1、 九江2021-2022【九江2021-2022学年度第二学期高一期末联考物理试卷第1页(共6页)】学年度第二学期高一期末联考物 理 考生注意:1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围:必修二全册、必修三的第九章、第十章1、2、3节。一、单项选择
2、题:本题包括7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.汽艇在河宽400m 的河道内执行救援任务。若汽艇艇身始终以4m/s的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,则下列说法正确的是A.若河水流动,汽艇行驶到对岸的时间大于100sB.若河水以2m/s流动,汽艇行驶到对岸的时间为100sC.若河水以2m/s流动,汽艇在对岸下游400m 处靠岸D.若河水以2m/s流动,不论怎么调整汽艇与河岸的夹角,都不能到达正对岸2.在一个点电荷Q 的电场中,让x 轴与它的一条电场线重合,x 轴上M、N 两点的坐标分别为0.3m 和0.6m,如图所示。在 M、N 两点分别放
3、置试探电荷,其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线 m、n 所示(规定静电力方向沿x 轴正方向为正)。则6.05.04.03.02.01.001.02.03.04.05.0nmC/qN/Fm/xNM6.03.00A.M 点的电场强度的大小为1N/C,方向沿x 轴正向B.N 点的电场强度的大小为4N/C,方向沿x 轴正向C.点电荷Q 为正电荷,一定放在x 轴上M 点的左侧D.点电荷Q 为负电荷,一定放在x 轴上N 点的右侧3.如图所示,图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图,图乙为俯视图。图中 A、B 槽分别与a、b 轮同轴固定,且a、b 轮半径相同。现有两质量相同的钢球,
4、球放在 A 槽的边缘,球放 在B 槽的边缘,它们的球心到各自转轴的距离之比为21。则【九江2021-2022学年度第二学期高一期末联考物理试卷第2页(共6页)】有A.A、B 两槽转动的角速度不相等B.钢球与钢球线速度之比为12C.钢球与钢球向心力之比为12D.钢球与钢球向心力之比为214.如图所示为电缆终端周围的电场分布情况,图中虚线为等势线,实线为电场线,a、b、c 三点为不同电场线和等势面的交点。下列说法正确的是A.电场中c 点的电场强度小于b 点的电场强度B.在b 点由静止释放一电子,电子将沿电场线运动且会经过a 点C.同一带正电的粒子在a、b、c 三点电势能的关系为EPbEPcEPaD
5、.将一带负电的粒子由a 点经b 点移至c 点,电势能先增大后减小5.3月23日的天宫课堂中,航天员王亚平向同学们演示了太空中的水油分离O实验。在地面,将水油放置在一起会有分层现象,油在上水在下,但在空间站,由于失重的环境,水油不会自然分离。在实验展示过程中,航天员叶光富化身“人体离心机”,这才完成了水油分离。“人体离心机”可以简化为如图所示的模型:即用绳子一端系住装有水油混合的小瓶,以绳子的另一端点 O 为圆心做匀速圆周运动。关于该实验,下列说法中正确的是A.小瓶中的水与油不会和地面上一样出现分层,原因是空间站中的物体不受重力B.圆周运动让小瓶里的水和油产生了离心现象,密度较大的水集中于小瓶的
6、底部C.水和油成功分层后,水和油做圆周运动的向心加速度大小相等D.水和油成功分层后,水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供6.2022年4月16日0时44分,“神舟十三号”载人飞船与距地面高约为400km 的空间站“天和”核心舱成功分离,航天员返回地球。假设“神舟十三号”载人飞船与空间站分离前在做周期为 T 的匀速圆周运动。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球的自转。则下列说法正确的是A.飞船的发射速度要大于11.2km/sB.飞船在轨运行的速度比同步卫星运行的速度小C.飞船的高度为3gR2T242-RD.飞船运行的速度为3TgR227.投篮时,篮球出手后在空中运行的轨
7、迹称为投篮抛物线。如图所示,投篮抛物线有高、中、低三种。不计空气阻力。则关于高抛物线投篮时的说法正确的是A.篮球从出手到进框的运动时间最短B.篮球运动到最高点时的速度最大C.篮球克服重力做功的平均功率最小D.运动员对篮球所做的功一定最大 二、多项选择题:本题包括3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题【九江2021-2022学年度第二学期高一期末联考物理试卷第3页(共6页)】目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.如图所示,在某次热气球表演赛中,总质量为200kg(假设质量保持不变)的热气球从静止开始运动,以1m/s2 的加速度匀加速竖直上
8、升了10m。不计空气阻力,g 取10m/s2。在此过程中,下列说法正确的是A.热气球的重力势能增加2.0104JB.合力对热气球做的功为2.0104JC.浮力对热气球做的功为2.2104JD.热气球的机械能增加了2.0103J9.2021年5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。不久的将来,宇航员将送往火星进行考察。假设在火星上宇航员用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体的重力,在两极测量的读数为F1,在赤道测量的读数为F2,通过天文观测测得火星的半径为R,已知引力常量为G,将火星看成是质量分布均匀的球体,则火星的A.质量为F2R2GmB.密度为 3F14
9、GRmC.自转角速度为F1-F2mRD.第一宇宙速度为F1-F2mRR10.甲图为“玉兔一号”月球车开始在月球表面行走时的一张照片。假设月球车在t=0时以v0=2.0m/s的水平初速度从图中A 点出发,沿水平可视为直线AB 段运动的速度时间图像如图乙所示,在t=10s时月球车到达B 点,假设月球车在行走过程中牵引力的功率保持不变。已知月球车的质量为m=100kg,受到的阻力恒为车重力的0.3倍,月球表面的重力加速度g为地球表面重力加速度g的16,取g=10m/s2。在月球车从 A 运动到B 的过程中,下列说法正确的是015ABO0.10.2s/tsm)/(/vABA.加速度先变小后不变B.牵引
10、力的功率为300WC.最大加速度为2.75m/s2D.AB 段的长度为13m (3)(多选)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到计【九江2021-2022学年度第二学期高一期末联考物理试卷第5页(共6页)】数起始点的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h 图像,下列判断正确的是。A.若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能可能守恒B.若图像是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能一定守恒C.若图像是一条不经过原点的直线,则重物下落过程中机械能可能守恒D.若图像是一条不经过原点的直线,则重物下落过程中机械能一定不守恒13.(12分)如图甲所
11、示,A、B 是两个电荷量都是Q 的点电荷,相距l,AB 连线中点为O。在 AB 连线的中垂线上有一点C,AC 的连线与AB 连线的夹角为,静电力常量为k。lQqOCQ-+-BAlQqOCQ+BA(1)求C 处的电场强度E1 的大小;(2)若 A 的电荷量变为-Q,其他条件都不变(图乙所示),此时C 处电场强度的大小设为E2,求E2的大小。为使E2 大于E1,应满足什么条件?14.(12分)如图所示,半径为R 的半球形陶罐,固定在可以绕竖直中心轴 OO匀速转动的水平转台中央处。质量为 m 的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,小物块与 O 点的连线与OO之间的夹角=60。小物块可以视为质点,重力
12、加速度为g。(1)若小物块受到的摩擦力恰好为0,求随转台转动的小物块线速度的大小;(2)若转台转动的角速度1=2gR,求转台对小物块的支持力的大小;(3)若转台转动的角速度2=2gR,求小物块受到的摩擦力的大小。mROO 15.(15分【九江2021-2022学年度第二学期高一期末联考物理试卷第6页(共6页)】)如图所示,CD 与EG 是两段半径为R 的四分之一竖直光滑圆弧轨道,G 为圆弧轨道的最高点,圆心O1O2 连线水平,DE 错开的距离略大于小滑块的大小,将一轻弹簧放置在水平轨道 AC 上,弹簧左端固定在 A 点,右端位于B 点,并与质量为 m 的小滑块接触但不连接,此时弹簧恰好处于原长
13、。现将小滑块推至O 点并由静止释放,小滑块向右运动进入圆弧轨道,通过G 点后落到水平轨道AN 的P 点(P 点未画出)。已知G 点在水平轨道上的投影点为 M,MP=2R,OB=2R,BC=12R,滑块与水平轨道AB 间的动摩擦因数为=0.25,BC 部分光滑且与竖直圆弧轨道相切于C 点。用g 表示重力加速度大小,最大静摩 擦 力 等 于 滑 动 摩 擦 力,小 滑 块 可 视 为 质 点,弹 簧 在 弹 性 限 度 内 的 最 大 压 缩 量 为 2.5R。求:2O1OGEDNMCBOA(1)小滑块运动到圆弧轨道最高点G 时,对轨道的压力F;(2)弹簧被压缩到O 点时弹簧的弹性势能;(3)若保
14、证小滑块能够进入圆弧轨道且在圆弧轨道上运动过程中中途不脱离圆弧轨道,小滑块释放点到B 点的距离范围(已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比)。【高一物理参考答案第 1 页（共 6 页）】高一物理参考答案1.B【解析】不论河水是否流动，汽艇驶到对岸需要400=s=100s4cdtv，A 错误；若河水流动，汽艇驶到对岸时间不变仍为 100s，B 正确；汽艇在对岸下游2 100m=200msxv t处靠岸，C 错误；若河水流动，调整汽艇与河岸的夹角，当21cos=42scvv，即=60 可以到达对岸，D 错误。2C【解析】M 点的电场强度的大小为 4N/C，方向沿 x 轴正向，A 错误；N 点的电
15、场强度的大小为 0.25N/C，方向沿 x 轴正向，B 错误；M 点的电场强度大于 N 点的电场强度，点电荷 Q 为正电荷，一定放在 x 轴上M 点的左侧，C 正确、D 错误。3D【解析】a、b 两轮是同皮带转动，所以两者具有相同的线速度，根据vr,可知，A、B 槽分别与 a、b 轮同轴固定，且 a、b 轮半径相同，所以 A、B 两槽转动的角速度相等，根据vr，因为 A、B 两槽转动的角速度相等，钢球的线速度之比为12122:1:vvr r，AB 错误；根据向心力公式2Fmr，受到的向心力之比为1212:2:1F Fr r，C 错误、D 正确。4.C【解析】电场线的疏密表示电场强度的大小，c
16、点疏密程度大于 b 点，所以 c 点的电场强度大于 b 点的电场强度，A 错误；物体做曲线运动时所受的合力应指向曲线凹侧，在 b 点由静止释放一带正电的粒子，所受电场力的方向并没有指向 ab 的凹侧，所以粒子不会沿着电场线运动，B 错误；由图可知 a、b、c 三点电势bca，同一带正电的粒子在 a、b、c 三点电势能的关系为bcaPPPEEE，C 正确；由图可知0abU、0bcU，将一带负电的粒子由 a 点经 b 点移至 c 点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，D 错误。5.B【解析】因为空间站所受重力全部用来提供向心力而处于完全失重状态，所以试管中的水与油不会和地面上一样出现分层
17、现象，故 A 错误；水的密度大于油的密度，在混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量大，根据2Fmr向可知，水球需要的向心力更大，故当向心力不足时，将会做离心运动，水会向瓶底移动，圆周运动让试管里的水和油产生了离心现象，密度较大的水将集中于试管的底部，故 B 正确；根据2ar向知，角速度相同时，水的半径大，向心加速度也就大，错误；水对油有指向圆心的作用力提供油做圆周运动的向心力，水做圆周运动的向心力由瓶底对水的弹力和油对水的作用力的合力提供，D 错误。6.C【解析】神州十三号载人飞船的发射速度要大于 7.9km/s，小于 11.2km/s，故 A 错误；若神州十三号载人飞船
18、运行的轨道半径比同步卫星小，有GMvr知飞船在轨运行的速度比同步卫星运行的速度大，故 B 错误；由题意可得，在地球表面上有2MmmgG R，神舟十三号载人飞船由牛顿第二定律有【高一物理参考答案第 2 页（共 6 页）】2224()()GMmmRhRhT，得22324gR ThR，故 C 正确；神舟十三号载人飞船运行速度为2223322224gR TgRvrTTT,故 D 错误。7.C【解析】篮球出手后在空中做斜抛运动，可分解为竖直方向的加速度为 g 的匀变速直线运动，在上升和下降都有2htg，可看出竖直方向的高度越大时间越长，则有 t 高t 中t 低，A 错误；篮球在水平方向做匀速直线运动，在
19、最高点的速度为水平分速度，由xxvt知，则有xv低xv中xv高，B 错误；由选项 A可知高弧线投篮时时间最长，且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同，则重力做的功相同，根据平均功率的计算有WPt，可得出高弧线投篮时，克服重力做功的平均功率最小，C 正确；根据能量守恒，由出手到最高点过程有 W人=mghm+Ekh，由于篮球增加的重力势能 mghm 最大，而在最高点时动能Ekh 最小，则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系，D 错误。8.AC【解析】热气球上升过程，重力做负功为42 10 JGWmgh ，热气球的重力势能增加了42.0 10 J，A 正确；合力对热气球做
20、的功为2000JWF hmah合合，B 错误；合力做功可表示为GWWW合浮，解 得42.2 10 JW浮，C 正 确；机 械 能 的 变 化 量 等 于 除 重 力 外 的 其 他 力 所 做 的 功，即42.2 10 JEW浮机，D 错误。9.BC【解析】设火星质量为 M，自转角速度为，在火星两极弹簧测力计的读数为 F1，则有 GMmR2 F1，解得火星的质量 MF1R2Gm，A 错误；根据 M43R3 可得火星的密度为 134FGRm，B 正确；在火星赤道上弹簧测力计的读数为 F2，则有 F1F2m2R，联立解得12=FFmR，故 C 正确，根据21vFm R可得火星的第一宇宙速度1F R
21、vm，D 错误。10.AD【解析】由图乙可知，月球车的加速度先变小后不变，A 正确，月球车匀速时速度为11m/sv，则110.350WPfvmg v，B 错误；0t时，02m/sv，依0 0PF v可得025NF，又0Ffam，代 入 数 据 可 得2=0.25m/sa，加 速 度 大 小 为 0.25m/s2，C 错 误；对 AB 段 由 动 能 定 理【高一物理参考答案第 3 页（共 6 页）】22101122Ptfsmvmv，代入数据可得13ms。11.（6 分）【答案】（1）C（3 分）（2）1:3（3 分）【解析】（1）为保证小球做平抛运动，调整斜槽，必须使其末端水平，故 A 错误；
22、小球运动时挡板及白纸应保持竖直，减小阻力带来的影响，故 B 错误；为保证每次平抛的初速度相同，每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球，故 C 正确；斜槽不用必须光滑，只要平抛初速度相同即可，故 D 错误。（2）因为12:xx 1:1，则时间相等，根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间段的位移之比规律可知，12:yy 1:3。12.（9 分）【答案】（1）22()8CBATghhh（3 分）（2）CD（3 分）（3）AC（3 分）【解析】（1）从打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能减少量为pBEmgh，从打 O 点到打 B 点的过程中，动能增加量为212kBEmv，根据2CABhh
23、vT，解得2122CkAhhTEm，若pkEE，则有22()8CBATghhh；（2）采用多次实验取平均值的方法是减小偶然误差的方法，这是系统误差，A 错误；利用公式2vgh计算重物的速度，是错误的，因为只要认为加速度为 g，机械能一定守恒；由于存在空气阻力和摩擦阻力的影响，大多数学生的实验结果显示动能的增加量稍小于重力势能的减少量，为减少阻力，重物选用质量和密度较大的金属球，质量大增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小，故 C 正确，两限位孔在同一竖直平面内上下对正，可以减小纸带与限位孔间的摩擦。故 D 正确；（3）若计数起始点 O 为自由落体运动的起始点，设
24、空气阻力不变为 f，根据动能定理得212mghfhmv，解得22fvghm，若图像是一条过原点的直线，斜率为 2g 则重物下落过程中机械能守恒，否则不守恒，A 正确，B 错误；若计数起始点 O 不是自由落体运动的起始点，根据能量守恒定律得2201122mvmvmghfh，解得2202fvvghm，若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能守恒，也可能不守恒，斜率为 2g 则守恒，C 正确、D 错误；故选 AC。13.（12 分）【答案】（1）2128sincosQEk l（6 分）（2）3228cosQEk l（4 分）45 （2 分）【解析】（1）由点电荷电场强度的计算公式，得
25、 A 或 B 是独立的点电荷在点 C 处的电场强度大小为20224cos()2cosQQEkkll（2 分）由电场强度的叠加原理，得102sinEE（2 分）【高一物理参考答案第 5 页（共 6 页）】得223sincossin2fFmmgmg（1 分）15.（15 分）【答案】【答案】（1）F=0（4 分）（2）3mgR（4 分）（3）1433RxR 或22.5RxR（7 分）【解析】（1）小球过最高点 G 后做平抛运动，平抛运动的初速度为Gv、运动时间为 t由平抛运动规律得2GRv t2122Rgt（1 分）解得GvgR（1 分）小球在最高点 G，由牛顿第二定律得2GvFmgm R解得0F
26、（1 分）由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为 0，即恰好过最高点（1 分）（2）O 点到 G 点，由能量守恒定律得21(2)202PGEmgRmgRmv（2 分）解得3PEmgR（2 分）（3）设释放点到 B 点的距离为1x 时，弹性势能为 EP1，小物块恰好到达 B 点，由能量守恒111=0.25PEmgxmgx（1 分）2112)=(2PPExRE（1 分）解得113xR（1 分）设释放点到 B 点的距离为2x 时，小物块恰好到达 14圆轨道上与圆心等高的 D 位置，由能量守恒22=PmgExmgR（1 分）2222)=(2PPExRE（1 分）解得243xR（1 分）【高一物理参考答案第 6 页（共 6 页）】由题意可知，当释放点到 B 点的距离为 2R 时，小物块恰好到达 G 点。释放点到 B 点的距离 x 满足1433RxR 或22.5RxR（1 分）