2022池州高一下学期期末考试物理试题含解析

高一物理

满分：100分考试时间：75分钟

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效：在草稿纸、试题卷上的答题无效。

4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液，修正带、刮纸刀。

5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.如图所示，在一条细绳中间用光滑挂钩悬挂一玩具，左右两段绳子上的拉力相等，当两段绳子夹角为120°时，绳子上的拉力等于F，逐渐缓慢减小两段绳子之间夹角，当两段绳子夹角为60°时，绳子上的拉力为

A.  B.  C.  D.

2.如图所示，在台秤上放置一个箱子，箱子顶部固定一根弹簧，弹簧下面悬挂一个金属小球，静止时小球位于O点，此时台秤的示数为m0，把小球拉到A点释放，小球就在A、O、B之间往复运动了起来，下面说法正确的是

A.小球从A运动到O阶段台秤的示数大于m0  B.小球从O运动到B阶段台秤的示数大于m0

C.小球从B运动到O阶段台秤的示数大于m0  D.小球从O运动到A阶段台秤的示数小于m0

3.已知月球围绕地球公转周期为T，轨道半径为r，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。月球绕地球视为匀速圆周运动，不考虑地球自转，则关于r与R之间关系描述正确的是

A.  B.  C.  D.

4.炮筒与水平方向成30°角，炮弹从炮口射出，忽略空气阻力，重力加速度为g，（炮弹运动过程中可认为重力不变），以炮口所在水平面为零势能面，当炮弹到达最高点时，炮弹的重力势能与它的动能之比为

A.  B.  C.  D.

5.如图所示，长为5m的水平传送带以2m/s的速度顺时针匀速转动，将质量为1kg的小滑块无初速度放在传送带左侧。已知传送带与小滑块之间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是

A.小滑块在传送带上一直做加速运动直至离开  B.小滑块在传送带上运动时间为2s

C.传送带对小滑块做的功为2J     D.因放上小滑块，电动机多消耗的电能为2J

6.木卫二是木星的卫星之一，于1610年被伽利略发现。木卫二主要由硅酸盐岩石组成，其外层被厚厚的冰层覆盖，冰下深处或拥有液态水世界，木卫二的地下海洋被认为是太阳系中除地球外最有希望存在生命的地方。某同学查到有关木卫二的数据资料如表格所示，已知万有引力常数G，这位同学根据表格数据可以估算出

A.木卫二的质量  B.木卫二表面的重力加速度

C.木星的质量   D.木星表面的重力加速度

7.如图所示，电动机通过轻绳和轻质动滑轮拉起质量为m的重物，重物原本静止，某一时刻电动机开始以恒定的输出功率（即指向外界提供的功率）工作。已知重力加速度为g，轻绳足够长，不计一切摩擦和空气阻力，忽略滑轮和轻绳的质量。以下说法正确的是

A.电动机的输出功率等于重物重力势能的变化率

B.若电动机输出功率为p，重物速度为v时，重物的加速度为

C.若经过时间t，重物的瞬时速度为v，那么重物上升的高度为

D.若电动机输出功率为P，重物上升了高度h用时为t，那么重物此时的速度为

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.日地拉格朗日L2点是1772年数学家拉格朗日推导证明出：卫星受太阳、地球两大天体引力作用，能保持相对静止编号为L2的那个点。拉格朗日L2点随着地球围绕太阳的公转而移动，L2与太阳、地球三者在任何时间总在一条直线上。韦伯太空望远镜2021年12月25日发射升空，目前位于“拉格朗日2点”。下面说法正确的是

A.韦伯太空望远镜在地球和太阳引力作用下处于平衡状态

B.韦伯太空望远镜围绕太阳运动的线速度大于地球围绕太阳运动的线速度

C.韦伯太空望远镜向，心加速度大于地球围绕太阳运动的向心加速度

D韦伯太空望远镜发射升空时的发射速度要大于第三宇宙速度

9.如图所示，水平轨道AB与周定在竖直平面内的半圆形轨道BC相连，小滑块静止放在A点，某时刻给

小滑块施加一个水平向右的拉力F，当小滑块运动到水平轨道末端B时撒去拉力F，小滑块沿圆弧轨

道运动到最高点C后做平抛运动，在水平轨道上的落点位于A，B之间。已知A，B之间的距离是圆弧半径的3倍，所有摩擦忽略不计，则拉力F与小滑块的重力之比可能为

A.  B.  C.  D.

10.倾角为θ、表面粗糙均匀的斜面固定在水平地面上，一物体从斜面底端A以初动能Ek0向上滑动，上滑到最高点C后再返回到出发点A。当物体向上滑到斜面AC间的B点（图中未标出）时，它的机械能减少量与它的动能减少量之比为。已知重力加速度为g，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是

A物体与斜面间的动苹擦因数为

B.物体沿斜面向上运动的加速度为

C在物体由4点出发到最终滑回到斜面底端过程中，物体损失的机械能为

D.物体滑到斜面底端时的动能为

三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。

11.（5分）

如图所示的实验装置可以用来验证向心力公式。结实的细线一端系一个小钢球，细线另一端固定在天花板0点上。让小钢球在水平面内做匀速圆周运动。已知当地重力加速度为g，根据下列实验步骤，完成空格。

（1）用直尺测量出小钢球运动的轨道平面到悬点0的距离h。

（2）用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，则圆周运动的角速度ω=___________（用测量量n、t表示）。

（3）若测量数据满足gt2=__________（用测量量n，h表示），就表明向心力公式成立。

12.（10分）

某班级实验小组用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。在水平桌面上固定一个带滑轮的长木板，细线一端连在小车上，另一端绕过长木板左端的定滑轮与砝码盘相连，砝码盘中放有适量砝码，打点计时器的纸带与小车相连。每次都从静止释放小车，反复多次。如图2所示为打下的一个清晰的纸带，纸带上标出的B、C、D以及E、F、G是打点计时器连续打下的点迹，测量数据如下：BD=1.44cm，EG=7.20cm，CF=90.00cm。已知砝码与砝码盘总质量m=1kg，小车质量M=4kg，打点计时器打点频率为50Hz，重力加速度为g=9.8m/s2。完成以下空格（计算结果均保留两位有效数字）：

（1）小车运动过程中，打点计时器打下C点时小车的瞬时速度vC=__________m/s，打下F点时小车的瞬时速度vF=__________m/s。

（2）以小车和砝码及砝码盘为系统，在打点计时器打下C点到F点过程中，系统重力势能减少量为△Ep=__________J；系统动能的增加量为△Ek=__________J。

（3）实验小组根据（2）中数据判断，用此装置来验证机械能守恒实验定律是不成功的。分析原因后发现小车与长木板间存在着不能忽略的阻力，因此决定对实验做出改进。将长木板右端垫高，在不挂砝码盘情形下轻推小车，小车能够做匀速运动，也就是平衡摩擦阻力。再挂砝码盘，重复上述实验。你觉得这种方法可行吗？__________（填“可行”或“不可行”，不需要说明理由）

13.（12分）

如图所示，质量为m=1kg的滑块静止在水平桌面上，滑块与桌面之间的动摩擦因数为μ=0.5，在水平拉力为F=8N作用下向右运动了L=1.5m后离开桌面做平抛运动落地（离开桌面后不再受到拉力作用）。桌面高h=0.45m，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）滑块在桌面上运动的时间；

（2）滑块做平抛运动的水平位移；

（3）滑块落地瞬间速度的大小和方向。

14.（12分）

如图所示，一倾角θ=37°足够长的斜面固定在水平面上，斜面底端固定一根轻弹簧，弹簧上端放一质量m=1.0kg的小滑块（不与弹簧连接），弹簧处于被锁定的压缩状态，储存的弹性势能Ep=4J。某时刻解除锁定，滑块立刻沿斜面向上运动，滑块与弹簧分离瞬间其速度为v0=2.0m/s。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）滑块与弹簧分离时滑块加速度大小；

（2）从开始运动到与弹簧分离滑块移动的距离；

（3）滑块再次返回与弹簧接触前速度大小。

15.（15分）

如图所示，固定在竖直面内的两个半圆形光滑轨道分别与粗糙程度均匀的水平面上A，B两点相切，A、B之间距离为2m，其中左侧半圆轨道半径为2m，右侧半圆轨道半径为0.3m。P是左侧轨道上一点，0P与竖直方向夹角θ=53°，一个质量为1kg、可当作质点的小滑块从左侧轨道P点由静止释放。已知重力加速度g取10mv/s2，cos53°=0.6，求：

（1）小滑块第一次滑至圆弧轨道末端A点时所受的支持力；

（2）讨论小滑块与水平面的动摩擦因数满足怎样的条件，才能使得小滑块能够进人右侧半圆轨道且第一次在右侧半圆轨道上滑动过程中中途不脱离轨道。

高一物理参考答案

1.【答案】B

【解析】当两段绳子夹角为120°时，；当两段绳子夹角为60°时，，解得，B正确。

2.【答案】A

【解析】小球从A到O，加速度向上，超重，A正确。从O到B和从B到O加速度向下，失重，B、C错误；从O到A加速度向上，超重，D错误。

3.【答案】A

【解析】根据万有引力定律提供向心力有，，不考虑地球自转，根据，得，化简可得，A正确。

4.【答案】D

【解析】设发射炮弹弹出炮口出射的速度为，炮弹的竖直分速度为，与水平分速度为，最高点重力势能，最高点动能，因此，D正确。

5.【答案】C

【解析】小滑块加速运动时的加速度，加速运动位移，加速时间为，匀速运动的位移为3m，时间为1.5s，故滑块在传送带上运动时间为3.5s，A和B均错误。传送带对滑块做的功等于滑块动能的增加，即2J，故C正确；加速阶段传送带与速运动的位移为4m，滑块相对滑动的距离为2m，摩擦产生的热量为，故多消耗的电能，故D错误。

6.【答案】C

【解析】由，得到木卫二环绕木星运动的公转速度，由于表格中的v和r的数据是已知的，万有引力常数G已知，就能求出木星的质量M，因此C正确，A错误；根据，得到，M不是木卫二质量，不能求出木卫二表面的重力加速度，B错误；由于木卫二与木星表面的距离未知，不能求出木星自身半径，就不能根据求出木星表面的重力加速度，D错误。

7.【答案】B

【解析】电动机的功率等于重物机械能的变化率，所以A错误；假设电动机功率为p，重物速度为v时，电动机拉动绳子的速率为2v，绳中拉力大小为，重物的加速度为，所以B正确；重物做加速度减小的加速运动，从速度时间图像可以判断上升高度大于，所以C错误；由动能定理可得，若重物上升了高度h用时为t电动机做功为pt，那么重物此时的速度为，所以D错误。

8.【答案】BC

【解析】韦伯太空望远镜在太空做圆周运动，受到的合力不可能为零，A错误；根据题意“L2与太阳、地球三者在任何时间总在一条直线上”，说明地球与韦伯太空望远镜角速度相等，根据、可知，半径越大，线速度越大、向心加速度越大，因此B、C正确；第三宇宙速度是指脱离太阳系的发射速度，因此D错误。

9.【答案】BD

【解析】小滑块能通过C点，则有，即；由C点离开半圆形轨道后落在A、B之间，有，，联立解得，则；对小滑块从A点到最后落点应用动能定理，，联立解得，故B、D正确。

10.【答案】AD

【解析】设A、B之间的距离为x，物体沿斜面上滑发生位移x过程动能损失为，根据动能定理：，机械能损失为，根据功能关系：，解得，由题意，解得，A正确；物体沿斜面向上运动的加速度，B错误；设物体沿斜面上滑的最大位移为L，则，物体上滑和下滑损失的机械能，C错误；物体滑到斜面底端的动能，D正确。

11.（5分）

【答案】（2）（2分）　（3）（3分）

【解析】小球旋转周期，角速度，设小球转动过程中悬线与竖直方向的夹角为，牛顿第二定律得，。解得。

12.（10分）

【答案】（1）0.36（2分） 1.8（2分）  （2）8.8（2分） 7.8（2分）　　（3）不可行（2分）

【解析】根据中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，可得，，，。

（3）不可行，平衡摩擦力后，摩擦力仍存在，摩擦力仍做功，所以机械能不守恒。

13.（12分）

【解析】（1）滑块在桌面上运动时受到的滑动摩擦力

……（1分）

滑块在桌面上运动时加速度

……（1分）

因为……（1分）

所以，滑块在桌面上运动的时间

……（1分）

（2）滑块离开桌面时的速度

……（1分）

平抛运动竖直方向：……（1分）

……（1分）

滑块平抛运动水平方向位移

……（1分）

（3）滑块落地瞬间竖直方向的速度

……（1分）

滑块落地瞬间速度大小

……（1分）

设滑块落地瞬间速度方向与水平方向夹角为

，……（1分）

方向与水平方向成45°角……（1分）

14.（12分）

【解析】（1）滑块与弹簧分离时，滑块不再受弹簧弹力，

滑块受到的滑动摩擦力……（1分）

根据牛顿第二定律有……（2分）

滑块加速度大小..……（1分）

（2）设从开始运动到与弹簧分离滑块移动的距离为d

在这段过程中，根据功能关系有

……（1分）

（3）设从分离时刻开始，滑块运动的距离为

……（2分）

用动能定理：……（2分）

代入数据解得……（1分）

15.（15分）

【解析】（1）小滑块由P到A运动，设左侧半圆半径为，右侧半圆半径为，在A点的支持力为，

根据机械能守恒定律……（2分）

在A点，由牛顿第二定律……（2分）

代入数据解得……（1分）

（2）①要保证小滑块能到达B点，小滑块到达B的速度恰好为零，设此时动摩擦因数为

由动能定理……（2分）

可得……（1分）

若到达B速度较小，上升到圆心等高处速度为零，设此时动摩擦因数为

根据机械能守恒定律……（1分）

由动能定理……（1分）

可得……（1分）

②若小滑块能过半圆轨道的最高点，则不会脱离轨道，设此时动摩擦因数为

当小滑块恰好到达最高点时……（1分）

由动能定理……（1分）

可得……（1分）

综上所述，动摩擦因数的范围为或者……（1分）

（临界状态是否取等号均给分）