2021-2022学年辽宁省本溪市高级中学高一（上）期末物理试题（解析版）.pdf

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1、辽宁省本溪市高级中学2 0 2 1-2 0 2 2 学年高一物理阶段测试考生注意：考试时间75分钟，试卷满分100分 命题范围：必修第一册、第二册第 I卷 选择题（满分46分）一、单项选择题（本题共7 小题，每小题4 分，共 28分。每小题只有一个选项符合题意）1.如图所示，4、两个小球用一根不可伸长的细线连接，细 线 绕 过 固 定 光 滑 水平细杆与光滑水平细杆口接触，C、。在同一水平线上。到小球6的距离是3 在。的正下方也固定有一光滑水平细杆 庞。D、E间距为人，小球 a 放在水平地面上，细线水平拉直，由静止释放6,当细线与水平细杆E接触的一2瞬间，小球a 对地面的压力恰好为0,不计小球

2、大小，则下列说法正确的是A.细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球人加速度大小不变B.细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b 速度发生变化C.小球a 与小球b 质量比为5：ID.将。、E细杆向左平移相同的一小段距离再固定，由静止释放小球6,线与E相碰的-瞬间，小球。会离开地面。【答案】C【解析】v2【详解】AB.细线与水平细杆接触瞬间，小球的速度不会突变,但是由与小球做圆周运动半径变小，由a=可知，其加速度变大，故 A、B错误;C.当细线与水平细杆E接触的一瞬间，对小球a 可知，细线中的拉力为T=mag对小球b,由牛顿第二定律可得T-mhg mh T 7%由机械能守恒可得r 1，tnbgL=-mbV

3、解得=5%故 C正确；D.将 、E细杆向左平移相同的一小段距离x,则T 一%g=/方-弓 +x)砥 g(L +x)=g/解得T=mhg+%/(4+5mhg=T故小球。不会离开地面，故 D错误；故选C。2.三位2 0 2 0 年诺贝尔物理学奖得主都跟黑洞的研究工作有关，其中两位科学家发现了银河系中心存在超大质量黑洞，其质量约为太阳质量的4 0 0 万倍。已知质量为M、半径为R的天体的第二宇宙速度表达式为v=住 票，黑洞的第二宇宙速度大于光速，太阳质量约为2 x 1 0 3 0 kg ,太阳直径约为1.4 x l()6 km,引力常量G=6.6 7 x l(T”N-m 2/kg2,下列说法正确的是

4、()A.超大质量黑洞的体积可能是太阳的40 0 万倍B.超大质量黑洞的半径不超过1.2 x 1 0 7 kmC.超大质量黑洞的第一宇宙速度可能等于光速D.太阳的第一宇宙速度约为1.4x i am/s【答案】B【解析】【详解】由题意知太阳的半径/?=7 x l()8m由常识知光速=3xl0s m/sD.设太阳质量为M i,半径为R,第一宇宙速度为也，则匕 之G-x-m R2 R解得V j =，上 x 4.4 x 1 0，m/s故 D 错误；B C.设黑洞的第一宇宙速度为也，第二宇宙速度为也 ，黑洞的半径为广，则由于$c,则联立解得_ 4x l06x A/mG.=r r小产;GM=血r 1.2 x

5、 lO m =1.2 x lO7km夜故 B 正确，C 错误；A.设太阳的体积为匕黑洞的体积为V,则故 A 错误。4 r3V a r3工=9 2 F o,木块A 和木板B 开始相对滑动B.当 F F o,木块A 和木板B 开始相对滑动C.自x=O至木板x=xo木板B 对 A 做功大小为媪%4D.E）时，木板B 的速度大小为，电V 2m【答案】D【解析】【详解】A B.设 A、B 之 间 的 最 大 摩 擦 力 为/B 与地面之间的最大摩擦力为片，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则fm=4mg =N2mg=2/jmg可知，当尸增大到Fo,A 开始运动时，B 也和A 一起滑动。则Fo=f；=2 根

6、 g当 A、B 发生相对滑动时，A、B 之间的摩擦力达到最大静摩擦力，整体隔离法得F-fm=maF-f；=2ma联立解得F=34故 AB错误；C D.木板自x=0至 4 xo过程中，A、B 没有发生相对滑动，整体动能定理得（2玲+玲）1 2-%0-3 0 =于 2削对 A 用动能定理，得（2不+6）1 2一场+y-x0=-m v-联立解得故 C 错误，D 正确。故选D。4.如图所示，长度为/的轻杆上端连着一质量为，的小球A （可视为质点），杆的下端用钱链固接于水平面上的。点。置于同一水平面上的立方体B 恰与A接触，立方体B 的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而 A与 B

7、刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为三，重力加速度为g,则下列6说法正确的是（）Q-B7 7 7 7 7 T7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 T7 7 7 7 7 7 T0A.A与 B 刚脱离接触的瞬间，A、B 速率之比为1：2B.A与 B 刚脱离接触的瞬间，B 的 速 率 为 旧C.A落地时速率为以D.A、B 质量之比为2 ：1【答案】B【解析】【详解】A.杆对A的作用力先是支持力后是拉力，A与 B刚脱离接触的瞬间，杆对A的作用力等于零，A的速度方向垂直于杆，水平方向的分速度等于B的速度vA cos 60=vB解得匕：%=2:1A错误；B.A与 B刚脱离接

8、触的瞬间，B对 A也没有作用力，A只受重力作用，根据牛顿第二定律mg sin 30=m“：%=2：1解得%=B 正确;C.脱离接触之后，由机械能守恒定律1,1,mgl sin 30=mv解得C 错误;D.脱离接触之前，由机械能守恒定律mgl(1-sin 30 m v+解得m.M=AD 错误。故选Bo5.2019年 12月 7 日，“长征三号”运载火箭在中国文昌发射场发射升空，将卫星送入预定轨道。图为该卫星绕地球运动示意图，测得卫星在f 时间内沿逆时针从P点运动到Q 点，这段圆弧对应的圆心角为仇已知地球的半径为凡 地球表面重力加速度为g,则该卫星运动的（）B.周 期 为 现D.轨道半径为【答案】

9、A【解析】【详解】A D.由牛顿第二定律尸 M m（。丫v=corA正确，D错误；B.由7 =至和。=且 得，T =,B错误;故选Ao6.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量是2m,B和C的质量均为 m,A、B离轴为R,C离轴为2R。当圆台旋转时，则正确的是（）A.若 A、B、C均未滑动，则 B的摩擦力最小B.若 A、B、C均未滑动，则 C的向心加速度最小C.当圆台转速增大时，B比A先滑动D.当圆台转速增大时，A比 B先滑动【答案】A【解析】【详解】A.若A、B、C均未滑动，由 耳=m a r r ,。相同，B的 机 厂 最小，则 B的摩擦力最小，A正确;B.若

10、 A、B、C均未滑动，由4 =3 2 厂得，（W 相同，C的 r 最大，则 C的向心加速度最大，B错误;C D.由m g =/?1 3 2 r 得，0 =j 幺&，A和 B的圆周运动的半径r 相同，当圆台转速增大时，A和 B同时滑动，CD错误。故选A o7 .如图所示，质量为m的物体静止在倾角为。的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为山 现使斜面水平向左匀速移动距离1,物体始终与斜面保持相对静止.则在斜面水平向左匀速运动距离1 的过程中（）A.摩擦力对物体做的功为一 口 m g l c o s 0B .斜面对物体的弹力做的功为m g l s i n 0 c o s2 9C.重力对物体做的功为m

11、g lD.斜面对物体做的功为0【答案】D【解析】【详解】试题分析：物体处于静止，对物体受力分析可得，在竖直方向mg=Ncos0+fsin9；在水平分析NsinO=fcosO解 得 N=mgcosO；f=mgsin0；支持力与竖直方向的夹角为。，摩擦力做的功W尸-fbos0l=-mglsin9cos。，故A 错误；支持力做的功为WN=NsinO,s=mgssinOcosO,支持力做功的功率为：mgcosOvsinO,故 B 错误；重力做功为零，故 C 错误；由于匀速运动，所以斜面体对物体作用力的合力与速度方向垂直，则作用力做的总功为零，故 D 正确；故选D.考点：功二、多项选择题（本题共3 小题

12、，每小题6 分，共 18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对得6 分，部分选对得3 分，有选错的得0 分）8.在机场和火车站对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当行李放在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s,某行李箱的质量为5 k g,行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2,当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上的A 点，已知传送带AB两点的距离为1.2m,那么在通过安全检查的过程中，g 取 10m/s2,则（）.A HBA.开始时行李箱的加速度为0.2

13、m/s2B.行李箱从A 点到达B 点时间为3.1 sC.传送带对行李箱做的功为0.4 JD.传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m【答案】BCD【解析】【详解】行李开始运动时由牛顿第二定律有：Nmg=ma,所以得：a=2m/s2,故 A 错误；物体加速到与传送带共速的时间:=2 =S=0.2S,此时物体的位移：%,=ly/=0.04m,则物体在剩下的x2=1.2m-a 2 20.04m=1.96m内做匀速运动，用时间芍=卫=2.9s,则行李箱从A 点到达B 点时间为t=ti+t2=3.1 s,选项B 正确；行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为：

14、W=|m v2=0.4vt vtJ,故 C 正确；在传送带上留下的痕迹长度为：s=vt =_ =0.04加，故 D 正 确.故 选 BCD.2 29.卫星在半径为八的圆轨道上运行速度为环，当其运动经过A 点时点火加速，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B 与地心的距离为m 卫星经过B 点的速度为VB,若规定无穷远处引力势能为0,则引力势能的表达式纥=-，其中G 为引力常量，M 为中心天体质量，为卫星的质量，厂 为两者r质心间距，若卫星运动过程中仅受万有引力作用，则下列说法正确的是（）A.VBVIB.卫星在椭圆轨道上A 点的加速度小于B 点的加速度C.卫星在A 点加速后的速度为4=12GM

15、 +Vri）D.卫星从A 点运动至B 点的最短时间为f【答案】AC【解析】【详解】A.假设卫星在半径为的圆轨道上运行时速度为四。由高轨低速大周期知，卫星在半径为厂2的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为八的圆轨道上运行时速度小，即吟 匕。卫星要从椭圆轨道变轨到半径为力的圆轨道，在 8 点必须加速，则以 为，所以有也匕，故 A 正确；B.由GMm=ma可知轨道半径越大，加速度越小，则叫 。3,故 B 错误;C.卫星加速后从A 运动到B 的过程，由机械能守恒定律得2m vA +GMmGMm2GMU ri)故 C 正确；D.设卫星在半径为八的圆轨道上运行时周期为八，在椭圆轨道运行周期为不。根据开普勒第三

16、定律 52则卫星从A 点运动至B点的最短时间为联立解得故 D 错误。故选AC。1 0.如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为，、2m、3m,A 叠放在B 上，C、B 离圆心。距离分别为2r、3r。C、B 之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C、B 与圆盘间动摩擦因数为分A、B 间摩擦因数为3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,现让圆盘从静止缓慢加速，则（）O BA.当 3=空 时，A、B 即将开始滑动 3rB.当 7第 时,细 线 张 力 为 警C.当 3 =J四 时，C受到圆盘的摩擦力为0D.当3=J也时，C将做离心运动V 5r【答

17、案】BC【解析】【详解】A.当A开始滑动时有fA=3img=m-3r-（O o解得B.当。当（0时，A B未发生相对滑动，选项A错误;时，以A B为整体，根据峪=加厂。2可知2 9?r-co=/mgB与转盘之间的最大静摩擦力为=（加+2加）g=3/jmg所以有。fsm此时细线有张力，设细线的拉力为T对A B有3jjmg+T-3m-3r-co2对C有fc+T=3m-2r-a2解得T=3 mg=3Hmg2 J c 2选 项B正确：C.当/=J乎 时，A B需要的向心力为工 B=3 加-3rco2=9mg=T+fRm解得此时细线的拉力T=9jjmg-fBm=6j.irngC需要的向心力为Fc3m-1

18、r-（o2=6j.imgC受到细线的拉力恰好等于需要的向心力，所以圆盘对C的摩擦力一定等于0,选项c正确；D.当。=时，对C有fc+T=3m-2r-a）2/.img剪断细线，则工 12,f c=I Rmg Lm=34 mg所以C与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力，则C仍然做匀速圆周运动。选项D错误。故选BCo第U卷 非选择题（满分54分）三、非选择题（本题共5 小题，共 54分）11.某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。将挡光效果好、宽度为d=3.8xl（?3m的黑色胶带贴在透明直尺上，

19、从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门。他测得各段黑色胶带通过光电门的 时 间 图 中 所 示 的 高 度 差 也，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。（本题g=9.8m/s2,表格中M为直尺质量）ti(1 0-3s)d=(m-s-1)旦匕 2 gMv；(m)Mgk%11.2 13.1 321.1 53.3 10.5 8 M0.060.5 8 M31.003.782.2 4 M0.2 32.2 5 M40.9 54.003.1 0M0.3 23.1 4 M50.9 00.4 1(1)将表格中数据填写完整；(2)通过实验得出的结论是：；(3)从表格中数据可知，直尺上黑色胶带通过光电门的瞬

20、时速度是利用4=上 求 出 的，由于d 不是足够小，导致用“.的值比真实值_ _ _ _ _ _ (选 填“偏大”、“偏小”或“不变”)。【答案】.4.2 2,4.00M 或 4.01 M,4.01 M 或 4.02 M .在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量.偏大【解析】【详解】表格中数据如下d 3.8 x 1 0-3v =-5 颂 09 x 1 0-3m is=4.22m/s纥5 =g Mg-gMvi=1A/(V-V,2)=1A/(4.222-3.132)=4.01M贴=x 9.8 x 0.41=4.02(2)通过实验得出的结论是：在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动

21、能的增加量。(3)3实际测量的平均速度等于时间中点的瞬时速度，实际速度应该是位移中点的瞬时速度，由速度图像可知，时间中点的瞬时速度小于位移中点的瞬时速度，所以动能的测量值都偏小，随着速度的增加，速度的误差越来越小，越来越接近实际速度，动能也越来越接近实际的动能，因此两次的动能差增大，导致动能增量比实际偏大。12.某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。(1)除了图示的实验器材，下 列 器 材 中 还 必 须 使 用 的 是。A.直流电源 B.刻度尺C.秒表 D.天平(含祛码)(2)实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是 oA.为了使小车能做匀加速运动B.为了

22、增大绳子对小车的拉力C.为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功(3)为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力，需要确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时，先接通电源，再释放小车，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为SA、SB、s c,相邻计数点间的时间间隔为T,已知当地重力加速度为g,实验时钩码的总质量为相，小 车 的 质 量 为 从。到 B 的运动过程中，拉 力 对 小 车 做 功 卬=，小车动能变化量Ek=o乙(4)另一位同学在本实验中，也平衡了摩擦力，并打出了一条纸带，但钩码的总质量m没有远远小于小车的质 量 在 处 理 数 据 时

23、，他仍然取绳子的拉力约等于钩码的总重力。该同学采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量起始点0到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从0点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W，描绘出正 一 卬 图像。请你根据所学的知识分析说明：该同学所描绘的科-W图 像 应 当 是 直 线 还 是 曲 线 (不考虑空气阻力影响)。【答案】.B D .C .m g S B .(号 立 了 .该同学所描绘的卢一 卬 图像应当是直线【解析】【详解】打点计时器需要是交流电流，故选项A错误；纸带需要用刻度尺测距离，故选项B必须使用；计时器就是测时间的，故不需要秒表，选项C不需要；在计

24、算拉力的功时，需要测拉力，故需要用天平测钩码的质量，故必须使用天平，选项D也需要；(2)2 平衡摩擦力的目的是使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功，选项C正确；3 拉力对小车做功W=mgSB 4 小车动能的变化量为 k=)22 2 2T(4)5 该同学所描绘的后_ 卬图像应当是直线。分析过程如下：设细线的拉力为 凡 小 车发生位移为x时的速度大小为v,加速度大小为小 根据牛顿第二定律，对于小车有F=Ma对于钩码有mg-F-ma本实验中W=mgx根据匀变速运动学公式有彼=2 a r联立可得W=M+m)v2或v2=Wm-M显然/8 W,可见该同学所描绘的庐-W图像应当是直线。1 3-如图所示，

25、半径为R的 扣 弧 光 滑 导 轨.与 水 平 面 相 接，物块与水平面间的动摩擦因数为从圆弧导轨顶端A静止释放一个质量为，”的小木块(可视为质点)，经过连接点8后，物块沿水平面滑行至C点停止，重力加速度为g。求:(1)物块沿圆弧轨道下滑至3点 时 的 速 度；(2)物块刚好滑到B点时对圆弧轨道的压力M及物块静止于水平面C点时对水平面的压力Nc；(3)B C之间的距离s。0B【答案】(1)j 2 g R ；(2)mg-,(3)【解析】【详解】(1)由能量守恒，得mgR=mv2解出(2)设物块刚好滑到B点时圆弧轨道对物块的支持力为N；,根据牛顿第二定律解出Nn=3mg由于物块在水平面上，所以Nc

26、=tng（3）由能量守恒，得m g R =Rings解出Rs=1 4.有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为女的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为相的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料E R 流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，E R 流体对其阻力为0,弹簧的长度为以 现有一质量也为机的物体从距地面2 L 处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。碰撞后粘在一起的速度为物体碰前速度的一半。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为迦时速度减为0,E R 流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试 求（忽略空气阻力）：k 下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；（2）滑块下移距离1（1

27、4m/5,1.1 6 5 r 2.1 5【解析】【详解】(1)物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得：所以：ax=/ag=5m/s2物体加速到3 m/s 的时间：=0.6 sq在加速阶段的位移：%=；%彳=0.9加 0.2 加物体做匀速直线运动的时间：匕物块由A到 B所经历的时间：t=t i+t 2=0.7 s _(2)若物体能在B点恰好离开传送带做平抛运动，则满足:所以：v0=ygr=2m/s f可知物体不可能相对于传动带静止，所以物体在传送带上将一直做减速运动，物体恰好到达H 点时速度0.I、若传送带的速度大于等于物体在F 点的速度，则物体受到的摩擦力的方向向上，物体一直以不变的加速度向上做

28、减速运动；此时：Fx-f=ma3解得：a3=2m/s2物体的位移为：x=v/-a3r代入数据解得：t，=1.16s（或 t，=3.84s不合题意）I I、若传送带的速度小于物体在F点的速度，则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下；当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力方向向上，物体继续向上做减速运动，速度的大小发生变化.设物体恰好能到达H点时，传送带的速度是V mi n,且V mi n 则 a 2=1 0 m/s2物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力方向向上，贝hF x-f=ma s,则 a 3=2 m/s 2物体向上的减速运动若反过来看，也可以是向下的加速运动，

29、初速度为0,末速度为V 3,设下面的一段时1 ,1 ,间为t 4,上面的一段时间为t 5,可得：V3r5=vm i n,%皿+。2。=匕，5a5,+（匕。+/。2%）=联立以上三式，代入数据得：t 4=0.1 s,t 5=2.0 s,V r n i n=4 m/s物体从F点运动到H点的总时间：t=t4+t5=2.1 5综合以上的分析可知，若要物体能都到达H点，传送带的速度应满足：V mi仑4 m/s ,物体运动的时间范围是：1.1 6 s t 2.1 s【点睛】本题借助于传送带问题考查牛顿运动定律的综合应用、平抛运动及圆周运动的规律，要求能正确分析物体的运动过程，并能准确地进行受力分析，选择合适的物理规律求解.传送带的问题是牛顿运动定律的综合应用中比较复杂的问题，该题竟然有两个传送带，题目的难度太大.