河南省信阳市高级中学校本部2021-2022学年高一物理下学期期末试题含解析

河南省信阳市高级中学校本部2021-2022学年高一物理下学期期末试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若航行至河中心，水流速度增大，则渡河时间将（）
A．不变 B．减少 C．增大 D．不能判定
参考答案：
A
2. （单选）作用在一个物体上的两个力, 大小分别是30N和40N，如果它们的夹角是90°，则这两个力的合力大小是：
A.10N
B.35N
C.50N
D.70N
参考答案：
C
3. （多选题）我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．若卫星在距月球表面高度为h的轨道上以速度v做匀速圆周运动，月球的半径为R，则（）
A．卫星运行时的向心加速度为
B．卫星运行时的角速度为
C．月球表面的重力加速度为
D．卫星绕月球表面飞行的速度为
参考答案：
ABD
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】（1）物体在星球上或在星球附近（不做圆周运动）利用万有引力等于重力求解；如：求解星球表面的重力加速度．
（2）物体围绕星球做圆周运动，利用万有引力提供向心力求解．如：求解向心加速度，线速度，角速度，周期，第一宇宙速度等．
【解答】解：A、卫星运行时轨道半径为r=R+h，向心加速度为：a==；故A正确；
B、卫星运行时轨道半径为r=R+h，角速度：ω=；故B正确；
C、对于近月卫星，有：G；
对于探测卫星，有：G=m；
联立解得：g=；故C错误；
D、对于近月卫星，有：mg=m；
解得：v1==；故D正确；
故选：ABD．
4. 由于地球自转，对于地球表面各点正确的说法有( )
A．线速度随纬度增大而减小； B．角速度随纬度增大而减小；
C．向心加速度随纬度增大而增大；D．自转周期等于一昼夜即24小时。

参考答案：
AD
5. （多选）轻杆一端固定有质量为m=1kg的小球，另一端安装在水平轴上，转轴到小球的距离为
50cm．转轴固定在三角形的带电动机（电动机没画出来）的支架上．在电动机作用下，轻杆在竖直面内做匀速圆周运动，如图．若转轴达到某一恒定转速n时，在最高点，杆受到小球的压力为2N，重力加速度g=10m/s2，则（）
A．小球运动到最高点时，小球需要的向心力为12N
B．小球运动到最高点时，线速度v=2m/s
C．小球运动到图示水平位置时，地面对支架的摩擦力为8N
D．把杆换成轻绳，同样转速的情况下，小球仍能通过图示的最高点
参考答案：
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：在最高点，由重力和杆的支持力的合力提供小球需要的向心力，根据牛顿第二定律列式，求出小球的线速度大小；小球运动到图示水平位置时，由杆的拉力提供小球的向心力，由牛顿第二定律求出杆的拉力．再对支架，根据平衡条件求解地面的摩擦力．对于轻绳，到达最高点的速度最小时，由重力提供向心力，可求得最小速度，从而判断能否通过最高点．
解答：解：
A、小球运动到最高点时，杆受到小球的压力为2N，由牛顿第三定律可知杆对小球的支持力N=2N．
在最高点，小球需要的向心力由重力和杆的支持力的合力提供，为F=mg﹣N=10﹣2=8（N），故A 错误．
B、在最高点，由F=m得：v==m/s=2m/s．故B正确．
C、小球运动到图示水平位置时，设杆对小球的拉力为T，则有：T=m=F=8N，则小球对杆的拉力T′=T=8N
据题知支架处于静止状态，由平衡条件可知地面对支架的摩擦力f=T′=8N，故C正确．
D、把杆换成轻绳，设小球通过最高点的最小速度为v0，由mg=m，得
v0==m/s=m/s＞v
所以在同样转速的情况下，小球不能通过图示的最高点．故D错误．故选：BC
点评：对于圆周运动动力学，正确分析物体受力情况，确定向心力的来源是解题的关键，还要把握圆周运动最高点的临界条件，注意轻杆和轻绳模型的不同．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，一个大小为5N，与水平方向夹角37°的拉力F作用在小车上，小车沿水平方向向右运动。

运动过程中，小车受到的阻力大小为3N，方向水平向左。

小车向右运动的距离为2m的过程中，小车受到的各个力都没有发生变化。

求在此过程中：拉力F对小车做的功（取cos37°＝0.8）为_____。

小车克服阻力做的功为_____。

参考答案：
8J 6J
7. （4分）如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为
3.0×103kg，其推进器的平均推力为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s，则空间站的加速度为 m/s2，质量为kg。

参考答案：
0.01 8.7×104
8. 某人在地球上重588N，则该人的质量为m＝_________kg；若同一物体在月球表面的重力是在地球表面的重力的1／6，则该人在月球表面的重力大小为_________N，此时他的质量为__________kg．（g=9.8N/kg）
参考答案：
9. 小明将铅球以初速度v0=10m/s平抛出，铅球落地时的速度方向与水平方向成θ=45°角，不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2．则：
（1）铅球的抛出点离地面的高度为；
（2）铅球的水平位移．
（3）铅球的运动时间．
参考答案：
（1）5m；（2）10m；（3）1s．
【考点】平抛运动．
【分析】根据平行四边形定则求出铅球落地时的竖直分速度，结合速度位移公式求出抛出点离地面的高度．根据速度时间公式求出铅球运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移．
【解答】解：（1）根据平行四边形定则知：
，
落地时的竖直分速度为：
v y=v0tan45°=10m/s，
则铅球抛出点离地面的高度为：
h=．
（2、3）铅球的运动时间为：
t=，
则水平位移为：
x=v0t=10×1m=10m．
故答案为：（1）5m；（2）10m；（3）1s．
10. 如图所示，一质量为m的小物体（可视为质点）从高为h的斜面上端滑到斜面底端。

斜面固定在水平地面上。

此过程中，重力对物体做功WG = ；斜面对物体的弹力做功WN = 。

参考答案：11. 如图所示，A、B为咬合传动的两齿轮，R A=2R B，则A、B两轮边缘上两点的向心加速度之比为．
参考答案：
1：2
【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】A、B靠摩擦传动，两点线速度大小相等，结合半径关系，通过向心加速度的公式求出向心加速度之比．
【解答】解：A、B两点靠摩擦传动，相同时间内走过的弧长相等，则线速度大小相等，根据a=
知，A、B两点的半径之比为2：1，则向心加速度之比为1：2．
故答案为：1：2
12. 以初速度20m/s竖直上抛质量为1kg物体，已知空气阻力恒为重力的0.2倍，则：上升的最大高度为_______m;上升和返回的过程中产生的总热能为_______J。

参考答案：
（1） C ；（2）C
13. 质量为m的物体，沿半径为R的圆形轨道滑下，如图所示，当物体通过最低点B时速度为V0，已知物体和轨道间的动摩擦因数μ，则物体滑过B点时受到的摩擦力大小为．
参考答案：
μm（g+）．
【考点】向心力；滑动摩擦力；牛顿第二定律．
【分析】物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律求出支持力，再由摩擦力公式求解摩擦力．
【解答】解：物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律
得：
F N﹣mg=m
得到：F N=m（g+）
则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为：f=μF N=μm（g+）
故答案为：μm（g+）．
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在距离地面5 m处将一个质量为1 kg的小球以10 m/s的速度水平抛出，若g＝10 m/s2。

求：（1）小球在空中的飞行时间是多少？
（2）水平飞行的距离是多少米？
（3）小球落地时的速度？
参考答案：
（1）1s，（2）10m，（3）m/s
.......... ..
（2）小球在水平方向上做匀速直线运动，得小球水平飞行的距离为：
s＝v0t＝10×1 m＝10
m。

（3）小球落地时的竖直速度为：v y＝gt＝10
m/s。

所以，小球落地时的速度为：v＝m/s＝
10m/s，
方向与水平方向的夹角为45°向下。

15. （6分）某质点在恒力F作用下，F从A点沿下图中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，试分析它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线？
参考答案：
a
解析：物体在A点的速度方向沿A点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线AB运动时，F必有垂直速度的分量，即F应指向轨迹弯曲的一侧，物体在B点时的速度沿B点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B时，若撤去此力F，则物体必沿b的方向做匀速直线运动；若使F反向，则运动轨迹应弯向F方向所指的一侧，即沿曲线a运动；若物体受力不变，则沿曲线c运动。

以上分析可知，在曲线运动中，物体的运动轨迹总是弯向合力方向所指的一侧。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。

比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O。

为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面
间的动摩擦因数减小。

设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因
数减少至=0.004。

在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以m/s的速度沿虚线滑出。

为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度x应为多少？（g取10m/s2）
参考答案：
解：由动能定理有，代入数据得。

17. 一个质量为m=2kg的位在水平面内做直线运动，作用在物体上的合力F与位移x的关系如图所示，若物体的初速度V0为2m/s，求：
（1）在0﹣8m内，合力对物体做的功；
（2）物体在位移x=8m时的速度；
（3）在x=10m时，合力对物体做功的瞬时功率大小．
参考答案：
（1）在0﹣8m内，合力对物体做的功28J；
（2）物体在位移x=8m时的速度m/s；
（3）在x=10m时，合力对物体做功的瞬时功率大小4W
解：（1）据功的定义式可知，外力与位移图象与坐标轴围成的面积表示外力所做的功，所以有：
W=2×2J+4×6J=28J…①
（2）设位移x=8m时的速度为v，据动能定理得：W=…②
联立①②代入数据解得：v=
（3）据图象求出10m内的合外力做的功，W1=2×2J+4×6J﹣2×2J=24J…③
设位移x=10m时的速度为v1，据动能定理得：W1=…④
所以x=10m时，合力对物体做功的瞬时功率大小P=FV1…⑤
联立③④⑤解得：P=4W
18. （13分）有可视为质点的木块由A点以一定的初速度为4m/s水平向右运动，AB的长度为
2m,物体和AB间动摩擦因素为μ
1=0.1，BC无限长，物体和BC间动摩擦因素为μ
2
=，
求：（1）物体第一次到达B点的速度
（2）通过计算说明最后停在水平面上的位置距B点的距离。

参考答案：。