2021届甘肃省会宁县第一中学高一下学期期末考试物理试题

这是一份2021届甘肃省会宁县第一中学高一下学期期末考试物理试题，共6页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点的过程中，质点的速度方向恰好改变了90°，在此过程中，质点的速率（ ）
A．不断增大B．不断减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
2．如图所示，台阶的高度相等，甲、乙两个相同的小球（可视为质点）分别从第一级台阶和第二级台阶边缘分别以相同的速度水平抛出两小球恰好都落在水平地面上的C点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两球的运动时间之比为2∶1
B．甲、乙两球的运动时间之比为4∶1
C．甲、乙两球水平方向的分位移大小之比为
D．甲、乙两球水平方向的分位移大小之比为2:1
3．如图为某共享单车的主要传动部件，大齿轮和小齿轮通过链条相连，a、b分别是大齿轮和小齿轮边缘上的两点。已知大齿轮直径d1=20cm，小齿轮直径d2=10cm，若两齿轮匀速转动，则下列关于a点与b点的说法中正确的有（ ）
A．线速度大小之比为1∶2B．角速度大小之比为1∶2
C．转速大小之比为2∶1D．周期之比为1∶2
4．为了防止高空下落物体对楼下行人造成伤害，我国已将高空抛物纳入了法律追责范畴，进一步规范居民生活行为．假设质量为的物体从高处自由落下，落到地面与地面作用时间为，物体落地后不反弹，重力加速度取，不计空气阻力．则地面受到的作用力约为（ ）
A．200NB．20NC．2000ND．20000N
5．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1kg、mB=2kg、vA=6m/s、vB=2m/s，当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（取两球碰撞前的运动方向为正）（ ）
A．v′A=5m/s、v′B=2.5m/sB．v′A=2m/s、v′B=4m/s
C．v′A=-4m/s、v′B=7m/sD．v′A=7m/s、v′B=1.5m/s
6．2020年7月23日，中国“天问一号”探测器发射升空，开启了火星探测之旅。已知火星的直径约为地球的一半，质量约为地球的，自转轴倾角、自转周期与地球很接近，但公转周期是地球的两倍。由以上信息判断下列说法正确的是（ ）
A．火星的表面重力加速度约为地球的0.8倍 B．火星的同步卫星轨道半径约为地球的
C．火星公转轨道的半长轴约为地球的2倍 D．火星的第一宇宙速度约为3.7km/s
7．如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中（容器固定）由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN．重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为（ ）
B． C． D．
8．滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功为2000J，运动员克服阻力做功为100J，则运动员的（ ）
A．重力势能减小了1900J B．动能增加了2100J C． 机械能减小了100J D．重力势能增加了2000J
9．如图（a）所示，静止在水平地面上的物体，受到水平拉力F的作用，F与时间t的变化关系如图（b）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（ ）
A．t2时刻物体的加速度最大
B．t2时刻摩擦力的功率最大
C．t3时刻物体的动能最大
D．t3时刻物体开始反向运动
10．如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度大小为3g/4，这个物体在斜面上升的最大高度为h，则这个过程中，下列判断正确的是( )
A．重力势能增加了 B．动能减少了
C．机械能减少了 D．物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小
二、实验题(每空2分，共16分)
11．(6分)某学生用图甲所示的实验装置测量物块在斜面上向下匀加速滑动的某段过程中摩擦力所做的功．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中得到纸带的一部分如图乙所示，图中的s1、s2、s3、s4、s5是6个连续点A、B、C、D、E、F两相邻点间的距离．
（1）根据纸带可计算打点计时器在打下各点时物块的速度大小．要计算vB，已经测得s1，还需要测量_______．
A．s2 B．s3 C．s4 D．s5
（2）要测量物块在BD段运动过程中摩擦力所做的功WBD ，已经测得s1、s2、s3、s4 ，已知重力加速度为g．
①下列器材，还需要的是________．
A．秒表 B．天平 C．弹簧秤
②下列物理量，还需要测量是_______________．
A．纸带的总长度 B．斜面的高度 C．斜面的倾角．
12．(10分)某实验小组“用自由落体验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完成下列问题：
(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________.
A．重物最好选择密度较小的木块 B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计时点，并测出各计时点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，重物的质量为0.5 kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减小的重力势能ΔEp＝________ J；重物增加的动能ΔEk＝________ J，两者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留三位有效数字)
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______________________________________________.
三、计算题(共44分)
13．(14分)汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，重力加速度取10 m/s2。
（1）汽车所能达到的最大速度是多少？
（2）汽车保持额定功率不变从静止起动后，当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？
（3）若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
14．(15分)如图所示，长为l的细线下系一质量为m的小球，线上端固定在O点，小球可以在竖直面内摆动，不计空气阻力，当小球从摆角为的位置由静止运动到最低点的过程中，求：
(1)重力对小球做的功？
(2)小球到最低点时的速度为多大？
(3)小球在最低点时，小球对细绳的拉力大小？
15．(15分)如图所示,一根长L=0.5m的细绳悬于天花板上O点,绳的另一端挂一个质量为m=1kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为12.5N,小球在水平面内做圆周运动,当速度逐渐增大,绳断裂后,小球将平抛后掉在地上.(g=10m/s2)
⑴绳刚断裂时小球的角速度为多大？
⑵若小球做圆周运动的平面离地高为h=0.6m,则小球经多长时间落地？
⑶在第⑵问中小球落地点离悬点在地面上的垂直投影的距离为多少？
高一物理期末考试参考答案
1．D
【详解】
因为质点的速度方向恰好改变了，根据曲线运动中质点所受合力指向轨迹的凹侧及轨迹夹在合力方向与速度方向之间可知，恒力指向右下方，恒力沿运动轨迹切线方向的分力先与速度方向相反，后与速度方向相同，故质点的速率先减小后增大，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．C
【详解】
AB．竖直方向由
可得
甲、乙两球下落高度之比为2：1，故运动时间之比为，AB错误；
CD．水平方向由
可得甲、乙两球水平方向的分位移大小之比为，D错误，C正确。
故选C。
3．B
【详解】
A．两轮通过链条传动，边缘线速度相等，故线速度大小之比为1∶1，A错误；
B．由可知，角速度与半径成反比，即角速度大小之比为1∶2，B正确；
C．由可知，转速与角速度成正比，即转速大小之比为1∶2，C错误；
D．由可得，周期之比为2∶1，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
物体落地的速度
落地时由动量定理
解得
故选A。
5．B
【详解】
分析：两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度．
解答：解：考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度，因而AD错误，BC满足；
两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，ABCD均满足；
根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为22J，B选项碰撞后总动能为18J，C选项碰撞后总动能为57J，故C错误，B满足；
故选B．
点评：本题碰撞过程中动量守恒，同时要遵循能量守恒定律，不忘联系实际情况，即后面的球不会比前面的球运动的快！
6．B
【详解】
A．火星的表面上的物体受到的万有引力近似等于重力，有
可得
由题意知
，
代入可得火星的表面上的重力加速度
故A错误；
B．同步卫星的周期和自传周期相同，因此有
解得
火星和地球的自传周期接近，因此火星的同步卫星的轨道半径和地球的同步卫星的轨道半径之比为
故B错误。
C．根据开普勒第三定律，可知
所以，火星公转轨道的半长轴约为地球公转轨道的半长轴的倍，故C错误；
D．由第一宇宙速度公式
可得，火星的第一宇宙速度约为
故D正确；
故选B。
7．A
【解析】
试题分析：在B点有：．得．A滑到B的过程中运用动能定理得，，得．故A正确．
考点：考查了动能定理的应用
8．C
【解析】试题分析：除重力外，物体克服阻力做功100J，故机械能减小100J，故C正确；外力对物体所做的总功为2000J-100J=1900J，是正功，则根据动能定理得：动能增加1900J．故B错误；重力对物体做功为2000J，是正功，则物体重力势能减小2000J．故A错误，D错误；
考点：考查了重力势能的变化与重力做功的关系．
9．AC
【分析】
当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．
【详解】
A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，t2时刻物体受到的拉力最大；故物体的加速度最大，故A正确；
BCD、物体运动后摩擦力大小不变，当速度最大时摩擦力的功率最大；而在t1到t3时刻，合力向前，物体一直加速前进，t3时刻后合力反向，要做减速运动，所以t3时刻A的速度最大，动能最大．摩擦力的功率最大；故BD错误，C正确
故选AC
【点睛】
根据受力情况分析物体运动情况，t1时刻前，合力为零，物体静止不动，t1到t3时刻，合力向前，物体加速前进，t3之后合力向后，物体减速运动．
10．BD
【详解】
试题分析：物体在上升过程中重力做功为WG＝－mgh,根据重力做功与重力势能变化的关系：WG＝－ΔEP，知重力势能增加mgh，A错误；由几何关系可求上升过程的位移为2h,逆向研究上升过程，由=3gh，则在上升过程中由动能定理变化为：－，B正确；由动能定理：Wf－WG＝0－，则Wf=-,除重力做功外，其它力做功等于机械能能的变化，则机械能减少，C错误；设初速度为v0,物体克服摩擦力做功的功率P＝FfV＝F（v0-at）,知物体克服摩擦力做功的功率在随时间均匀减小，D正确．
考点：本题考查重力做功与重力势能的变化关系、动能定理、机械能．
11．(1)A (2)①B ②C
【解析】
试题分析：（1）纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度，则，所以还需要测量s2，故A正确．故选A
（2）①木块在运动过程中，由动能定理得：mgh+WBD＝mvD2−mvB2
木块克服摩擦力做的功为WBD＝mvD2−mvB2−mgh，因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量m，故选B；
②设斜面倾角为θ，根据几何关系可知，h=xBDsinθ=（s2+s3）sinθ，所以还要测量斜面的倾角，故选C。
考点：测量摩擦力所做的功。
12．BC 2.14 2.12 重物下落过程中受到阻力作用 图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍，故能验证
【详解】
(1)[1]．A、重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误；
B、本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是，因为我们是比较、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平测量重物的质量操作时应先接通电源，再释放纸带，故B正确．
C、释放纸带前，重物应靠近打点计时器．必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上，然后先接通电源，后释放纸带，故C正确；
D、不能利用公式来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故D错误．
(2)[2][3][4]．重力势能减小量
利用匀变速直线运动的推论
动能增加量
由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加了；
(3)[5]．根据表达式，则有
若图象的斜率为重力加速度的2倍时，即可验证机械能守恒，而图象的斜率
因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒．
点睛：解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结，要熟记求纸带上某点瞬时速度的求法．
13．（1）12m/s；（2）4m/s；(3)16s
【详解】
（1）当阻力和牵引力相等时，速度最大，故有
（2）从静止开始运动过程中，受到牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律可得
解得；根据，可得此时的速度为
（3）汽车由静止开始做匀加速起动的过程中a不变，当v增大时，P增大。当时，此过程结束，有
解得
14．（1）（2）（3）
【解析】
试题分析：（1）当小球从摆角为θ的位置由静止运动到最低点的过程中，小球的高度降低，重力做正功W=mgh．（2）小球下摆过程中只重力做功，根据动能定理求解小球到最低点时的速度．（3）小球在最低点时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列方程求解．
（1）小球由静止运动到最低点的过程中，重力所做的功为
（2）小球从静止开始运动到最低点的过程中，根据动能定理得：
解得：
（3）小球在最低点时，根据牛顿第二定律有：
解得：
根据牛顿第三定律，小球对细绳的拉力大小为
【点睛】本题是动能定理与向心力的综合应用，知道小球在最低点时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力．
15．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）绳刚断裂时，拉力为．
根据牛顿第二定律得
又
得
（2）绳断裂后小球做平抛运动，则有
得
（3）小球平抛运动的初速度等于圆周运动的线速度为
则
由几何知识得到小球落点离悬点在地面上的垂直投影的距离为