山东省济南市2021-2022学年高一下学期物理期末学情检测试卷

试卷更新日期：2022-08-03 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、伽利略提出了太阳系行星运动三大定律 B、开普勒提出了万有引力定律 C、牛顿利用扭秤实验测出了引力常量 D、卡文迪许被称为“能称出地球质量”的人

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2. 春耕选种时常用到的一种农具如图所示，风轮转动产生的风力使谷粒从管口水平飞出，落到水平地面上。谷粒离开管口后不再考虑所受风力影响，不计空气阻力。关于谷粒在空中下落的时间，下列分析正确的是（）

A、与风力有关 B、与谷粒质量有关 C、与谷粒水平飞出的初速度有关 D、与管口离地面的高度有关

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3. 如图所示，用轻绳拉着物体竖直向上做减速运动，关于各力对物体做功的情况下列判断正确的是（）

A、重力做负功，拉力做正功，合外力做负功 B、重力做正功，拉力做负功，合外力做负功 C、重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D、重力做负功，拉力做正功，合外力做正功

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4. 工地上起吊重物的吊车如图所示，某次操作过程中，液压杆收缩，吊臂绕固定转轴O顺时针匀速转动，吊臂上有M、N两点， $O M = \frac{1}{3} O N$ ，下列关于M、N两点的说法正确的是（）

A、加速度之比为1∶9 B、线速度之比为1∶3 C、角速度之比为1∶3 D、周期之比为1∶3

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5. 电容式话筒含有电容式传感器，其结构如图所示，导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是（）

A、固定电极所带正电荷减少 B、固定电极所带正电荷增加 C、固定电极所带负电荷减少 D、固定电极所带负电荷增加

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6. 两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）

A、运动的线速度大小相等 B、运动的角速度大小相等 C、向心加速度大小相等 D、向心力大小相等

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7. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（）

A、该烟尘颗粒带正电 B、a点电势高于b点电势 C、该烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度 D、该烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能

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8. 如图所示，a是在地球赤道上随地球自转的物体，在 $t = 0$ 时刻，a的正上方有b、c两颗轨道位于赤道平面内的地球卫星，b、c绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同。其中c是地球同步卫星，设卫星b的周期为T，则在 $t = \frac{T}{4}$ 时刻，a、b、c的位置最接近实际的是（）

A、 B、 C、 D、

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9. 中华人民共和国国旗的设计图中每一颗五角星都是边长相等的共面十边形。如图所示 $a b c d e f g h i j$ 也是一个边长相等的共面十边形，若在e点固定电荷量为Q的正电荷，i点固定电荷量为Q的负电荷。下列说法正确的是（）

A、a、c两点的电场强度相同 B、b、g两点的电场强度相同 C、b点的电场强度比d点的电场强度小 D、f点的电场强度比j点的电场强度小

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10. 一物体在如图甲所示的 $x O y$ 平面上运动，其 $x$ 方向的 $v_{x} - t$ 图像和y方向的 $y - t$ 图像分别如图乙、图丙所示，图丙中 $A B$ 段为抛物线，轨迹方程为 $y = \frac{1}{2} t^{2} - 2 t + 3$ ，虚线 $A C$ 为 $t = 0$ 时该抛物线的切线，已知 $t = 0$ 时物体的位置坐标为 $(0 m ， 3 m)$ ，下列说法正确的是（）

A、 $t = 0$ 时，物体的速度大小为 $3 \sqrt{2}$ $m / s$ B、 $t = 2 s$ 时，物体的位置坐标为 $(5 m ， 1 m)$ C、前2s物体y方向的加速度越来越小 D、物体在2s内做加速度大小 $a = \sqrt{2} m / s^{2}$ 的曲线运动

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二、多选题

11. 如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块（可视为质点），当物块到转轴 $O O^{'}$ 的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为0）。物块和转盘间的最大静摩擦力是物块对转盘压力的 $μ$ 倍。已知重力加速度为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是（）

A、当转盘以角速度 $ω = \sqrt{\frac{μ g}{2 r}}$ 匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 $\frac{1}{2} μ m g$ B、当转盘以角速度 $ω = \sqrt{\frac{μ g}{2 r}}$ 匀速转动时，细绳的拉力大小为 $\frac{1}{2} μ m g$ C、当转盘以角速度 $ω = \sqrt{\frac{3 μ g}{2 r}}$ 匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 $μ m g$ D、当转盘以角速度 $ω = \sqrt{\frac{3 μ g}{2 r}}$ 匀速转动时，细绳的拉力大小为 $\frac{1}{2} μ m g$

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12.
如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T₀ ，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M，Q到N的运动过程中（　　）

A、从P到M所用的时间等于 $\frac{T_{0}}{4}$ B、从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C、从P到Q阶段，速率逐渐变小 D、从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

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13. 某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O各发射一颗炮弹，同时击中目标。若忽略空气阻力，炮弹轨迹如图所示，下列判断正确的是（）

A、P处炮兵先发射炮弹 B、Q处发射的炮弹在空中运动时间更长 C、炮弹运动到最高点时速度为0 D、两颗炮弹的发射速度大小可能相等

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14. 如图所示，边长为2m的正方形 $A B C D$ 放在一匀强电场中，匀强电场方向与正方形 $A B C D$ 所在平面平行（图中未画出）。已知A、B、C三点的电势分别为3V、﹣1V、﹣3V，则下列说法中正确的是（）

A、D点的电势为1V B、电场场强方向由A指向C C、该匀强电场的场强大小 $E = \sqrt{5} V / m$ D、该匀强电场的场强大小 $E = \frac{3 \sqrt{2}}{2} V / m$

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15. 宇宙中存在一些由远离其他恒星的星体组成的系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。如图所示，质量均为m的三颗星体a、b、c的球心位于边长为3L的等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O（图中未画出）在三角形所在的平面内做角速度相同的匀速圆周运动。已知引力常量为G。下列说法正确的是（）

A、星体b所受的万有引力大小为 $\frac{\sqrt{3} G m^{2}}{3 L^{2}}$ B、星体b所受的万有引力大小为 $\frac{\sqrt{3} G m^{2}}{9 L^{2}}$ C、星体b做圆周运动的线速度大小为 $\sqrt{\frac{G m}{3 L}}$ D、星体b做圆周运动的线速度大小为 $\frac{1}{3} \sqrt{\frac{G m}{L}}$

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16. 如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上，并通过轻绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上，物块1和滑块2均可看作质点。开始时用手托住滑块2，使滑轮右侧的绳子刚好伸直处于水平，但无张力，此时弹簧的压缩量为d。现将滑块2从A处由静止释放，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为3d，A、C间距离为4d。不计滑轮质量、大小及与轻绳之间的摩擦。下列说法正确的是（）

A、物块1和滑块2的质量之比为1∶1 B、物块1和滑块2的质量之比为2∶1 C、若滑块2的质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，物块1的速度为 $\sqrt{2 g d}$ D、若滑块2的质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，物块1的速度为 $\frac{8}{41} \sqrt{41 g d}$

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三、实验题

17. 在某星球上用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。悬点正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。利用数码照相机的连拍功能，从垂直小球运动平面方向拍摄，在有坐标的背景屏前拍下了小球做平抛运动的多张照片，如图乙所示。 $O x$ 为水平方向， $O y$ 为竖直向下方向。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s。

(1)、在答题卡所给的坐标系中，描绘小球运动的轨迹；

(2)、小球平抛的初速度大小是 $m / s$ ；

(3)、该星球表面的重力加速度为 $m / s^{2}$ 。

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18. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量比较方便。

(1)、实验过程中，下列操作正确的是（）

A、固定打点计器时，应将重锤A与打点计时器距离尽量远一些 B、开始时纸带应尽量竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上 C、应先松开重锤A，然后再接通打点计时器电源 D、打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源

(2)、某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，E、F、G、H、J连续几个点对应刻度尺读数分别为0.69cm、2.21 cm、4.00 cm、6.12 cm、8.51 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则重锤A运动拖动纸带打出H点时的瞬时速度为 $m / s$ （结果保留三位有效数字）；

(3)、如果本实验室电源频率小于50Hz，但参与实验的同学不知道，则瞬时速度的测量值真实值（填“大于”“等于”或“小于”）；

(4)、已知重锤A和B的质量均为 $M = 2.00 k g$ ，某小组在重锤B下面挂质量为m的重物C，由静止释放验证运动过程中系统的机械能守恒。某次实验中；从纸带上测量重锤A由静止上升不同高度h时对应的速度v，描点作图后得到如图丙所示图像，取 $g = 9.80 m / s^{2}$ ，则重物C质量 $m =$ $k g$ （结果保留三位有效数字）。

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四、解答题

19. 如图所示为竖直放置的光滑半圆形轨道 $A B C$ ， A、C在同一水平线上，B为轨道最低点，轨道半径为R。质量为m的物体，以某一初速度从A点向下运动，在物体通过B点时的速度 $v = 3 \sqrt{g R}$ ，不计空气阻力。求

(1)、物体在B点时受到轨道支持力的大小 $F_{N}$ ；

(2)、物体离开C点后还能上升的高度h。

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20. 一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知 $O A$ 段为直线，5s时汽车功率达到额定功率且此后功率保持不变，该车总质量为 $1.0 \times 1 0^{3} k g$ ，所受到的阻力恒为 $2.0 \times 1 0^{3} N$ ，求

(1)、汽车在前5s内受到牵引力的大小F；

(2)、启动过程中汽车速度的最大值 $v_{m}$ 。

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21. 如图甲所示，一根底部为半圆的U形内部光滑圆管平放着并固定在水平桌面上，底部半圆的半径为 $R = 1 m$ 。其一端管口A与一根倾斜轨道底部平滑衔接，另一端管口B正好位于桌子边缘处，已知桌面离地的高度 $H = 1.25 m$ 。一个质量为 $m = 1 k g$ 的小球（球的直径略小于U形管的内径）从斜面上某高度处由静止开始下滑，并从管口A处进入管内。如果小球经过U形管底C时，U形管对小球的弹力在水平方向分力大小 $F = 25 N$ ，已知 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，不计一切摩擦，不计空气阻力。求

(1)、小球在U形管底C的速度大小 $v_{C}$ ；

(2)、球离开管口B做平抛运动的水平位移大小x；

(3)、现在管口B的正前方某处放置一块竖直挡板，如图乙所示。改变小球从斜面上下滑的高度，让小球分别打到挡板上的D点和E点，已知击中挡板时的速度 $v_{D}$ 和竖直方向间的夹角为53°、 $v_{E}$ 和竖直方向间的夹角为37°，D点和E点的高度差 $d = 0.14 m$ 。求挡板距离桌子边缘的水平距离s。

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22. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中有轨道ABCDFMNP，其中BC部分为水平轨道，与曲面AB平滑连接。CDF和FMN是竖直放置的半圆轨道，在最高点F对接，与BC在C点相切。NP为一与FMN相切的水平平台，P处固定一轻弹簧。点D、N、P在同一水平线上。水平轨道BC粗糙，其余轨道均光滑，一可视为质点的质量为 $m = 0.02 k g$ 的带正电的滑块从曲面AB上某处由静止释放。已知匀强电场场强 $E = 2 N / C$ ， BC段长度 $L = 1 m$ ， CDF的半径 $R = 0.1 m$ ， FMN的半径 $r = 0.05 m$ ，滑块带电量 $q = 0.1 C$ ，滑块与BC间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求

(1)、滑块通过F点的最小速度vF；

(2)、若滑块恰好能通过F点，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h₀；

(3)、若滑块在整个运动过程中，始终不脱离轨道，且弹簧的形变始终在弹性限度内，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h需要满足的条件。

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