2021南昌十中高一下学期期末考试物理试题含答案

南昌十中2020-2021学年高一第二学期期末考试

高一物理试题

说明：本试卷满分110分。考试用时100分钟。

注 意 事 项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求.

1．答题前，请您务必将自己的姓名、考试证号用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。

2．作答非选择题必须用书写黑色字迹的0．5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。

3．考试结束后，答题纸交回。

一、选择题(每小题4分，共计48分，1~8题只有一项符合题意，9~12题至少有一项符合题意，选不全的得2分)

1.下列几幅图片所展示的情形都应用了与动量相关的物理知识和原理，其中与另外三幅图片所包含的物理原理不同的是（　　）

A．体操运动员从高处跳下着地时先屈膝            B．码头边上悬挂着一排排旧轮胎

C．直升机依靠螺旋桨旋转获得升力                D．易碎物品运输时要用柔软材料包装

2.如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平拋出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且均固定不动，斜面底边长是其竖直高度的2倍。若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，a、b均可视为质点，则（　　）

A．a球一定先落在半圆轨道上

B．b球一定先落在斜面上

C．a、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上

D．a球可能垂直落在半圆轨道上

3.如图所示，由我国自主研发的北斗卫星导航系统，空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。目前已经实现了覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。关于其中的静止轨道卫星（同步卫星），下列说法中正确的是（　　）

A．该卫星一定不会运动到南昌市正上方天空

B．该卫星处于完全失重状态，卫星所在处的重力加速度为零

C．该卫星若受到太阳风暴影响后速度变小，它的轨道半径将变大

D．该卫星相对于地表静止，其运行速度等于地球赤道处自转的线速度

4.如图所示，在一斜面上铺有一种特殊材料，其动摩擦因数沿斜面由A到B随距离均匀减小现有一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处，设物块的初动能为Ek0，则在该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线可能是（　　）

  A．                  B．                 C．                   D．

5. 如图所示，在水平光滑地面上有 A、B 两个木块，A、B 之间用一轻弹簧连接。A 靠在墙壁上，用力 F 向左缓慢推 B 使两木块之间弹簧压缩，然后突然撤去力 F。下列说法中不正确的是 （    ）

A．用力 F 推木块弹簧压缩的过程中，A、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，但动量不守恒。

B．在撤去外力后，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒

C．在撤去外力后，木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒

D．在撤去外力后，木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒

6.两质量不等的可视为质点的小球用长度相同的轻质细线悬挂于天花板上同一点，初始时轻质细线与竖直方向的夹角均为，现由静止同时释放两小球，最终两球在悬点正下方发生相向碰撞，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．从释放到刚要发生碰撞，两球所受重力产生的冲量一定相同

B．从释放到刚要发生碰撞，细线上的拉力不产生冲量

C．从释放到刚要发生碰撞，两球所受合力产生的冲量方向一定相反

D．若两球碰撞后粘合在一起，则两小球一定静止

7.如图所示，两个质量均为m的小木块A和B（可视为质点）放在水平圆盘上，A与转轴OO′的距离为，B与转轴的距离为，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是 (     )

A．A一定比B先开始滑动 

B．A，B所受的摩擦力始终相等 

C．是B开始滑动的临界角速度

D．时，A所受摩擦力大小为

8.如图甲所示，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示。t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ

B．物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为mv0

C．斜面倾角θ的正弦值为

D．不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功

9.质量分别为 m、2m、3m 的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示。具有初动能E0的第1号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，每次碰后物块都粘成一个整体。下列说法正确的是（　　）

A．最终这个整体的动能等于0                                             

B．最终这个整体的动能等于0                               

D．最终这个整体的动量等于

D．最终这个整体的动量等于

10.宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h（h远小于R）高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是（    ）

A．该星球的质量为

B．该星球表面的重力加速度为

C．该星球表面的第一宇宙速度为

D．该星球的密度为

11.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A．物体在传送带上的划痕长 B．传送带克服摩擦力做的功为

C．电动机多做的功为 D．电动机增加的功率为

12.如图所示，表面光滑的斜面固定在地面上，斜面底端固定一垂直于斜面的挡板。a、b、c三个滑块质量均为m，其中a、b用劲度系数为k的轻弹簣连接，b、c用不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接。此时系统处于静止状态，且a滑块与挡板接触但恰好无相互作用力。此后某时刻将b、c间的轻绳剪断，重力加速度为g，则（　　）

A．斜面倾角为

B．刚剪断轻绳瞬间，滑块b的加速度为

C．弹簧的最大压缩量为

D．滑块b的动能最大值为

二、实验题(每空2分，共2小题，共计16分)

13.利用如图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的　     

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量和势能变化量

C．速度变化量和高度变化量

（2）在实验中，已知重物质量m＝1kg，在纸带上打出一系列的点，如图2所示（打点间隔为0.02s），g＝9.8m/s2，纸带上所标数据单位cm，其中O点与下一点之间距离为2mm，那么从打O点到打B点的过程中：

①重物的重力势能变化量Ep＝　     J，动能变化量Ek＝　     J（结果保留两位有效数字）

②有一位学生的实验结果显示，重力势能的减少量小于动能的增加量，原因是：　          　

A．重锤下落时受到的阻力过大

B．在计算中误将g取10m/s2

C．重锤的质量测量错误

D．交流电源的频率小于50Hz            

14. 用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置B，测量平抛水平射程OB。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两个小球落地的平均位置A、C。                                                                                                                                                                                       

（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________。

A．可选用半径不同的两小球

B．选用两球的质量应满足

C．需用秒表测量小球在空中飞行的时间

D．斜槽轨道必须光滑

（2）图乙是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为____________cm

（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为，三个落点的平均位置与O点的距离分别为、、。在实验误差允许范围内，若满足关系式                             ，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒（用所给符号表示）。

（4）验证动量守恒的实验也可以在如图所示的水平气垫导轨上完成，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。

在实验误差允许范围内，若满足关系式    ____________。即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）

三、计算题（共5小题，15题6分，16题8分，17题8分，18题12分，19题12分,共计46分）

15.（6分）如图所示，静止在光滑水平地面上的两个物块A、B，质量分别为2kg、1kg，某时刻给物块A一水平向右的速度，物块A和物块B发生弹性碰撞，求：物块A和物块B碰撞后，物块A、物块B的速度。

16.（8分）京沪高铁采用CR400系列"复兴号"列车运行，一列16节车厢的高铁列车总质量m＝800 t，发动机的额定功率P＝8×103kW，设列车在水平轨道上行驶时所受阻力Ff是列车重力的0.01倍，g＝10 m/s2。求：

(1) 高铁列车在水平轨道上行驶的最大速度；

(2) 若列车在水平长直轨道上从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一匀加速过程维持的最长时间t为多少?

17.（8分）如图所示，有一个可视为质点的质量m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝1.8 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R＝2 m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：

(1)光滑平台上的A点到BC平面的高度；

(2)小物块到达圆弧轨道最低点D时对轨道的压力。

18.（12分）如图所示，质量为m=180g、长1m的木块A，静止在质量M=1.8kg的长木板B的左端，长木板B停止在光滑的水平面上。现有一颗质量为m0=20g的子弹，以v=300m/s的初速度，水平从左向右瞬间击中木块并嵌入木块中，子弹在木块中受到的平均阻力F阻= 9000N，此后，木块在长木板上向右滑行恰好不离开长木板，木块与长木板间的动摩擦因数?=0.9，。求：

(1)嵌入木块后，子弹的速度大小；

(2)子弹在木块中嵌入的深度d；

(3)长木板B的长度。

19.（12分）如图所示为某种弹射装置的示意图，轻弹簧左端与一固定挡板相连，光滑的水平导轨 MN 右端 N 处与水平传送带平滑连接，传送带长L=6.0m，两个质量均为m=1.0kg 的滑块 A、B 置于水平导轨上。第一次实验时，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以速率v1=4.0m/s 匀速转动，现使滑块A压缩轻弹簧至某一位置，由静止释放，滑块 A 离开弹簧后以某一速度与 B 发生弹性碰撞，碰后滑块 B 以速度 vB=2.0m/s 滑上传送带，并从传送带右端 P 点平抛落至地面上的 Q 点。已知滑块 B 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度 g 取 10m/s2。求：

（1）滑块B在传送带上运动的时间；

（2）第二次实验时，使皮带轮沿逆时针方向转动，带动皮带以速率v2=1.0m/s 匀速转动，要使滑块B平抛的 水平位移是第一次的四分之一，则需将滑块A压缩弹簧至另一位置由静止释放，后与B发生弹性碰撞，求此过程弹簧对滑块A做的功W；

（3）在第二次实验过程中，滑块 B 在传送带上滑动过程中产生的热量Q。

参考答案

1、C   2、C   3、A   4、D    5、A    6、C 

7、C  8、C  9、BC   10、ACD  11、AD  12、AD

13、（1）A（2）①0.49，0.48　②D　

14、B    55.50    m1=m1+m2   

15、va=m/s，向右；vb=m/s，向右

16、(1) vm = 100m/s      (2) t==33.3s    

17、（1）h=0.288m                    

（2）小物块在D点时对轨道压力为=22.5N,方向竖直向下 

18、(1)v=30m/s；(2)d=0.09m ；(3)L=46m

19、（1） t=1.75s ；（2）W=12.5J ；（3）Q=16J