2021-2022学年四川省遂宁市高一（下）期末物理试卷（Word解析版）

这是一份2021-2022学年四川省遂宁市高一（下）期末物理试卷（Word解析版），共16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。
绝密★启用前2021-2022学年四川省遂宁市高一（下）期末物理试卷  一、单选题（本题共8小题，共32分）下列说法正确的是(    )A. 在经典力学中，运动和能量都是连续变化的
B. 功就是能，能就是功
C. 合力方向与速度方向不共线时，物体也可能做直线运动
D. 牛顿发现了万有引力定律，并通过实验首次测出了引力常量如图所示，在用起瓶器开启啤酒瓶盖的过程中，起瓶器上、两点绕点转动的角速度分别为和，线速度的大小分别为和，下列关系正确的是(    )
 A.  B.  C.  D. “天舟号”货运飞船于年月日凌晨时分在文昌航天发射中心成功发射升空并与“天宫空间站”成功对接当“天舟号”在距地面约的圆轨道上飞行时，那么“天舟号”的(    )A. 角速度小于地球自转角速度 B. 线速度大于地球的第一宇宙速度
C. 周期等于地球自转周期 D. 向心加速度小于地面的重力加速度如图所示，一个质量为物体在水平拉力的作用下匀加速前进了时间，物体与水平地面间的动摩擦因数为，则在此过程中(    )A. 地面对物体支持力的冲量大小为零 B. 合力对物体的冲量大小为零
C. 摩擦力对物体的冲量大小为 D. 物体动量改变的大小为以初速度水平抛出一小球，在小球速度方向偏转角到小球速度方向偏转角的过程中，小球运动的时间为不计空气阻力，重力加速度为(    )A.  B.  C.  D. 有两颗人造地球卫星，它们的质量之比：：，轨道半径之比：：，则它们的(    )A. 向心力大小之比：：
B. 运行速率之比：：
C. 向心加速度大小之比：：
D. 运行的周期之比：：如图所示，从倾角为的足够长斜面的顶端先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出。第一次抛出时小球的初速度为，小球落到斜面上瞬时速度的方向与斜面夹角为，落点与抛出点间的距离为；第二次抛出时小球的初速度为，且，小球落到斜面上瞬时速度的方向与斜面夹角为，落点与抛出点间的距离为，不计空气阻力。则(    )A.  B.  C.  D. 如图所示，、两物体用过转台圆心的细绳相连放在转台上，它们一起绕转台竖直中心轴以角速度转动，转动半径，质量，、两物体与转台间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为下列说法正确的是(    )
 A. 为保持、两物体与转台间相对静止，的最大值为
B. 为保持、两物体与转台间相对静止，的最大值为
C. 为保持、两物体与转台间相对静止，的最大值为
D. 无论多大，、两物体与转台间均保持相对静止二、多选题（本题共4小题，共16分） 下列说法正确的是(    )A. 动量大的物体的惯性一定也大
B. 做曲线运动的质点的速度方向时刻在改变
C. 物体实际的运动叫合运动
D. 做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心如图所示，下列的四幅图分别表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(    )
A. 图，长为的细绳拉着小球在竖直面上做完整圆周运动通过最低点的速度可以为
B. 图，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
C. 图，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘有侧向挤压作用
D. 图，是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥摆的高度不变，则圆锥摆的角速度保持不变在一次某品牌的赛车测试中，一辆小汽车在平直水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，取，则以下说法正确的是(    )A. 汽车在前内的牵引力做功为
B. 汽车速度为时的加速度大小为
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为如图所示，在水平地面上固定一倾角为的光滑斜面，在斜面底端一小物块以初速度沿斜面上滑，同时在斜面底端的正上方高处以速度水平抛出一小球，当物块速度最小时，小球与物块在斜面上恰好相碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是(    )A. 小球做平抛运动的时间
B. 小球与小物块相遇的时间
C. 小物块的初速度
D. 小球平抛的初速度三、实验题（本题共2小题，共14分） 在“研究平抛物体运动”的实验中：
为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线沿水平方向，检查方法是：将小球放置在轨道上的槽口处，小球能保持______。
如图所示，为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的每小格实际边长均为。取，那么：
闪光频率是______；
小球经过点时的速度大小为______。如图所示，用“磁撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个大小相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系；先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置。接下来的实验步骤如下：
步骤：不放小球，让小球从斜槽上点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤：把小球放在斜槽前端边缘位置，让小球从点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度、、。
被碰小球的质量应______填“”“”或“”入射小球的质量；入射小球的半径应______填“”“”或“”被碰小球的半径。
当所测物理量满足表达式______用所测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______用所测物理量的字母表示时，即说明两球是弹性碰撞。
四、计算题（本题共4小题，共38分） 如图，一半径为的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为的质点自轨道端点由静止开始滑下，滑到最低点时，对轨道的正压力为，重力加速度大小为，求：
质点滑到最低点时的速度大小；
质点自滑到的过程中，克服摩擦力所做的功。已知月球半径为，月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的六分之一，地球表面的重力加速度为，引力常量为试求月球的平均密度。如图所示，两物块、用轻弹簧拴接放在水平面上，开始时物块被锁定在水平面上，另一与物块、在同一直线上的物块以水平向左的速度向物块运动，经过一段时间后和物块碰撞并粘合在一起已知、、物块完全相同，质量均为，水平面光滑，整个过程中弹簧未超过弹性限度，不计空气阻力求：
弹簧的最大弹性势能；
在弹簧的弹性势能最大时解除锁定，物块的最大速度。如图所示，半径为，圆心角为的光滑圆弧轨道竖直固定在水平轨道上，圆弧轨道与水平轨道相切于点在点用长为的细线悬挂一个质量为的小球，现拉开小球至细线与竖直方向夹角后静止释放，小球运动到点时细线断裂，之后刚好沿圆弧轨道的点的切线方向进入圆弧轨道内侧已知，，、、、四点在同一竖直线上，小球在水平轨道上运动时受到的阻力为其重力的倍，当地的重力加速度为，，，不计空气阻力求：
小球运动到点时的速度大小；
、两点的竖直高度；
小球在水平轨道上停下时距圆弧轨道最低点的距离。
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、在经典力学中，认为运动和能量都是连续变化的，故A正确；
B、一个物体能够做功，说明物体具有了能量，而功是能量转化的量度，功与能是两个不同的物理量，故B错误；
C、合力方向与速度方向不共线时，物体一定做曲线运动，故C错误；
D、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验首次测出了引力常量，故D错误。
故选：。
在经典力学中，运动和能量都是连续变化的。功是能量转化的量度。合力方向与速度方向不共线时，物体做曲线运动。卡文迪什通过实验首次测出了引力常量。
本题考查力学基础知识和物理学史，关键要掌握物体做曲线运动的条件：合力方向与速度方向不共线。
 2.【答案】 【解析】解：为同轴转动，两点转动的角速度相等，故；由于，根据，可知，故B正确，ACD错误。
故选：。
由图可知，为同轴转动，角速度相等；根据判断线速度大小。
本题以起瓶器开启瓶盖为背景考查匀速圆周运动，关键是明确同轴转动角速度相等，熟练应用相关公式求解。
 3.【答案】 【解析】解：根据万有引力提供向心力，解得：，将“天舟一号”与地球同步卫星比较，由于“天舟一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以“天舟一号”的角速度大于地球同步卫星的角速度，而地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度，所以其角速度大于地球自转角速度。故A错误；
B.第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，知其线速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C.由知“天舟一号”的周期于地球同步卫星的周期，而地球同步卫星的周期等于地球自转周期，所以其周期小于地球自转周期。故C错误。
D.根据万有引力提供向心力，解得：知，其向心加速度小于近地卫星的向心加速度，而近地卫星的向心加速度约等于地面的重力加速度，所以其向心加速度小于地面的重力加速度。故D正确；
故选：。
根据万有引力提供向心力得到角速度的表达式，将“天舟一号”的角速度与地球同步卫星的角速度比较，从而分析其角速度与地球自转角速度的关系。第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度。由比较“天舟一号”的向心加速度与近地卫星加速度的关系，从而分析出它的向心加速度与地面的重力加速度的关系。
解决该题的关键是根据万有引力等于向心力推导出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式；知道同步卫星离地面的高度。
 4.【答案】 【解析】解：、地面对物体的支持力，时间内冲量大小为，故A错误；
B、物体做加速运动，动量发生了变化，则由动量定理可知，合外力的冲量，故B错误；
C、摩擦力，摩擦力对物体的冲量大小为，故C正确；
D、由动量定理可知，动量改变的大小等于合外力的冲量，合外力，合外力的冲量，由动量定理可得，物体动量改变的大小为，故D错误。
故选：。
分析物体的受力，恒力的冲量根据冲量的定义求解，根据动量定理可求解合力的冲量。
本题考查了动量定理的应用，解题的关键是明确恒力冲量的定义，力与时间的乘积，求解合外力的冲量用动量定理。
 5.【答案】 【解析】解：小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，小球速度方向偏转时，根据几何关系，如图所示：

可得其竖直方向上的分速度为：
小球速度方向偏转时，其竖直方向上的分速度为：
根据竖直方向上的速度时间公式，可得小球运动的时间为：，故D正确，ABC错误。
故选：。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动和竖直方向上做自由落体运动，根据几何关系，求得小球竖直方向上的分速度，根据速度时间公式求解小球运动的时间。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，并能灵活运用。
 6.【答案】 【解析】解：根据万有引力提供向心力有：，解得，，
根据题意可知向心力大小之比：：，运行速率之比为：：，向心加速度大小之比：：，运行的周期之比：：；
故B正确，ACD错误；
故选：。
根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量即可解题。
解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力公式，即，难度不大，属于基础题。
 7.【答案】 【解析】解：、设以速度水平抛出时，落到斜面上速度方向偏向角为，根据平抛运动的推论可知，，说明速度方向偏向角与初速度大小无关，而，所以与初速度大小无关，故，故AB错误；
、设以速度水平抛出时，落到斜面上落点与抛出点间的距离为，如图所示，根据运动的合成与分解可得：
竖直方向有：，解得竖直方向的位移：
根据几何关系可得：
所以，所以，故C正确、D错误。
故选：。
根据平抛运动的推论分析角度关系；画出物体落到斜面时的速度分解图，根据平抛运动基本规律结合几何关系进行解答。
本题主要是考查了平抛运动规律的应用，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，能够根据平抛运动的规律结合运动学公式解答。
 8.【答案】 【解析】解：物体转动的半径较大，与转台间先达到最大静摩擦力，转速继续增大，绳子出现拉力，当受到方向背向圆心的静摩擦力达到最大时，设此时达到的最大角速度为，根据牛顿第二定律可得：对：，对：
联立解得额，故A正确，BCD错误；
故选：。
两个物体做匀速圆周运动的向心力都是靠绳子的拉力和静摩擦力提供，的转动半径大，先到达最大静摩擦力此后转速继续增大，绳子出现拉力，当到达最大静摩擦力时，此时角速度达到最大，如果继续增大加速度，开始相对转盘滑动。
解决本题的关键是找出向心力的来源，知道两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力；本题是匀速圆周运动中连接体问题，既要隔离研究，也要抓住它们之间的联系。
 9.【答案】 【解析】解：、动量，动量大的物体，质量不一定大，所以惯性不一定大；故A错误；
B、曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C、一个物体同时参与几个运动，参与的这几个运动即分运动，物体的实际运动即合运动，故C正确；
D、做匀速圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心，做变速圆周运动的物体，受到的合力不一定不指向圆心，故D错误；
故选：。
物体的质量与速度的乘积是物体的动量，质量是物体惯性的量度，物体做曲线运动，速度方向时刻在变，物体的实际运动为物体的合运动，匀速圆周运动受到的合力指向圆心，变速圆周运动的物体合力不一定指向圆心。
本题主要考查了惯性、曲线运动及圆周运动，明确物体的实际运动为物体的合运动即可。
 10.【答案】 【解析】解：、长为的细绳拉着小球在竖直面上做完整圆周运动，恰好通过最高点时，根据牛顿第二定律可得：，解得，从最高点到最低点，根据动能定理可得：，解得，到达最低点的速度最小为，不可能为，故A错误；
B、对汽车在最高点，根据牛顿第二定律得：，因为，故汽车处于失重状态，故B正确；
C、火车转弯超过规定速度行驶时，圆周运动所需要的向心力增大，大于重力和支持力的合力，有向外运动的趋势，则外轨对外轮缘会有挤压作用而不是内轨受到挤压，故C错误；
D、设圆锥摆摆长为，圆锥的高度为，对小球，重力和拉力的合力提供向心力，根据向心力的表达式得：
解得：，与无关，故增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故D正确；
故选：。
分析每种模型中物体的受力情况，根据合力提供向心力，求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意通过受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况。
 11.【答案】 【解析】解：、汽车在前内做匀加速运动，加速度
由牛顿第二定律得
解得，
前内通过的位移为，牵引力做功为，故A正确；
、汽车在末功率达到额定功率
当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即

最大速度
汽车速度为时，则有
解得，故BD错误，C正确；
故选：。
根据速度时间图线的斜率求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力，根据图像求得匀加速通过的位移，由求得牵引力做功，根据匀加速运动的最大速度和牵引力的大小求出汽车的额定功率．结合求出速度为时的牵引力，根据牛顿第二定律求出此时的加速度．当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度．
本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．
 12.【答案】 【解析】解：、根据牛顿第二定律得，小物块上滑的加速度大小为：
小球做平抛运动的时间与小球与小物块相遇的时间相等，当物块速度最小时速度为零，上滑的位移大小为：
联立解得小球与小物块相遇的时间：，故A错误、B正确；
C、小物块的初速度，解得：，故C正确；
D、小球做平抛运动的水平位移：，小球平抛的初速度：
解得：，故D错误。
故选：。
根据牛顿第二定律求出小物块上滑的加速度，通过运动学公式求出上滑的时间和位移，从而得出小球平抛运动的水平位移，结合时间求出小物块的初速度。根据平抛运动的规律求小球的初速度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住小球与小物块运动的时间相等，水平位移相等，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。
 13.【答案】静止     【解析】解：将小球放置在轨道上的槽口处，小球能保持静止，则斜槽末端水平。
小球在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论得：
，
解得：，
则闪光频率；
小球平抛的初速度大小

小球经过点时竖直方向速度

小球经过点时的速度大小为
。
故答案为：静止；；。
当斜槽口水平是，小球能在槽口处静止；
应用匀变速直线运动的推论及运动学公式求解。
理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论与运动学公式即可解题。
 14.【答案】      【解析】解：根据动量守恒定律可知若碰撞小球的质量小于被碰小球的质量，则小球可能被碰回，所以小球的质量应大于被碰小球的质量，为了保证是对心碰撞，所以小球的半径应等于被碰小球的半径；
因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，是小球不与小球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球碰撞前的速度，是小球碰撞后平抛运动的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球的速度，是碰撞后小球的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球的速度，当所测物理量满足即说明两球碰撞道守动量守恒定律，
如果还满足，即，则说明两球是弹性碰撞。
故答案为：，；，
在验证动量守恒定律的实验中，运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度。根据本实验中的数据事项及数据处理的方法进行作答。
解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度。
 15.【答案】解已知质点滑到最低点时，对轨道的正压力为，由牛顿第三定律可知，轨道对质点的支持力大小
质点在点时，由牛顿第二定律得
 
解得质点滑到最低点时的速度大小：
质点自滑到的过程中，由动能定理得
 
解得
答：质点滑到最低点时的速度大小为；
质点自滑到的过程中，克服摩擦力所做的功为。 【解析】质点经过点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出质点经过点时的速度大小。
质点自滑到的过程中，由动能定理求解克服摩擦力所做的功。
本题考查动能定理与向心力的综合应用，要注意正确进行受力分析，明确指向圆心的合力提供质点做圆周运动所需要的向心力，知道动能定理是求解变力做功常用的方法。
 16.【答案】解：设月球表面处的重力加速度为，根据万有引力定律，有
又
解得月
月球的平均密度
又
解得
答：月球的平均密度为。 【解析】根据月球表面的重力近似等于万有引力即可求出月球的质量，然后结合体积公式求出密度；
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力。
 17.【答案】解：设物块与物块碰撞后的瞬间，、粘合在一起时的速度大小为，取向左为正方向，根据动量守恒定律有

根据能量守恒定律可知，弹簧的最大弹性势能

联立解得：。
物块解除锁定后，三个物块与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧恢复到原长时，物块的速度最大，设弹簧恢复到原长时、粘合体的速度大小为，取向左为正方向，根据动量守恒定律有

根据机械能守恒定律有

联立解得：。
答：弹簧的最大弹性势能为；
在弹簧的弹性势能最大时解除锁定，物块的最大速度为。 【解析】物块与物块碰撞过程动量守恒，碰撞后压缩弹簧，根据动量守恒和能量守恒定律列式可求；
物块解除锁定后，三个物块与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧恢复到原长时，物块的速度最大，根据动量守恒和机械能守恒定律列式可求。
本题考查了动量守恒、机械能守恒和能量的转化与守恒。应用动量守恒定律解题要注意“四性”，系统性：应明确研究对象是一个系统，同时确保系统的初、末状态的动量相等。矢量性：系统在作用前后，各物体动量的矢量和保持不变，当各速度在同一条直线上时，选定正方向，将矢量运算转化为代数运算。同时性：作用前系统各部分的速度应为同一时刻的速度，作用后系统各部分的速度也应为同一时刻的速度。同系性：列动量守恒的方程时，所有动量都必须相对同一惯性参照系。
 18.【答案】解：小球由点下摆至点过程，由动能定理有
 
可得
代入数据解得
小球由点运动到点过程，竖直分运动为自由落体运动，设小球到达点时，设速度与水平方向的夹角为，竖直方向的速度为，则有
如图所示。

由几何关系得，解得
联立解得
小球运动到点的速度大小
小球由点至点过程，由机械能守恒定律有
  
小球在水平轨道上运动过程，由动能定理，有

联立解得
答：小球运动到点时的速度大小为。
、两点的竖直高度为；
小球在水平轨道上停下时距圆弧轨道最低点的距离为。 【解析】小球由点下摆至点过程，利用动能定理求小球运动到点时的速度大小；
小球由点运动到点做平抛运动，到达点时速度与水平方向的夹角为，根据竖直分运动的规律和分速度关系求、两点的竖直高度；
小球由点至点过程，根据机械能守恒定律求出小球运动到点的速度大小。小球在水平轨道上运动过程，由动能定理求小球在水平轨道上停下时距圆弧轨道最低点的距离。
解答本题时，要理清小球的运动过程，把握每个过程的物理规律是关键。要能熟练运用运动的分解法研究平抛运动。涉及力在空间的积累效果时，要优先动能定理。