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1、2021-2022学年安徽省合肥市肥东高中高一（下）期末物理试卷一、单 选 题（本大题共7小题，共28.0分）1.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察与思考，比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（）A.开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律B.海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用C.卡文迪许的扭秤实验用到了放大思想D.物理学公认：卡文迪什是第一个在实验室“称量地球质量”的人2.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球4、B,4球质量大于B球质量，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，下列说法正确的
2、是（）A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比4的长C.B在最高点的速度可能等于4在最高点的速度D.B在落地时速度比4在落地时的大3.如图所示，为重庆洋人街某游乐器械的模型简图.一质量为m的人站在粗糙木板上，随板一起在竖直平面内做匀速圆周运动，木 板 始：；终保持水平，当木板运动到最高点时，人对木板的压力恰好为零，/一 一 一.重力加速度为g.则人运动到最低点时对木板的压力大小为（）A.mg B.2mg C.3mg D.4mg4.2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号4、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，若已知4、B、C卫星绕地球
3、做近似圆周运动，高地高度分别是九4、演和/IC,且/14九8色，环绕周期分别是二、%和7c，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（）A.天平二号a 星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动B.根据开普勒第三定律有整=M=等lA lB lCC.根据题中所给信息，可计算地球的质量D.根据题中所给信息，无法算地球的密度充分利用地下空间建设停车场，对于缓解城市“行车难，停车难”的现象具有重要的作用。如图所示，汽车在地下车库的平地上做匀速直线运动，接着驶上一段长直斜坡，最后开上地面继续行驶。若全过程中汽车的输出功率恒定，设汽车所受路面阻力大小恒为f.汽 车 的 质 量 为 斜 坡 的 倾 角 为
4、。，重力加速度为g。则汽车在车库的平地上和在斜坡上行驶的最大速率之比为（）6.A f+mgsES*f+mgsinOQ f-m gsinSD-7 如图所示，摆球质量为m,悬线的长为3把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球从A点运动到8 点的过程中空气阻力 的大小不变,4?,则下列说法正确的是（）A.重力做功为gm gnlB.悬线拉力做负功C.空气阻力做功为 D.空气阻力/做功为-：/兀 小将重为10N的物体以一定初速度竖直上抛，在向上运动的过程中，其动能随位移变化关系如图所示，设空气阻力大小恒定，则物体返回抛出点时的动能为（）A.17/B.34/C.92/D.196/二、多 选 题（本大题共3 小题
5、，共 15.0分）8.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品播浪地球热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道/上运行到远日点B变轨，进入圆形第 2 页，共 17页轨道n.在圆形轨道ii上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚，对于该过程，下列说法正确的是（）A.沿轨道/运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道nB.在轨道/上由4 点运行到B点的过程，速度逐渐减小C.沿轨道/运行的周期小于沿轨道H运行的周期D.沿轨道/运行时，在4 点的加速度小于在B点的加速度9.内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在
6、竖直平面内，一根长度,一、为&R 的轻杆，一端固定有质量为小的小球甲，另一端固定有 6 0 质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽7的最低点，如图所示，由静止释放后（）A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点10.如图所示，一学生做定点投篮训练。第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角a=60。；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角0=30。；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。
7、不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（）A.运动时间的比值为3：1B.上升的最大高度的比值为1：3C.在C点时，两球的动能相等D.两球出手时的动能相等三、实 验 题（本大题共2 小题，共 16.0分）11.在“研究小球平抛运动”的实验中：（1）如图甲所示的演示实验中，A、8 两球同时落地，说明A.平抛运动在竖直方向上做自由落体运动B.平抛运动的飞行时间只由高度决定C.平抛运动水平方向为匀速直线运动。平抛运动的轨迹是一条抛物线(2)某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止
8、同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明。(2)该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm,4、B、C是小球的三个位置，取g=9.80m/s2,照相机拍摄时每隔 s曝光一次；小球做平抛运动的初速度%=m/s,小球运动到C点时的竖直分速度/=m/s.1 2.在验证机械能守恒的实验中(实验装置如图1),有下列4至F六个步骤：A.将打点计时器竖直固定在铁架台上8.接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落C.取下纸带，更换纸带(或将纸带翻个面)，重新做实验D将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带E.选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落
9、的高度九1、电、坛、.心，计算出对应的即时速度%F.分 别 算 出 冠和m g/in，比较在实验误差范围内是否相等(1)以 上 实 验 步 骤 按 合 理 的 操 作 步 骤 排 列 应 该 是;某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图2所示，其中。是起始点，4、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测得。到4、B、C各点的距离分别为b=9.51cm、hB=12.42cm、hc=15.70cm,现利用OB段所对应的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,打点计时器所用电源频率为/=5 0 H z,设重锤质量为0.1kg；(2)根据以上数据可以求得重
10、锤在0B段所对应的运动过程中减小的重力势能为_ _ _ _ _ _/(计算结果保留三位有效数字，下同)，而动能的增加量为_ _ _ _ _ _I，实验发现二者并不完全相等，请 指 出 一 个 可 能 的 原 因；(3)在如图纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个第 4 页，共 17页2点。的距离无，算出了各计数点对应的速度/以九为横轴，以L 为纵轴画出的图线2应是如图3中的 图 线 的 斜 率 表 示.图3四、计算题(本大题共3 小题，共 41.0分)13.如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为R,一个小球(大小可忽略)，从离水平面高八 处
11、由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：(1)若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时九 是多大？(2)为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，/I应在什么取值范围？14.2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的质量为M,半径为R,“天问一号”探测器的质量为m,引力常量为G,(不考虑火星自转)。求：(1)火星表面的重力加速度g；(2)一段时间内，“天问一号”探测器在距离火星地面高度为心 围绕火星
12、做匀速圆周运动的角速度；(3)在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度七。1 5.如图所示，4点距水平面BC的高度九=1.8m,BC与半径R=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，。为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道DE对应的圆心角9=37。，圆弧和倾斜传送带E尸相切于E点，EF的长度为2 =10m,一质量为巾=1kg的小物块从4 点以速度为水平抛出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点。当经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，随后物块滑上传送带E F,已知物块与传送带EF间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos370=0.8=求：(1)物块到达C
13、点时的速度大小和方向；(2)物块刚过C点时，物块对C点的压力；(3)若物块能被送到F端，则传送带顺时针运转的速度至少为多少？(结果可保留根式)第 6 页，共 17页答案和解析1.【答案】A【解析】解：4、开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星运动规律，通过数学方法建立了开普勒三定律，故4错误；B、海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，故B正确；C、卡文迪什的扭秤实验中将微小量转化为较大的、方便观察的物理量，用到了放大思想，故C正确；。、卡文迪什根据扭秤实验测出来引力常量G,并根据万有引力等于重力求出了地球的质量，是第一个在实验室“称量地球质量”的
14、人，故。正确。故 选:Ao根据物理学史和常识进行解答，记住著名物理学家如：开普勒、卡文迪许等人的物理学贡献即可。本题是物理学史问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆，这也是考试内容之一。2.【答案】D【解析】解：4斜抛运动的物体只受重力作用，根据牛顿第二定律F=mg=m a,则a=g,4、8的加速度相同，故A错误。氏设斜抛运动的时间为3竖 直 方 向=得t=2耳，因h相同，所以4、B飞行的时间相同，故B错误。C.A,8球在最高处都只具有水平速度，乂射程 =以3&，得B在最高点的速度不等于4在最高点的速度，故C错误。D竖直速度为=因t相同，所以竖直速度%相同，落地速度以=说,
15、+琢,vB=JvxB+vy 又因为以4 Vx B,所以以 AEk造成这一现象的可能原因是重锤运动过程中受到空气阻力作用，纸带和打点计时器间也存在阻力作用，系统克服阻力做功，减少的重力势能有一部分转为了内能。(3)根据机械能守恒定律有如卢=mgh即“2 -gh所以-九图像应为过原点的倾斜直线，故 AB。错误，C正确。故选：C。图线的斜率表示重力加速度g。故答案为：(l)4DBCEF(2)0.122,0.120,重锤运动过程中受到空气阻力作用，纸带和打点计时器间也存在阻力作用，系统克服阻力做功，减少的重力势能有一部分转为了内能(3)C,重力加速度g。(1)明确实验原理，知道该实验干什么，需要哪些方
16、面的测量，然后合理安排实验步骤，使其符合逻辑顺序，便于操作和减小误差；(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出动能的增加量：jm v2：根据重力做功和重力势能的关系，可以求出重力势能的减小量：mgh-.由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量。(3)根 据 机 械 能 守 恒 推 导 处=g h,结合乙图误差形成的原因确定正确的图线。对于每个实验都要从实验原理、步骤、误差分析等方面去学习和理解，尤其是实验原理的理解是最重要的，这是解答实验的前提。解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验误差形成的原因。1 3.【答案】解：(1)在最高点对小球
17、由牛顿第二定律得FN+n i g =又有FN=m g小球由斜轨至圆轨最高点过程，由机械能守恒定律得m g(h -2 R)=m v2解得h =3 R(2)小球不脱轨分两种情况若小球做圆周运动刚好能过轨道最高点不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得V2m g =m*小球由斜轨至圆轨最高点过程，由机械能守恒定律得r n g(/i 2 -2R)=|m v2联立解得九1 =2.5/?故满足不掉下的条件九 2.5/?小球刚好能运动到圆心等高处速度变为零，在圆轨道上摆动，由动能定理巾9(电-/?)=0 -0可得力2 =R故有0 h W R综上可得0 2.5/?答：(1)小球开始下滑时九是3 R；(2)为了使小
18、球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，八 的范围应为0 2.5/?o【解析】(1)由竖直平面内的圆周运动的临界条件可求得最高点的速度；再由机械能守恒定律可求得无 的高度；(2)根据不脱离轨道的两种情况，结合机械能守恒定律解答.本题考查动能定理及向心力公式的应用，要注意明确竖直平面内做圆周运动时，最高点时重力应全部充当向心力.1 4.【答案】解：(1)当“天问一号”探测器在火星表面静止时，所受重力等于万有引力，a nGMm即 W=m9解得g专(2)“天问一号”探测器在距离火星地面高度为力 做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律有瑞二小柒+八)3？第 14页，共 17页解得3 =(3)在火星上要发射
19、一颗环火卫星，其最小发射速度为火星的第一宇宙速度，则 赞=解得%=J等答：(1)火星表面的重力加速度为普；(2)一段时间内，“天问一号”探测器在距离火星地面高度为八，围绕火星做匀速圆周运动 的 角 速 度 为 隔；(3)在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度为后。【解析】(1)根据万有引力等于物体所受重力，结合题意求出火星的重力加速度；(2)根据万有引力提供向心力解得角速度；(3)根据重力提供向心力，结合题意求出火星的第一宇宙速度；在处理天体运动问题时，要注意利用万有引力提供向心力和万有引力等于物体所受的重力这两条思路，要熟记各种向心力表达式。1 5.【答案】解：(1)物块从4到C做平抛运动
20、，根据竖直方向仁 次解得：t=0.6 s,物块到C点时，竖直方向的速度vCy=gt=10 x 0.6,m/s=6 m/s分解C点速度如图1所示图1则C点时速度为vc c =s iVn 3c7y =0.6 m/s=1 0 m/s,方向与水平向右成37。角斜向下。(2)物块在C点受力如图2所示、一图2根据牛顿第二定律可得Fc mgcosO=m-解得：Fc=208N由牛顿第三定律可得，物块对C点的压力大小为208N,方向与水平向左成53。角斜向下。(3)物块上滑过程中，若速度大于传送带速度，据牛顿第二定律，物块加速度大小的为mgsin3 7 +fmigcos3 7 =m at解得：臼=10m/s2若
21、物块速度小于传送带速度，物块加速度大小为mgsin3 7 4mge os37=m a2解得：a2=2m/s2已知味=打，设传送带的最小速度为外物块刚滑到传送带时，若物块向上滑动时的速度小于等于传送带的速度，即满足9 2 10m/s。则物块在传送带上一直以加速度a2向上做减速运动，则1 2I=Emin 2 min解得：tm讥=(5 粤)S若物块的速度先大于传送带的速度，则物块先以加速度大小为由减速到外 由于mgsin3 7 fimgcos3 7,故物块继续向上做减速运动，然后以加速度大小a?继续减速到零恰好达到F点，则达到传送带速度 的过程，所需时间为g%通过的位移为达到相同速度后，当到达F点时
22、，速度恰好为零，则此过程中通过的位移为第1 6页，共1 7页所需时间t2=又 X1+%2 I联立以上各式解得：v=5m/s邕=0.5st2 2.5s上滑所需最大时间为tm ax=+t2=0.5s+2.5s=3s故传动带顺时针运转的速度应满足的条件为v 5m/So答:(1)物块到达C点时的速度大小为10m/s,方向与水平向右成37。角斜向下：(2)物块刚过C点时，物块对C点的压力为208N；(3)若物块能被送到尸端，则传送带顺时针运转的速度至少为5m/s。【解析】(1)根据平抛运动规律求物块到达C点时速度；(2)在C点对物块受力分析，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求物块对C点的压力；(3)分别分析物块速度大于传送带速度和小于传送带速度时在传送带上的运动情况，根据牛顿第二定律和运动学规律求解。本题考查平抛运动与传送带模型的结合，解题难点在于物块在传送带上的分类讨论，熟悉传送带模型对解题至关重要。