【物理】四川省成都市第七中学2019-2020学年高一上学期期末复习试题 （解析版）

【物理】四川省成都市第七中学2019-2020学年高一上学期期末复习试题 （解析版）

四川省成都市第七中学2019-2020学年高一上学期 期末复习试题 一 、 单选题。本题共 8 个小题，每题 3 分，共 24 分。‎ ‎1.下列说法中正确的是( )‎ A. 如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 B. 一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化 C. 处于平衡状态的运动物体，其机械能一定不变 D. 动能不变的物体，其机械能一定不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.合外力做功为零，有多种情况，比如合外力为零、或做功位移为零、或合外力不为零，位移不为零，但合外力和位移垂直，A错误；‎ B.动能是标量，当其大小发生变化时，根据，速度大小必然发生变化；而速度变化时，很可能只是速度方向的变化，大小不变，根据，动能不变，B正确；‎ C.处于平衡状态的物体，机械能可能是变化的，例如匀速上升或下降的电梯，动能不变，重力势能变化，机械能变化，C错误；‎ D.动能不变的物体，当其势能发生变化时，机械能就改变，D错误。‎ ‎2.一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个铁球，若不计空气阻力，从地面上观察4个铁球（ ）‎ A. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的 C. 在空中任何时刻总是在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D. 在空中任何时刻总是在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球离开飞机后做平抛运动，平抛运动的初速度与飞机的速度相同，在水平方向上做匀速直线运动，所以在空中任何时刻4个铁球总是排成一条竖直线，落地点是等间距的。故C正确，ABD错误。‎ ‎3.一辆汽车在平直公路上运动时，下列说法正确的是 ( )‎ A. 汽车以恒定额定功率行驶时，牵引力与速度成正比 B. 汽车匀加速运动时，若阻力恒定，当发动机的实际功率等于额定功率时速度达最大 C. 汽车受到阻力 f 恒定时，汽车匀速运动速度的最大值 vm 与额定功率 Pm 满足 Pm =fvm D. 当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.汽车以额定功率行驶时，根据，牵引力和速度成反比，A错误；‎ B.汽车匀加速运动时，阻力恒定，根据牛顿第二定律可知牵引力恒定，由P=Fv，知发动机的实际功率不断增大，故B错误； ‎ C.不管汽车以额定功率启动，还是匀加速启动，阻力恒定，最终当牵引力等于阻力时，速度最大，速度的最大值vm 与额定功率 Pm 满足 Pm =fvm， C正确；‎ D.当汽车以恒定速度行驶时，当速度未达到最大速度时，此时的实际功率小于额定功率，D错误。‎ ‎4.如图所示，a、b、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b 质量相同，且小于 c 的质量，则（ ）‎ A. b、c 周期相等，且大于 a 的周期 B. b、c 的向心加速度大小相等，且 b、c 的向心力大小也相等 C. b、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度 D. 因 c 的质量最大，所以发射 C 最不容易，但三个的发射速度都必定大于 11.2 km/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.外星环绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即，‎ 其中G为引力常量，M为地球质量，m为卫星质量，r为轨道半径，则卫星的周期 ‎，与卫星质量m无关，只与轨道半径r有关，故b、c 周期相等，且大于 a 的周期，A正确；‎ B.万有引力提供向心力，即，则，则b和c的向心加速度大小相同；万有引力提供向心力，因b 质量小于 c ，故b的向心力小于c，B错误；‎ C万有引力提供向心力，即，得卫星环绕线速度，轨道半径r小的，线速度大，故b、c 的线速度大小相等，且小于 a 的线速度，C错误；‎ D.c 的质量最大，轨道又高，发射确实不易，但卫星的发射速度大于11.2 km/s时，卫星就会摆脱地球引力的束缚，逃离地球，不再绕地球运动，D错误。‎ ‎5.质量相等的 A、B 两物体（当作质点）．从同一高度 h 同时开始运动，A 做平抛运动，B 做自由落体运动。已知两物体质量均为 m，重力加速度为 g。则( )‎ A. 两球在空中运动的时间不同 B. 两球落地时动能相等 C. 从开始到刚落地的过程中，两球的动能增量相同 D. 若落地后速度均变为零，则落地过程中两球机械能的减少量均为 mgh ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，分运动与合运动具有等时性，所以两个物体同时落地，所需时间相同，故A错误；‎ B.两物体落地时在竖直方向的分速度相等，但平抛运动有水平分速度，根据速度的合成，知两个物体落地时的速度、速率都不同。故动能不同，故B错误；‎ C.动能的增量等于物体重力做的功，而重力做功相等，故动能增量相等，故C正确；‎ D.机械能的减小量等于初态的机械能，故A球为，B球为，故D错误。‎ ‎6.如图所示，水平传送带以速度 v 匀速传动，一质量为 m 的小物体由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块放上传送带到与传送带相对静止过程中电动机多做的功为：‎ A. 2mv2 B. mv2 C. mv2 D. mv2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设小物体由静止轻放在传送带上，到与传送带达到相对静止的过程所用的时间为，‎ 则皮带上表面转过的距离为：,小物体前进位移为：,该过程中吗，小物体动能的增量为，根据动能定理得，该过程中摩擦力对物块做的功为：,相对滑动过程中，产生的内能：‎ ‎,电动机多做的功，一部分增加了小物体的动能，一部分转化为内能即为：‎ A.与结论不符，A错误；‎ B.与结论相符，B正确；‎ C.与结论不符，C错误；‎ D.与结论不符，D错误。‎ ‎7.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体， 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运 动．现测得两颗星之间的距离为 L，质量之比为 m1:m2=3:2，下列说法中正确的是：‎ A. m1、m2 做圆周运动线速度之比为 3:2‎ B. m1、m2 做圆周运动的角速度之比为 3:2‎ C. m1做圆周运动的半径为L D. m2做圆周运动的半径为L ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于双星系统中，m1、m2完成一次圆周运动的时间相同，故它们的角速度之比；两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动，设它们的轨道半径分别为和，则：,‎ ‎,,联立解得：,,‎ 又根据圆周运动角速度和线速度关系可知：,‎ A.与计算不符，故A错误；‎ B.与分析不符，故B错误；‎ C.与计算相符，故C正确；‎ D.与计算不符，故D错误。‎ ‎8.如图所示,质量为和的小球和,系在长为的光滑细线两端桌面水平光滑,高,球无初速度从桌边滑下,落在沙地上静止不动,则球离开桌边的速度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 在B球从桌边滑下到落到沙地前，A、B组成的系统机械能守恒，则：‎ 即 解得：故A项正确，BCD三项错误。‎ 二 、多项选择题(共 24 分)‎ ‎9.把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着纸带一起运动；若迅速拉动纸带，纸带就会从重物下抽出，这个现象的原因是（　　）‎ A. 在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 B. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大 C. 在缓缓拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D. 在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A、用水平力F慢慢拉出纸带，重物与纸片间是滑动摩擦力；若迅速拉动纸带，纸带会从重物下抽出，重物与纸片间也是滑动摩擦力；滑动摩擦力与相对速度无关，故两次的滑动摩擦力相等，故A错误，B错误； C、纸带对重物的合力等于摩擦力，慢拉时滑动摩擦力作用时间长，故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大，由于作用时间长，支持力的冲量也大，故慢拉时，纸带给重物的冲量大，快拉是冲量小，故C正确；D错误 故选C。‎ ‎10.乘坐游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动(如图所示)，下列说法正确的是(　　)‎ A. 车在最高点时，人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B. 人在最高点时，对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C. 人在最低点时，处于超重状态 D. 人在最低点时，对座位的压力大于mg ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，临界速度为 ．当速度v≥时，没有保险带，人也不会掉下来．故A错误．当人在最高点的速度v＞‎ 人对座位就产生压力．当速度增大到2时，压力为3mg，故B错误；人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，,，即人处于超重状态，人对座位的压力大于mg．故CD正确；故选CD．‎ ‎11.如图所示，水平圆盘上有一个木块 P，在木块 P 随圆盘一起绕过 O 点的竖直 轴转动的情况下．下列说法中正确的是 ( )‎ A. 圆盘匀速转动的过程中，P 受到的静摩擦力的方向指向 O 点 B. 圆盘匀速转动的过程中，P 受到的静摩擦为零 C. 在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P 的运动周期不变 D. 在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P 受到的静摩擦力的大小不变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.木块P随圆盘匀速转动的过程中，静摩擦力提供向心力，每时每刻指向圆心，A正确，B错误；‎ C.在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P都与圆盘同轴传动，周期和圆盘的周期相同，保持不变，C正确；‎ D.在转速一定的条件下，根据，P 到 O 的距离越大，静摩擦力越大，D错误。‎ ‎12.放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在时间0～6s 内其速度与时间的图象和拉力的功率与时间的图象 分别如图中的甲、乙所示，则物体质量以及物体与地面 间的动摩擦因数分别为(取 g=10 m/s2) ( )‎ A. m=1kg B. m=2kg，‎ C. μ=0.4 D. μ=0.2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】第二秒末的速度为4m/s，拉力的功率为24W，所以拉力：‎ 由v-t图象看出，物体在2s-6s做匀速直线运动，则：‎ ‎ 由v-t图象可知，0-2s物体加速度为：‎ 根据牛顿第二定律：‎ 又因为，故动摩擦力因数：‎ A.与计算结果相符，故A正确；‎ B.与计算结果不符，故B错误；‎ C.与计算结果相符，故C正确；‎ D.与计算结果不符，故D错误。‎ ‎13.如图所示，一质量为 1kg 的滑块在倾角为 30°的斜面上，从 a 点由静止开始下滑，到 b 点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，测得c点弹簧的弹性势能为 6J，ab=1m，bc=0.2m，g=10m/s2，那么在 a→c 的这一过程中（ ） ‎ A. 滑块的动能在 c 点最大 B. 滑块重力势能减少了 6J C. 滑块和弹簧系统的机械能守恒 D. 滑块克服弹簧的弹力做了-6J 的功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.滑块压缩弹簧到c点开始弹回，说明c点速度为零，A错误；‎ B.从a到c，滑块重力做的功为，故滑块重力势能减小了6J，B正确；‎ C.从a到c的过程中，滑块重力势能减少了6J，c点弹簧的弹性势能为6J，动能没有变，重力势能的减小量等于弹性势能的增加量，系统机械能守恒，故C正确；‎ D.弹簧的弹性势能增加6J，滑块克服弹簧的弹力做了6J的功，D错误。‎ ‎14. 如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，c车上一个小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同，他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止，此后 （ ）‎ A. a、c两车的运动速率相等 B. a、b两车的运动速率相等 C. 三辆车的运动速率关系为vc＞va＞vb ‎ D. a、c两车的运动方向一定相反 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：设小孩的质量为m，小孩的运动方向为正方向，小孩由c到b：，小孩由c到b再跳出b，小孩由b到a，由以上可知，为负，为正且，选项CD正确 考点：动量守恒定律．‎ 点评：抓住小车和人组成的系统在水平方向动量守恒，人和小车A的总动量和小车B的动量大小相等，根据质量关系直接得到速率的大小关系．‎ 三 、 实 验题（本题两 个小题，每问 2 分，共 16 分）‎ ‎15.在“验证机械能守恒定律”的实验中 ‎(1)有下列器材可供选择：‎ A.铁架台 B.打点计时器 C.复写纸 D.纸带 E.低压交流电源 F.天平 G.重锤 H.导线 I.开关 在上述器材中,缺少的测量器材是___________.‎ ‎(2)关于这一实验,下列说法中正确的是___________.‎ A.重锤应选用密度小的物体 B.两个限位孔应在同一竖直线上 C.释放纸带前,重锤应靠近带点计时器 D.应先释放纸带,后接通电源 ‎(3)若质量的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点如图所示, 为第一个点, 为相邻的点,相邻计数点的时间间隔为,长度单位是,取,求从点到打下计数点的过程中,物体重力势能的减少量___________,动能的增加量____________(结果均保留两位有效数字)‎ ‎ (4)小明在实验中,经多次测量发现,重锤减小的重力势能总是略_____________ 重锤增加的动能(填“大于”、“小于”),这是由于____________误差造成的(填系统”、“偶然”）.‎ ‎(5)小明认为,在误差允许的范围内,重锤的机械能守恒.小明用(3)中数据画图像,图线的斜率为,则当地重力加速度跟的关系式是____________.‎ ‎【答案】 (1). 刻度尺 (2). BC (3). 0.48 0.47 (4). 大于 系统 (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎(1)实验时，需用刻度尺对纸带进行测量；则缺少的测量器材是刻度尺。‎ ‎(2)A：重锤应选质量较大、体积较小的物体以减小阻力带来的影响；即重锤应选用密度大的物体。故A项错误。‎ B：两个限位孔应在同一竖直线上，这样重锤下落过程中纸带与计时器间阻力较小。故B 项正确。‎ C：释放纸带前，重锤应靠近带点计时器，这样纸带才得以充分利用。故C项正确。‎ D：应先接通电源，后释放纸带。故D项错误。‎ 综上，答案为BC。‎ ‎(3)从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量 打下读数点B时，物体的速度 从点O到打下计数点B的过程中，动能的增加量 ‎(4)小明在实验中，经多次测量发现，重锤减小的重力势能总是略大于重锤增加的动能，这是因为重锤下落过程中受到阻力，这种误差是系统误差。‎ ‎(5)因为，所以；则图线的斜率。‎ ‎16.利用频闪照相机得到小球做平抛运动的频闪照片，也可以用来验证机械能守恒定律，如图 是小球实验中的部分位置的频闪照片。小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、c、d 所示，已知小方格的边长 L＝1.6 cm，频闪的频率为 f=25Hz，则：‎ ‎①小球平抛的初速度 v0＝______m/s。小球在 b 点的速率为______ m/s(两 空都取二位有效数字)。‎ ‎②设小球的质量为 m，重力加速度为 g。为验证小球从 b→c 过程中机械能是否守恒， 则应算出重力势能的减少量为__________，动能的增加量为________ (用 L、 f、m、g 表示)，然后比较二者是否相等。‎ ‎【答案】 ①0.80 1.0 ② ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①小球从a到b、从b到c和从c到d所用的时间相同，设为，则 则该小球平抛的初速度：‎ 小球在b点的速率为：‎ ‎②从b到c，小球重力势能的减少量为；动能的增加量为：‎ 四、计算题（本题共 4 个小题， 17 题 8 分， 18 题 10 分、 19 题题 12 分， 20 题 16 分 ，共 46 分）‎ ‎17.一汽车由静止开始运动， 额定功 率 P =100kw， 质量 m=5×103kg，设 阻力恒 为车重 的 0.1 倍． ‎ ‎(1)汽车保 持额定功率当达到最大速度时，用时为 t =1min， 求运动的最大速度 v 及这段时间汽车走过的距离s；‎ ‎(2)若汽车以 a=0.5m/s2 的加速度匀加速起动，求其匀加速运动的最长时间 t ′． 取 g=10m/s2．‎ ‎【答案】（1）20m/s；1000m （2）26.67s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车速度最大时，牵引力和阻力大小相等，即：‎ 又根据得该车运到的最大速度为：‎ 又据动能定理得：‎ 解得：‎ ‎（2）在汽车匀加速的过程中，根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 又根据可知匀加速阶段的末速度为：‎ 又根据速度与时间的关系得，匀加速运动的时间：‎ ‎18.两个 小球 m1、m2 用等长 的细 线连接，竖直悬 挂在天 花板上 ，如图 所示．当 把 m1 ‎ 拉到线 呈水平 时，从静 止释放 ，运动 到最低 点后， 与 m2 相碰， 碰后 m2 正好可 以运动 到线呈 水平， 而 m1 则继续摆到线与竖直方向成60°的位置 ．求两 小球的 质量比 。 取 g=10m/s2．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设两球碰撞前的一瞬间，小球1的速度大小为；两球碰撞后的一瞬间，小球1的速度大小为，小球2的速度大小为；‎ 则在碰撞前，对小球1分析，根据机械能守恒定律得：‎ 解得：‎ 在碰撞后，对小球1和小球2，利用机械能守恒定律，得：‎ 解得：‎ 两球碰撞过程，水平方向动量守恒，设水平向左为正方向，则：‎ 解得：‎ ‎19.如图所示，BC为半径R =0.144m的圆弧 ，AB为光滑水平轨道，两轨道在B处 相切连接；AB 轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q 连接 ；开始时，P 在A 处，Q 在与A同一水平面上的E处，且绳子刚好伸直处于水平，固定的小滑 轮在D ‎ 处，DE =0.4m 不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力，现把Q从静止释放，当下落h=0.3m时 ，P 恰好到达圆弧轨道的B， 且对B无压力。取 g=10 m/s2。试求：‎ ‎（1）在P到达B处时， P的速度大小 ；‎ ‎（2）在P到达B处时， Q的速度大 小； ‎ ‎（3）滑块P、Q的质量之比，即为多少？‎ ‎【答案】（1）1.2m/s （2）2m/s （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块P运动到B点，对B点无压力，则此时恰好只有重力提供向心力：‎ 解得：‎ ‎（2）P和Q的速度关联，由速度的分解得：‎ 解得：‎ ‎（3）整个运动过程中，PQ组成的系统只有重力做功，机械能守恒：‎ 解得：‎ ‎20.如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右端与一倾角为的光滑斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变),‎ 斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至点,已知光滑圆轨道的半径,水平轨道长为,其动摩擦因数,光滑斜面轨道上长为,取,求 ‎(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;‎ ‎(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;‎ ‎(3)滑块在水平轨道上运动的总时间及滑块几次经过点.‎ ‎【答案】(1) (2) (3) 3次 ‎【解析】‎ 本题考查机械能与曲线运动相结合的问题，需运用动能定理、牛顿运动定律、运动学公式、功能关系等知识。‎ ‎(1)滑块从点到点,由动能定理可得:‎ 解得: ‎ 滑块在点: ‎ 解得: ‎ 由牛顿第三定律可得:物块经点时对轨道的压力 ‎(2)滑块第一次到达点时,弹簧具有最大的弹性势能.滑块从点到点,由动能定理可得: ‎ 解得: ‎ ‎(3)将滑块在段的运动全程看作匀减速直线运动 加速度 则滑块在水平轨道上运动的总时间 滑块最终停止上在水平轨道间,设滑块在段运动的总路程为,从滑块第一次经过点到最终停下来的全过程,‎ 由动能定理可得: ‎ 解得: ‎ 结合段的长度可知,滑块经过点3次。‎ ‎ ‎ ‎ ‎