到C的速度vC，从C到D的过程由动能定理得：-W克f=-fx=0-mvC2，则由于x未知，则不能求解运动员在停止区运动过程中阻力的大小，故C错误；D.运动员在C、D两点之间做变速曲线运动，两点之间的水平距离无法求解，故D错误。11、AD【解析】

AB.对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力．如图所示．设内壁与水平面的夹角为．根据牛顿第二定律有：，解得：，，由图可知，A的半径大，故A的速度大，角速度小，故A错误，B正确；C.由图可知，支持力，故C错误；D.由可知，A的角速度小，则周期大，故D错误；.【点睛】两球在不同的水平面上做半径不同的匀速圆周运动，因为所受的重力与支持力分别相等，即向心力相同，由牛顿第二定律可以解得其线速度间、角速度间、周期间的关系．12、ABD【解析】

A.因为物体做直线运动，拉力F和重力的合力与运动轨迹在同一直线上，当外力时，的方向垂直于运动的直线，不做功，A正确；BC.当大于小于时，F的方向不可能与轨迹垂直，或斜向上或斜向下。因此可能做正功，也可能做负功，机械能可能增大，也可能减小，B正确，C错误。D.若时的方向与运动轨迹成锐角，故一定要做正功，机械能越来越大，D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、A；1．0；1/M【解析】

（1）平衡摩擦力时让小车拖着纸带运动，若能做匀速直线运动