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南阳市2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题
一、选择题（本大题共12题，每小题4分，共48分。其中1-8题每题只有一个选项符合题目要求，9-12题有多个选项符合要题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1．关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到的合外力方向发生变化时，其速度方向也发生变化
B．做曲线运动的物体，其速度一定变化
C．做曲线运动的物体，其加速度一定变化
D．做圆周运动的物体受到的合外力就是向心力
2．一条河宽度为，水流的速度为，一条船在静水中的速度为，则（ ）
A．当船头垂直河岸渡河时，渡河时间为
B．当船头垂直河岸渡河时，渡河时间为
C．当船头垂直河岸渡河时，渡河的实际航线长度为
D．该船能沿垂直河岸方向横渡到对岸
3．如图所示，把质量为的小球放在竖直弹簧上，并把球往下按至位置A（图甲）。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升到最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好恢复原长（图乙）。已知B、A的高度差为，C、B的高度差为，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．状态甲中弹簧的弹性势能为 B．状态乙中小球的动能为
C．从A到B过程中弹簧弹力对小球做功为 D．从A到C过程中小球机械能守恒
4．如图所示，运动员将质量为m的篮球从高为h处投出，篮球进入离地面高为H处的篮筐时速度大小为v。若以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，重力加速度为g，关于篮球，下列说法正确的是（ ）
A．进入篮筐时重力势能为 B．在刚被投出时动能为
C．进入篮筐时机械能为 D．经过途中P点时的机械能为
5．如图所示，质量为M、带有光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，一质量为m的小球在圆弧轨道的最低点以水平速度冲上小车，已知，小球最终返回最低点并与小车分离。下列说法正确的是（ ）
A．在相互作用的过程中小球和小车组成的系统动量守恒 B．分离时小球速度方向向右
C．分离时小球速度方向向左 D．分离时小球速度大小可能为0
6．甲图是两个圆锥摆，两摆球运动轨道在同一个水平面内，乙图是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中两小球的运动周期相等 B．甲图中两小球的线速度大小相等
C．乙图中两个小球的线速度大小相等 D．乙图中两个小球的角速度大小相等
7．如图所示，半径为R的圆轮在竖直面内绕过O点的轴匀速转动，轮上a、b两点与O点的连线相互垂直，a、b两点均粘有一个小物体，当a点转至最低位置时，a、b两点处的小物体同时脱落，经过相同时间落到水平地面上，圆轮最低点距地面高度为，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A，圆轮转动方向为顺时针 B．圆轮转动的角速度大小为
C．b点脱落的小物体落至地面所用时间为
D．a点脱落的小物体落至地面的过程中位移大小为
8．如图所示，圆心在O点，半径为R的圆弧形支架abc竖直固定在水平桌面上，支架最低点a与桌面相切，最高点c与O点的连线Oc与Oa的夹角为。一轻绳两端系着质量分别为和的小球（均可视为质点），挂在圆弧边缘c的两边，，开始时的位置与c点等高。不计一切摩擦，轻绳足够长，重力加速度为g。现由静止释放两小球，则到达圆弧最低点a时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。下列关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（ ）
A．向心力关系为 B．向心加速度的大小关系为
C．线速度的大小关系为 D．周期关系为
10．如图所示，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触但不挤压轨道。已知小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（ ）
A．小球在A点的初速度为 B．小球在A点的初速度为
C．小球的落地点到A点的距离为 D．小球的落地点到A点的距离为
11．一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，图乙中两段直线均与曲线相切。已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．该汽车的质量为 B．最大速度
C．在前内，汽车克服阻力做功为 D．在内，汽车的位移大小约为
12．如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角为，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率顺时针运行。现把一物块（可看为质点）轻放在传送带底端，物块被传送到最高点（在运动至最高点前已与传送带达到共速）。已知物块与传送带间动摩擦因数为，且，t为运动时间，x为物块沿斜面运动的距离。以最低点所在水平面为零势能面，设物块在传送带上时的速度为v，重力势能为，机械能为E，物块和传送带摩擦产生的热量为Q，则下列关系图像中与实际情况相符的是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（本大题共3小题，共15分。把答案填在答题卡上对应位置上）
13．（4分）如图所示，为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景小方格的边长均为，g取。由图可知
（1）小球运动过程中水平分速度的大小是__________
（2）小球经过B点时的速度大小是__________。
14．（5分）在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置、实验中小球运动轨迹及落点的情况如图所示。
（1）本实验需要测量的物理量是__________（填选项前的字母）。
A．小球的质量 B．小球做平抛运动的时间
C．A、B、C到O点的距离 D．槽口到水平地面的竖直高度H
（2）如果满足关系式__________（用第（1）题中选择测量的物理量字母表示），则验证了a、b碰撞过程中动量守恒。
15．（6分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连：遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）某次实验测得倾角，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时小球和滑块组成的系统动能增加量可表示为__________，系统的重力势能减少量可表示为__________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒，（用题中已知物理量的字母表示）。
（2）在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图像如图乙所示，并测得，则重力加速度__________。
三、计算题（本题共4小题，共47分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（10分）“2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。”根据以上消息，若不计发射与降落时间，把飞船的运动看作绕地球做匀速圆周运动，试估算神舟五号绕地球飞行时距地面的高度。已知引力常量，地球质量，地球半径，，，
。
17．（12分）如图所示，用长为的细线将一质量为的小球悬挂于O点，现将小球拉至与O点等高的A点（细线水平）后由静止释放，小球运动到最低点B时细线恰好被拉断，小球最终落至水平地面上的C点。己知O点距地面的高度为，重力加速度为，不计空气阻力。
求：
（1）细绳承受的最大拉力T；
（2）C点与O点的水平距离。
18．（12分）如图所示，质量为的小车A以的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为的小球B（可看作质点），小球距离车面的高度差为。某一时刻，小车与静止在水平面上质量为的物块C发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度。
求：
（1）整个过程中A、B、C组成的系统损失的机械能；
（2）绳未断前小球与砂桶的水平距离。
19．（13分）如图所示，水平面右端放一质量小物块，使小物块以的初速度向左运动，运动后将弹簧压至最短，反弹回出发点时物块速度大小。若水平面与一长的水平传送带平滑连接，传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带右端与竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭，取。
求：
（1）小物块与水平面间的动摩擦因数；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物块间的动摩擦因数应满足的条件。
南阳市2021-2022学年高一下学期期末考试
物理试题参考答案及评分标准
(如果学生计算题结果错误,请评卷老师一定按解题过程给分)
一、选择题（本大题共12题，每小题4分，共48分。其中1-8题每题只有一个选项符合题目要求，9-12题有多个选项符合要题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1．B 2．A 3．C 4．D 5．B 6．A 7．D 8．C 9．BC 10．BD 11．AD 12．AC
二、填空题（本大题共3小题，共15分。）
13．（4分）1.5（2分）　2.5（2分）
14．（5分）AC（2分。选对1个得1分，有错选的得0分） （3分）
15．（6分）（2分） 　 （2分） 　9.6（2分）
三、计算题（本题共4小题，共47分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（10分）
解：神舟五号绕地球做圆周运动
（2分）
（2分）
＝5.5×103s（或5498.6s等）（2分）
解得r＝6.7×106m
距地面高度
h＝r－R（2分）
解得h＝300km（2分）
17．（12分）
解：(1)设小球在B点时的速度为v，根据牛顿第二定律可得
（2分）
从A到B的过程中，由动能定理得
（2分）
解得T=30N（2分）
(2)细线拉断后，小球将做平抛运动，设B点离地面的高度为d，从细线拉断到落地时间为t，则
（2分）
解得t=0.1s
C点与O点的水平距离
x=vt（2分）
解得x=0.2m（2分）
18．（12分）
解：(1)设系统最终速度为，由水平方向动量守恒：
（2分）
解得v2=3.2m/s
系统损失的机械能
Δ （2分）
解得ΔE=14.4J （1分）
(2)A与C碰撞时动量守恒，
，（2分）
解得v1=3m/s
设小球下落时间为t，则：
，（2分）
解得t=0.4s
小球与砂桶的水平距离Δx=(v0－v1)t（2分）
解得Δx=0.4m（1分）
19．（13分）
解：(1)小物块在水平面上向左运动再返回的过程，根据能量守恒定律得
（2分）
代入数据解得
（1分）
(2)从小物块出发到弹簧压缩至最短的过程中，弹簧具有的最大弹性势能
（2分）
代入数据解得
（1分）
(3)分两种情况讨论：
①设物块在圆轨道最低点时速度为时，到达圆心右侧等高点时速度大小为0。根据机械能守恒定律得
（1分）
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
（1分）
解得
≤0.2时，物块不脱离圆轨道。（1分。写成“＜0.2”同样给分）
②设物块在圆轨道最低点时速度为时，到达圆轨道最高点时对轨道无压力。在圆轨道最高点有
（1分）
从圆轨道最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得
（1分）
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
（1分）
解得
≥0.6时，物块不脱离圆轨道。（1分。写成“＞0.6”同样给分）
答案第1页，共2页
高一物理答案　第2页（共4页）

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