2021-2022学年河南省南阳地区高一（下）期末物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年河南省南阳地区高一（下）期末物理试卷

1.某物体运动的初速度V及该物体受到的恒定合力尸的方向如图所示，则该物体的运

动轨迹可能是（）

2.木星是距离太阳第五近的行星，也是太阳系中体积最大的行星。它的质量是地球的

318倍，直径是地球的11倍。将地球与木星均视为均匀球体，若地球的第一宇宙速

度为也则木星的第一宇宙速度最接近（）

A.29vB.11vC.5vD.v

3.某小船渡河，河宽36根，河水流速为1.8m/s,小船在静水中的速度是2.4m/s。下

列说法正确的是（）

A.小船渡河的最短时间为20s

B.小船渡河的最小位移为36s

C.小船在河水中运动的最大速度为3.0m/s

D.小船在河水中运动的最小速度为1.8m/s

4.2022年5月10日，“天舟四号”货运飞船采用自主快

、运行方向

速交会对接模式，成功对接空间站“天和”核心舱后

，个产心舱

向端口。对接过程的简化图如图所示，下列说法正确

的是（）

A.若货运飞船在〃处，则应加速变轨才能成功对接M%

核心舱

B.若货运飞船在N处，则它的周期小于核心舱的周期

C.若货运飞船在M处，则它的向心加速度小于核心舱的向心加速度

D.若货运飞船在N处，则它的线速度大于核心舱的线速度

5.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为3：1：15,在自行车被

人正常骑行过程中，下列说法正确的是（）

A.小齿轮和后轮的周期之比为15：1

B.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1：3

C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1：5

D.大齿轮和小齿轮边缘的向心加速度大小之比为3：1

6.如图所示，小球（视为质点）从斜面上的A点以大小为火的速度水平抛出，刚好落在

斜面底端B点。斜面AB的长度为2L倾角为60。，竖直墙壁CD与水平地面相交

于C点，水平地面上8、C间的距离为L改变小球抛出的速度大小，小球落在墙

A.若小球抛出的速度大小为？，则尸点离地面的高度为平L

B.若小球抛出的速度大小为2%，则P点离地面的高度为L

C.若小球抛出的速度大小为3%，则P点离地面的高度为竿L

D.若小球抛出的速度大小为4%,则尸点离地面的高度为乎L

7.质量分别为2依、3版的小球队在光滑的水平地面上

发生碰撞，碰撞前后两球的x-t图像如图所示，可知（）

A.碰后小球a的动量为8kg-m/s

B.碰后小球b的动量为一3kg-m/s

C.碰撞前后小球a的动量变化量为-8kg-m/s

D.碰撞过程中无能量损失

8.现将火星和水星的运行轨道看成圆轨道，如图所示。4、、、

分别为火星和水星的公转周期，R1、分别为火星和水

星的公转半径。则过点（lg§,lg3）的直线的图像为（）C0。火星

*“阳），:水星，

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fy

-3-2-10123X

9.一质量为1依的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，其F-t图像如图

所示。则（）

A.t=Is时物块的速度大小为2m/s

B.0~2s内合力的冲量大小为2/cg-m/s

C.t=3s时物块的动量大小为5kg-m/s

D.0〜4s内合力的冲量大小为2kg,m/s

10.质量为，”的物体，以初速度几滑上一水平粗糙地面,

滑行距离为乙时速度减半。重力加速度大小为g,

下列说法正确的是（）

A.物体再滑行，便停止

B.在题述过程中物体克服摩擦力做的功为诏

C.物体与水平地面间的动摩擦因数为当

8gL

D.若物体的初动能为诏，则其滑行的最大距离

4

为2L

11.2022年，北京冬奥会上有一种女子单板滑雪。型池

项目，可简化为如图所示的模型。池内各处粗糙程

度相同，其中心C为。型池两侧的边缘，且在同一

水平面，b点为。型池的最低点。某运动员从。点正上方力处的0点自由下落沿U

型池左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点的高度

为今。不计空气阻力，重力加速度大小为g,则运动员（）

A.从“点返回经b点恰好能回到a点

B.从d点返回经b点一定能越过。点

C.第一次经过b点对轨道的压力大于第二次经过b点对轨道的压力

D.由。点到c点的过程中，在帅段克服摩擦力做的功等于在be段克服摩擦力做

的功

12.如图所示，光滑竖直杆固定，质量为机的小球4（可视为质点n

）穿在杆上。一根竖直轻弹簧一端固定在水平地面上，另一尸衿一⑨0

端连接质量也为〃7的物块8,一轻绳跨过定滑轮0,一端与卜7夕‘‘

物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离八］＞

0、’JL

为小初始时，小球A在外力作用下静止于尸点，此时整根

轻绳伸直无张力且0P间轻绳水平、0B间轻绳竖直。现将小............爰,〃

7777777777777777777777

球A由P点静止释放，小球A沿杆下滑到最低点。时，。。与杆之间的夹角为37。。

不计滑轮的质量、大小及摩擦，重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,

关于小球A由P点下滑至。点的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球A的重力势能减小了［mgZ,

B.物块2的机械能增加了jnigA

C.小球A和物块B组成的系统机械能守恒

D.除P、。两点外，小球A的速度始终大于物块B的速度

13.某同学利用如图甲所示的装置进行实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光

电门，A点的右侧光滑，左侧为粗糙水平面，当地的重力加速度大小为g。采用的

实验步骤如下：

①在小滑块。上固定一个宽度为d的窄挡光片；

②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量Tn1、m2；

③滑块a和小球人用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上;

④烧断细线后，滑块a和小球〃瞬间被弹开，向相反方向运动；

⑤记录滑块。通过光电门时挡光片的遮光时间f;

⑥滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出4、C两点之间的距离占；

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⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面上的B点，用刻度尺测出平台距水平地

面的高度力及平台边缘铅垂线与8点之间的水平距离外；

⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量。

(1)该实验要验证动量守恒定律，则需满足表达式=o

(2)改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到的修-卷图像如图乙所示，图

线的斜率为则平台上A点左侧与滑块。之间的动摩擦因数〃=。

14.某物理兴趣小组的同学们为了验证机械能守恒定律，使用的实验装置如图甲所示。

两相同重物P、。的质量均为例、厚度均为d,轻绳一端与P连接，另一端穿过质

量为加的薄片N上的小孔与。连接，开始时在外力的作用下使系统(重物尸、。以

及薄片N)保持静止状态，在正下方〃处固定一圆环，圆环正下方固定一光电门。实

验时，将系统由静止释放，运动中。可以自由穿过圆环，N将被圆环挡住而立即停

止运动，。通过光电门时记录的挡光时间为f,重力加速度大小为g。

(1)重物。穿过圆环时的速度大小。=;

(2)若系统的机械能守恒，则应满足的关系式为；

(3)保持〃不变，改变m(始终保证m«M),重复上述操作，得到多组

作出小一卷图像，如图乙所示，则图线的斜率k=。

m

15.在雪车比赛中，为了让乘坐雪车的运动员能高速且安全地通过弯道，弯道处的赛道

均向内侧倾斜。现有一雪车以大小为v的速度通过一小段半径为R的圆形水平弯道,

所用时间为小已知雪车的质量为机，运动员的质量为M,重力加速度大小为g,

忽略冰面与雪车间的摩擦，运动员和雪车整体可视为质点，求：

(1)弯道所对应的圆心角仇

(2)弯道对雪车作用力的大小凡

16.在沙地上有一质量M=2kg的木块，木块上放一质量m=0.1kg的爆竹。点燃爆竹

后，木块陷入沙中的深度H=10cm,沙对木块运动的阻力恒为/'=30N。不计爆

竹中火药的质量和空气阻力，爆炸后木块与爆竹只在竖直方向上运动，取重力加速

2

度大小g=10m/so求：

(1)爆炸后瞬间木块的速度大小V；

(2)爆竹上升的最大高度h；

(3)爆炸过程中转化成木块和爆竹的机械能E。

17.如图所示，轻弹簧上端系在4点，下端连接一不可

伸长的轻质细绳，绳下端绕过B处的小定滑轮，系

着质量m=0.2kg的滑块(视为质点)。滑块静止在B

点正下方水平地面的C处，定滑轮的离地高度九=

5emo给滑块施加一大小为1.9N的水平恒力B(未画

出)，使滑块从C点运动距离x=10c?n到力点。己

知弹簧的劲度系数k=20N/m,滑块与水平地面间的动摩擦因数〃=0.4,重力加

速度大小为g=lOm/s?。弹簧原长时绳下端刚好到达B点，弹簧始终处于弹性限

度内且下端未到B点。求：

(1)滑块静止时对地面的压力大小尸2；

(2)滑块从C点运动到力点的过程中摩擦力做的功W；

(3)滑块从C点运动到。点的过程中的最大速度Vo

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答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向；

物体运动初速度v的方向及该物体受到的恒定合力F的方向不共线,则物体做曲线运动;

同时力指向曲线弯曲内侧，结合各图可知，不符合对应的条件，故A正确，BCD

错误。

故选：Ao

做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，合力指向运动轨迹弯曲

的内侧。

根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧,

这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点。

2.【答案】C

【解析】解：根据万有引力定律有：G翳=巾?

解得地球的第一宇宙速度为〃=挥

根据题意，木星的第一宇宙速度为='=匡£〜5.6"

711R

故C正确，A8。错误。

故选：C»

根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要求解的第一宇宙速度的表达式即可解得。

本题考查万有引力定律，解题关键掌握第一宇宙速度的计算。

3.【答案】B

【解析】解：4当船头垂直河岸时，渡河时间最短，小船渡河的最短时间为t=&,解得

V

t=15s故A错误；

B.小船在静水中的速度大于河水水流的速度，则可以通过调整船头，使船的实际速度方

向垂直河岸，此时渡河位移最小为河宽36〃?，故8正确；

CD.当船在静水中的速度方向与水流的速度方向相同时，船的实际速度最大，

当船在静水中的速度方向与水流的速度方向相反时，船的实际速度最小，故CD错误。

故选：Bo

船头与河岸垂直时渡河时间最短，若船速大于水流速度，则小船的合速度可以垂直河岸,

船速最大最小问题，根据矢量合成法则则可以求解。

本题考查运动的合成与分解，注意理解渡河的含义以及矢量运算法则的灵活应用。

4.【答案】A

【解析】解：4若货运飞船在M处，从低轨道到高轨道，只有先加速后做离心运动才能

与高轨道的核心舱对接，故4正确；

A若货运飞船在N处，由图可知，货运飞船的轨道半径大于“天和”核心舱的轨道半径,

由万有引力提供向心力有^^==man

可得「=厝秒,T

可知，货运飞船的周期大于核心舱的周期，货运飞船的向心加速度小于核心舱的向心加

速度，货运飞船的线速度小于核心舱的线速度，故BCQ错误；

故选：Ao

根据万有引力提供圆周运动向心力，分析加速度、线速度、周期与半径的关系，再根据

变轨原理分析A项。

本题考查万有引力的应用，解题关键掌握卫星的变轨原理，注意万有引力提供向心力的

应用。

5.【答案】B

【解析】解：A、小齿轮和后轮同轴，其角速度相同，根据T=称可知周期之比为7人

7后=1：1,故A错误；

B、大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等，其半径之比r大：r小=3：1,根据v=可

知其角速度之比为3大：3小=1：3,故B正确；

C、依题意可知，大齿轮和后轮的角速度之比为3X：3后=1：3,因其半径之比为r人：

r•后=1：5,根据v=3r可知大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为。大：v后=1：

15,故C错误；

D大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等，其半径之比r大：r•4=3：1,根据向心加速

„2

度的公式。=+可知大齿轮和小齿轮边缘的向心加速度大小之比为a人：a少=1：3,故

。错误。

故选：Bo

齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等；小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等；

结合线速度与角速度关系公式"=3r以及向心加速度的公式列式求解。

本题关键能分清同缘传动线速度大小相等和同轴传动角速度相同，灵活应用公式〃=3r

„2

以及Q=—、Q=C02r

ro

6.【答案】D

【解析】解：依题意，小球斜面上的A点以大小为火的速度水平抛出，刚好落在斜面底

端8点，根据平抛运动水平方向运动规律有：2Lcos600=L=vot

竖直方向有：2Lsin600=遮Z,=：gt2

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2,Y/3VQ__L

可得：t=

9一%

%=争

A综上可知以火的速度水平抛出，刚好落在斜面底端8点;若小球抛出的速度大小为最,

小于北，可知小球会落在斜面上，故A错误；

B.假定小球落在C点时其水平抛出初速度为V,则有2L=vt

]

2Lsin600=y/3L=-gt2

则有f=2v0

可知小球抛出的速度大小为2%时，小球会落在C点，离地面的高度为0,故B错误；

C.依题意，当小球抛出的速度大小为3%时，小球会落在墙壁上，根据平抛运动规律有

2L=3vot1

则尸点离地面的高度为b=ynL-\gtl

*gy

v2

0=(-7o-)

联立解得b=等心

故C错误；

D若小球抛出的速度大小为4%时，小球会落在墙壁上，根据平抛运动规律有2L=4v0t2

则P点离地面的高度为心=V3L-\gtl

y/3gL

联立解得：%=乎心

4

故。正确。

故选：Do

物体做平抛运动，我们可以把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动，竖直方向上

的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同；根据平抛运动的规律进行判断。

本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动

和竖直方向的自由落体运动，结合运动学公式灵活求解。

7.【答案】D

【解析】解：力B.由图像可知，碰撞后小球a的速度为一lzn/s,6的速度为4m/s,那么

a的动量分别为七=-1x2kg-m/s,b的动量为私=3x4kg-m/s=12kg-m/s

故AB错误；

C.碰撞前小球a的动量为Pa=2x—kg-m/s=10kg-m/s

碰撞前后小球a的动量变化量为dPa=p'a-Pa=-12kg-m/s

故。错误;

碰撞前后系统总动能分别为=25/,Ek2=+

4〃1。4X44"IQ4，〃匕4X4

回/=25/

2x3JJ

即Ek】=Ek2

碰撞过程中无能量损失，故。正确。

故选D»

x-t图象的斜率表示小球的位移，Is时心匕球发生碰撞，碰后a反向

本题考查x-t图象、动量守恒定律，动量与动能的关系，注意会判断何时碰撞。

8.【答案】D

【解析】解：根据开普勒第三定律可知裳p3p3

12

可需W

两边同时取对数有：唠=嚅

解得：lg£=-llg$

根据数学知识可知过点(电善,电斗的直线的图像的斜率为-1,故。正确，ABC错误。

12

K12

故选：D.

根据开普勒第三定律可知轨道半径与周期的关系，经过数学变形可知图像。

本题关键是能够根据开普勒第三定律，运用对数知识得到IgT与Igr的关系，要有运用数

学知识解决物理问题的能力。

9.【答案】AD

【解析】解：4在0〜1s内，根据动量定理/=Ft】=zn%-0,得%=詈=一根/S=

2m/s,故A正确；

B.0〜2s内合力的冲量大小为已=Ft2=2x2kg-m/s=4kg-m/s,故8错误；

C.根据动量定理Ft2+尸'«3-tz)=P3一°，得P3=Ft2+F'(t3—t2)=2x2kg-m/s+

(-1)x(3—2)/cg-m/s=3kg-m/s,故C错误；

DO〜4s内合力的冲量大小为1=44-/3=Ft2+F'(t4-t2)=2x2kg-m/s+(-1)X

(4—2)kg-m/s=2kg-m/s,故Z)正确。

故选：AD.

根据动量定理求速度；根据动量定理求合冲量；根据动量定理求末动量。

理解F-t图像“面积”表示合力的冲量；注意f轴下方的“面积”为负值。

10.【答案】CD

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【解析】解：A、物体将做匀减速直线运动直至静止，根据匀变速直线运动推论，速度

减半时为时间中点，将物体运动看成反向匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直

线运动的推论可知，物体再滑行，便停止，故A错误；

B、根据动能定理-叼=诏，解得必=gm诏，故8错误；

C、根据评=2Q(L+J),iimg=ma,解得〃=替，故C正确；

D、若物体的初动能力:m诏，根据动能定理/rnigxm=3机诏

滑行的最大距离为Xm=23故力正确。

故选：CD.

根据匀变速直线运动的推论求得物体继续滑行的距离，根据动能定理求得克服摩擦力做

功，根据牛顿第二定律和运动学公式求得动摩擦因数，结合动能定理求得滑行距离。

本题主要考查了动能定理和牛顿第二定定律物块逆向看作初速度为零的匀加速直线运

动，利用好匀变速直线运动的推论即可。

11.【答案】BC

【解析】解：AB、设运动员第一次由a—c的过程中，克服阻力做功为必，运动员从0

点到4点，由动能定理有mgg-必=0,解得叫=(nig/i

运动员从d返回经c点回到a点过程中，平均速率小于小于从a到c的平均速率，则从

c点回到a点平均阻力小，则阻力做功叼'〈gmgh

设返回时到达a点的速度为％,由动能定理有gnu*=mg'-Wy>0

即从4点返回经人点一定能越过“点，故4错误，8正确；

„2

。、根据题意，在b点，由牛顿第二定律有FN-mg=血不

由牛顿第三定律可知，小球在b点对轨道的压力为FN'=FN=mg+6]

由于第一次经过b点的速度大于第二次经过h点的速度，则第一次经过b点对轨道的压

力大于第二次经过匕点对轨道的压力，故C正确；

。、根据题意，由于有摩擦力做功，则小球在时段的平均速率大于在松段的平均速率，

小球在ab段的平均阻力大于在be段的平均阻力，则在ab段克服摩擦力做的功大于在

6c段克服摩擦力做的功，故力错误。

故选：BC。

根据运动员速度的变化定性地分析出运动员受到摩擦力的变化，从而得出摩擦力做功的

大小关系，分析出运动员的运动情况；根据牛顿第二定律定性地分析出两次经过b点时

对轨道的压力大小关系。

本题主要考查了动能定理的相关应用，理解好对称性，结合向心力公式即可完成分析。

12.【答案】8。

【解析】解：A、由几何关系可得，小球A下降的距离为PQ=2=打，小球A的重

力势能减小了4%=mg-PQ-^mgL,故A错误；

B、物块B的机械能增加等于物块B重力势能的增加，由几何关系可知，物块B上升的

距离为h=OQ-OP=悬;-L=|L,则物块3重力势能的增加量为ZlEpB=mgh=

^mgL,即物块B的机械能增加了17ngL,故8正确；

C、小球A由P点下滑至。点的过程中，弹簧对物块B做功，则小球4和物块B组成的

系统机械能不守恒，故C错误；

。、小球4由P点下滑至。点的过程中，设小球A的速度为以，物块B的速度为如，

小球A与定滑轮连线与竖直方向的夹角为氏由几何关系可得%=vAcose

则除尸、Q两点外，小球A的速度始终大于物块3的速度，故£＞正确。

故选：BD。

重力做正功重力势能减少；只有重力或弹力做功，机械能守恒；根据运动过程应用功能

关系分析答题。

本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力

做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有

关。

13.【答案】…喧慌

【解析】解：(1)烧断细线后，。向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，。经过光

电门的速度为：%=y;

t

6离开平台后做平抛运动，

竖直方向：九=1媒2,

水平方向：X2=Vbt,

解得：%=%2聆，

烧断细线过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m2vb-m1Va=0

即：mxd=m2x2tj^；

(2)物体”，由光电门向左运动过程，由动能定理得：-qnigxi=0-1mi喏，

经过光电门的速度为：%=3

整理得：勺=:■•2

tz

与―g图象的斜率：k=^―

解得动摩擦因数：〃=身，

2kg

故答案为：⑴Mt岛(2)黑

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(1)再根据动量守恒定律列式进行分析即可明确如何才能保证动量守恒；

(2)对m应用动能定理求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出动摩擦因数。

本题为探究型实验，解题的关键在于分析题意，明确实验原理，再根据对应的物理规律

进行分析求解；要注意明确验证动量守恒定律以及光电门和平抛运动规律的正确应用。

14.【答案】mgh=|(2M+

【解析】解：(1)当N被圆环挡住而立即停止运动后，重物P、。将做匀速运动，则重

物。穿过圆环时的速度大小等于重物。通过光电门时的速度大小为D

(2)若系统的机械能守恒，则有系统重力势能减小等于系统动能的增加，即(M+m)g/i—

Mgh=1(2M+m)v2，整理得mgh=/(2M+m)(y)2

(3根据题意可知m«M,结合(2)分析可得mg/i=M(y)2

整理得：m=华卷

gh.t2

则图乙m—白图像中图线的斜率为k=华

件gh

故答案为：(1冷(2)High=2(2M+m)(62；(3)篝。

(1)N被圆环挡住后P、。做匀速直线运动，根据题意求出重物经过圆环的速度大小。

(2)应用机械能守恒定律求解。

(3)应用机械能守恒定律求出图象的函数表达式，然后分析答题。

认真审题理解实验原理是解题的前提，根据题意求出重物通过圆环时的速度，然后应用

机械能守恒定律可以解题。

15.【答案】解：(1)对整体受力分析如图：

„2

根据牛顿第二定律有：(M+m)gtan0=(M+m)—

R

„2

解得：0=arctan—

gR

(2)根据力的合成可知F=J[(M+m)2^]+(M+m)2g2

答：⑴弯道所对应的圆心角为arctan竟

(2)弯道对雪车作用力的大小为+m)2^]+(M+m)2g2。

【解析】(1)对整体受力分析，根据牛顿第二定律解得；

(2)根据力的合成解得。

本题考查动能定理以及向心力公式，要求学生结合给定场景进行分析，再运用相关知识

求解，难度较低。

16.【答案】解：(1)对