2021-2022学年江西省九江市五校高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2021-2022学年江西省九江市五校高一（下）期末物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年江西省九江市五校高一（下）期末物理试卷 题号一二三四总分得分       一、单选题（本大题共7小题，共28分）下列说法正确的是(    )A. 做曲线运动的物体所受合外力不可能为零
B. 曲线运动不可能是匀变速运动
C. 做圆周运动的物体的合外力一定指向圆心
D. 两个直线运动的合运动不可能是曲线运动质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着物体与小车，物体与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图所示，下列说法正确的是(    )A. 的速率为 B. 的速率为
C. 的速率为 D. 的速率为一个质点做匀速圆周运动，时间内通过的弧长为小于周长，这段弧所对的圆心角为弧度，则该质点做圆周运动的向心加速度为(    )A.  B.  C.  D. 新能源电车，具有清洁实惠、绿色环保等特点，越来越被人们认可，在各个领域被广泛使用。一辆质量为的新能源电车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的倍，重力加速度取。若该新能源电车从静止开始，保持额定功率做加速运动，后前行达到最大速度，则该新能源电车的额定功率为(    )A.  B.  C.  D. 在真空中，一点电荷在、两点产生的电场，方向如图，若点的电场强度大小为，则在、两点的连线上，电场强度的最大值为(    )A.  B.  C.  D. 年月，“天问一号”成功地被火星捕获，经过多次变轨后，在距火星表面高为的环火圆轨道上做匀速圆周运动，已知“天问一号”在环火圆轨道上的运行周期为，火星表面的重力加速度为，万有引力常量为，不考虑火星的自转，由此不能计算出的物理量是(    )
A. 火星的半径
B. “天问一号”的质量
C. 火星的第一宇宙速度
D. “天问一号”在环火圆轨道上的线速度某同学将个相同的玻璃球固定在一根细线上，玻璃球等间距分布，初始时整体放置在光滑水平面上，细线刚好伸直，如图所示。甲同学用外力将球抓住缓慢竖直向上提起，直至球刚好离开地面，此过程甲同学做的功为；乙同学用外力将球抓住缓慢竖直向上提起，直至球刚好离开地面，此过程乙同学做的功为，则与的比值为(    )A. ： B. ： C. ： D. ： 二、多选题（本大题共4小题，共16分）北京年冬奥会的成功举办掀起了全民冰雪运动热潮。图为某跳台滑雪赛道简化示意图，助滑坡竖直高度为，着陆坡连线与水平方向的夹角为。一质量为的运动员包括装备从助滑坡上点静止下滑，经点以大小为的速度水平飞出，最终在着陆坡上点着陆。运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为。运动员从点到点的过程中(    )A. 克服摩擦阻力做的功为 B. 克服摩擦阻力做的功为
C. 的长为 D. 的长为如图，半径为的四分之三圆弧轨道固定在竖直平面内，圆弧最高点的切线水平，一个质量为的小球在点以初速度竖直向下抛出，刚好从点无碰撞地进入圆弧轨道，恰好能到达点，重力加速度取，不计小球的大小和空气阻力，则(    )A. 在点小球重力的功率为零
B. 在点小球的速度为零
C. 小球从点到点的过程，机械能守恒
D. 小球从点到点的过程，机械能减少了在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一质量为的物体从时刻起，由原点开始运动，其沿轴方向和轴方向的速度一时间图像如图甲、乙所示，下列说法正确的是(    )
A. 内物体沿轴做匀加速直线运动
B. 物体的加速度大小为
C. 末物体的速度大小为
D. 末物体的位置坐标为如图，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与球连接。、、三个带电小球质量均为，其中球的电荷量，球的电荷量，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为，重力加速度为，小球间距离远大于小球的半径，则(    )A. 球的电荷量 B. 弹簧伸长量为
C. 球受到的库仑力大小为 D. 相邻两小球间距为 三、实验题（本大题共2小题，共14分）用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示，当地重力加速度为。

关于打点计时器的使用及纸带选取，下列说法正确的是______。
A.打点计时器的两限位孔应在同一竖直线上
B.打点计时器应接的交流电
C.在打点计时器接通电源的同时释放纸带
D.纸带上打的第一个点和第二点距离明显不为，则不能验证机械能守恒定律
按正确的操作，多打出几条纸带，选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，打点计时器打下点时，重物开始下落，、、为打下的三个连续点，打点计时器所用交流电频率为。用刻度尺测得、、到点距离并标在纸带上，则打点计时器打点时重物的速度______。用此方法测出打其他点到点的距离，并求出打其他点时重物的速度，在坐标系上描点作图，如果作出的图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率在误差允许范围内等于______，则机械能守恒定律得到验证。计算结果均保留三位有效数字在“探究平抛运动规律”的实验中。
在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下列说法正确的是______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次静止释放小球的位置必须相同
C.小球运动时应与木板上的白纸相接触
D.将球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成平滑曲线
进行正确的操作后，在方格纸上得到了一条平滑的曲线即为小球做平抛运动的轨迹，如图所示。小方格的边长为，在平抛轨迹上选出、、、四个位置，小球从位置到位置的时间为，则当地重力加速度______结果保留位小数；小球从位置到位置过程，速度的变化量大小为______结果保留位小数，速度变化量的方向为______。 四、计算题（本大题共3小题，共42分）今年月日晚到日早晨，水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星在太阳的同一侧，按照距离太阳由近列远的顺序，排成一条直线，形成“七星连珠”这一罕见的天文景观，从地球的视角看，水星、金星、火星、木星、土星颗行星肉眼直接可见。形成这一天文景观的原因是由于各个行星围绕太阳运动的周期不同。假设各行星均作匀速圆周运动，且受到的引力主要为太阳的引力，不考虑星球的自转，引力常量为。
今天人类已经对火星进行了探索，测定火星半径为，火星表面的重力加速度为，求出火星的平均密度；
形成“七星连珠”这一罕见的天文景观时，金星和火星相距最近。若金星绕太阳运动的轨道半径为，金星的公转周期为，火星绕太阳运动的轨道半径为，求经过多少时间金星和火星再次相距最近？如图所示，质量的物体放在水平面上，物体与水平面间动摩擦因数为，取，今用大小为的水平恒力作用于物体，使物体由静止开始做匀变速直线运动，经，求：
内力所做的功；
末物体的动能；
内，物体克服摩擦力所做的功．如图所示，水平传送带以一定速度匀速运动，将质量的小物块轻轻放在传送带上的点，小物块运动到点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道。、为圆弧上的两点，其连线水平，点为圆弧轨道的最低点，垂直于，已知圆弧对应圆心角，圆弧半径，点距水平面的高度，圆弧点与斜面恰好相切，小物块到达点时的速度大小与点相等，并沿固定斜面向上滑动，小物块从点到第二次经过斜面上点的时间间隔为，已知小物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：
小物块离开点时的水平速度大小；
小物块在点时对轨道的压力大小结果保留位小数；
斜面上、两点间的距离。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：物体做曲线运动时，加速度一定不为零，因此合外力也一定不为零，项正确。
B.做曲线运动的物体所受合力恒定时，物体做匀变速曲线运动，故B项错误。
C.物体做变速匀速圆周运动时，合外力不一定指向圆心，故C错误。
D.两个直线运动的合运动的合运动是否为直线运动取决于合加速度和合初速度的方向是否在同一直线上；如平抛运动的加速度与初速度不在同一直线上，其合运动为曲线运动，而两分运动为直线运动，故D错误。
故选：。
曲线运动是变速运动，一定产生加速度，合力不可能为零；曲线运动可能受恒力作用；圆周运动的向心力一定指向圆心，合力不一定指向圆心；合运动是否为直线运动取决于合加速度和合初速度的方向是否在同一直线上。
本题考查了物体做曲线运动的条件、圆周运动的合力与向心力的关系、运动的合成与分解等知识。
 2.【答案】 【解析】解：将小车的速度在沿细绳和垂直细绳两个方向分解，则沿绳方向的速度分量大小为，所以物体的速率为，故C正确，ABD错误。
故选：。
小车的速度是合速度，可分解为沿绳方向和垂直于绳方向，而的速度与沿绳的分速度相等，根据几何关系确定的速度。
本题考查运动的合成和分解规律的应用，此类问题要注意明确实际运动是合运动速度、位移、加速度分解时，合运动是平行四边形对角线。
 3.【答案】 【解析】解：线速度大小，角速度，则由和向心加速度可得，故D正确，ABC错误。
故选：。
根据线速度和角速度的定义式确定线速度和角速度，再根据向心加速度的定义求出向心加速度大小。
本题考查对描述匀速圆周运动的物理量的掌握，要明确各物理量的定义并掌握各物理量间的相互关系。
 4.【答案】 【解析】解：根据功能关系可知，此过程电车牵引力做的功为；再根据，解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
对电车内的运动过程分析，由功能关系求出牵引力所做的功，再根据功率公式即可求出电车的额定功率。
本题考查功率公式和功能关系的应用，要注意掌握汽车的功率与汽车牵引力做功的关系式的应用，从而可以根据功能关系求解功率或加速时间等。
 5.【答案】 【解析】解：根据点电荷周围的电场强度特点可知，点电荷的位置在、两点的电场方向的反向延长线的交点处，且为正点电荷，，在、两点的连线上，电场强度的最大值为，故A正确，BCD错误。
故选：。
由于是某点电荷所形成的电场，所以两条电场线的反向延长线交点为场源电荷所在位置，在点电荷激发的电场中，距离场源电荷越近，电场强度越大，通过几何关系找到连线上距离场源电荷最近的点，然后根据点电荷的电场公式建立关系求解即可。
此题考查点电荷周围的电场强度，需要熟练公式，并通过几何关系建立起不同点的场强关系。
 6.【答案】 【解析】解：、“天问一号”在环火圆轨道上的运行周期为，设火星的半径为，根据万有引力提供向心力，有

不考虑火星的自转，物体在火星表面附近所受重力等于万有引力，有

又
整理可知可以求出火星的半径，但不能求出“天问一号”的质量，故A不符合题意，符合题意；
C、根据重力提供向心力，有可知火星的第一宇宙速度，已知，火星的半径可以求出，故火星的第一宇宙速度可以求出，故C不符合题意；
D、设“天问一号”在环火圆轨道上的线速度大小为，根据万有引力提供向心力，有

整理可得，已知，火星的半径可以求出，故“天问一号”在环火圆轨道上的线速度可以求出，故D不符合题意。
题目要求不能计算出的物理量，
故选：。
、根据万有引力提供向心力，结合物体在火星表面附近重力等于万有引力，由分析可知可以求出火星的半径，但不能求出“天问一号”的质量；
C、根据重力提供向心力，结合已知量可以求出火星的第一宇宙速度；
D、利用万有引力提供向心力，结合已知量可以求出“天问一号”在环火圆轨道上的线速度。
在处理人造卫星问题时，要注意解题的两种思路：一是万有引力提供向心力；二是万有引力等于物体所受重力。
 7.【答案】 【解析】解：设玻璃球之间的距离为，每个玻璃球的质量都为，根据动能定理可知，甲同学做的功，乙同学做的功，所以：：，故ACD错误，B正确；
故选：。
人对球所做的功等于球克服重力所做功，即可求得。
本题主要考查了人对球做功，能够把人对球所做的功转化为球克服重力作用即可判断。
 8.【答案】 【解析】解：、运动员从点到点的过程中，根据动能定理有，解得，故A错误，B正确；
、运动员从点到点的过程中，根据平抛运动的规律有，，，的长为，联立解得，故C正确，D错误。
故选：。
根据动能定理分析出克服摩擦阻力做的功；
根据平抛运动的规律结合运动学公式计算出的长度。
本题主要考查了动能定理的相关应用，利用动能定理计算出对应的功的大小，结合平抛运动的特点和运动学公式即可完成分析。
 9.【答案】 【解析】解：、小球在点时速度方向与重力方向垂直，故重力功率为零，故A正确；
B、小球恰好能到达点，重力提供向心力，有，解得，故B错误；
C、由于、两点等高，小球在、两点重力势能相同，但小球在点时速度小于在点时速度，因此机械能不守恒，故C错误；
D、小球从点到点的过程，由能量的转化与守恒定律可知，减少的机械能为，故D正确。
故选：。
小球恰好能到达点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达点的速度大小，根据功率的计算公式分析在点小球重力的功率，从释放点到点的过程，根据功能关系确定小球的机械能减少量。
解答本题的关键要明确小球经过圆弧轨道的功能关系，注意在点的临界条件。
 10.【答案】 【解析】解：、由图可知，物体在方向上做匀加速直线运动，在方向上做匀速直线运动，则根据运动的合成特点可知，物体做匀变速曲线运动，故A错误；
B、物体在轴方向上没有加速度，在轴方向上的加速度即为物体的加速度，，故B错误；
C、末物体在轴方向上的速度大小为，在轴方向上的速度大小为，因此合速度大小为，故C正确；
D、内，物体在轴方向上的位移大小为，在轴方向上的位移大小为，因此末物体的位置坐标为，故D正确。
故选：。
根据图像分析出物体在不同方向上的运动特点；
根据图像的斜率计算出物体的加速度；
根据运动学公式和矢量的合成特点完成分析。
本题主要考查了运动的合成与分解，理解图像的物理意义，结合运动学公式和矢量的合成特点完成分析。
 11.【答案】 【解析】解：、设相邻两小球间距为，对球受力分析可知球带正电，根据平衡条件结合库仑定律有，对球受力分析，根据平衡条件结合库仑定律有，两式联立解得，，故A正确，D错误；
B、对，，三个小球整体受力分析，根据平衡条件有，弹簧伸长量，故B错误：
C、对球受力分析，根据平衡条件有，解得球受到的库仑力为，故C正确。
故选：。
对整体和、、分别进行受力分析得到等式关系，结合库仑定律解题。
本题是力电综合问题，关键是明确各个球的受力情况，掌握平衡条件和库仑定律的应用，同时注意研究对象的选定，与胡克定律的公式。
 12.【答案】     【解析】解：、为了减小阻力的影响，两个限位孔应在同一竖直线上，故A正确；
B、电火花打点计时器应使用交流电源，故B正确；
C、实验时应先接通电源，再释放纸带，故C错误；
D、纸带上打下的第一个点和第二点距离明显不为，说明此装置存在着较大的阻力，故不能用此装置验证机械能守恒定律，故D正确。
故选：
利用匀变速直线运动的某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：。
重物下落过程中若机械能守恒则有：，变形后得到：。
根据求出的点的速度求重物下落的加速度，所以若绘出图象的斜率，在误差允许的范围内证明了物体下落过程中机械能守恒。
故答案为：；；
根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤；
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点的速度大小；根据系统机械能守恒得出与的关系式，结合图线斜率就能断别机械能是否守恒。
解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度；对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量间的关系式，结合图线斜率或截距分析判断。
 13.【答案】      竖直向下 【解析】解：、小球做平抛运动，为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，故A正确；
B、为了保证小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次必须从同一位置由静止释放，故B正确；
C、小球做平抛运动时，不应与纸接触，避免摩擦改变运动轨迹，带来误差，故C错误；
D、将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，并建立坐标，以便分析研究平抛运动，故D正确。
故选：。
由图示可知，在竖直方向相邻相等时间间隔内的位移差；小球在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的推论可知，代入数据得。小球从位置到位置过程，速度的变化量大小，方向竖直向下。
故答案为：；；；竖直向下。
根据实验注意事项分析答题。
在竖直方向应用匀变速直线运动的推论求出重力加速度；根据加速度与时间间隔求出速度的变化量。
本题考查平抛实验，解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动结合运动学公式去计算即可。
 14.【答案】解：在火星表面一质量为的物体，有
火星的平均密度
联立解得
对于金星和火星，根据开普勒第三定律有
舍星和火星再次相距最近时，有
联立解得
答：火星的平均密度为；
经过时间金星和火星再次相距最近。 【解析】根据万有引力等于重力和密度与体积关系列式求解密度；
根据开普勒第三定律结合运动学关系解得。
本题考查万有引力与重力的关系，思路简单，注意两行星再次相遇的特点。
 15.【答案】解：根据牛顿第二定律得，，
则物体的位移，
则做功的大小．
末物体的速度，
则末物体的动能．
物体克服摩擦力所做的功．
答：内力所做的功为；
末物体的动能为；
内，物体克服摩擦力所做的功为． 【解析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体的位移，从而通过功的公式求出力做功的大小．
根据速度时间公式求出末的速度，从而得出末物体的动能．
根据功的公式求出物体克服摩擦力做功的大小．
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，对应第三问，也可以根据动能定理进行求解．
 16.【答案】解：小物块从点到点做平抛运动，有
解得：
到达点时的竖直分速度
由题意可知
解得
小物块到达点时的速度大小为
设小物块在点时的速度大小为，从点到点，由动能定理有
解得
设在点轨道对小物块的支持力大小为
由圆周运动规律有
解得
由牛顿第三定律可知，小物块在点时对轨道压力为
滑块到达点时的速度与点速度相等
斜面的倾角为，滑块上滑过程中，根据牛顿第二定律有
解得加速度
上滑的时间
上滑的距离
下滑过程中，根据牛顿第二定律有
解得加速度
下滑的位移
因此间距离
答：小物块离开点时的水平速度大小为；
小物块在点时对轨道的压力大小为；
斜面上、两点间的距离为。 【解析】根据平抛运动在不同方向上的运动特点结合几何关系计算出物块的水平速度；
根据牛顿第二定律和动能定理，结合牛顿第三定律计算出物块对轨道的压力；
分阶段分析出物块的运动情况，结合运动学公式即可完成分析。
本题主要考查了动能定理的相关应用，熟悉平抛运动的特点，选择合适的研究对象和研究过程，根据动能定理即可完成分析。