2021-2022学年广西桂林市高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2021-2022学年广西桂林市高一（下）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了60cm、hB=23，【答案】A，【答案】C，【答案】B，【答案】BC等内容，欢迎下载使用。
绝密★启用前2021-2022学年广西桂林市高一（下）期末物理试卷注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。  一、单选题（本大题共8小题，共32分） 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是(    )A. 树上缓缓飘落的树叶 B. 沿光滑曲面下滑的小球
C. 乘电梯匀速上升的人 D. 匀速下落的跳伞运动员电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。如图所示，图中的带箭头实线均为电场线，下列说法正确的是(    )A. 如图描述的是一带负电的点电荷形成的电场
B. 如图描述的是两个等量同种点电荷产生的电场
C. 如图描述的是两个等量正点电荷产生的电场
D. 存在如图所示的匀强电场北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后的第三个成熟的卫星导航系统。若导航卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为，卫星的质量为，地球的半径为，卫星离地心的距离为，引力常量为，则地球对卫星的万有引力大小为(    )A.  B.  C.  D. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球均可视为点电荷，固定在相距为的两处，它们间静电力的大小为。两小球相互接触后再分别放回原处，则两球间静电力的大小为(    )A.  B.  C.  D. “空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为，不计钢绳的质量，重力加速度为。以下说法正确的是(    )A. 座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用
B. 座椅和人的向心力大小为
C. 钢绳的拉力大小为
D. 转盘匀速转动时，人处于平衡状态经过特定设置的静电场或电磁复合场称为电子光学系统，它具有聚焦光电子成像的作用，故又被称为电子透镜。某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从点向右沿直线运动到点，关于该过程下列说法正确的是(    )
A. 电子的速度先增大后减小 B. 电子的加速度先增大后减小
C. 电子的电势能先减小后增大 D. 电子的电势先减小后增大如图所示，固定于水平面上的竖直光滑圆轨道的半径为，、分别为圆轨道的最高点和最低点，与为平行于地面的直径的两端点，小球视为质点从轨道上的点以某一速度沿轨道竖直向下运动。下列判断正确的是(    )A. 只有时，小球才能到达点
B. 若小球能过点，则小球在点和点对轨道的压力大小之差为
C. 小球从点到点的过程中克服重力做功，且重力做功的功率一直增大
D. 若轨道存在摩擦，则小球从点至点与从点至点过程中克服摩擦力做的功相等我国古代为区分季节有节气之说，二十四节气准确的反映了自然节律变化，在人们日常生活中发挥了极为重要的作用。它不仅是指导农耕生产的时节体系，更是包含有丰富民俗事象的民俗系统。二十四节气蕴含着悠久的文化内涵和历史积淀，是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图所示，为地球沿椭圆形轨道绕太阳运动所处的四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是(    )
A. 地球做匀速椭圆轨道运动 B. 太阳在椭圆的一个焦点上
C. 冬至时地球公转速度最大 D. 秋分时地球公转速度最小二、多选题（本大题共3小题，共12分） 如图所示，“转笔”游戏是大部分同学都会的一个小游戏，在转笔时，重的一端到支撑点的距离要近一些，这样才能使笔在手指上更稳定地绕该点转动，假设重的一端的尾部是点，轻的一端的尾部是点，支撑点为，：：，笔绕支撑点假定不变匀速转动，下列说法正确的是(    )A. 相同时间内点和点经过的弧长之比为：
B. 相同时间内点和点转过的角度之比为：
C. A、两点向心加速度之比为：
D. 相同时间内和扫过的面积相等如图所示，是由、金属板竖直放置而成的平行板电容器，板间距离为，产生水平向左的匀强电场。一个质量为，带电量为的小球，用绝缘细线悬挂在板上端，处于静止状态，静止时悬线向右与竖直方向成角。重力加速度为，不计空气阻力，且小球电量不会改变，下列说法中正确的是(    )A. 小球带负电
B. 小球受到个力
C. A、板间的电势差大小为
D. 若将细线突然剪断，剪断瞬间小球的加速度大小为如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体，一长为的轻杆下端用光滑铰链连接于点，点固定于地面上，轻杆的上端连接一个可视为质点的小球，小球靠在立方体左侧的竖直面土，小球的质量，立方体的质量。起初整个装置处于静止状态，受到轻微扰动后倒向右侧并推动。当轻杆转过时，和未分离，不计所有摩擦取，，。下列说法正确的是(    )
A. 轻杆转过过程中，小球对立方体做的功为
B. 轻杆转过时，小球的速度为
C. 轻杆转过时，立方体的速度为
D. 小球与立方体分离瞬间，小球的加速度大于等于三、单选题（本大题共2小题，共16分） 某物理实验创新小组的几名同学对“研究平抛运动”的实验进行了改进，获得了老师的肯定。他们的实验装置如图所示，实验步骤如下：
安装好器材，将斜槽轨道的末端调整水平；
在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板面向槽口且竖直立于槽口附近；
使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹；
将木板向远离槽口的方向平移距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上并在白纸上留下痕迹；
将木板再向远离槽口的方向平移距离，小球还从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，在白纸上留下痕迹；
测出、间的距离，、间的距离。
已知当地重力加速度为，则关于这个实验，回答下列问题：
安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是______；
每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是______；
小球做平抛运动的初速度______用、、、表示。
机械能守恒定律是物理学中的基本定律，是能量守恒定律的特殊表现形式。某实验小组的同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。填写选项前字母
A.交流电源
B.刻度尺
C.天平含砝码
D.停表
实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。由图看出，纸带的______端选填“左”或“右”与重物相连。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到初速度为的起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为取，打点计时器打点的周期为。从点到点的过程中，重物的重力势能的减少量______，动能的变化量______。均保留位有效数字，重锤质量用表示
实验结果显示，重力势能的减少量总略大于动能的增加量，出现这种结果的原因是______。
A.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
B.利用公式计算重物速度
C.利用公式计算重物速度
D.没有采用多次实验取平均值的方法四、计算题（本大题共3小题，共40分） 在某项摩托车越野比赛中，水平路面上骑摩托车、的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。取。求：
顺利越过壕沟，摩托车做平抛运动的时间；
摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟；
摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小。结果可保留根号
年月日下午时，国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍了中国空间站建造进展情况，根据任务计划安排，今年将实施次飞行任务，完成我国空间站在轨建造。年月日“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将在天和核心舱中在轨驻留个月。为计算简便，现假设“神舟十四号”飞船绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，飞船离地面的高度为，已知万有引力常量为，不计地球的自转影响，求：
地球的质量；
地球的第一宇宙速度；
飞船在离地球表面高度为处绕地球做匀速圆周运动的周期。如图所示，在倾角为的光滑斜面底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧，轻弹簧的上端静止放一质量的可看作质点的滑块，滑块与斜面顶端点相距。现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经点离开斜面，恰好水平飞上由电动机带动，速度为顺时针匀速转动的传送带，足够长的传送带水平放置，其上表面距点所在水平面高度为，滑块与传送带间的动摩擦因数，取。求：
滑块从离开点至飞上传送带的时间；
弹簧锁定时储存的弹性势能；
滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量和电动机多做的功。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、缓慢飘落的树叶受空气阻力，所以机械能不守恒，故A错误；
B、沿光滑曲面下滑的小球只受重力作用，机械能守恒，故B正确；
C、人乘电梯匀速上升，动能不变，重力势能增大，则机械能不守恒，故C错误；
D.匀速下落的跳伞运动员，动能不变，重力势能减小，则机械能不守恒，故D错误。
故选：。
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是只有系统内弹力做功，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。
本题是对机械能守恒条件的直接考查，抓住机械能守恒的条件即可正确解题，比较简单。
 2.【答案】 【解析】解：电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，可知：
A、该图是正点电荷产生电场的电场线，故A错误；
B、该图表示一对等量异种点电荷所产生电场的电场线，故B错误；
C、该图表示一对等量同种正点电荷所产生电场的电场线，故C正确；
D、该图不是匀强电场的电场线分布，原因虽平行，但不等间距，故D错误。
故选：。
电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，根据电场线的分布情况，结合常见电场的特点分析即可。
本题考查常见电场的电场线，关键是要掌握电场线的分布情况，知道电场线方向特点：电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止。
 3.【答案】 【解析】解：根据万有引力定律的公式有：，故D正确，ABC错误；
故选：。
根据万有引力定律公式，结合卫星和地球之间的距离，求出地球对卫星的万有引力大小。
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，注意为卫星到地心的距离，为地球的半径。
 4.【答案】 【解析】解：设两小球之间的距离为，两小球为接触前，根据库仑定律得；当两小球接触后，每个小球所带的电荷量，根据库仑定律，则，即，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据电荷的中和原则和库仑定律可得答案。
注意运用库仑定律时，只把电荷的绝对值代入公式中，不带正负号。
 5.【答案】 【解析】解：、选择游客和座椅为研究对象，受到重力、钢绳的拉力的作用，向心力是效果力，并不是物体受到的力，故A错误；
、对座椅受力分析，如图所示

竖直方向，
解得
向心力大小，
转盘匀速转动时，人处于非平衡状态，故C正确，BD错误
故选：。
向心力是效果力，并不是物体受到的力；根据几何关系求出座椅做圆周运动的半径，座椅靠重力和拉力的合力提供向心力，合力的方向始终指向圆心。
解决本题的关键知道座椅做圆周运动向心力的来源，注意物理量的矢量性，以及知道座椅在竖直方向上的合力为零。
 6.【答案】 【解析】解：根据场强方向，从到电子所受电场力方向与运动方向相反，一直做减速运动，故A错误；
B.电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，从到的表示电场强度先变大后变小，从到电场力先增大后减小，则电子的加速度先增大后减小，故B正确；
由于电场力一直做负功，电子的动能一直减小，电势能一直增加，故CD错误。
故选：。
根据电场力的方向与速度方向的夹角来判断电子的运动；根据电场线的分布，可确定电场强度的方向与大小，从而确定电场力大小的变化；依据动能定理，由合力做功来确定动能的变化和电势能的变化。
考查电场线的分布体现电场强度的大小与方向，并根据电场线来确定加速度，速度，电场力做功及动能如何变化。
 7.【答案】 【解析】解：、小球在竖直面内圆周运动过最高点的临界条件是，据动能定理，小球从到的过程中在点的最小速度满足：，代入可解得，即只要小球在点速度满足，则小球可以到达点。故A错误；
B、若小球能过点，则小球在点对轨道的压力大小为，据动能定理，小球从到的过程中：，由牛顿第二定律可得：。
解得：，故B正确；
C、小球克服重力做功的功率等于重力与小球在竖直方向速度的乘积，由于从到的过程中，重力对小球做正功，小球的速度增大，同时小球速度与水平方向的夹角逐渐减小，小球速度在竖直方向的分量逐渐减小，故小球克服重力做功的功率逐渐减小，故C错误；
D、若轨道存在摩擦力，摩擦力大小与正压力有关，小球在段的平均速率小于段的平均速率，则小球在段的平均支持力小于段的平均支持力，即小球在段运动时受轨道支持力大，克服摩擦做功多，故D错误。
故选：。
小球在最高点，据合力提供圆周运动向心力可得能达到最高点的速度条件，再根据动能定理判定小球在点所满足的速度条件，小球克服重力的功率等于重力与竖直方向速度的乘积，根据竖直方向速度的变化判定克服重力做功的功率问题，，据小球与轨道间作用力的大小判定摩擦力情况，据此判定摩擦力做功情况。
小球在竖直面内圆轨道上做圆周运动，竖直方向的合力提供小球圆周运动向心力，并由此粗略判定小球从上半圆弧轨道运动和下半圆弧轨道运动时受到轨道支持力大小。
 8.【答案】 【解析】解：、由开普勒第二定律可知，行星绕太阳运动时，行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，地球与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等，地球与太阳间的距离越近地球的速度越大，地球与太阳间的距离越大，地球绕太阳公转的速度越小，因此地球绕太阳的运动不是匀速椭圆运动；由图示可知，冬至时地球力太阳最近，因此冬至时地球的公转速度最大，夏至公转速度最小，故AD错误，C正确；
B、由开普勒第一定律可知，地球绕太阳运动的运动轨迹是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故B正确；
故选：。
根据图示情景应用开普勒第一定律与开普勒第二定律分析答题。
本题考查了开普勒第一与第二定律的应用，掌握基础知识是解题的前提，根据题意分析清楚图示情景应用基础知识即可解题；平时要注意基础知识的学习与积累。
 9.【答案】 【解析】解：、两点同轴转动，角速度相同，相同时间内转过的角度相同，即相同时间内点和点转过的角度之比为：；由
，
可知弧长之比、向心加速度之比均等于半径之比均为：，故B错误，AC正确；
D.相同时间内转过的角度相同，而半径不等，所以、扫过的面积不等，故D错误；
故选：。
从生活中的转笔提炼出“匀速圆周运动”模型，是本题的关键。然后根据弧长、加速度与角速度的关系式，来判断正误。
本题考查学生建模能力，可以从生活实际中的实例抽象出物理模型，顺利解题。涉及到线速度、角速度、加速度、周期等概念间的关系。属于基础题。
 10.【答案】 【解析】解：、根据电路图可知板带正电，小球受向右的电场力、重力、拉力作用，电场力与电场线方向相反，所以小球带负电，故A正确，B错误；
C、根据力的平衡条件可知，、板间的电势差大小为，解得：，故C错误；
D、若将细线突然剪断，剪断瞬间小球的加速度大小为，故D正确；
故选：。
小球受到的电场力向右，与场强方向相反，故带负电荷；剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，根据牛顿第二定律解得加速度。
本题关键是对小球受力分析，然后根据受力情况来分析小球的加速度。
 11.【答案】 【解析】解：、设轻杆转过时，和的速度大小分别为和，将的速度沿水平方向与竖直方向分解，可知其中的速度大小等于沿水平方向的分速度，如图：
由几何关系可知：
下降的过程中其重力势能转化为小球与立方体的动能，则：，
代入数据，联立可得：，
根据动能定理可得，该过程中小球对立方体做的功：，
代入数据可得：，故AC错误，B正确。
D、根据分离的条件可知，当小球沿水平方向的分速度小于立方体的速度时，二者分离，恰好分离时二者之间的相互作用力为且沿水平方向的速度相等，所以在二者刚刚分离的时刻，小球尚未落地，此时小球受到重力与杆的支持力，合力的方向沿垂直于杆的方向且大小等于重力沿垂直于杆方向的分力，所以小球受到的合力小于小球的重力，则小球的加速度小于重力加速度，故D错误。
故选：。
将的速度沿水平方向与竖直方向分解，求出小球的速度与立方体的速度之间的关系，再根据机械能守恒求出二者的速度的大小，由动能定理求出小球对立方体做的功；二者分离时小球没有落地，加速度小于重力加速度。
该题是一道综合性较强的力学题目，解答的关键是正确找出当轻杆转过时，和速度大小之间的关系。
 12.【答案】保证小球飞出时的初速度水平  保证小球每次做平抛运动的初速度相同   【解析】解：根据实验原理可知，这样做的目的是使小球初速度水平；
每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放的目的是保证小球每次做平抛运动的初速度相同；
相邻两点间的时间间隔相等，设为，则。
竖直方向上根据匀变速直线运动规律有，，
解得
故答案为：保证小球飞出时的初速度水平；保证小球每次做平抛运动的初速度相同；
根据实验原理分析出斜槽末端水平的原因和静止释放的目的；
物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上根据匀变速直线运动的规律解答。
本题主要考查了平抛运动的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，理解平抛运动的物体在不同方向的运动特点结合运动学公式完成分析。
 13.【答案】  左       【解析】解：打点计时器使用交流电源，处理实验数据时需要用刻度尺测计数点间的距离，用打点计时器打出的纸带可以求出时间，实验不需要停表；实验需要验证重力势能的减少量与动能的增加量是否相等，即，即需要验证，实验不需要测量质量，不需要天平，故选AB。
重物做加速运动，在相等时间内的位移逐渐增大，由图所示的一条纸带可知，纸带的左端与重物相连。做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点时重物的速度大小；从点到点的过程中，重物的重力势能的减少量；动能的变化量。
、重物下落过程受到空气阻力与摩擦阻力作用，要克服阻力做功，机械能有损失，从而导致重力势能的减少量总略大于动能的增加量，故A正确；
B、利用公式计算重物速度，重力势能的减少量与动能的增加量相等，故B错误；
C、利用公式计算重物速度，所测速度偏大，动能增加量大于重力势能的减少量，故C错误；
D、采用多次实验取平均值的方法不会消除系统误差，故D错误。
故选：。
故答案为：；左；；；。
根据实验器材与实验原理分析答题。
重物做加速运动，根据图示纸带分析答题；求出打点时的瞬时速度，应用重力势能与动能的计算公式求解。
根据实验误差来源分析答题。
本题考查了验证验证机械能守恒定律实验，理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提，根据实验器材与实验注意事项，应用匀变速直线运动的推论与动能和重力势能的计算公式即可解题；解题时注意单位换算与有效数字的保留。
 14.【答案】解：摩托车在竖直方向做自由落体运动
代入数据解得：
摩托车在水平方向做匀速直线运动
解得：
摩托车落地时竖直分速度大小为
摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小为
解得：
答：顺利越过壕沟，摩托车做平抛运动的时间为；
摩托车的速度至少要才能越过这个壕沟；
摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小为。 【解析】摩托车失去动力后，做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据运动学公式求解即可。
平抛运动的处理方法都是把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和自由落体运动，本题属于基础题。
 15.【答案】解：根据地球表面物体的重力等于万有引力有
解得：
根据地面附近环绕天体重力提供向心力有
联立得
卫星的轨道半径为
根据万有引力提供向心力
联立得
答：地球的质量为；
地球的第一宇宙速度为；
飞船在离地球表面高度为处绕地球做匀速圆周运动的周期为。 【解析】根据地球表面物体的重力等于万有引力解得地球的质量；
根据地面附近环绕天体重力提供向心力解得地球的第一宇宙速度；
根据万有引力提供向心力解得周期。
此题考查了人造卫星的相关知识，本题关键是要掌握重力等于万有引力和万有引力提供向心力这两个关系，要能够根据题意选择不同的向心力的表达式。
 16.【答案】解：滑块从点离开飞上传送带在竖直方向做竖直上抛运动，则
 
可得
滑块离开点的竖直分速度为
滑块在点的速度为
弹簧解除锁定至滑块到达点过程，系统的机械能守恒得
 
解得弹簧锁定时储存的弹性势能
由上解得
滑块刚飞上传送带时的速度为
滑块在传送带上加速时，由牛顿第二定律得
设滑块相对传送带滑动的时间为，则有
所以滑块滑动过程对地的位移
解得
滑块滑动过程传送带对地的位移
解得
滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量
解得
电动机多做的功
解得
答：滑块从离开点至飞上传送带的时间为；
弹簧锁定时储存的弹性势能为；
滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量为。电动机多做的功为。 【解析】滑块从点离开飞上传送带在竖直方向做竖直上抛运动，由位移时间公式求出运动时间。
由求滑块离开点的竖直分速度，从而求得滑块离开点的速度。弹簧解除锁定至滑块到达点过程，由系统的机械能守恒求弹簧锁定时储存的弹性势能；
滑块刚飞上传送带时的速度等于滑块做斜抛运动的水平分速度。滑块在传送带上运动过程，利用牛顿第二定律和运动学公式求出两者相对位移大小，从而求出滑块在传送带上运动时由于摩擦产生的热量。由功能关系求电动机多做的功。
本题主要考查功能关系和牛顿第二定律综合应用、平抛运动等问题，首先要选取研究过程，分析运动过程中物体的受力情况和能量转化情况，根据功能关系列方程解答。