2021北海高一下学期期末物理试题含答案

北海市2021年春季学期期末教学质量检测

高一物理

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1.一质点做曲线运动，下列说法正确的是（    ）

A.质点速度方向时刻在改变且速度方向一定沿曲线的切线方向

B.质点速度方向可能与加速度方向相同且加速度方向时刻在改变

C.质点所受合力方向与速度方向相同或相反时，均可以作曲线运动

D.无论质点所受合力方向与速度方向有何关系，质点均可作曲线运动

2.行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为k，即，则常数k的大小（    ）

A.与行星的质量有关  B.只与恒星的质量有关

C.与行星的运行周期T有关 D.与行星的轨道半径R有关

3.一小船渡河，河宽，水流速度，小船在静水中的速度为，下列说法正确的是（    ）

A.小船不能垂直河岸渡过此河

B.小船渡过此河位移大小不可能为225m

C.小船渡河过程中保持船头方向不变，若水流速度变大，则渡河时间将变短

D.小船的最短渡河时间为45s

4.一颗质量的子弹射出时的速度约为，若子弹经时间射入墙壁.则子弹射入墙壁时，其对墙壁的平均作用力约为（    ）

A.  B.

C.  D.

5.如图所示，一竖直圆盘上固定着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心O的距离为5cm.现使圆盘绕过圆心O的水平轴以10rad/s的角速度匀速转动，重力加速度g取，当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力为，当小球运动到O点正下方时圆盘对小球的作用力为，则（    ）

A.    B.  

C.    D.  

6.如图所示，物体A静止放在赤道上，卫星B、C都在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，其中B为同步卫星.则（    ）

A.卫星C绕地球运动的周期小于24小时地球

B.卫星B的加速度大于物体A的向心加速度

C.卫星C的速度大于卫星B的速度

D.物体A绕地心的速度大于卫星B的速度

7.汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，若所受阻力始终不变，如图所示为牵引力F与速度v的关系，加速过程在图中A点结束，所用的时间，经历的路程，10s后汽车做匀速运动.则（    ）

A.汽车所受阻力的大小为

B.汽车匀速运动时的牵引力大小为

C.汽车恒定功率为

D.汽车的质量为

8.如图所示，斜面体固定在水平面上，轻质弹簧的一端固定在斜面体的底端O处，弹簧处于自然长度时上端位于B点.B点以上的斜面部分粗糙，B点以下的斜面部分是光滑的.现将质量为的滑块将弹簧压缩至A点处，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后继续沿斜面上升到最大高度，并静止在斜面上.若换用相同材料的质量为的滑块压缩弹簧至同一点A后，重复上述过程，则两滑块（    ）

A.到达位置B点时速度相同

B.沿斜面上升的最大高度相同

C.上升到最高点的过程中克服重力做的功不相同

D.上升到最高点的过程中机械能损失相同

9.如图所示，用长为的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力.下列说法中正确的是（    ）

A.向心力的大小等于

B.向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力

C.向心力的大小等于细线对小球的拉力

D.小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力

10.嫦娥五号发射过程某一阶段如图所示，嫦娥五号在椭圆轨道Ⅰ上运行到远地点N变轨进入圆形轨道Ⅱ，在圆形轨道Ⅱ上运行一段时间后在N点时再次加速变轨，从而最终摆脱地球束缚.对于该过程，下列说法正确的是（    ）

A.嫦娥五号在N点通过向前喷气减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ地球

B.嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期

C.嫦娥五号在轨道Ⅰ正常运行时（不含变轨时刻）经过Ｎ点的加速度比在轨道Ⅱ正常运行（不含变轨时刻）时经过N点的加速度大

D.嫦娥五号在轨道Ⅰ上过M点的速率比在轨道Ⅰ上过N点的速率大

11.如图所示，两个相同的小球甲和乙用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，现同时对甲、乙施加等大反向的水平恒力、，使两小球与弹簧组成的系统开始运动.在以后运动的整个过程中弹簧不超过其弹性限度，则（    ）

A.两小球的速度减小为零时，弹簧的弹力大小大于外力、的大小

B.由于、所做的总功为零，所以系统的机械能始终不变

C.当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大

D.系统受到合外力不为零

12.滑雪运动深受人民群众喜爱.某质量为m的滑雪运动员（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度大小为，重力加速度为g.此运动员在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中（    ）

A.运动员重力势能增加了

B.运动员机械能损失了

C.运动员克服摩擦力做功

D.运动员动能损失了

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分）

13.（6分）用如图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出两小球A、B的质量和；

②安装好实验装置，使斜槽末端水平；

③先不在斜槽末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P处由静止开始下滑，小球A离开斜槽后，利用频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙），且频闪照相机照相频率不变；

④将小球Ｂ放在斜槽末端，让小球A仍从位置P处由静止开始下滑，使它们碰么，再利用频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙）；

⑤测出所需的物理量.

（1）步骤①中A、B两球的质量应满足______.

A. B. C.

（2）在步骤⑤中，需要在照片乙和丙中直接测量的物理量有______（用图中字母表示）.

（3）若两球碰撞过程中动量守恒，则满足的方程为______（用题中字母表示）.

14.（6分）某同学用图示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

（1）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g取，纸带上O点是打点计时器打下的第一个点，A、B、C、D是连续打出的四个点（O和A之间还有一些点），它们到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.78cm.根据以上数据可知，打点计时器打下计数点C时物体的速度为，则______；重锤由O点运动到C点的过程中下落的距离为h，则______（计算结果均保留三位有效数字）.

（2）若实验结果发现重力势能的减少量总小于动能的增加量，造成这种现象的可能原因是______.

A.选用的重锤密度过大  B.交流电源的频率小于50Hz

C.交流电源的电压偏高  D.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力

三、计算题（本题共4小题，共40分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15.（8分）2021年新年国内科技新闻揭晓，北斗导航系统全面建成成功入选.北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，其中有5颗地球同步卫星.已知地球同步卫星距地面的高度为h，地球半径为R，地球的自转周期为T，万有引力常量为G，设地球赤道表面上的物体随地球自转的线速度大小为v，同步卫星运行时的线速度的大小为.求：

（1）v与之比；

（2）地球的质量.

16.（10分）如图所示，光滑水平面上有质量分别为、的小车A、B，小小车A的右端水平连接一根轻弹簧，两车以大小的初速度相向运动.不计相互作用过程中机械能的损失，求：

（1）当小车B的速度大小为2m/s，方向水平向左时，小车A的速度；

（2）小车A和B相互作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能及此时两车的速度.

17.（10分）如图所示，摩托车选手做特技表演时，以的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出.若摩托车冲向高台的过程以的额定功率行驶，冲到高台上所用时间，人和车的总质量，台高，摩托车的落地点到高台的水平距离.不计空气阻力，取.求：

（1）摩托车从高台水平飞出时速度的大小；

（2）摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功.

18.（12分）如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的四分之三光滑圆弧轨道，其端点D在圆心O的正上方，另一个端点B与圆心O在同一水平面上.一质量为m的小球（视为质点）从离B点高度为h处的A点由静止开始下落，从B点进入圆弧轨道.（已知h的取值范围，重力加速度为g，不计空气阻力），求：

（1）小球在最高点时对圆弧轨道的压力范围；

（2）小球从D点飞出后能否落在水平面上，试通过计算说明.若能，求落点与B点水平距离d的范围.

北海市2021年春季学期期末教学质量检测·高一物理

参考答案、提示及评分细则

1.A     2.B     3.D     4.B     5.C     6.B     7.A     8.C     9.AB     10.BD

11.AC     12.AD

13.（1）B （2）、、 （3）

解析：（1）在小球碰撞过程中，由动量守恒有，由动能不增大，有，解得，要使碰后小球A能平抛出去，则，.

（2）由于频闪照相的频率固定，因此只需测量在频闪时间间隔内小球的水平位移、、即可.

（3）由水平位移和水平速度成正比，可知验证的方程为.

14.（1）7.61 7.62 （2）B

解析：（1），，从打下计数点O到打下计数点C的过程中，.

（2）重锤密度越大，空气阻力和限位孔对纸带的阻力的影响越小，选项A错误；由可知，若实际交流电源的频率小于50Hz，而将代入上式求出的速度要大于实际速度，从而导致，所以选项B正确；测量结果与电压U无关，选项C错误；根据能量守恒定律可知，若重锤下落时受到的阻力过大，则重锤动能的增加量应小于重力势能的减少量，选项D错误.

15.解：（1）地球赤道表面的物体随地球自转的周期为T，轨道半径为R，所以线速度大小为

设同步卫星运行时的线速度的大小，则

则与之比为

（2）设地球的质量M，同步卫星的质量为m，同步卫星轨道半径为，周期等于地球自转的周期T

由牛顿第二定律有

可得地球的质量

16.解：以向右为正方向.

（1）根据动量守恒定律，有

解得，方向水平向右

（2）弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时小车A、B有相同的速度，根据动量守恒定律有

，解得，方向水平向右

此时弹簧的弹性势能最大，等于系统动能的减少量，即

解得

17.解：（1）摩托车在空中做平抛运动，设飞行时间为，则

，

设摩托车到达高台顶端的速度为，即平抛运动的水平速度

（2）摩托车冲上高台过程中，根据动能定理有

则克服阻力

带入数据解得

18.解：（1）设小球在D点受到的压力为F，则

由机械能守恒定律可得：

联立并结合h的取值范围

解得：

根据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：

（2）小球在最高点D的速度至少为

此时小球飞离D后做平抛运动，有：  

联立解得，故小球一定能落在水平面上.

当小球在最高点所受轨道的压力为时，在最高点D速度最大，有：

   解得

小球飞离D后做平抛运动，，

联立解得

故落点与B点水平距离d的范围为：

.