2021-2022学年河南省驻马店市高一下学期期末考试物理试卷含解析

  驻马店市2021-2022学年度第二学期期终考试

高一物理试题

第Ⅰ卷（选择题48分）

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1~8题每题只有一个选项正确；9~12题每题至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1. 引力常量G约等于（　　）

A.  B.

C  D.

2. 在曲线运动中（　　）

A. 速度可能随时间均匀变化

B. 速度不可能随时间均匀变化

C. 速度可能是不变的

D. 速度的方向可能是不变的

3. 竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，如图所示。一小球从弹簧上方由静止落下，落到弹簧上后又被弹起到原来高度。若不计空气阻力，在小球从接触弹簧到再离开弹簧的运动过程中（　　）

A. 因为初、末两个时刻动能与势能均相同，所以小球的机械能守恒

B. 因为弹簧的弹力对小球做的总功为0，所以小球的机械能守恒

C. 因为弹簧的弹力对小球做了功，所以小球的机械能不守恒

D. 因为弹簧的弹力不消耗机械能，所以小球的机械能守恒

4. 如图所示，光滑水平面上放置一足够长木板A，其上表面粗糙，两个质量和材料均不同的物块B、C，以不同的水平速度分别从两端滑上长木板A。当B、C在木板A上滑动的过程中，由A、B、C组成的系统（　　）

A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒

C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒

5. 水平转盘可绕竖直中心轴转动，如图甲所示。一小物块质量为m，放在转盘上到中心O的距离为r处，随着转盘角速度缓慢增大，小物块所受摩擦力F随时间变化的图像如图乙所示，小物块相对转盘始终未发生移动。则从t1到t2时间内，摩擦力对小物块做的功为（　　）

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s内上升的高度都是6cm；玻璃管向右匀加速平移，每1s内通过的水平位移依次是5cm、7cm、9cm、11cm。从开始计时起，t=2s时蜡块的速度大小为（　　）

A.  B.  

C.  D.

7. 篮球运动是最受欢迎的运动之一，如图所示，某同学在比赛中“抛投”上篮，篮球恰好水平越过篮筐前沿。已知该同学“出手”时，篮球与篮筐的高度差约为0.45m，篮球到篮筐的水平距离约为3m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则篮球到达篮筐时的速度大小约为（　　）

A. 20m/s B. 10m/s C. 5m/s D. 1m/s

8. 2022年3月以来，上海新一轮疫情爆发，驻马店一爱心组织迅速筹集一批生活援助物资发往上海。一装载援助物资的汽车启动过程的加速度a随位移x变化的图像，如图所示。已知汽车（含援助物资）的质量为m，在距离出发点x1处达到额定功率P，汽车所受阻力恒为f，则该汽车从距离出发点x1处到速度增至最大所用的时间为（　　）

A.  B.

C.  D.

9. 2022年央视元宵晚会上，宇航员王亚平在中国天宫空间站用古筝演奏了一曲《茉莉花》，将美好的祝福以音乐的方式从万里高空传送给千家万户。下列说法正确的是（　　）

A. 开普勒在牛顿运动定律的基础上，总结出了行星运动的规律

B. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

C. 牛顿刚发现万有引力定律时，并不能算出两个天体之间万有引力的大小

D. 物体受地球的引力、月球受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律

10. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4，它们的边缘分别有三个点A、B、C，则下列说法正确的是（　　）

A. B、C两点的线速度之比为1∶4

B. A、B两点的周期之比为1∶2

C. A、C两点的角速度之比为2∶1

D. A、C两点的向心加速度之比为1∶8

11. 如图所示，一个小球从A点由静止开始，分别经三个不同的光滑轨道下滑到轨道末端的B1、B2、B3（三点等高）处时（　　）

A. 动量相同

B. 动能相同

C. 机械能相同

D. 重力的功率相同

12. 2020年11月6日，我国成功发射全球首颗，6G试验地球卫星，卫星的轨道半径的三次方与其周期的二次方的关系图像如图所示。已知地球可视为均匀球体，半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A. 地球的质量为

B. 地球表面的重力加速度为

C. 近地卫星线速度大小为

D. 地球的密度为

第Ⅱ卷（非选择题 62分）

二、实验题（本大题共2个小题，共16分）

13. 利用如图所示的装置验证动量守恒定律。正常工作的气垫导轨上有A，B两个滑块，滑块A和滑块B上都固定有完全相同、长度为d的遮光片。气垫导轨上装有光电门传感器1和2，与之连接的光电计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。将滑块A置于气垫导轨光电门1左侧某位置，滑块B置于光电门1和光电门2之间靠近光电门2的位置处。测得滑块A的质量为m1，滑块B的质量为m2。

（1）现给滑块A向的初速度，使它与静止的滑块B相碰。碰前与光电门1相连的光电计时器显示的时间是t1，则碰前滑块A的动量为___________（用题中给出的物理量符号表示）

（2）碰后滑块B向右运动，与光电门2相连的光电计时器显示的时间是t2，滑块A向左运动，与光电门1相连的光电计时器显示的时间是t3。要验证碰撞中动量守恒，需要验证的表达式为___________。（用题中给出的物理量符号表示）

（3）若某同学在测量遮光片的宽度时，由于人为的错误致使测得的长度偏大，请问该错误对于该实验的结论___________（填“有”或“没有”）影响。

14. 小明同学在学习机械能守恒定律时，老师讲到“做平抛运动的物体机械能守恒”，小明对此感到怀疑，决定亲手做一做，来验证老师的结论是否正确。于是他找来了研究自由落体运动时用到的频闪相机，通过频闪照相的方法得到了小球运动的几个位置A、B、C、D、E，如图所示。已知频闪相机的频率为20Hz，O点为平抛运动的起点，以O为坐标原点，沿水平和竖直方向建立直角坐标系，经测量得到几个位置的坐标列表如下：已知小球的质量为0.2kg，重力加速度g取9.8m/s2请你帮助小明对测量的数据进行分析（结果保留三位有效数字）。

（1）从O点到D点，小球动能的增加量为___________J，重力势能的减少量为___________J；

（2）小球重力势能的减小量与动能增加量不相等的原因可能是___________；

（3）小明想换一种方法对数据分析，测出O点到每一个点的高度d，每个点的竖直速度，以d为横坐标、为纵坐标建立坐标系，作出图像。若所有操作均正确，则在误差允许的范围内，图线的“斜率”为k，可以得出重力加速度大小为___________；

（4）通过对测量结果进行分析可以得出，在误差允许范围内，“做平抛运动的物体机械能守恒”这句话___________（填“正确”、“不正确”或者“不一定正确”）。

三、计算题（本大题共4小题，共46分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分；有数值计算的题，答案中应明确给出数值和单位）

15. 伽利略理想斜面实验运用了科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一、如图所示，两个斜面平滑连接，实际情况下，当小物块从斜面上由静止滑下时，在对面斜面上并不能上升到起始点等高处。已知两斜面与水平面的夹角分别是53°和37°，两斜面材料相同。一小物块从左侧斜面上由静止滑下，在右侧斜面上升的最大高度是开始下滑时高度的90％，已知，，求小物块与斜面间的动摩擦因数μ。（结果保留1位有效数字）

16. 如图所示，小球从斜面顶端以大小为初速度水平飞出，当小球离斜面最远时，其速度大小为。已知重力加速度为，斜面足够长，求小球落到斜面上时速度的大小。

17. 如图所示，小帅同学把一根细绳的两端分别系在铅笔上A、B两点，绳上套有一质量为m的光滑小圆环P，然后他将铅笔保持竖直转动起来。当铅笔以某一角速度转动时，细绳水平段的长度刚好为L。已知细绳总长为3L，重力加速度为g，不计空气阻力。求：（结果用根号表示）

（1）铅笔转动的角速度和细绳的张力大小。

（2）小圆环的动能。

18. 2022年北京冬季奥运会冰壶比赛在位于北京赛区的国家游泳中心进行。在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。在比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在营垒中心发生对心碰撞（如图甲所示），从t=0开始，碰撞前后两壶运动的v—t图像如图乙中实线所示，其中碰后红、蓝两壶的图线平行。已知两冰壶质量均为m=20kg，t=1s时两壶相撞，不计碰撞的时间和空气阻力，求：

（1）碰撞后蓝壶的速度大小；

（2）在碰撞中损失的机械能；

（3）碰撞后红壶继续运动时间。

答案

1-8 DACBD  ABC  9.CD  10.AD  11.BC  12.AB

13. ①.     ②.     ③. 没有

14. ①. 3.11    ②. 3.13    ③. 空气阻力的影响    ④.     ⑤. 正确

15. 设小物块下滑的起点高度为，在左侧斜面受到的摩擦力大小为

下滑过程摩擦力做的功为

在右侧斜面受到的摩擦力大小为

上滑过程中摩擦力做的功为

由动能定理有

求得

16. 设小球运动到离斜面最远时，所用时间为，此时其速度方向应平行于斜面，设此时竖直方向的速度为，则

根据运动的对称性，小球落至斜面所用时间应为

设落到斜面上时，竖直方向的速度为则

落至斜面时的速度大小为

联立以上方程解得

17. （1）当铅笔保持竖直以角速度ω转动时，小圆环运动的半径为L，设细绳的拉力为F，斜绳与水平方向的夹角为，由牛顿第二定律有

其中

求得

（2）小圆环的线速度为

动能为

求得

18. （1）由图像根据三角形相似关系，可得碰前红壶的速度为

碰后红壶的速度为

设蓝壶碰后的速度为，两壶相碰过程中动量守恒，则

解得

（2）两壶在碰撞过程中损失的机械能为

代入数据得

（3）由图像可知，碰后两壶的加速度为

其中

设碰撞后红壶经过时间停下，则

求出