精品解析：上海市向明中学2021-2022学年高一上学期期末物理试卷

2021学年第一学期向明中学期末考 高一年级物理试卷 （本卷g取10m/s2） 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综台题。 3.作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。） 1. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A. 图a、b均显示了波的干涉现象 B. 图a、b均显示了波衍射现象 C. 图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D. 图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 2. 设地球半径为R，一卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为F，则该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 3. 如图，一个重力为G的小球，悬线一端固定于地面，另一端系一小球，小球被一恒定拉力拉住使之处于静止状态且悬线绷紧，忽略空气的作用力。当悬线断裂后，小球将做（ ） A. 曲线运动 B. 匀速直线运动 C 匀加速直线运动 D. 变加速直线运动 4. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。在小球运动到O的过程中，小球的（ ） A. 动能不断增大，加速度不断增大 B. 动能不断减小，加速度不断增大 C. 动能不断增大，加速度不断减小 D. 动能不断减小，加速度不断减小 5. 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体 A. 刚抛出时的速度最大 B. 在最高点的加速度为零 C. 上升时间大于下落时间 D. 上升时的加速度等于下落时的加速度 6. 将装有水的碗置于火车车厢内的水平桌面上．当火车向右做匀加速运动时，水面形状接近于 A. B. C. D. 7. 地球绕太阳和月球绕地球的运动均可看作匀速圆周运动．地球绕太阳每秒运动29.79km，一年转一圈；月球绕地球每秒运动1.02km，28天转一圈．设地球的线速度为v1，角速度为ω1；月球的线速度为v2，角速度为ω2，则（　　） A. v1＞v2，ω1＞ω2 B. v1＜v2，ω1＞ω2 C. v1＞v2，ω1＜ω2 D. v1＜v2，ω1＜ω2 8. 如图，斜面的倾角为，用平行于斜面的恒力拉质量为的物体，使它沿斜面匀速上升的高度为。在此过程中，该物体克服摩擦力所做的功是（ ） A. B. C. 0 D. 9. 如图，一个质量为的均匀光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为，小球重心为，连线与竖直方向的夹角为。则竖直墙面对小球的弹力大小为（ ） A. B. C. D. 10. 如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，加速度大小分别为和，重力的功率分别为和，则（ ） A. =，= B. =，＞ C ＞，＞ D. ＞，= 11. 甲、乙两物体沿同一直线运动，右图为他们运动的s-t图，则（ ） A. 甲、乙在时刻位移相等 B. 甲、乙在和之间某时刻速度可能相等 C. 甲、乙在和之间某时刻相遇 D. 甲做减速运动，乙做加速运动 12. 如右图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示=0和=0.5s（T＞0.5s）时波形，能正确反映=9s时波形的是图（ ） A. B. C. D. 二、填空题（共20分） 13. 机械波产生和传播的条件是：①存在一个做_____的波源，②在波源周围存在______。 14. 物体做自由落体运动，经过5s到达地面，它在第二秒末的速度为_____m/s；第四秒内的位移为_____m。 15. 质量为2kg的物体在几个共点力的作用下处于静止状态。若撤去一个大小为8N的力，则该物体所受的合外力大小为________N，3秒内合外力对该物体所做的功是________J。 16. 如图，光滑固定斜面的倾角为30°，A、B两物体的质量之比为3∶1。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连，开始时A、B离地高度相同。在C处剪断轻绳，当B落地前瞬间，A、B的加速度大小之比为_______，动能大小之比为_________。 17. 如图，AB为长直轨道， BCD为光滑曲线轨道，两段轨道在B处光滑连接。B、D二点离水平地面的高度分别为=0.50m，=1.75m。一小环套在轨道AB上，由静止开始释放，经过t=2s到达B点，速度=6.0m/s。则小环沿AB运动时加速度的大小是________m/s2；小环离开轨道D处时的速度的大小是__________m/s。 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成，两个单摆摆动平面前后相互平行。 （1）现测得两单摆完成 30次全振动的时间分别为30.0s和21.0s，则两单摆的周期差ΔT=_________s； （2）某同学利用此装置测量单摆周期微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差。若测得释放两摆的时间差Δt=0.825s，则在短摆释放_____s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向______（填“左”或“右”）通过_______（填“最左位置”或“最右位置”或“平衡位置”）； （3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是_______。 19. 如图，与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=1.0m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块质量为m=1kg从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为6N。已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.5。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）滑块在C点的速度大小vC； （2）滑块在B点的向心力大小FB； （3）A、B两点间的距离S。 20. 如图，将质量m=1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数。对环施加一个位于竖直平面内斜向上，与杆夹角的拉力F，使圆环以a=0.5m/s2的加速度从静止开始沿杆运动。（取，） （1）求圆环经过t=2s增加的机械能； （2）分析并说明圆环在整个运动过程中和水平直杆间弹力方向的可能情况； （3）分析并比较圆环在2s末拉力F功率的可能情况，并求出可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2021学年第一学期向明中学期末考 高一年级物理试卷 （本卷g取10m/s2） 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综台题。 3.作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二、三部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。） 1. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A. 图a、b均显示了波的干涉现象 B. 图a、b均显示了波的衍射现象 C. 图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D. 图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：图a中显示了一列波经过小孔的现象，是波的衍射，图b显示了两列波相遇的现象，是波的干涉现象，故D正确，其余错误． 考点：波的衍射、干涉现象 2. 设地球半径为R，一卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为F，则该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由万有引力公式，可得卫星在地球表面上受到地球的万有引力大小为 该卫星在半径为的轨道上绕地球运行时，受到地球的万有引力为 A正确，BCD错误。 故选A。 3. 如图，一个重力为G的小球，悬线一端固定于地面，另一端系一小球，小球被一恒定拉力拉住使之处于静止状态且悬线绷紧，忽略空气的作用力。当悬线断裂后，小球将做（ ） A. 曲线运动 B. 匀速直线运动 C. 匀加速直线运动 D. 变加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】对小球受力分析如图，小球受向下的重力G，力F和绳子的拉力T，三力平衡，合力为零；若悬线断裂后，小球受恒力F和重力G作用，合力的方向与T的方向相反，可知小球将沿着T的反方向做匀加速直线运动。 故选C。 4. 如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。在小球运动到O的过程中，小球的（ ） A. 动能不断增大，加速度不断增大 B. 动能不断减小，加速度不断增大 C. 动能不断增大，加速度不断减小 D. 动能不断减小，加速度不断减小 【答案】C 【解析】 【详解】小球从B或C向O点运动的过程中，弹力均做正功，小球动能增加，回复力减小，则加速度不断减小。 故选C。 5. 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体 A. 刚抛出时的速度最大 B. 在最高点的加速度为零 C. 上升时间大于下落时间 D. 上升时的加速度等于下落时的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】整个过程中都有空气的阻力做功，故机械能有损失，故上升过程初速度最大，故A正确；物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，但是受空气阻力的方向总与物体的速度方向相反a上= ，a下=，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，且在最高点的加速度不为零,BD错误；根据h=at2，可知上升时间小于下落时间，C错误；故选A． 点睛:考虑阻力的竖直上抛运动，是具有向上的初速度，加速度变化的变加速直线运动，上升和下降过程并不对称，所以时间也不相等. 6. 将装有水的碗置于火车车厢内的水平桌面上．当火车向右做匀加速运动时，水面形状接近于 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当火车向右做匀加速运动时，碗中水也向右做匀加速运动，加速度方向水平向右，根据牛顿第二定律知水所受的合力水平向右，则碗对水的作用力的合力方向大致斜向右上方，所以水面形状接近于B图，故B正确，ACD错误。 7. 地球绕太阳和月球绕地球的运动均可看作匀速圆周运动．地球绕太阳每秒运动29.79km，一年转一圈；月球绕地球每秒运动1.02km，28天转一圈．设地球的线速度为v1，角速度为ω1；月球的线速度为v2，角速度为ω2，则（　　） A. v1＞v2，ω1＞ω2 B. v1＜v2，ω1＞ω2 C. v1＞v2，ω1＜ω2 D. v1＜v2，ω1＜ω2 【答案】C 【解析】 【详解】地球绕太阳每秒运动29.79km，月球绕地球每秒运动1.02km，根据线速度定义式v=s/t，所以v1＞v2；地球一年转一圈，月球28天转一圈．地球公转周期大于月球周期，据角速度与周期的关系ω=2π/T，所以ω1＜ω2．故选C． 8. 如图，斜面的倾角为，用平行于斜面的恒力拉质量为的物体，使它沿斜面匀速上升的高度为。在此过程中，该物体克服摩擦力所做的功是（ ） A. B. C. 0 D. 【答案】D 【解析】 详解】物体沿斜面上升高度h，由动能定理有 得物体克服摩擦力所做的功是 故选D 9. 如图，一个质量为的均匀光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为，小球重心为，连线与竖直方向的夹角为。则竖直墙面对小球的弹力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对小球受力分析可知，竖直墙面对小球的弹力大小 故选D。 10. 如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，加速度大小分别为和，重力的功率分别为和，则（ ） A. =，= B. =，＞ C. ＞，＞ D. ＞，= 【答案】C 【解析】 【详解】因为 可知 ＞ 由机械能守恒定律 可知到达底端时速度大小相同，则根据 则 故选C。 11. 甲、乙两物体沿同一直线运动，右图为他们运动的s-t图，则（ ） A. 甲、乙在时刻位移相等 B. 甲、乙在和之间某时刻速度可能相等 C. 甲、乙在和之间某时刻相遇 D. 甲做减速运动，乙做加速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲在时刻位移为，乙的位移为。故A错误； BD．甲乙都是在做匀速直线运动，甲向负方向运动，乙向正方向运动，速度是矢量，所以甲乙的速度不会相等，故BD错误； C．s−t图线的交点为两物体相遇的点，故甲、乙在t1和t2之间某时刻相遇，故C正确。 故选C。 12. 如右图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示=0和=0.5s（T＞0.5s）时的波形，能正确反映=9s时波形的是图（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由波形图可知 可得 （n=0、1、2、3……） 因T>0.5s可知n=0时T=2s，则，则波形图为C所示。 故选C。 二、填空题（共20分） 13. 机械波产生和传播的条件是：①存在一个做_____的波源，②在波源周围存在______。 【答案】 ①. 振动 ②. 介质 【解析】 【详解】[1][2]机械波产生和传播的条件是：①存在一个做振动的波源，②在波源周围存在介质。 14. 物体做自由落体运动，经过5s到达地面，它在第二秒末的速度为_____m/s；第四秒内的位移为_____m。 【答案】 ①. 20 ②. 35 【解析】 【详解】[1][2]由自由落体运动规律有它在第二秒末的速度为 物体4s内的位移为 物体3s内的位移为 第四秒内的位移为 15. 质量为2kg的物体在几个共点力的作用下处于静止状态。若撤去一个大小为8N的力，则该物体所受的合外力大小为________N，3秒内合外力对该物体所做的功是________J。 【答案】 ①. 8 ②. 144 【解析】 【详解】[1]物体在几个共点力的作用下处于静止状态，则合力为零。若撤去一个大小为8N的力，则该物体所受的合外力大小为8N； [2]3秒内物体的加速度 位移 合外力对该物体所做的功是 16. 如图，光滑固定斜面的倾角为30°，A、B两物体的质量之比为3∶1。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连，开始时A、B离地高度相同。在C处剪断轻绳，当B落地前瞬间，A、B的加速度大小之比为_______，动能大小之比为_________。 【答案】 ①. 1∶2； ②. 3∶4 【解析】 【详解】[1][2]剪断绳子后A沿斜面匀加速下滑，B做自由落体运动，A的加速为 所以当B落地前瞬间，A、B的加速度大小之比为1:2。设开始运动时两物体离地面高度为，从开始运动到B落地前瞬间，运动时间为 对B由动能定理有 对A，由运动学公式有 此时A的动能为 因A、B两物体的质量之比为3∶1。所以动能大小之比为3:4。 17. 如图，AB为长直轨道， BCD为光滑曲线轨道，两段轨道在B处光滑连接。B、D二点离水平地面的高度分别为=0.50m，=1.75m。一小环套在轨道AB上，由静止开始释放，经过t=2s到达B点，速度=6.0m/s。则小环沿AB运动时加速度的大小是________m/s2；小环离开轨道D处时的速度的大小是__________m/s。 【答案】 ①. 3 ②. 【解析】 【详解】[1][2]小环从A到B，做匀加速直线运动，由运动学公式有 得 小环由B到D，由动能定理有 得 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成，两个单摆摆动平面前后相互平行。 （1）现测得两单摆完成 30次全振动的时间分别为30.0s和21.0s，则两单摆的周期差ΔT=_________s； （2）某同学利用此装置测量单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差。若测得释放两摆的时间差Δt=0.825s，则在短摆释放_____s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向______（填“左”或“右”）通过_______（填“最左位置”或“最右位置”或“平衡位置”）； （3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是_______。 【答案】（1）0.3 （2） ①. 1.925 ②. 右 ③. 平衡位置 （3）减小两单摆摆长差等 【解析】 【小问1详解】 两单摆的周期 ， 周期差 【小问2详解】 设长摆运动时间为t，则有 即 代入数据解得 t=2.75s 则短摆运动时间为2.75s-0.825s=1.925s. 因长摆的周期为T1=1s，故长摆的振动时间为 t=2.75s=T1 此时位置为平衡位置且向右运动。 【小问3详解】 由 可得 为了能更准确地测量微小的时间差Δt，应增大T1，减小T1-T2的差值，即增大两摆摆长，同时使摆长之差减小。 19. 如图，与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=1.0m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块质量为m=1kg从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为6N。已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.5。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）滑块在C点的速度大小vC； （2）滑块在B点的向心力大小FB； （3）A、B两点间的距离S。 【答案】（1）4m/s；（2）52N；（3）13m 【解析】 【详解】（1）滑块在C点时根据牛顿第二定律 解得 vC=4m/s （2）从B到C由机械能守恒定律 解得 则滑块在B点的向心力大小 （3）从A到B由动能定理 解得 s=13m 20. 如图，将质量m=1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数。对环施加一个位于竖直平面内斜向上，与杆夹角的拉力F，使圆环以a=0.5m/s2的加速度从静止开始沿杆运动。（取，） （1）求圆环经过t=2s增加的机械能； （2）分析并说明圆环在整个运动过程中和水平直杆间弹力方向的可能情况； （3）分析并比较圆环在2s末拉力F功率的可能情况，并求出可能值。 【答案】（1）05J；（2）F>12.5N弹力向下，F<12.5N弹力向上；（3）112.50W，4.116W 【解析】 【详解】（1）圆环在t=2s的位移 根据动能定理，动能增量为 因物体的重力势能不变，则机械能增加量为0.5J。 （2）当圆环与杆中间恰无弹力时，则 解得 F=12.5N 则F>12.5N时杆对球的弹力向下，F<12.5N时杆对球的弹力向上； （3）2s末的速度 若弹力方向向上，则 解得拉力的功率 联立解得 P1=4.116W 若弹力方向向下，则 解得拉力的功率 联立解得 P2=112.5W 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$