天津市静海区第一中学2019-2020学年高一上学期期末考试学生学业能力调研物理试题

天津市静海区第一中学2019-2020学年高一上学期期末考试学生学业能力调研物理试题

静海一中2019-2020第一学期高一物理期末学生学业能力调研试卷 一、选择题 ‎1.根据所学的物理知识进行判断，下列叙述不正确的是( )‎ A. 任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致 B. 平抛运动是匀变速曲线运动 C. “强弩之末，势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了 D. 物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向一致 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据牛顿第二定律可知，合力提供加速度，合力的方向就是加速度的方向。故A不符合题意。‎ B．平抛运动在水平面上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，故合为匀变速曲线运动。故B不符合题意。‎ C．“强弩之末，势不能穿鲁缟”这句话的意思是：即使是强弓射出的利箭，射到极远的地方，力量已尽时，就连极薄的鲁缟也射不穿了。这是箭的动能（速度）减小了，而不是惯性，惯性只与质量有关系。故此说法错误，故C符合题意。‎ D．物体做减速运动，受到的合力方向往后，速度方向往前。故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎2.人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是 A. 卫星离地球越远，角速度越大 B. 同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同 C. -切卫星运行的瞬时速度都大于‎7.9km/s D. 地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值一切圆轨道上运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据得，，卫星离地球越远，角速度越小，故A 错误；根据得，，同一轨道上运行的两颗卫星，轨道半径相同，线速度大小相同，故B正确；是贴近地球做匀速圆周运动的速度，，卫星的轨道半径大于地球的半径，则线速度小于，故C错误；同步卫星定轨道，在赤道上空，定高度、定速率、定周期，故D错误．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、角速度与轨道半径的关系，并能灵活运用，知道第一宇宙速度是最小的发射速度，绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度．‎ ‎3.如图所示，水平传送带A、B两侧与光滑地面相衔接，一物块从左侧地面以v0＝‎5 m/s的速度冲上传送带，已知传送带A、B的长度为s＝‎4 m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2，取g＝‎10 m/s2，物块到达传送带B端的速度为v，下列说法正确的是( )‎ A. 若传送带不动，v＝‎3 m/s B. 若传送带逆时针匀速转动，v一定小于‎3 m/s C. 若传送带顺时针匀速转动，v一定大于‎3 m/s D. 若传送带顺时针匀速转动，v有可能等于‎7 m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若传送带不动，物块从A到B做匀减速运动，则 有公式 可得，故A正确。‎ B．若传送带逆时针匀速转动，与传送带不动时受力完全相同，到达B端的速度仍为‎3m/s，故B错误;‎ C.若传送带顺时针匀速转动，传送带的速度不同，物体滑上传送带后的运动情况不同，若传送带速度，物块将一直减速，到达B端的速度为‎3m/s ，故C错误;‎ D.若物块一直加速，到达B端的速度为v'，则 解得，因此速度不可能‎7m/s。故D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的以较大角速度 匀速旋转以后，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体受到4个力的作用，其中弹力增大，摩擦力也增大了 B. 物体受到4个力的作用，其中弹力增大，摩擦力减小了 C. 物体受到3个力的作用，其中弹力和摩擦力都减小了 D. 物体受到3个力的作用，其中弹力增大，摩擦力不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供;本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。‎ ‎【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心， 对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力， 物体受到3个力的作用，如图 其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关支持力N 提供向心力，所以当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，所以D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，在同一竖直线上不同高度处同时平抛a、b两小球，两者的运动轨迹相交与P点，a、b两小球平抛的初速度分别为、，a、b两小球运动到P点的时间分别为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两小球做平抛运动，从图中可知a球下落的高度比b球的大，在竖直方向上做自由落体运动个，故根据公式可得，所以可得，在水平方向上做匀速直线运动，两者的水平位移相同，所以根据可得，故D正确；‎ ‎【点睛】解决本题关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，明确运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移 ‎6.如图甲所示，将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速率－时间图像．先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度，得到的速率－时间图像如图乙所示，已知滑板和传感器始终静止不动，取g＝‎10m/s2.则下列说法中正确的是( )‎ A. 滑块A上滑时加速度的大小为‎8.0m/s2‎ B. 滑块A下滑时加速度的大小为‎8.0m/s2‎ C. 可以求出滑板与滑块间的动摩擦因数 D. 不能求出滑板与水平面间的夹角 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．上滑的加速度大小为 故A正确。‎ B．下滑的加速度大小为 故B错误。‎ CD．上滑过程中，根据牛顿第二定律得 A上滑时 A下滑时 解得μ=0.25，θ= arctan0.75 ，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图．已知质量为‎60 kg的学员在A点位置，质量为‎70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为‎5.0 m，B点的转弯半径为‎4.0 m，学员和教练员(均可视为质点)( )‎ A. 运动周期之比为5∶4‎ B. 运动线速度大小之比为1∶1‎ C. 向心加速度大小之比为5∶4‎ D. 受到的合力大小之比为15∶14‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ AB两点做圆周运动的角速度相等，根据半径之比，结合，得出线速度和向心加速度之比，从而根据牛顿第二定律得出合力大小之比。‎ ‎【详解】A．AB两点做圆周运动的角速度相等，根据知周期相等，故A错误。‎ B．根据知，半径之比5:4 ，则线速度之比为5:4，故B错误。‎ C．根据知，半径之比为5:4，则向心加速度大小之比为5:4 ，故C正确。‎ D．根据知，向心加速度之比5:4 ，质量之比为6:7，则合力大小之比为15: 14，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎8.“嫦娥一号”探月飞行器绕月球做匀速圆周运动，为保持轨道半径不变，逐渐消耗所携带的燃料．若轨道距月球表面的高度为h，月球质量为m、半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是( )‎ A. 月球对“嫦娥一号”的万有引力将逐渐减小 B. “嫦娥一号”绕月球运行的线速度将逐渐减小 C. “嫦娥一号”绕月球运行的向心加速度为 D. “嫦娥一号”绕月球的运行周期为2π ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】月球对“嫦娥一号”的万物引力 ‎“嫦娥一号”燃料持续消耗，m＇将减小，所以F将逐渐减小，A正确。‎ B．万引力提供下心力 所以 G、m、h、r都不变，所以v不变，B错误。‎ C．万有引力提供向心力 所以向心加速度，故C正确。‎ D．万有引力提供向心力 求得，故D错误。‎ 故选AC。‎ 二、填空题 ‎9.如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ=45°，L2水平拉直，物体处于平衡状态。如图乙所示，将L1换成弹簧后，仍处于平衡状态。现将线L2剪断，则剪断L2的瞬间甲、乙两种情况下物体的加速度之比为________________。‎ 通过该题分析总结绳子产生弹力与弹簧产生弹力的特点：_______________________‎ ‎【答案】 (1). (2). 绳子上力能发生突变，弹簧上力只能渐变 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 绳子的弹力可以发生突变，弹簧的弹力不能发生突变根据物体的受力情况，由牛顿第二定律求出加速度。‎ ‎【详解】图甲中将L2线剪断瞬后，物体将绕悬点做圆周运动，在将L2线剪断间，物体受到的合力沿圆的切线方向，由牛顿第二定律得 得 。图乙中将L2线剪断瞬间，弹簧弹力不能突变，物体受重力与弹簧弹力作用，弹簧弹力与重力不变，由牛顿第二定律得 得加速度为，故。绳子的弹力可以发生突变，弹簧的弹力不能发生突变。‎ ‎10.为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量．(滑轮质量不计)‎ ‎（1）实验时，一定要进行的操作是________．‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 ‎ B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎（2）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，如图所示，图像不过原点的原因是________．‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). 没有（或未完全）平衡摩擦力 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A．物体M受到的力可由弹簧测力计读出，故砂和砂桶的质量可以不用测出。故A错误;‎ B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力是需要进行的操作，因为这样物体M受到的合力就不考虑摩擦力了。故B正确;‎ C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数是需要操作的。故C正确;‎ D．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，是用来外力大小的，故也是需要进行的操作;故D正确;‎ E．因为外力的大小可以通过测力计读出，故不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故E错误;‎ 故选BCD。‎ ‎（2）从题目图像中可以看出，当有一定的拉力时，加速度仍未0，说明此时的拉力和摩擦力抵消了，故图像不过原点的原因是没有（或未完全）平衡摩擦力。‎ ‎11.在“研究平抛运动”实验中，利用如图的装置进行实验。‎ ‎（1）在此实验中，下列说法正确的是____.‎ A、斜槽轨道必须光滑 ‎ B、记录的点应适当多一些 C、用光滑曲线把所有的点连接起来 ‎ D、y轴的方向根据重锤线确定 ‎（2）如图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_____‎ A、释放小球时初速度不为0 ‎ B、释放小球的初始位置不同 C、斜槽末端切线不水平 ‎【答案】 (1). BD (2). C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A错误。‎ BC．记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故B正确。C错误。‎ D．y轴必须是竖直方向，即用铅垂线，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎(2)由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，故选C。‎ 三、解答题 ‎12.如图所示，圆盘中心放一质量为M的物块，一根细绳一端连接物块，绕过光滑的圆盘边缘后另一端连接一个质量为m的小球，圆盘以角速度ω匀速转动时，小球随着一起转动时，距圆盘中轴线的距离是r，此时物块恰好没有在圆盘上滑动，求：‎ ‎（1）题目中“物块恰好没有在圆盘上滑动”，意味着什么？‎ ‎（2）求圆盘与物块M的动摩擦因数μ是多大？‎ ‎【答案】（1）见解析所示；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）题目中“物块恰好没有在圆盘上滑动”，意味着物块受到的最大静摩擦力等于物块受到的拉力。‎ ‎（2）对小球受力分析如图所示 由牛顿第二定律可知小球的重力和拉力的合力提供向心力， 则 联立解得 ‎13.如图所示，一长L＝‎0.45 m 的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m＝‎0.10 kg 的小球，悬点O距离水平地面的高度H＝‎0.90 m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P之前拉力F=3N,之后立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g＝‎10 m/s2.‎ ‎（1）轻绳断裂后小球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；‎ ‎（2）若OP＝‎0.30 m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力而断裂，求轻绳所能承受的最大拉力．‎ ‎【答案】（1）‎0.90 m；（2）7 N.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设小球运动到B点时的速度大小vB，由机械能守恒定律得 小球从B点做平抛运动，由运动学规律得，水平方向上 竖直方向上 解得C点与B点之间的水平距离＝‎‎0.90 m ‎（2）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿第二定律得 ‎（d为OP的长度）‎ 联立解得 ‎14.如图所示，BC为半径r＝0.4 m竖直放置的用光滑细圆管制成的圆弧形轨道，O为轨道的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝‎0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5 N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面(取g＝‎10 m/s2)求：‎ ‎（1）分析题目中“小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管”中垂直，指谁与OB垂直，并求OA的距离为多少？‎ ‎（2）分析判断小球在圆管中的运动性质，说明判断依据，并求小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？‎ ‎（3）求小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？‎ ‎【答案】（1）指小球速度的方向与OB垂直，OA的距离为‎0.6 m.（2）小球在圆管中做匀速圆周运动，因为在竖直方向上拉力和重力合力为0，只受到圆管的只支持力来提送向心力，故做匀速圆周运。5 N.（3）m.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】( 1 )小球从A运动到B为平抛运动，有 在B点有 联立得v0=‎2m/s ， t=0.2s. 则AB竖直方向的距离为 OB竖直方向距离为:‎ 则。‎ ‎（2）在B点据平抛运动的速度规律有 小球在管中的受力分析为三个力，由于重力与外加的力F平衡，故小球所受的合力仅为管的外轨对它的压力，得小球在管中做匀速圆周运动，由圆周运动的规律得细管对小球的作用力为 根据牛顿第三定律得小球对细管的压力为 ‎（3）在CD上滑行到最高点过程，根据牛顿第二定律得 解得 根据速度位移关系公式，有