四川省成都市高新区2021-2022学年高一下学期期末学业质量检测物理试题

四川省成都市高新区2021-2022学年高一下学期期末学业质
量检测物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定会变化的物理量是（ ）
A ．速率
B ．速度
C ．动能
D ．加速度
2．地球的质量约为月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当它受到地球和月球的引力的合力为零时，飞行器距地心距离与距月心距离之比约为（ ）
A ．1：9
B ．9：1
C ．1：81
D ．81：1
3．河宽d =60m ，水流速度v 1=4m/s 不变，小船在静水中的行驶速度为v 2=3m/s ，则( )
A ．小船能垂直直达正对岸
B ．若船头始终垂直于河岸渡河，渡河过程中水流速度加快，渡河时间将变长
C ．小船渡河时间最短为20s
D ．小船渡河的实际速度一定为5m/s
4．在一斜面顶端，将质量相等的甲乙两个小球分别以v 和2
v 的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。

甲球落至斜面时的动能与乙球落至斜面时的动能之比为（ ） A ．2:1 B ．4:1 C ．6:1 D ．6:1
5．北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。

运动员从a 处由静止自由滑下，到b 处起跳，c 点为a 、b 之间的最低点，a 、c 两处的高度差为h 。

要求运动员经过c 点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k 倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c 点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（ ）
A ．1h k +
B ．h
k C ．2h k D ．21
h k - 6．几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好
能穿出第4个水球，则下列判断正确的是（ ）
A ．子弹在每个水球中的速度变化相同
B ．子弹在每个水球中运动的时间相同
C ．每个水球对子弹的冲量相同
D ．子弹在每个水球中的动能变化相同
7．如图所示，质量10.3kg m =的小车静止在光滑的水平面上，车长 1.5m l =，现有质量20.2kg m =可视为质点的物块，以水平向右的速度0v 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车面间的动摩擦因数0.5μ=，取2=10m/s g ，则（ ）
A ．物块滑上小车后，系统动量守恒和机械能守恒
B ．增大物块与车面间的动摩擦因数，摩擦生热变大
C ．若0 2.5m/s v =，则物块在车面上滑行的时间为0.24s
D ．若要保证物块不从小车右端滑出，则0v 不得大于5m/s
二、多选题
8．如图所示，“嫦娥三号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球，在距离月球表面200km 的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行。

然后卫星在P 点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面200km 的圆形轨道Ⅰ上绕月球做匀速圆周运动。

只考虑卫星在各个轨道上正常运转的情况下，下列说法正确的是（ ）
A ．卫星经过Ⅰ轨道远月点时的速度小于绕Ⅰ轨道的运行速度
B ．不考虑卫星质量的变化，卫星在三个轨道上的机械能I III II E E E >>
C ．卫星在不同轨道运动到P 点时的加速度都相等
D ．卫星在不同轨道的半长轴（或半径）的二次方与周期的三次方的比值都相等，大小与月球质量成正比
9．一个物体从某一确定的高度以v 0的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为vt ，重力加速度为g ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．用θ表示它的速度方向与水平方向的夹角，则0sin θν=
t v B
C ．它的竖直方向位移是2202t v v g
- D ．它的位移是2202t v v g
- 10．如图所示为摩擦传动装置，A 、B 、C 三个轮的半径之比为1Ⅰ2Ⅰ3，B 轮顺时针转动时，带动A 轮和C 轮转动。

已知转动过程中，轮边缘间无打滑现象，下列判断正确的是（ ）
A ．A 轮和C 轮均逆时针转动
B ．A 、B 、
C 三轮的角速度之比为6Ⅰ3：2
C ．A 、B 、C 三轮边缘线速度之比为1Ⅰ2Ⅰ3
D ．A 、B 、C 三轮边缘某点向心加速度之比为1Ⅰ2Ⅰ1
11．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置。

物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点。

在从A 到B 的过程中，物块（ ）
A．加速度先减小后增大B．经过O点时的速度最大
C．所受弹簧弹力始终做正功D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
12．如图所示，粗糙水平圆盘上，质量均为m的A、B 两物块叠放在一起，距轴心距离为L，随圆盘一起做匀速圆周运动。

已知圆盘与B之间的动摩擦因数为μ，B与A 之间的动摩擦因数为0.5μ，假如最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）
A．物块A 、B一起匀速转动过程中加速度恒定
B．物块A、B一起转动过程中所需向心力大小相等
C．A B
D．当A、B恰发生相对运动时圆盘对B的摩擦力为2μmg
13．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30°的斜面体置于水平地面上，A的质量为m，B的质量为4m，开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是（）
A．小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒
B．物块B受到的摩擦力先减小后增大
C．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右
D．小球A摆到最低点时绳上的拉力大小为2mg
三、实验题
14．在“研究平抛运动”实验中：
（1）下列说法正确的是______；
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．用光滑曲线把所有的点连接起来
D．y轴的方向根据重锤线确定
（2）如图是利用如图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是______；
A．释放小球时初速度不为0
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
（3）如图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_______。

A．B．C．
15．利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

Ⅰ为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____。

A .动能变化量与势能变化量
B ．速度变化量和势能变化量
C ．速度变化量和高度变化量
Ⅰ除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。

A ．交流电源
B ．刻度尺
C ．天平（含砝码）
Ⅰ实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。

在纸带上选取三个连续打出的点A ．B ．C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h A ．h B ．h C 。

已知当地重力加速度为g ，打点计时器打点的周期为T 。

设重物的质量为m 。

从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量p E ∆=____，动能变化量k E ∆=____。

Ⅰ大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。

A ．利用公式v gt =计算重物速度
B ．利用公式v
C ．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D .没有采用多次实验取平均值的方法
Ⅰ某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2-h 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。

请你分析论证该同学的判断依
据是否正确_____
四、解答题
16．宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。

已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用，忽略该星球的自转，求：（1）该星球的质量；
（2）从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度。

17．如图所示，半径为R 的光滑圆形轨道安置在一竖直平面上，左侧连接一个光滑的弧形轨道，右侧连接动摩擦因数为μ的水平轨道CD。

一小球从弧形轨道上端的A处由静止释放，通过C点后小球恰好能到达圆形轨道的最高点B，之后再滑入水平轨道CD，
到达D g。

求：
(1)小球经过B点时速度v B的大小；
(2)小球释放点A距水平轨道的高度h；
(3)水平轨道CD段的长度L。

.
18．如图a所示，在水平路段AB上有一质量为3
⨯的汽车，正以10m/s的速度向
210kg
=图象如图右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v t t=处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持
b所示（在15s
20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小．（解题时将汽车看成质点）
（1）求汽车在AB路段运动时所受的阻力大小1f及BC路段所受的阻力大小2f；（2）求汽车刚好开过B点时的加速度a；
（3）求BC路段的长度。

19．如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为m A=1kg，m B=3kg。

在水平地面左侧有倾角θ=37°的粗糙传送带，以v=2m/s的速率逆时针匀速转动，传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，A、B 两滑块间夹着质量可忽略的火药，现点燃火药爆炸瞬间，滑块A以6m/s的速度水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，传送带与水平面均足够长，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)点燃火药爆炸后，B滑块获得的速度大小；
(2)滑块A沿传送带上滑的最大距离；
(3)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的机械能E
；(4)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q。

参考答案：
1．B
【详解】做曲线运动的物体，在运动过程中，物体的速度方向一定变化，即速度一定变化，但是速率和动能不一定变化，例如匀速圆周运动；加速度不一定变化，例如平抛运动；故选
B.
2．B
【详解】受到地球和月球的引力的合力为零，则
22
M m M m G G r r =月地月地 地球的质量约为月球质量的81倍，则飞行器距地心距离与距月心距离之比约为
91
r r =地月 故选B 。

3．C
【详解】A ．由于船速小于水速，小船的合速度不可能垂直于河岸，小船不能垂直直达正对岸，故A 错误；
BC ．当船速垂直于河岸时，小船渡河时间最短为
min 260s 20s 3
d t v === 当水速增大时，渡河时间不受影响，故B 错误，C 正确；
D ．由于船速方向未知，无法求解渡河速度，故D 错误。

故选C 。

4．B
【详解】设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v 抛出，落在斜面上，如图所示
根据平抛运动的推论可得
tan 2tan θα=
所以甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角θ相等；对甲有
1cos v v θ
= 对乙有
22cos 2cos v
v v θθ
== 联立可得
1221
v v = 由于甲、乙两球质量相等，所以甲球落至斜面时的动能与乙球落至斜面时的动能之比为
22112222142112
mv v v mv == 故选B 。

5．D
【详解】运动员从a 到c 根据动能定理有
212
c mgh mv = 在c 点有
2N c c c
v F mg m R -= F N c ≤ kmg
联立有
21
c h R k ≥- 故选D 。

6．D
【详解】A ．子弹运动的过程为匀减速直线运动，直至为零。

采用逆向思维，子弹做初速度为零的反向匀加速直线运动，通过连续相等的四段位移，根据匀变速直线运动的推论，可知子弹在每个水球中运动的时间之比为
12341:21:32::23::t t t t
由
v at ∆=
可知，运动的时间不同，则速度的变化量不同，故AB 错误； C ．根据动量定理
I p m v =∆=∆
可知，每个水球对子弹的冲量不同，故C 错误； D ．根据动能定理
k fx E -=∆
子弹所受阻力大小和位移相等，所以子弹在每个水球中的动能变化相同，故D 正确。

故选D 。

7．D
【详解】A ．物块与小车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒；物块滑上小车后在小车上滑动过程中系统要克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，A 错误；
B ．系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
()2012m v m m v =+
系统产生的热量
2
22
12020121211()=222()
m m v Q m v m m v m m =-++
则增大物块与车面间的动摩擦因数，摩擦生热不变，B 错误； C ．若0 2.5m /s v =，由动量守恒定律得
()2012m v m m v =+
解得
1m /s v =
对物块，由动量定理得
2220m gt m v m v μ-=-
解得
0.3s t =
C 错误；
D ．要使物块恰好不从车厢滑出，需物块到车面右端时与小车有共同的速度'v ，以向右为正方向，由动量守恒定律得
()'2012'm v m m v =+
由能量守恒定律得
()'2
22012211'22
m v m m v m gL μ=++ 解得
0'5m /s v =
D 正确。

故选D 。

8．AC
【详解】A ．根据万有引力提供向心力，得
2
2Mm v G m r r
= 解得
v =
如果卫星在Ⅰ轨道的远月点对应半径圆轨道做匀速圆周运动，根据v =
速度仍小于Ⅰ轨道的线速度，而现在Ⅰ轨道的远月点进入对应半径圆轨道做匀速圆周运动需点火加速离心，所以卫星在Ⅰ轨道的远月点的速度一定小于绕Ⅰ轨道的运行速度，故A 正确；
B ．由题知，卫星从Ⅰ轨道在P 点经过两次“刹车制动”，才能进入轨道Ⅰ，所以在轨道Ⅰ上的机械能最小，即I III II E E E <<，故B 错误；
C ．由万有引力提供向心力，可得
2
Mm
G
ma r = 解得
2
GM
a r =
三个轨道上的P 点到地心距离r 均相等，故a 相等，故C 正确；
D ．根据开普勒第三定律得3
2a k T
=可知，卫星在不同轨道的半长轴（或半径）的三次方与周
期的二次方的比值都相同，故D 错误。

故选AC 。

9．BC
【详解】A ．根据几何关系知，
sin θ
t
故A 错误；
B ．根据平行四边形定则知，物体落地时的竖直分速度
vy
则物体运动的时间
t =y
v g
故B 正确；
CD ．竖直方向的位移
y =2
2y
v g
=22
2t v v g -
水平位移
x =v 0t =v
根据平行四边形定则知，物体的位移
s
故C 正确，D 错误。

故选BC 。

10．AB
【详解】A ．因为各轮之间是摩擦传动，所以A 、B 的转动方向相反，B 、C 的转动方向相反，故A 轮和C 轮均逆时针转动，故A 正确；
BC ．由于A 、B 、C 之间是摩擦传动，且不打滑，故线速度大小相等，由v
r
ω=可得A 、B 、C 三轮的角速度之比为6Ⅰ3Ⅰ2，A 、B 、C 三轮边缘的线速度之比为1Ⅰ1Ⅰ1，故B 正确，C
错误；
D．由
2
v
a
r
=可得，A、B、C三轮边缘某点的向心加速度之比为6Ⅰ3Ⅰ2，故D错误。

故选AB。

11．AD
【详解】AB．对物块受力分析，当弹簧处于压缩状态时，由牛顿第二定律可得
kx-f=ma
x减小，a减小，当a=0时，物块速度最大，此时，物块在O点左侧；
从加速度a=0处到O点过程，由牛顿第二定律得
f－kx=ma
x减小，a增大，当弹簧处于伸长状态时，由牛顿第二定律可得
kx＋f=ma
x增大，a继续增大，可知物块的加速度先减小后增大，故A正确,故B错误；
C．物块所受弹簧的弹力对物块先做正功，后做负功，故C错误；
D．从A到B的过程，由动能定理可得
W弹-W f=0
故D正确。

故选AD。

12．BC
【详解】A．两物体做匀速转动的向心加速度大小恒定，方向始终指向圆心不恒定，故A错误；
B．根据向心力公式F n＝mLω2可知，物块A、B一起转动过程中所需向心力大小相等，故B 正确；
CD．对AB整体分析，当最大静摩擦力提供向心力，有
μ•2mg=2mωB2L
解得
B
ω=
对A分析，B对A的最大静摩擦力提供向心力，有
0.5μ•mg=mωA2L
解得
A ω=
AB B 的摩擦力为 2
2A f m L mg ωμ⋅⋅＝＝
故C 正确，D 错误。

故选：BC 。

13．BC
【详解】AD ．小球A 摆过程，只有重力做功，机械能守恒，有
2
12
mgL mv =
在最低点有
2
v F mg m L
-=
解得
F =3mg
故AD 错误；
B ．对物体B 受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，重力沿斜面向下的分力为
Fx =4mg sin30°=2mg
根据开始绳中恰好无拉力可知，B 受到的最大静摩擦力大于等于2mg ，故根据平衡条件得知：摩擦力先向上减小后向下增大，故B 正确；
C ．对物体B 和斜面体受力分析，由于物体B 和斜面体始终保持静止，绳子一直有斜向左下方的拉力，故斜面体一受到地面对其向右的静摩擦力，故C 正确。

故选BC 。

14． BD##DB C B
【详解】（1）[1]A ．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A 错误； BC ．记录点应适当多一些，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故B 正确，C 错误。

D ．y 轴必须是竖直方向，可根据重锤线确定，故D 正确。

故选BD 。

（2）[2]由图可推知由于斜槽末端切线不水平，才会造成小球做斜抛运动，故选C ；
（3）[3]竖直管与大气相通，管内为外界大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而应保证弯管的上端口处与竖直管上出口处有恒定的压强差，保证弯管口处压强恒定，目的就是为了保证水流流速不因瓶内水面下降而减小，可保证一段时间内能够得到稳定的细水柱；如果竖直管上出口处在水面上，则水面上压强为恒定大气压，因而随水面下降，弯管口压强减小，水流速度减小。

故选B 。

15． A AB -mgh
2
1()22C A h h m T
- C 该同学的判断依据不正确。

在重物下落h 的过程中，若阻力f 恒定，根据22102()2f
mgh fh mv v g h m
-=
-⇒=-可知，v 2-h 图像就是过原点的一条直线。

要向通过v 2-h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g 。

【详解】（1）[1][2]温度越高，热敏电阻的阻值越小，即对电流的阻碍作用越小，故导电能力增强；根据图像可知，热敏电阻在相同的温度范围内变化时，阻值变化越大，故其对温度敏感。

（2）[3]Ⅰ根据机械能守恒定律可得2102
mgh mv =-，故需要比较动能变化量与势能变化量，A 正确；
Ⅰ[4]电磁打点计时器使用的是交流电源，故A 正确；
B .因为在计算重力势能的变化量时，需要用到纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺，故B 正确；
C.根据21
02
mgh mv =-可得等式两边的质量抵消，故不需要天平，C 错误； Ⅰ[5][6]重力势能改变量为
p B E mgh =
由于下落过程中是匀变速直线运动，所以根据中间时刻重物速度的规律可得B 点的速度为
2C A
B h h v T
-=
所以
22
k 11()222C A B h h E mv m T
-∆==
Ⅰ[7]实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，C 正确； Ⅰ[8]该同学的判断依据不正确。

在重物下落h 的过程中，若阻力f 恒定，根据
22102()2f
mgh fh mv v g h m
-=-⇒=-
可知，v 2-h 图像就是过原点的一条直线。

要向通过v 2-h 图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g 。

16．（1）22
2R v Gh ；（2）v 【详解】(1)物体做竖直上抛运动，有
2
02v h g
=
忽略星球自转，物体的重力等于星球给的万有引力，有
2
GMm
mg R =
联立，可得
220
2R v M Gh
=
(2)卫星贴近星球做匀速圆周运动，有
2
2GMm v m R R
= 联立，可得
v v =
17．(1)B v = (2) 2.5h R =； (3)R
L μ
=
【详解】（1）小球恰好能到达圆形轨道的最高点B ，故小球在B 处对轨道压力为零，由牛顿第二定律可得
2
B v mg m R
= 所以小球经过B 点时速度大小为
B v =（2）小球从A 到B 的运动过程只有重力做功，故机械能守恒，取轨道最低点为零势能点，则有
mgh ＝mg •2R +1
2mvB 2=52
mgR
所以
h =2.5R
（3）对小球，从最高点到D 点全过程，只有重力、摩擦力做功，根据动能定理有
mgh −μmgL ＝1
2mvD 2−0=32
mgR
所以
32h R
R L μμ
-=
= 18．（1）2000N ；4000N ；（2）1m/s 2；（3）68.75m
【详解】（1）汽车在AB 路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有
11F f =，11P F v =
计算得出
3
1120102000N 10
P f v ⨯===
方向与运动方向相反；
15s t =时汽车处于平衡态，有：22F f =，22P F v =
计算得出
3
2220104000N 5
P f v ⨯===
（2）5s =t 时汽车开始减速运动，根据牛顿第二定律，有：
21f F ma -=
代入数据可得
340002000210a -=⨯
计算得出
21m /s a =，方向与运动方向相反
（3）对于汽车在BC 段运动，由动能定理得
22
2211122
Pt f s mv mv -=
- 代入数据可得
3323211
201010400021052101022
s ⨯⨯-=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯
计算得出
68.75m s =
19．（1）2m/s ；（2）2.5m ；（3）(9-；（4）(8J +
【详解】（1）设爆炸后A 、B 的速度分别为v A 、v B ，爆炸过程，对A 和B 组成的系统由动量守恒有
m A v A -m B v B =0
解得v B =2m/s
（2）水平地面光滑，滑块A 沿传送带向上的做匀减速直线运动，对A 进行受力分析，根据牛顿第二定律有
1A A A sin cos m g m g m a θθ+=
解得a 1=8m/s 2 根据速度位移公式有
2
2
11
2m 2A v v x a -==
即经2m ，滑块A 速度减为2m/s 。

然后摩擦力方向沿皮带向上，根据牛顿第二定律有
2A A A sin cos m g m g m a θθ-=
解得a 2=4m/s 2 根据速度位移公式有
2
22
0.5m 2v x a ==
故滑块A 沿传送带向上减速到零通过的距离为
x =x 1+x 2=2.5m
（3）当滑块A 速度减为零后，滑块A 将沿传送带向下做匀加速运动，则有a 3=a 2=4m/s 2 根据速度位移公式有
2A
32v a x '=
解得A
v '= 滑块A 与滑块B 碰撞时，粘连在一起，对A 、B 组成的系统，由动量守恒定律得
m A v A +m B v B =（m A +m B ）v AB
解得AB v =
碰撞过程中损失的机械能
222
A A
B B A B AB 111=()(9222
E m v m v m m v '∆+-+=- （4）在减速到跟皮带速度相等前，物块相对皮带向上滑动，相对路程为
2
A 11
()1m 2v v x a -∆==
此后物块相对皮带下滑
2A
22
(+)(32v v x a '∆==
因摩擦产生的热量
12()(8Q f x x =⋅∆+∆=+。