安徽省合肥市第一中学2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

安徽省合肥市第一中学2021-2022学年

高一（下）期末考试物理试题

一、单选题（本大题共8小题）

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

1. 下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的

B. 物体受恒力作用时不可能做曲线运动

C. 物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时，该物体一定做加速线运动

D. 物体运动的速率增大，物体所受合力方向一定与运动方向相同

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．做曲线运动的物体，速度方向一定变化，但加速度大小和方向不一定变化，A错误；

B．物体受恒力作用时，若恒力的方向和速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，B错误；

C．物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时，将该力分解到沿着运动方向和垂直于运动方向，沿着运动方向的分力，一定使物体加速运动，速率一定增加；而垂直于运动方向的力让物体运动方向发生变化，不改变速度大小，C正确，D错误。

故选C

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

2. 如图所示，汽车通过滑轮拉重物A，汽车沿水平方向向右匀速运动，滑轮与绳的摩擦不计，则（　　）

A. 重物A匀速上升 B. 绳中拉力小于A的重力

C. 重物A先加速后减速 D. 绳中拉力大于A的重力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】设绳子与水平方向的夹角为，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得

车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角减小，所以A的速度增大，A做加速上升，故绳中拉力大于A的重力。

故选D。

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

3. 如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的．设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2、r3，当C点的线速度大小为v时，A点的线速度大小为（　　）

A. v B. v C. v D. v

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】传动过程中，同一链条上的A、B两点的线速度相等，即vA=vB，C点的速度为v，根据

且B、C两点同轴转动，角速度相同，所以

代入数据联立得

ACD错误，B正确。

故选B。

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

4. 对于做匀速圆周运动的质点，下列说法正确的是（　　）

A. 根据公式a＝，可知其向心加速度a与半径v2成正比

B. 根据公式a＝ω2r，可知其向心加速度a与半径ω2成正比

C. 根据公式ω＝，可知其角速度ω与半径r成反比

D. 根据公式ω＝，可知其角速度ω与转速T成反比

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．当半径r取定值时，其向心加速度a与半径v2成正比。故A错误；

B．当半径r取定值时，其向心加速度a与半径ω2成正比。故B错误；

C．当线速度v取定值时，其角速度ω与半径r成反比。故C错误；

D．式中常数，其角速度ω与转速T成反比。故D正确。

故选D。

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

5. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止运动，那么摩擦力在AB段对物体做的功为（　　）

A. －μmgR B. －mgR C. －mgR D. （－1）mgR

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】物体由轨道顶端A开始，到C处停止，应用动能定理，有

整理，可得

故选D。

（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高一期末）

6. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为4m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据系统机械能守恒得，对A下降h的过程有

mgh＝Ep

对B下降h的过程有

解得

ABD错误，C正确

故选C。

（2022·安徽合肥·高一期末）

7. 2020年3月8日，国际乒联卡塔尔公开赛，女单决赛陈梦获得冠军。如图所示为乒乓球在空中的运动轨迹，A、B、C为曲线上的三点，AB、BC为两点连线，ED为B点的切线，乒乓球在运动过程中可视为质点，若不考虑空气阻力的影响，则下列说法正确的是（　　）

A. 乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BD方向

B. 乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿BD方向

C. 乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BC方向

D. 乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿AB方向

【答案】A

【解析】

【详解】做曲线运动的乒乓球在运动轨迹上某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向，因此乒乓球在B点的速度沿BD方向；乒乓球运动中只受重力，根据牛顿第二定律，乒乓球的加速度为重力加速度g，故为匀变速运动，选项A正确，BCD错误。

故选A。

（2022·安徽合肥·高一期末）

8. 将质量为和的两小球和，分别拴在一根细绳的两端，绳长为，开始时静置于光滑的水平桌面上，刚好跨过桌边且绳已张紧，如图所示。当球下落时拉着球沿桌面滑动，桌面的高为，且。若着地后停止不动，球刚滑出桌面时的速度大小为：（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据题意可知，桌面光滑，小球组成的系统在小球着地瞬间能量守恒，则又

且绳连接速度大小相同，则

A正确

故选A。

二、多选题（本大题共4小题）

（2022·安徽合肥·高一期末）

9. 有一条可视为质点的渡船匀速横渡一条河宽为180m的河流，小船在静水中的速度为3m/s，水流速度为4m/s，则该小船（　　）

A. 小船可能垂直河岸到达正对岸

B. 小船渡河的最短时间等于60s

C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为240m

D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为180m

【答案】BC

【解析】

【详解】A．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形定则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸到达正对岸，故A错误；

B．当船在静水中的速度垂直河岸渡河时时间最短，最短时间，故B正确；

C．船以最短时间渡河时沿河岸的位移，故C正确；

D．如图所示，由三角形的相似得最短位移为，故D错误。

故选BC。

（2022·安徽合肥·高一期末）

10. 在半径为的球壳内的最低点竖立一高度为的支架，在支架上放置一质量为的小球，小球以水平速度抛出，打在球壳上，重力加速度，则（　　）

A. 小球飞行时间为

B. 小球打在球壳上的位置与球心连线与竖直方向的夹角的正切值为

C. 小球落到球壳上时动能为

D. 小球落到球壳上时速度方向与球壳垂直

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．由平抛运动规律，有

，，

联立解得

，，

故A错误；

B．小球打在球壳上的位置与球心连线与竖直方向的夹角的正切值为

故B正确；

C．设小球落到球壳上时动能为，由机械能守恒定律有

解得

故C正确；

D．小球落到球壳上时速度方向与竖直方向的夹角的正切值为

即

而落点与球心连线与球壳垂直，故小球落到球壳上的速度方向不与球壳垂直，故D错误。

故选BC。

（2022·安徽合肥·高一期末）

11. 如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（　　）

A. 小物块在C点处的速度刚好为零

B. 当弹簧的压缩量为时，小物块速度达到最大

C. 刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为

D. 小物块刚离开弹簧时的速度大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由题意知，小物块刚好能达到半圆形轨道顶端点处，设小物块在点处速度大小为，则有

解得

A错误；

B．弹簧的压缩量为时，由静止释放小物块，开始时弹簧的弹力大于滑动摩擦力，小物块加速运动，速度增大，当弹簧的弹力等于滑动摩擦力时，小物块速度达到最大，即

解得

B正确；

CD．弹簧的压缩量为时，释放小物块，设小物块离开弹簧时速度为，到达点时的速度为，小物块由点运动到点时，据机械能守恒定律有

解得

小物块离开弹簧到点时，据动能定理有

解得

据功能关系，刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为

C错误，D正确。

故选BD。

（2022·安徽合肥·高一期末）

12. 2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）。

A. 地球的质量为 B. 空间站的向心加速度为

C. 空间站的线速度大小为 D. 空间站的运行周期大于地球自转周期

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】A．根据牛顿第二定律可得

解得

故A正确；

B．根据牛顿第二定律可得

又黄金代换式为

联立解得，空间站的向心加速度为

故B正确；

C．根据牛顿第二定律可得

又黄金代换式为

联立解得

故C错误；

D．空间站的轨道半径比同步卫星轨道半径小，根据可知，空间站的运行周期小于同步卫星运行周期，而同步卫星周期等于地球自转周期，则空间站的运行周期小于地球自转周期，故D错误。

故选AB。

三、实验题（本大题共2小题）

（2022·安徽·合肥一中高一期末）

13. 两同学粗略体验向心力公式和，他们做法如下：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心的地方打一个绳结A，离小沙袋重心的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：

操作一：手握绳结A，如图乙所示，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。

操作二：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周，体会此时绳子拉力的大小。

操作三：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。

根据以上操作步骤填空：

（1）操作一与操作三__________（选填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到__________（选填“操作一”或“操作三”）绳子拉力比较大；

（2）操作二与操作三__________（选填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到__________（选填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。

【答案】    ①. 角速度    ②. 操作三    ③. 线速度    ④. 操作二

【解析】

【详解】（1）[1] [2] 操作一与操作三，使沙袋水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周，周期相同，根据

知操作一与操作三角速度相同。手握绳结A，小沙袋做圆周运动的半径为,手握绳结B，小沙袋做圆周运动的半径为,由题意可知

根据

同学乙感到操作三绳子拉力比较大。

（2）[3] [4] 操作二与操作三，线速度

手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周, 改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。操作三中，沙袋做圆周运动的半径和周期都是操作二中的半径和周期的二倍，所以操作二与操作三，线速度相同。

根据

又

得操作二绳子拉力比较大。

（2022·安徽·合肥一中高一期末）

14. 图所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm的小方格，取g＝10 m/s2.由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球速度的变化最为________ m/s．

【答案】    ①. 10    ②. 2.5    ③. 4

【解析】

【详解】[1][2][3]根据

△y=2L=gT2

则相等的时间间隔

则闪光的频率

小球的初速度

B点竖直分速度

则C点的竖直分速度

vyC=vyB+gT=3+1m/s=4m/s

小球从抛出点到C点的过程中，速度的变化量

△v=gt=vyC=4m/s

四、解答题（本大题共3小题）

（2022·安徽·合肥一中高一期末）

15. 一物体从倾角为37°的斜坡顶端A点做平抛运动，经2s后落到斜坡上的B点，（sin37°= 0.60，cos37°= 0.80，g取10m/s2） 。求：

（1） A到B的竖直高度；

（2） 物体离开A点时的速度大小；

（3） 物体离开A点后，经过多少时间离斜坡最远。

【答案】（1）20m；（2）m/s；（3）1s

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据平抛运动竖直方向为自由落体运动，则

得

h=20m

（2）根据几何关系，水平分位移为

水平方向根据匀速运动

代入数据可以得到

（3）物体离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行：即

代入数据可以得

t′=1s

（2022·安徽·合肥一中高一期末）

16. 如图所示，用一根长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动，圆锥体固定不动。（取）

（1）若小球静止时，求小球受到圆锥体支持力的大小；

（2）若小球刚好离开圆锥面，求小球的角速度；

（3）写出绳子拉力关于小球转动角速度的函数关系式。

【答案】（1）6N；（2）；（3）若，有；若，则有

【解析】

【详解】（1）由几何关系可得，小球受到圆锥体支持力的大小

（2）若小球刚好离开圆锥面，则有

可得

（3）若，则有

联立可得

若，则有

可得

（2022·安徽·合肥一中高一期末）

17. “神舟”飞船在预定轨道上飞行，每绕地球一圈需要时间为，每圈飞行路程为，地球的半径，万有引力常量。

（1）根据以上物理量，表示地球的质量和密度。

（2）已知，，，，假设飞船沿赤道平面自西向东飞行，飞行员会看到太阳从东边还是西边出来？如果太阳直射赤道，如图所示，试估算飞行员每天能看到多少次日出日落？飞船每转一圈飞行员看不见太阳的时间有多少分钟？

【答案】（1）；；（2）东边；16次；36min

【解析】

【详解】（1）由

可得

飞船做圆周运动的向心力由地球引力提供，既

可得地球质量为

地球密度

可得

（2）地球自西向东转动，飞船沿赤道平面自西向东飞行的速度大于地球自转速度，飞行员会看到太阳从东边出来；

由题意可得

地球自转一周，飞船运转16圈，飞船运动一周能看到一次日出日落，所以飞行员每天能看到16次日出日落；

飞船转到地球的背影区，飞行员就看不到太阳，如图所示

可得

飞行员每转一圈，看不到太阳的时间为