2021-2022学年陕西省商洛市高一（下）期末物理试卷（含解析）

绝密★启用前

2021-2022学年陕西省商洛市高一（下）期末物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 关于曲线运动，下列说法正确的是(    )

A. 速度大小一定改变 B. 速度方向可能不变
C. 加速度方向一定改变 D. 加速度大小可能不变

2. 智跑游乐园坐落在有年城市历史的邢台市，地处七里河风景区，乐园内有华北地区最大的悬挂过山车，最大速度接近公里小时。如图所示，某乘客坐过山车无动力从位置加速下滑到位置，空气阻力不能忽略，则在下滑过程中，该乘客的(    )

A. 机械能守恒 B. 机械能增大 C. 动能减小 D. 重力势能减小

3. 明代出版的天工开物一书中，有牛力齿轮牛转翻车的图画，如图所示，这说明勤劳勇敢的先辈们已经掌握了齿轮传动技术。甲、乙两轮的半径不相同，在两轮转动过程中不打滑，下列说法正确的是(    )

A. 两轮边缘质点的加速度大小相等
B. 两轮边缘质点的线速度大小相等
C. 两轮的角速度相等
D. 两轮的转速相等

4. 年月以来，全国多地进入汛期。某地进行抗洪抢险演练，预设情境：一婴儿布娃娃在一木盆视为质点中随河水流动，抢险战士发现这一情况时，抢险船视为质点和木盆的连线与河岸垂直，木盆到两岸的距离相等，两河岸平行，如图所示。抢险船在静水中的速度为，河宽为，河水流速为，不计战士的反应时间和船的发动时间，则最短的救援时间船到达木盆的时间为(    )

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，在体育课上进行篮球训练时，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后两篮球在空中的点相遇，已知甲同学抛出点的高度比乙同学抛出点的高度大，不计空气阻力，篮球可看成质点，则下列说法正确的是(    )

A. 乙同学比甲同学先将篮球抛出
B. 乙同学抛出的篮球初速度一定大
C. 甲同学抛出的篮球在相遇前的水平位移一定小
D. 两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长

6. 如图所示，取一支按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔将会向上弹起一定的高度。圆珠笔运动过程中始终处于竖直状态。下列说法正确的是(    )

A. 下压圆珠笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B. 下压圆珠笔的过程中，重力对圆珠笔做负功
C. 圆珠笔向上运动的过程中重力势能一直增大
D. 圆珠笔向上运动的过程中动能一直减小

7. 某游乐场中的水滑梯如图所示，可视为由倾斜的光滑轨道和水平的阻力轨道组成。若人视为质点从距水平轨道高的水滑梯的顶端滑下，人在水平轨道上受到的平均阻力为其所受重力的。出于安全考虑，要求人不能碰撞水平轨道的末端，则水平轨道的长度至少为(    )

A.  B.  C.  D.

8. 已知地球的半径为，同步卫星到地心的距离为，某人造卫星在到地心的距离为的轨道上做匀速圆周运动，则该卫星一天绕地球转的圈数约为(    )

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. 轮胎拉练是部队的常规训练之一。如图所示，某受训者拖着轮胎在水平路面上运动，下列说法正确的是(    )

A. 轮胎的重力始终不做功
B. 轮胎对地面的摩擦力和地面对轮胎的摩擦力是平衡力
C. 绳子的拉力对轮胎始终不做功
D. 若受训者拉着轮胎加速运动，则合力对轮胎做正功

10. 如图所示，运动员把铅球视为质点从点斜向上抛出，不计空气阻力，点是轨迹的最高点，点比点的位置低是下落过程中的点，下列说法正确的是(    )

A. 铅球在点的动能小于在点的动能
B. 铅球在最高点的速度为
C. 铅球从点运动到点的过程中机械能守恒
D. 若铅球在点的速度方向与竖直方向的夹角越小，则落地点到点的水平距离一定越大

11. 年月日时分，我国在太原卫星发射中心成功发射了大气环境监测卫星“大气一号”，该卫星是中国首个专门用于大气环境综合监测的卫星。该卫星正常运行轨道是距离地面高约公里的圆轨道，发射过程是先将卫星发射到椭圆轨道近地点在地球表面附近，远地点在正常运行轨道上，然后在远地点加速进入正常运行轨道。下列说法正确的是(    )

A. “大气一号”卫星在轨道上远地点时的速度大于第一宇宙速度
B. “大气一号”卫星在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期
C. “大气一号”卫星在轨道上的机械能大于在轨道上的机械能
D. “大气一号”卫星在轨道上从近地点向远地点运动的过程中速度逐渐减小

12. 小明用恒力将一静止的物体视为质点从地面竖直向上提起，取地面为参考平面，则在重物上升的过程中，重物的机械能随时间或高度变化的图像可能是(    )

A.  B.
C.  D.

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

13. 某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。实验的主要步骤如下：
    
    把坐标纸和复写纸叠放在一起压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适高度。把钢球吸在固定的电磁铁上，释放钢球，钢球沿着导轨凹槽滚下，为使钢球被水平抛出，导轨凹槽末端应______，钢球最终落在接球槽上，通过复写纸，坐标纸上用笔记录落点位置。
    将接球槽逐次下降，重复上述操作，即可得到钢球的一系列运动点迹。用平滑的曲线将各点连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹，如图乙所示。图乙中坐标纸的正方形小格的边长为，当地重力加速度大小为，钢球从点运动到点的时间为______，钢球被抛出时的初速度大小为______。
14. 某实验小组同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度大小。
    
    小组同学想测重物的质量，但没有天平，该小组同学用弹簧测力计测出重物受到的重力如图乙所示，则重物受到的重力______，再算出重物的质量。
    按图甲中所示，用手拉住纸带使之静止，之后应该______。
    A.先闭合打点计时器所接的电源开关，后松开手指让纸带自由下落
    B.先松开手指让纸带自由下落，后闭合打点计时器所接的电源开关
    重复三次中的正确操作，在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带如图丙所示。将打出的第一个点记作，从点后某个点开始，依次标为、、、，分别测出部分计时点到点的距离，已知打点计时器打点周期，则打计时点“”时重物的速度大小______。保留三位有效数字
    
    从重物开始下落到打计时点“”时，重物减少的重力势能为______保留三位有效数字。比较打计时点“”时重物的动能，可以发现，在误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。

四、计算题（本大题共3小题，共37.0分）

15. 年月日，中国商飞公司即将交付的首家用户的首架大飞机首次飞行试验成功。该飞机的质量为，起飞过程中从静止开始沿直线滑跑，当位移大小为时，飞机的速度大小为。在此过程中飞机的牵引力和受到的阻力均为恒力，且阻力为飞机受到的重力的倍，重力加速度大小为。求：
    飞机的牵引力大小；
    飞机的速度大小为时，牵引力的功率。
16. 如图所示，将小球以大小的速度，从点对准竖直放置的圆盘的上边缘点水平抛出，圆盘绕圆心以的角速度匀速转动，一段时间后，小球落到圆盘边缘点，速度方向与圆盘相切，，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
    小球从点运动到点所用的时间；
    小球从点运动到点的过程中，圆盘转过的角度用弧度表示；
    、两点间的距离。

17. 根据国际奥组委的安排，每届奥运会都会有新项目加入比赛名单中，这次东京奥运会将把滑板运动纳入到奥运会比赛项目之中。滑板运动的比赛轨道示意图如图所示，是圆心角为、半径的光滑圆弧形轨道，是的粗糙水平轨道，是光滑圆形轨道，轨道均平滑连接。某运动员含滑板的质量，从水平轨道上的点水平滑出，在点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道，到达点时对轨道的压力大小，经轨道后冲上轨道，到达距离轨道的高度处，然后返回，不计空气阻力，取重力加速度大小。求：
    
    运动员在点的速度大小；
    运动员第一次通过轨道段运动过程中克服阻力所做的功；
    最终运动员停止时到点的距离。
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、曲线运动的速度大小不一定改变，如匀速圆周运动，故A错误；
B、速度方向沿切向方向，因物体做曲线运动，所以速度方向一定发生变化，故B错误；
C、曲线运动的加速度方向不一定改变，如平抛运动的加速度始终沿竖直方向，故C错误；
D、曲线运动的加速度大小可能不变，如平抛运动，加速度为，故D正确。
故选：。
曲线运动的速度方向时刻改变，明确物体做曲线运动的条件，知道只要力和速度不在同一直线上物体即做曲线运动，与力是否变化无关。
本题考查对曲线运动的性质和条件的理解，要注意明确只要力和速度不在同一直线上，物体即做曲线运动。
 

2.【答案】 

【解析】解：、在下滑过程中，空气阻力和座椅对该乘客要做负功，该乘客的机械能减小，故AB错误；
C、该乘客的速度增大，动能增大，故C错误；
D、重力做正功，重力势能减小，故D正确。
故选：。
机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，分析外力做功情况，判断机械能变化情况；根据速度的变化判断动能的变化；根据重力做功情况判断重力势能的变化。
解决本题时，要搞清常见的功与能的关系，知道机械能的变化取决于除重力以外的力做功，重力势能的变化取决于重力做功。
 

3.【答案】 

【解析】解：、在两轮转动过程中不打滑，在相等时间内两轮边缘上的质点在相等时间内转过的弧长相等，两轮边缘质点的线速度大小相等，故B正确；
A、两轮边缘质点的线速度大小相等，两轮的半径不同，由可知，两轮边缘质点的加速度大小不相等，故A错误；
C、两轮边缘质点的线速度大小相等，两轮的半径不同，由可知，两轮的角速度不相等，故C错误；
D、两轮的转速，两轮边缘质点的线速度大小相等，两轮的半径不同，两轮的转速不相等，故D错误。
故选：。
在两轮转动过程中轮不打滑，两轮边缘上各点的线速度大小相等，根据线速度与角速度、转速的关系、向心加速度公式分析答题。
解决本题的关键知道共轴转动，角速度大小相等，靠传送带传动，轮子上各点的线速度大小相等；根据题意应用基础知识即可解题。
 

4.【答案】 

【解析】解：船与木盆在水中都随水一起向下游运动，先下游运动速度是相等的，所以可知，若要救援的时间最短，则船头的方向始终指向木盆。所以最短的时间为：故A正确，BCD错误。
故选：。
抢险船在水中一方面自己航行前进，另一方面沿水向下漂流，当抢险船垂直于河岸方向航行时，到达岸上的时间最短，由速度公式的变形公式求出到达河岸的最短时间。
知道抢险船在水中参与了两个方向的运动，应用速度公式的变形公式即可正确解题。
 

5.【答案】 

【解析】解：、两篮球在空中做平抛运动，在点相遇时，甲同学抛出的篮球下落高度较大，根据，解得：，则两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长，所以甲同学比乙同学先将篮球抛出，故A错误，D正确；
B、两篮球相遇时两篮球水平位移关系不能确定，甲同学抛出的篮球运动时间较长，由可知，根据题中条件无法判断两个篮球初速度的大小关系，故B错误；
C、设初速度大小为时，水平方向的位移，由于初速度大小不知道，无法判断水平位移的大小，故C错误；
故选：。
两篮球在空中做平抛运动，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，根据平抛运动的规律进行分析。
本题考查平抛运动规律的应用，要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。
 

6.【答案】 

【解析】解：下压圆珠笔的过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，弹性势能增大，故A错误；
B.下压圆珠笔的过程中，重力方向向下，位移方向向下，重力对圆珠笔做正功，故B错误；
C.圆珠笔向上运动的过程中，圆珠笔的重力做负功，重力势能增大，故C正确；
D.圆珠笔向上先做加速直线运动，当弹簧的弹力与笔的重力相等时加速度变为，此时速度最大，之后再减速直线运动，则动能先增加再减小，故D错误。
故选：。
根据弹簧长度的变化情况分析弹性势能的变化；根据重力做功情况分析重力势能的变化；根据合力做功情况分析动能的变化。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、弹性势能的变化与弹力做功有关。
 

7.【答案】 

【解析】解：对人从距水平轨道高的水滑梯的顶端滑下到水平轨道的末端时由动能定理可知

代入数据解得：
即水平轨道的长度至少为。故A正确，BCD错误；
故选：。
人由静止从水滑梯上滑下到水平轨道的末端速度为零，由动能定理即可计算出水平轨道的长度。
本题要有建立物理模型的能力，运用机械能守恒定律、动能定理解答时，要灵活选择研究的过程．
 

8.【答案】 

【解析】解：根据开普勒第三定律，人造卫星的周期
代入数据解得：
所以该卫星一天绕地球转的圈数约
故ABD错误，C正确；
故选：。
根据开普勒第三定律分析卫星的周期，从而解得卫星一天绕地球转的圈数。
本题考查万有引力定律的应用，解题关键掌握开普勒第三定律。
 

9.【答案】 

【解析】解：、轮胎受到的重力与轮胎的运动方向垂直，始终不做功，故A正确；
B、轮胎对地面的摩擦力和地面对轮胎的摩擦力是作用力和反作用力，故B错误；
C、轮胎受到绳的拉力与轮胎的运动方向成锐角做正功，故C错误；
D.若受训者拉着轮胎加速运动，动能增大，由动能定理可知，合力对轮胎做正功，故D正确。
故选：。
根据功的公式判断力做功情况以及功的正负，由动能定理确定合力做功情况。
本题只要掌握功的公式，既可以判断力是否做功，也可以判断功的正负，关键问题是确定力与位移的夹角。
 

10.【答案】 

【解析】解：、不计空气阻力，运动员把铅球抛出后铅球只受重力作用，抛出到落地整个过程中机械能守恒，取地面为零势能面，点比点的位置低，点重力势能比点小，则点动能比点大，故AC正确；
B、铅球抛出后做斜抛运动，在最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故B错误；
D、铅球被抛出后做斜抛运动，竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做匀速直线运动，在点的速度方向与竖直方向的夹角越小，竖直方向分速度越小，竖直上抛到落地时间就越短，落地水平距离与水平方向初速度和时间有关，则落地点到点的水平距离不一定越大，故D错误。
故选：。
铅球被抛出后只受重力作用，机械能守恒，做斜抛运动，竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做匀速直线运动，根据抛体运动规律分析即可。
本题考查机械能守恒定律和抛体运动的结合，对于斜抛和平抛这些抛体运动，研究的基本方法是运动的合成和分解，本题关键知道水平射程与什么因素有关。
 

11.【答案】 

【解析】解：、根据变轨原理可知，“大气一号”卫星在轨道上远地点时的速度小于轨道上的速度；第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，由万有引力提供向心力有：，解得：，则轨道的速度小于第一宇宙速度，所以“大气一号”卫星在轨道上远地点时的速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B、根据开普勒第三定律可得，由图可知的半径大于的半长轴，则卫星在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期，故B正确；
C、根据变轨原理可知，卫星在和相切处点火加速做离心运动才能够进入轨道，所以“大气一号”卫星在轨道上的机械能小于在轨道上的机械能，故C错误；
D、“大气一号”卫星在轨道上从近地点向远地点运动的过程中万有引力做负功、动能减小则速度逐渐减小，故D正确。
故选：。
第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度；根据开普勒第三定律分析周期；根据变轨原理分析机械能的变化；根据万有引力做功情况判断速度的大小。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法和变轨原理。
 

12.【答案】 

【解析】解：取地面为参考平面。
物体受到恒力和重力作用，根据牛顿第二定律，则加速度一定，设运动时间为。
物体上升的高度为：
运动的速度为：
物体的机械能为：，所以与成二次函数关系，故A错误，B正确；
根据可得物体的机械能，与成正比，故C错误，D正确。
故选：。
解：根据物体的机械能等于重力势能与动能之和得到机械能与时间的关系，机械能与上升高度的关系进行分析。
对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断。
 

13.【答案】切线水平   

【解析】解：为使钢球被水平抛出，导轨凹槽末端应切线水平
根据竖直方向的运动特点
可得
钢球从点运动到点的时间
水平速度为
故答案为：切线水平；，
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据竖直方向的运动特点计算出时间间隔，根据运动学公式分析出初速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，理解平抛运动在不同方向的运动特点结合运动学公式即可完成分析。
 

14.【答案】       

【解析】解：由图示弹簧测力计可知，其分度值是，读数是。
为充分利用纸带，应先接通电源然后再释放纸带，故A正确，B错误。
故选：。
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
打点时重物的速度大小
从重物开始下落到打计时点“”时，重物减少的重力势能
故答案为：均正确；；；。
根据图示弹簧测力计确定其分度值，然后读出其读数。
根据实验注意事项分析答题。
应用匀变速直线运动的推论求出瞬时速度大小。
根据重力势能的计算公式求解。
理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提与关键，应用匀变速直线运动的推论、重力势能的计算公式即可解题；解题时注意单位换算与有效数字的保留。
 

15.【答案】解：飞机从静止开始沿直线滑跑，当位移大小为时，飞机的速度大小为。在此过程根据动能定理有：

解得：。
机的速度大小为时，牵引力的功率由
解得：。
答：飞机的牵引力大小为。；
飞机的速度大小为时，牵引力的功率为。 

【解析】根据牛顿第二定律求飞机受到推力的大小；
飞机的速度大小为时，受到牵引力的功率，由此求出功率。
解决本题的关键要掌握匀变速直线运动的速度位移公式，并能灵活运用，要知道加速度是联系力和运动的桥梁。
 

16.【答案】解：小球从点运动到点做平抛运动，设运动时间为
竖直方向
由数学知识
联立代入数据解得：
A、两点的高度差
小球从点运动到点的过程中，圆盘转过的角度
解得
小球从点运动到点，小球做平抛运动的水平位移大小
A、两点的距离
联立代入数据解得：
答：小球从点运动到点所用的时间为；
小球从点运动到点的过程中，圆盘转过的角度为；
、两点间的距离为。 

【解析】根据平抛运动规律求时间；根据圆周运动角速度的定义求角度；、两点间的距离是平抛运动的合位移。
抓住在点速度方向与圆盘相切这一突破口，得到竖直速度与水平速度的关系。
 

17.【答案】解：运动员在点时，根据牛顿第三定律知轨道对运动员的支持力大小
根据向心力公式有
解得：，
运动员从点到点做平抛运动，如图将点的速度分解，根据平抛运动规律有
运动员从点运动到点的过程机械能守恒，有
解得：
运动员从点运动到距轨道高处的过程，根据动能定理得

解得：
运动员从轨道最高点返回水平轨道，由动能定理有
  
其中
解得：
答：运动员在点的速度大小为。
运动员第一次通过轨道段运动过程中克服阻力所做的功为。
最终运动员停止时到点的距离是。 

【解析】运动员在点时，由向心力公式求出运动员到达点时的速度。运动员从点运动到点的过程，运用机械能守恒定律求出运动员到达点的速度。运动员从点到点做平抛运动，根据平抛运动规律求运动员在点的速度大小；
运动员从点运动到距轨道高处的过程，根据动能定理求解运动员第一次通过轨道段运动过程中克服阻力所做的功；
运动员从轨道最高点返回水平轨道的过程，利用动能定理求最终运动员停止时到点的距离。
解答本题时，要理清运动员的运动过程，把握每个过程的物理规律，涉及力在空间的积累效果时，要想到动能定理。