高一物理下学期期末考试试题高一全册物理试题__2_01

应对市爱护阳光实验学校2021－2021度高一第二学期期末考试
物理
时量：90分钟(第一卷60分钟，第二卷30分钟)
总分值：150分(第一卷100分，第二卷50分)
第一卷(必做题，共100分)
一、单项选择题(共12小题，每题5分，共60分，在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．关于能量和能源，以下说法正确的选项是
A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．在利用能源的过程中，能量在总量上逐渐减少
C．能量耗散说明能量在转化过程中有方向性
D．人类在不断地和利用能源，所以能量可以被创造
2．如图是我国著名球运发动李娜精彩的比赛瞬间，如果球离开球拍后，沿图中虚线做曲线运动，那么图中能正确表示球在相点速度方向的是A．v1 B．v2
C．v3 D．v4
3．电脑中用的光盘驱动器，采用恒角速度驱动光盘，光盘上凹凸不平的小坑是存贮的数据，请问激光头在何处时，电脑读取数据的速率比拟大A．内圈 B．外圈
C．中间位置 D．与位置无关
4．关于功，以下说法正确的选项是
A．功只有大小而无方向，所以功是标量
B．力和位移都是矢量，所以功也是矢量
C．功的大小仅由力决，力越大，做功越多
D．功的大小仅由位移决，位移越大，做功越多
5．如下图，将小球从空中的A点以速度v水平向右抛出，不计空气阻力，小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B点．假设使小球的落地点位于挡板和B 点之间，以下方法可行的是
A．在A点将小球以小于v的速度水平抛出
B．在A点将小球以大于v的速度水平抛出
C．在A点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
D．在A点正上方某位置将小球以小于v 的速度水平抛出
6．对于做匀速圆周运动的物体，以下说法中正确的选项是
A．线速度不变 B．加速度不变
C．周期不变 D．所受合外力不变
7．引力常量G与以下哪些数据，一可以计算出地球密度
A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转动的轨道半径
C．做圆周运动的人造地球卫星的绕行周期
D．假设不考虑地球自转，地球半径和重力加速度
8．如下图，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，假设以桌面为参考平面(零势能面)，那么小球落地时的重力势能是A．mgH B．－mgh
C ．0
D ．mgh
9．以下关于行星运动及万有引力的描述正确的选项是 A ．卡文迪许利用扭秤测出了引力常量的数值
B ．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力
C ．牛顿提出的万有引力律只适用于天体之间
D ．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在轨道上各个地方的速
率均相
10．在排球测试中，竖直向上垫出一排球，后来排球又落回原处，空气阻
力的大小正比于排球的速度．以下说法正确的选项是
A ．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B ．上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
C ．上升过程中克服重力做功的平均功率于下降过程中重力的平均功率
D ．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
11．如下图，在倾角θ＝30°的光滑斜面上，长为L 的细线一端固，另一端连接质量为m 的小球，小球在斜面上做圆周运动，A 、B 分别是圆弧的最高点
和最低点，假设小球在A 、B 点做圆周运动的最小速度分别为v A 、v B ，重力加速
度为g ，那么
A ．v A ＝0
B ．v A ＝gL
C ．v B ＝3gL
D ．v B ＝1
2
10gL
12．如下图，足够长传送带与水平方向的夹角为θ，物块a 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮，与木块b 相连，b 的质量为m ，开始时a 、b 及传送带均静止，且a 不受传送带的摩擦力作用，现将传送带逆时针匀速转动，那
么在b 上升h 高度(b 未与滑轮相碰)的过程中，不正确的选项是．．．．．．．
A ．物块A 的质量为m
sin θ
B ．摩擦力对a 做的功于物块a 、b 构成的系统机械能的增加
C ．摩擦力对a 做的功于物块a 、b 动能增加之和
D ．任意时刻，重力对a 、b 做功的瞬时功率大小不相
二、填空题(共2小题，每空2分，共8分)
13．如下图，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A 上由静止
释放小球，会发现无论斜面B 倾角怎样变化，小球最后总能达________(选填
“同高〞或“不同高〞)的位置，在物理，把这一事实说成是有某个量是守恒的，
并且把这个量叫________．
14．长为L ＝0.5 m 的轻杆，其一端固于O 点，另一端连着质量m ＝1 kg
的小球，小球绕O 点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点时速度v ＝2 m/s
时，小球受到细杆的作用力大小为__________ N ，是__________(选填“拉力
“或〞支持力“)．(g ＝10 m/s 2
)
三、题(共2小题，每空2分，共12分)
15．在“探究平抛运动规律〞的中：
(1)在做“研究平抛运动〞的时，让小球屡次沿同一轨道运动，通过描点法
画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行的操作有：
A ．通过调节使斜槽的末端保持______
B ．每次释放小球的位置必须______(选填“相同〞或“不同〞)
C ．每次必须由静止释放小球
D ．小球运动时不与木板上的白纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线
(2)某同学在做“研究平抛物体的运动〞的中，忘记了小球抛出点的位置O，如下图，A为物体运动一段时间后的位置．g取10 m/s2，根据图象，可知小球抛出点的位置O的坐标为__________．
16．用如图甲所示的装置“验证机械能守恒律〞．
(1)以下物理量需要测量的是______(填写字母代号)．
A．重锤质量
B．重力加速度
C．重锤下落的高度
D．与下落高度对的重锤的瞬时速度
(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图乙是得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的x1、x2、x3、x4写出重锤由B点到D点动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该的动能增量总是______(选填“大于〞“于〞或“小于〞)重力势能的减少量．
四、计算题(此题共2小题，共20分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 17．(8分)如下图，质量为2.0×103kg的在水平公路上行驶，当经过半径为60 m的弯路时，车速为20 m/s.此时转弯所需要的向心力大小为多大？假设轮胎与路面间的最大静摩擦力为3×104 N，计算平安拐弯的速度不能超过多大？(保存两位有效数字)
18．(12分)如下图，质量为M＝0.2 kg的木块放在水平台面上，水平台面比水平地面高出h＝0.2 m，木块距水平台面的右端L＝1.7 m．质量为m＝0.1M 的子弹以v0＝180 m/s 的速度水平射向木块，当子弹以v＝90 m/s的速度水平射出时，木块的速度为v1＝9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)．假设木块落到水平地面时的落地点到水平台面右端的水平距离为l＝1.6 m，求：(g取10 m/s2)
(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；
(2)设木块长度远小于L，求木块与水平台面间的动摩擦因数μ.
第二卷(选做题，共50分)
五、多项选择题(共5小题，每题5分，共25分，在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得0分)
19．一质量为2 kg的物体放在光滑的水平面上，原处于静止状态，现用与水平方向成60°角的恒力F＝10 N作用于物体上，历时 5 s，那么A．力F对物体的冲量大小为25 N·s
B．力F对物体的冲量大小为50 N·s
C．物体的动量变化量为25 kg·m/s
D．物体所受重力的冲量大小为0
20．如图质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为F f.经过时间t，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端，那么
A．此时物块的动能为(F－F f)(x＋l)
B．这一过程中，物块对小车所做的功为F f(x＋l)
C．这一过程中，物块和小车产生的内能为F f l
D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx
21．如下图，A、B两小球用轻杆连接，A球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动，B球处于光滑水平面内，不计球的体积．开始时，在外力作用下A、B两球均静止且杆竖直．现撤去外力，B开始沿水平面向右运动．A、B两球质量均为m，杆长为L，那么以下说法中正确的选项是
A．A 球下滑到地面时，B球速度为零
B．A球下滑到地面过程中轻杆一直对B球做正功
C．A球机械能最小时，B球对地的压力于它的重力
D．两球和杆组成的系统机械能守恒，A球着地时的速度为2gL
22．2015年12月10日，我国将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预转移轨道．如下图是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，地球半径为R，地球外表重力加速度g，卫星远地点P距地心O的距离为3R，那么A．卫星在远地点的速度小于
3gR
3
B．卫星经过远地点时的速度最小
C．卫星经过远地点时的加速度小于
g
9
D．卫星经过远地点时加速，卫星有可能再次经过远地点
23．如图，固斜面倾角为30°，C为斜面的最高点．轻弹簧一端固在挡板A上，处于原长时另一端在B处，C、B两点间的高度差为h.质量为m的木箱(可看做质点)与斜面的动摩擦因数为
3
6
，当地重力加速度为g，木箱从斜面顶端C 无初速下滑，以下选项正确的选项是
A．箱子从C点刚运动到B点这一过程损失的机械能为
1
2
mgh
B．箱子最终将停在斜面上B点的下方
C．箱子在斜面上运动的总路程于4h
D．箱子在运动过程中弹簧的最大弹性势能一大于mgh
第二卷选择题答题卡
题号19 20 21 22 23 得分
答案
六、计算题(此题共2小题，共25分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 24．(12分)一根不可伸长的轻绳跨过滑轮，两端拴有A、B两物体，A、B 质量分别为m1＝2 kg，m2＝3 kg.B物块开始时静止于地面上，A离地高度H＝1 m．现将A抬高h1＝1.25 m，由静止释放，绳子绷直一瞬间断开，并给B一个竖直向上的瞬时冲量I，经观察，B此后上升的最大高度为h2＝0.2 m，(不考虑一切阻力，取g＝10 m/s2)求：
(1)瞬时冲量I的大小；
(2)A落地的速度．(可用根号表示)
25．(13分)如下图，水平轨道BC的左端与固的光滑竖直1
4
圆轨道相切于B 点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变)，斜面顶端固一轻质弹簧，一质量为2 kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，光滑圆轨道的半径R＝0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2，求：
(1)滑块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力；
(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能；
(3)滑块在BC上通过的总路程．
2021－2021度高一第二学期期末考试
物理参考答案
第一卷
一、单项选择题(共12小题，每题5分，共60分，在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C B B A D C D B A D D D
7.D【解析】地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出式：
GMm
r2
＝
m·4π2r
T2
，M＝
4π2r3
GT2
，所以只能求出太阳的质量，故A错误；月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出式：
Gmm′
r′2
＝
m′·4π2r′
T′2
，地球质量m＝
4π2r′3
GT′2
，可以求出地球质量，但不知道地球半径，故B错误；假设人造地球卫星在地面附近绕行周期，可求出地球密度，故C错误；地球半径和重力加速度，根据万有引力于重力列出式
Gmm1
R2
＝m1g，m＝
gR2
G
，根据密度义得：ρ＝
m
V
＝
3g
4πGR
，故D正确；应选D.
10．D【解析】重力是保守力，做功的大小只与小球的初末位置有关，与小球的路径无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相的，故上升过程中克服重力做的功于下降过程中重力做的功，故A、B错误；小球在上升过程中，受到的阻力向下，在下降过程中受到的阻力向上，所以在上升时小球受到的合力大，加速度大，此时小球运动的时间短，在上升和下降过程中小球重力做功的大小是相同的，由P＝
W
t
可知，上升过程中的重力的平均功率较大，故C错误，D正确．
11．D【解析】在A点，对小球，临界情况是绳子的拉力为零，小球靠重
力沿斜面方向的分力提供向心力，根据牛顿第二律得：mg sin θ＝m v 2
A
L ，解得A
点的最小速度为：v A ＝
12gL ，对AB 段过程研究，根据机械能守恒得：12
mv 2A ＋mg2L sin 30°＝12mv 2
B ，解得B 点的最小速度为：v B ＝
5gL 2＝1
2
10gL ，故D 正确．
12．D 【解析】A .开始时，a 、b 及传送带均静止且a 不受传送带摩擦力作用，有m a g sin θ＝m b g ，那么m a ＝m b sin θ＝m
sin θ；B .摩擦力对a 做正功，
根据功能关系可知物块a 、b 构成的系统机械能增加，摩擦力对a 做的功于a 、b 机械能的增加；C .b 上升h ，那么a 下降h sin θ，那么a 重力势能的减小量为ΔE p a ＝m a g×h s in θ＝mgh ，所以系统的重力势能不变，所以摩擦力对a 做的功于物块a 、b 动能增加之和；D .任意时刻a 、b 的速率相，重力的瞬时功率P b ＝mgv ，P a ＝m a gv sin θ＝mgv ，所以重力对a 、b 做功的瞬时功率大小相．应选
D .
二、填空题(共2小题，每空2分，共8分) 13．同高 能量 14．2 支持力
【解析】小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G 和杆的弹力F N ，假
弹力向下，由向心力公式得F N ＋mg ＝mv 2
L ，解得F N ＝mv
2
L －mg ＝－2 N ，F N 为负值，因而杆对球为支持力．
三、题(共2小题，每空2分，共12分)
15．(1)水平 相同
(2)(－20，－5)
【解析】(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向，所以一要使得斜槽的末端保持水平，为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以每次释放小球的位置必须相同，当将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线．
(2)做平抛运动的物体在竖直方向上，是初速度为零的匀加速直线运动，所以根据逐差法Δy ＝gT 2
，可得T ＝
Δy
g
＝
0.1
10
s ＝0.1 s ，小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球的初速度为：v 0＝x T ＝0.2
0.1 m /s ＝2 m /s ，C 点竖直
方向的速度v Cy ＝h AE
2T m /s ＝2 m /s ，那么从抛出点到A 点的时间为t ＝t C －T ＝(0.2
－0.1) s ＝0.1 s ，所以抛出点距离A 点的水平位移为x A ＝v 0t ＝2×0.1 m ＝0.2 m ＝20 cm ，抛出点的横坐标为x ＝－20 cm ，抛出点离A 点的竖直位移为y ＝12gt
2
＝5 cm ，那么抛出点的纵坐标为y ＝－5 cm .
16．(1)C
(2)mx 4〔x 4－2x 2〕8T
2
小于 【解析】(1)重锤下落的高度用刻度尺直接测量，而与下落高度对的重锤的瞬时速度那么需要利用匀变速直线运动的规律公式计算得到．
(2)重锤由B 点到D 点重力势能减少量的表达式为ΔE p ＝mg(x 3－x 1)，动能
增量ΔE k ＝12mv 2D －12mv 2B ＝12m(x 4－x 22T )2－12m(x 22T )2＝mx 4〔x 4－2x 2〕8T
2
.由于重锤下落时要克服阻力做功，会有一机械能转化为内能，故中动能增量总是小于重力势能
的减少量．
四、计算题(此题共2小题，共20分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
17．(8分)【解析】根据F n ＝m v 2
R ＝2×103×202
60 N ≈×104
N (4分)
由f m ＝m v 2
m
R
求得v m ＝30 m /s (4分)
18．(12分)【解析】(1)由动能理得，木块对子弹所做的功为 W 1＝12mv 2－12mv 2
0＝－243 J (3分)
同理，子弹对木块所做的功为 W 2＝12
Mv 2
1＝ J (3分)
(2)设木块离开水平台面时的速度为v 2，木块在水平台面上滑行阶段由动能理有：
－μMgL＝12Mv 22－12
Mv 2
1(2分)
木块离开水平台面后的平抛阶段，有 水平方向：l ＝v 2t(2分) 竖直方向：h ＝12
gt 2
联立得μ＝0.5(2分) 第二卷
五、多项选择题(共5小题，每题5分，共25分，在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不
选的得0分)
题号 19
20
21
22
23
答案
BC AC ACD ABD AB
19.BC 【解析】力F 对物体的冲量大小I ＝Ft ＝10×5 N ·s ＝50 N ·s ，B 正确，A 错误；根据动量理得F cos 60°·t ＝Δp ，那么动量的变化量Δp ＝10×12
×5 kg ·m /s ＝25 kg ·m /s ，C 正确；物体所受重力的冲量I G ＝mgt ＝20×5 N ·s ＝100 N ·s ，D 错误．
20．AC 【解析】对物块分析，物块的位移为x ＋l ，根据动能理得(F －F f )(x ＋l)＝E k －0，所以物块到达小车最右端时具有的动能为(F －F f )(x ＋l)，故A 正确；对小车分析，小车的位移为x ，所以物块对小车所做的功为F f x ，故B 错误；物块与小车增加的内能Q ＝F f x 相对＝F f l ，故C 正确；根据能量守恒律得，外力F 做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，那么有：F(l ＋x)＝ΔE ＋Q ，那么ΔE ＝F(l ＋x)－F f l ，故D 错误．
21．ACD 【解析】A 球下滑到地面时，A 速度竖直，沿杆速度为零，即B 球速度为零，故A 正确；开始时，B 球静止，B 的速度为零，当A 落地时，B 的速度也为零，因此在A 下滑到地面的整个过程中，B 先做加速运动，后做减速运动，因此，轻杆先对B 做正功，后做负功，故B 错误；A 球机械能最小时，B 球动能最大，即加速度于零，轻杆作用力为零，故C 正确；A 球落地时，B 的速度为零，在整个过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒律得：m A gL ＝12m A v 2
，
解得：v ＝2gL ，故D 正确．
22．ABD 【解析】假设卫星以半径为3R 做匀速圆周运动，那么GMm
〔3R 〕
2＝
m v 2
3R ，再根据GM ＝R 2
g ，整理可以得到v ＝3gR 3，由于卫星到达远地点P 后做椭圆运动，故在P 点速度小于3gR 3，应选项A 正确；根据半径与速度的关系可以
知道，半径越大那么速度越小，故远地点速度最小，应选项B 正确；根据GMm
〔3R 〕2
＝ma ，GMm R 2＝mg ，那么在远地点，a ＝g
9，C 错误；卫星经过远地点时加速，那么
可以以半径为3R 做匀速圆周运动，可以再次经过远地点，D 正确．
23．AB 【解析】A .箱子从C 点刚运动到B 点的过程中，由能量的守恒可知损失的机械能为摩擦力所做的功，对问题受力分析，受重力支持力和摩擦力，摩擦力为：f ＝μmg cos θ＝36mg×32＝1
4mg ，沿斜面方向上的位移为：s ＝
h sin 30°＝2h ，所以摩擦力所做的功为：W f ＝fs ＝14mg×2h＝1
2mgh ，选项A 正确．B .
因为mg sin 30°＞μmg cos 30°，所以箱子与弹簧碰撞反弹上升至速度为零时会再次下滑，最后会在重力、支持力、弹簧的弹力和摩擦力的作用下处于静止状态，最终位置会低于B 点，所以选项B 正确．C .假设箱子最终会停在B 点，设此过程中箱子通过的路程为s ，由能量守恒那么有：mgh ＝μmgs cos θ，代
入数据得s ＝4h ，对B 的解答可知，箱子最终会停在B 点以下，所以总路程会
大于4h ，C 选项错误．D .根据前面的分析，要想让弹簧的弹性势能于mgh ，那
么弹簧的最大形变量为2h ，但是因弹簧的劲度系数未知，所以无法判弹簧的最
大形变量是多少，所以弹簧的最大弹性势能不一大于mgh.
六、计算题(此题共2小题，共25分．解答写出必要的文字说明、方程式
和重要的演算步骤，，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
24．(12分)【解析】(1)B 做竖直上抛运动v 2＝2gh 2＝2 m /s (2分) 以竖直向上的方向为正方向，由动量理I －m 2g Δt ＝m 2Δv(2分) 由于时间极短Δt →0，所以I ＝m 2Δv ＝6 N ·s (1分) (2)A 先做自由落体运动v 1＝2gh 1＝5 m /s (2分)
由于绳子给A 的作用力F′＝F ，冲量大小也为I ，方向竖直向上． 由动量理m 1g Δt －I′＝m 1v 1′－m 1v 1得v 1′＝2 m /s (2分) 之后A 自由下落，由机械能守恒m 1gH ＝12m 1v 2－12m 1v 1′2
(2分)
解得v ＝2 6 m /s (1分)
25．(13分)【解析】(1)滑块从A 点到B 点，由动能理可得： mgR ＝12
mv 2
B －0(2分)
代入数据解得：v B ＝3 m /s (1分) 滑块在B 点，由牛顿第二律得： F －mg ＝mv 2
B
R
(2分)
代入数据解得：F ＝3mg ＝60 N
由牛顿第三律可得：滑块对B 点的压力F′＝F ＝60 N ，方向竖直向下(1
分)
(2)滑块从A 点到D 点，设该过程弹簧弹力对滑块做的功为W ，由动能理可
得：
mgR －μmgL BC －mgL CD sin 30°＋W ＝0(3分)
其中：E p ＝－W ，
解得：E p ＝ J (1分)
即整个过程中弹簧具有最大的弹性势能为J.
(3)滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在BC上通过的总路程为s.从
滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，由动能理可得：－μmgs＝0－1
2
mv2B，
解得：s＝2.25 m(3分)。