2021-2022学年内蒙古自治区阿拉善盟第一中学高一下学期期末考试 物理 Word版含解析

这是一份2021-2022学年内蒙古自治区阿拉善盟第一中学高一下学期期末考试 物理 Word版含解析，共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答或论述题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~12题只有一个选项正确，第13~15题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 对功动能关系的理解，下面说法正确的是（ ）
A. 合力做负功，则动能的变化为负值，物体的动能就减少
B. 物体的动能保持不变，说明物体受到的合外力一定为零
C. 物体所受的合力不为零，物体的动能一定要变化
D. 一物体做变速运动时，合外力一定对物体做功，使物体动能改变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．所有外力做功的代数和为负值，物体的动能就减少，选项A正确；
B．物体的动能保持不变，说明合力对物体所做的功为零，但合外力不一定为零，选项B错误；
C．由功的公式
知，合力不为零，但若，合力的功也为零，选项C错误；
D．物体的速度变化，可能是大小不变，方向变化，故动能不一定变化，合外力不一定做功，选项D错误。
故选Ａ。
2. 质量为0.5kg的章鱼在水中静止，突然将体内的0.1kg的水以2m/s的速度向前喷出，不计章鱼受到的阻力，则章鱼后退的速度大小为（ ）
A. 4 m/sB. 2 m/sC. 0.5m/sD. 0.4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】根据动量守恒定律可得
可解得章鱼后退的速度大小为
故选C。
3. 图示是奥运会比赛项目撑竿跳高，运动员在竿的作用下加速上升的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A. 运动员的机械能一直增大B. 运动员的机械能可能不变
C. 运动员的机械能先增大后减小D. 运动员的机械能可能减小
【答案】A
【解析】
【详解】因为运动员在加速上升的过程中，动能和重力势能均一直增大，故运动员的机械能一直增大。故选A。
4. 关于近地卫星和同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A. 近地卫星一定赤道上空，同步卫星不一定在赤道上空
B. 近地卫星运行速度大于同步卫星的运行速度
C. 近地卫星的运行周期大于同步卫星的运行周期
D. 近地卫星受到的万有引力大于同步卫星受到的万有引力
【答案】B
【解析】
【详解】A．近地卫星在地球表面绕地球飞行，不一定在赤道上空，同步卫星相对于地球静止，与地球自转的周期相同，一定在赤道的上空飞行，A错误；
BC．由引力作为向心力可得
解得
，
近地卫星轨道半径较小，线速度较大，运行周期较小，B正确，C错误；
D．由于两卫星的质量关系未知，故所受到的万有引力大小关系无法确定，D错误。
故选B。
5. 一小船过河的运动轨连如图所示。河中各处水流速度大小相同且恒定不变，方向平行于岸边，若小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度均相同（且均垂直于岸边），由此可以确定（ ）
A. 船沿AC轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动
B. 船沿AB轨迹渡河所用的时间最短
C. 船沿AD轨迹到达对岸前瞬间的速度最大
D. 船沿三条不同轨迹渡河所用的时间相同
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．曲线运动加速度的方向指向轨迹的凹侧；又由于题中水流速度大小相同且恒定不变，因此船的加速度方向与船初速度处于同一直线上。综上分析可知，AC加速度与初速度同方向，AD加速度与初速度反方向，AB加速度为0，因此，AC轨迹小船相对于静水是匀加速运动，AB轨迹小船相对于静水是匀速运动，AD轨迹小船相对于静水是匀减速运动。渡河时间只与垂直于河岸速度（本题中即船相对于静水速度）有关，故船沿AC轨迹过河所用的时间最短，故BD错误，A正确；
C．船沿AD轨迹在垂直河岸方向的运动是减速运动，故船到达对岸的瞬时速度最小，故C错误。
故选A。
6. 如图所示，两个实心球的半径分别为、，其质量分别为、且两实心球的质量分布不均匀（两球内侧密度大）。两球间的距离，取引力常量，则两球间万有引力的大小（ ）
A. 等于6.67×10-11NB. 大于6.67×10-11N
C. 小于6.67×10-11ND. 不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】根据万有引力公式
和题意可知两实心球的重心间距
当代入
计算解得
重心间距小，万有引力更大，B项正确，ACD错误。
故选B。
7. 甲、乙两物体分别从坐标原点、距原点处同时出发，且两物体沿同一直线运动，时两物体碰撞，碰撞前后两物体的位移随时间的变化规律如图所示，且碰后的图线平行于横轴。则下列说法正确的是（ ）
A. 碰前甲、乙两物体速度大小之比为2：5
B. 碰前甲、乙两物体动量大小之比为2：3
C. 碰前甲、乙两物体质量之比为2：3
D. 碰前甲、乙两物体动能之比为2：3
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知碰前甲的速度大小为
乙的速度大小为
则甲、乙两物体速度大小之比为2：3，A错误；
B．由于两物体碰后均静止，说明两物体组成的系统总动量为零，即碰撞前两物体的动量大小相等、方向相反，即甲、乙两物体动量大小之比为1：1，B错误；
C．由可知碰前甲、乙两物体质量之比3：2．C错误；
D．动能与动量大小关系为
可解得两物体的动能之比为2：3，D正确。
故选D。
8. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若，则（ ）
A. 星球A的线速度等于星球B的线速度
B. 星球A所受向心力大于星球B所受向心力
C. 双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大
D. 两星球的总质量等于
【答案】D
【解析】
【详解】A．双星围绕同一点同轴转动，其角速度、周期相等，由可知，星球A的轨道半径较大，线速度较大，A错误；
B．双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律可知向心力大小相等，B错误；
C．双星A、B之间的万有引力提供向心力，有
其中
联立解得
即
故当双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期也减小，C错误；
D．根据C选项计算可得
D正确。
故选D。
9. 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，质量分别为、的两个小球A和B紧贴着内壁分别在图示的水平面内做匀速圆周运动。若，则（ ）
A. 球A的角速度大于球B的角速度
B. 球A的角速度小于球B的角速度
C. 球A的向心力小于球B的向心力
D. 球A的向心力等于球B的向心力
【答案】B
【解析】
【详解】AB．依题意，小球在运动过程中受到垂直于锥面的支持力和重力，合力提供了向心力，如图所示有
解得
因为小球A的轨道半径大于小球B的轨道半径，则球A的角速度小于球B的角速度，故A错误，B正确；
C D．因为是合力充当了向心力，结合受力分析图有
因为，所以球A的向心力大于球B的向心力，故CD错误。
故选B。
10. 一艘小船静止在平静的湖面上，忽略水的阻力，甲、乙二人站在船的左、右两端，某时刻甲、乙二人同时向对方运动，该过程中小船向右运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 如果甲、乙二人的质量相等，则甲的速度一定小于乙的速度
B. 如果甲、乙二人的动能相等，则甲的质量一定大于乙的质量
C. 如果甲、乙二人的速度相等，则甲的质量一定大于乙的质量
D. 如果甲、乙二人的速度相等，则甲的动能一定大于乙的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A．将甲、乙二人和小船作为一个系统，由于系统所受外力之和为零，系统的动量守恒，且总动量始终为零，由于小船向右运动，则说明甲、乙二人的总动量向左，即乙的动量大于甲的动量，如果甲、乙二人的质量相等，由可知甲的速度一定小于乙的速度，A正确；
B．如果甲、乙二人的动能相等，由可知甲的质量小于乙的质量，B错误；
C．如果甲、乙二人的速度相等，由可知甲的质量小于乙的质量，C错误；
D．如果甲、乙二人的速度相等，由以及整理得
可知甲的动能一定小于乙的动能，D错误。
故选A。
11. 如图所示，斜轨道的下端与半径为的圆轨道平滑连接。现在使质量为的小球从斜轨道上端距地面的点由静止滑下，运动到圆形轨道的最高点处时，对轨道的压力大小等于小球的重力大小，取，则小球从运动到的过程中克服摩擦力所做的功为（ ）
A. 0.2JB. 0.4JC. 0.6JD. 0.8J
【答案】D
【解析】
【详解】设小球从a运动到c的过程中克服摩擦力所做的功为W，到达c点时的速度大小为vc。根据动能定理有
①
由题意，在c点处根据牛顿第二定律有
②
联立①②并代入数据解得
③
故选D。
12. 质量为M的小球沿光滑的水平面向右以恒定的速度运动，经过一段时间与静止的质量为m的小球发生碰撞，碰后两小球的动量相等，则两小球质量的比值可能为（ ）
A. 3B. 4C. 5D. 6
【答案】A
【解析】
【详解】设碰后质量为M的小球的速度为，质量为m的小球的速度为，碰撞过程由动量守恒定律可得
又由题意可知
碰撞过程系统机械能可能保持不变，可能有损失，故碰撞前后系统机械能（动能）满足
联立解得
故选A。
13. 一汽车从静止开始匀加速启动，达到额定功率后，保持功率不变做变加速运动，最后再做匀速直线运动。下列分别是汽车运动过程中速度随时间变化、加速度随速度变化、牵引力随速度变化和功率随速度变化的图像，其中可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A．汽车从静止开始匀加速启动，所以速度图像是直线，之后，保持功率不变，随着速度的增大，根据可知其牵引力逐渐减小，根据牛顿第二定律，物体的加速度逐渐减小，故其图像的斜率逐渐减小，最终当牵引力与阻力相等时，汽车做匀速直线运动。A正确；
B．最终汽车匀速运动，其加速度为零。B错误；
C．匀加速时牵引力不变，加速度减小时牵引力减小，匀速时，牵引力与阻力相等。C正确；
D．匀加速时，牵引力不变，速度均匀增大，则功率均匀增大，达到额定功率后保持不变。D正确。
故选ACD。
14. 假设一质量约为50g的鸡蛋由15层楼高处由静止掉下来，经过一段时间刚好落在地面上且破碎，已知鸡蛋与地面的碰撞时间约为0.1s，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A. 鸡蛋与地面作用过程中动量变化大小约为3.0kg·m/s
B. 鸡蛋对地面的冲量方向竖直向下
C. 鸡蛋对地面的冲量大小约为1.55kg·m/s
D. 鸡蛋对地面的作用力大小约为150N
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动公式可得，鸡蛋着地的速度大小为
取向上的方向为正，鸡蛋与地面相互作用后鸡蛋的速度变为0，所以鸡蛋与地面作用过程中动量变化大小为
A错误；
BC．鸡蛋与地面作用中鸡蛋受重力与地面的作用力，选取向上为正方向，由动量定理可得
代入数据解得
方向竖直向上，则鸡蛋对地面的冲量大小为，方向竖直向下，BC正确；
D．由冲量的定义可得
解得
由牛顿第三定律可知，鸡蛋对地面的作用力大小约为15.5N，D错误。
故选BC。
15. 如图所示，质量为2m的滑块带有半圆弧槽N，且圆弧槽的半径为r，所有接触面的摩擦力均可忽略．在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放，第一种情况滑块固定不动；第二种情况滑块可自由滑动．下列说法正确的是（）
A. 只有第一种情况，小球可运动到左侧最高点
B. 两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为1∶1
C. 第二种情况，小球滑到圆弧槽最低点时，圆弧槽的速度为
D. 第二种情况，圆弧槽距离出发点的最远距离为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．当圆弧槽固定时，由机械能守恒定律
可知，则
小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点；当圆弧槽自由滑动时，对于M、N组成的系统，水平方向动量守恒，小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时，系统动量为零，设小球M到达左侧最高点的速度，则，由机械能守恒定律可知，小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点，故A错误；
BC．当圆弧槽固定时，小球M到最低点时的速度为，则由机械能守恒定律得
解得
当圆弧槽自由滑动时，设小球M到达最低点时的速率为v，此时圆弧槽的速率为，根据动量守恒定律得
解得
根据机械能守恒定律得
解得
两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为，B错误，C正确；
D．小球M和圆弧槽组成系统在水平方向上动量守恒，当小球运动到左侧最高点时，设时间为t，圆弧槽向右运动的位移最大，设圆弧槽向右的最大位移，根据动量守恒定律得
计算得出
D正确。
故选CD。
二、实验题：本题共1小题，共12分．
16. 为了“探究碰撞过程中的不变量”，某兴趣实验小组的同学设计了如图所示的实验，该小组的同学将气垫导轨倾斜地固定在水平面，将质量为m的滑块A由距离水平面h高度处静止释放，经过一段时间与静止在气垫导轨底端的质量为5m的滑块B发生碰撞，滑块A被弹回气垫导轨，滑块B沿水平面向右运动，已知滑块B与水平面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。假设两滑块的碰撞时间极短。
（1）为了完成本实验，还应测量的物理量有___________。
A．滑块A与滑块B的碰撞时间△t
B．滑块B在水平面上滑动的距离x
C．滑块A反弹后沿气垫导轨上升的高度
D．滑块A反弹后沿气垫导轨上滑的时间t
（2）滑块A第一次滑到气垫导轨底端时的速度为___________，滑块B沿水平面开始滑动的初速度为___________；（用已知量和测量的物理量表示）
（3）若碰撞过程中系统的动量守恒，则关系式：___________成立：如果该碰撞过程中没有机械能损失，则关系式：___________成立。
【答案】 ①. BC ②. ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]设滑块A滑到气垫导轨底端的速度为v0，滑块A反弹的速度大小为、磁后滑块B的速度大小为，对A从斜面下滑过程，由机械能守恒定律得
解得
碰撞后B在水平面上滑动的距离x，由动能定理得
解得
碰撞后A反弹，上升的高度设为，由机械能守恒定律得
解得
故选BC。
（2）[2][3]由（1）分析，可知滑块A第一次滑到气垫导轨底端时的速度为；
滑块B沿水平面开始滑动的初速度为；
（3）[4]若碰撞过程中系统的动量守恒。则将，，
代入
整理
[5]如果碰掉过程中没有机械能的损失，则应有
将速度代入整理得
三、解答或论述题：本题共3小题，共28分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
17. 如图所示，飞船沿半径为R的圆周围绕着地球运动，其运行周期为T.如果飞船沿椭圆轨道运行，直至要下落返回地面，可在轨道的某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心O为焦点的椭圆轨道运动，轨道与地球表面相切于B点．求飞船由A点到B点的时间．(图中R0是地球半径)
【答案】
【解析】
【详解】设飞船的椭圆轨道的半长轴为a，由图可知
设飞船沿椭圆轨道运行的周期为T′，由开普勒第三定律得：
飞船从A到B的时间t＝
由以上三式求解得
18. 如图所示，一质量为且足够长的木板静止在光滑的水平面上，质量均为的物块AB分别静止于木板C的左右两端。时刻，A、C分别以水平向右的初速度和开始运动，最终物块A、B都在木板C上相对于木板静止，且物块AB未发生碰撞。已知两物块与木板间的动摩擦因数均为，重力加速度为。求：
（1）最终木板C的速度大小。
（2）两物块与木板摩擦产生的总热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）由于水平面是光滑的，从A、C开始运动到最终物块A、B都在木板C上相对木板静止过程中，A、B、C三个物体组成的系统动量守恒，则
解得
（2）由全过程A、B、C三个物体组成的系统能量守恒，可得
解得
19. 如图所示，竖直平面内圆弧形光滑管道（管道横截面的半径略大于小球半径），管道中心到圆心距离为R，A点与圆心O等高，AD为水平面，B点在圆心O的正下方。质量为m的小球自A点正上方某高度处由静止释放，自由下落至A点时进入管道，当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的7倍，已知重力加速度为g。求；
（1）释放点距A点的竖直高度；
（2）小球在管道最高点时对管道的压力；
（3）落点C与A点的水平距离。
【答案】（1）2R；（2）mg；（3）R
【解析】
【详解】（1）在B点，管壁对小球的弹力
F=7mg
小球做圆周运动，由牛顿第二定律可得
解得
从小球开始下落到达B点过程中，由动能定理可得
解得
h=2R
（2）小球从B点到达管道最高点过程中，由动能定理可得
解得
最高点合力提供向心力
解得
小球在管道最高点时对管道的压力
（3）小球离开管道后做平抛运动，在竖直方向上
在水平方向上
x=vt
解得
落点C与A的水平距离为