【物理】江苏省南京师范大学附属中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】江苏省南京师范大学附属中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

江苏省南京师范大学附属中学2019-2020学年高一上学期 期末考试试题 一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 3 分，共计 21 分．每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1.下列各物理单位中，属于国际单位制中导出单位的是（ ）‎ A. kg B. m C. s D. N ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，力的单位是根据F=ma推导出来的，属于导出单位，故D正确。‎ ‎2.如图所示，小明用水平力推停在水平地面上的汽车，但没有推动，下列关于小明没有推动汽车的解释中正确的是（ ）‎ A. 小明的推力与汽车对小明反作用力相互抵消，所以汽车不动 B. 小明的推力小于地面对汽车的摩擦力，所以汽车不动 C. 小明的推力与地面对汽车的摩擦力平衡，所以汽车不动 D. 汽车由于质量大，惯性很大，小明的水平力大小有限，不可能推动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小明的推力与汽车对小明反作用力是一对作用力与反作用力，不能相互抵消，故A错误；‎ BC．汽车在水平推力的作用下保持静止状态，汽车水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，故B错误，C正确；‎ D．能否推动取决于小车的合力，如果汽车与地面间的摩擦很小，小明有可能推动，故D错误。‎ ‎3.汽车在一段圆弧形水平公路上由M向N 行驶，速度逐渐增大．下列各图画出了汽车转弯时所受合力F的方向（A选项中F的方向指向圆心），正确的是（ ）‎ A B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于，故B正确。‎ ‎4.如图所示，物块A放在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与物块B连接，图示时刻轻绳与水平方向成q，B 向下的速度为v，A的速度大小为（ ）‎ A. vsinq B. v cosq C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当滑轮左侧的绳子与水平方向成角时，将A物体的速度vB进行分解如图所示，则有，故选D ‎5.如图所示，物体P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a1‎ ‎；若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则（ ）‎ A. a1＜a2 B. a1=a2 C. a1＞a2 D. 条件不足，无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：挂重物时，选连接体为研究对象，有牛顿第二定律得，共同运动的加速度大小为：；当改为10N拉力后，由牛顿第二定律得；P的加速度为：，故a1＜a2，故选A.‎ ‎6.如图所示,杂技演员在表演“水流星”的节目，盛水的杯子经过最高点杯口向下时，水也不会洒出来， 在杯子经过最高点时，则（ ）‎ A. 速度可能等于零 B. 杯底对水的作用力可能为零 C. 水处于平衡状态，所受合力为零 D. 水处于失重状态，不受重力作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于水随杯子做圆周运动，所以当在最高点，水靠重力提供向心力时，速度最小即为，则有，此时杯底对水的弹力为零，故A错误，B正确；‎ C．在最高点，水靠重力和弹力的合力提供向心力，合力不为零，故C错误；‎ D．对于杯子经过最高点时水受重力，可能受桶底对水弹力，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎7.某河流中河水的速度大小v1=5m/s，小船相对于静水的速度大小v2‎ =3m/s.小船船头正对河岸渡河时,恰好行驶到河对岸的B点，若小船船头偏向上游某方向渡河，则小船（ ）‎ A. 到达对岸时一定在B点的上游 B. 可能到达正对岸的 A¢ 点 C. 渡河的位移可能变短 D. 渡河的时间可能变短 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．现使小船船头指向上游某方向渡河，合速度方向仍然可以与AB相同，如图，即仍然可能到达B点，故A错误；‎ B．由于水流速度大于船在静水中的速度，所以船不可能达到正对岸的A¢点，故B错误；‎ C．现使小船船头指向上游某方向渡河，合速度方向偏向AB左上方时，渡河的位移变短，故C正确；‎ D．渡河时间等于河宽与船在垂直河岸方向的分速度，船头正对河岸渡河时，时间最短，故D错误。‎ 故选C。‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．‎ ‎8.行星沿不同椭圆轨道绕太阳运动，根据开普勒行星运动定律可知（ ）‎ A. 所有椭圆轨道的中心重合，太阳处在该中心上 B. 所有行星都是在近日点速度比在远日点的速度大 C. 椭圆轨道半长轴长的行星，绕太阳运行一周的时间也长 D. 如果将行星的轨道近似看作圆，则行星做匀速圆周运动 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A错误；‎ B．行星从近日点到远日点万有引力做负功，动能减小，速度减小，故B正确；‎ C．根据开普勒第三定律得所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，所以椭圆轨道半长轴长的行星，绕太阳运行一周的时间也长，故C正确；‎ D．如果将行星的轨道近似看作圆，太阳对行星的引力提供其所需的向心力，则行星做匀速圆周运动，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎9.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点 A、B、C在自行车行驶过程中，下列说法中正确的有（ ）‎ A. A、B 两点的线速度大小跟它们的半径成正比 B. A、B 两点的角速度大小跟它们的半径成反比 C. B、C 两点的线速度大小跟它们的半径成正比 D. B、C 两点的向心加速度大小跟它们的半径成正比 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，故A错误；‎ B．大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，由于半径不同，由公式可知，A、B的角速度大小跟它们的半径成反比，故B正确；‎ C．B、C两点是同轴转动，所以角速度相等，由公式可知，B、C两点的线速度大小跟它们的半径成正比，故C正确；‎ D．B、C两点是同轴转动，所以角速度相等，由公式可知，B、C两点的向心加速度大小跟它们的半径成正比，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎10.如图所示，在相同高度处沿同一水平方向分别抛出小球A和B,它们刚好在空中相碰，不计空气阻力,则（ ）‎ A. 两球同时抛出 B. 刚要相碰时,它们的速度大小相等 C. 它们从开始运动相碰的过程中,速度变化量相等 D. 它们从开始运动相碰的过程中,速度变化量不相等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由可以判断两球下落时间相同，即应同时抛出两球，故A正确；‎ B．相遇时，A、B下落的高度相同，下落的时间相同，因为A球的水平位移大于B球的水平位移，根据x=v0t知，A球的初速度大于B球的初速度，根据速度合成，可知A球在相遇点的速度大，故B错误；‎ CD．由于A、B下落的高度相同，下落的时间相同，由公式可知，速度变化量相等，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎11.如图所示，在高速路口的转弯处，路面外高内低．已知内外路面与水平面的夹角为q ，弯道处圆弧半径为 R，重力加速度为g，当汽车的车速为v0 时，恰由支持力与重力的合力提供汽车做圆周运动的向心力，则（ ）‎ A. v0 = ‎ B. v0 = C. 汽车行驶速度小于v0时，路面会对车轮产生沿路面向下的摩擦力 D. 汽车行驶速度大于v0时，路面会对车轮产生沿路面向下的摩擦力 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设路面的斜角为θ，以汽车为研究对象，作出汽车的受力图，如图，根据牛顿第二定律，得：，解得 故A正确，B错误；‎ C．车速若小于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧即沿路面向上的摩擦力，减小提供的力，故C错误；‎ D．车速若大于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧即沿路面向下的摩擦力，增大提供的力，车辆不会向外侧滑动，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12.如图所示，A、B两物块质量相等，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,系统处于静止状态时,B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x.现将悬绳剪断，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为g B. 悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为2g C. 悬绳剪断后，A物块向下加速运动x后开始减速 D. 悬绳剪断后，A物块向下加速运动2x后开始减速 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的弹力，知弹力 剪断瞬间，弹簧弹力不变，对A分析，A的合力为，根据牛顿第二定律，得，故A错误，B正确；‎ CD．弹簧开始处于伸长状态，弹力，当向下压缩，速度最大，即，所以下降的距离为2x时速度最大，即开始减速，故C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ 三、简答题：本题共2小题，共计18分．请将解答填写在答题卡相应的位置．‎ ‎13.在“研究平抛运动”实验中，采用了如图所示的装置．每次钢球从斜槽末端飞出后，设法用铅笔在白纸上描出一个小球经过的位置，多次实验得到多个点，然后用这些点确定平抛运动的轨迹．‎ ‎（1）判断斜槽末端是否水平的方法是_____．‎ ‎（2）下列操作要求中，正确的是_____．‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．每次必须由同一位置静止释放小球 C．用铅笔记录小球的多个位置必须间隔相等的水平距离 D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 ‎（3）通过实验得到小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,下列y -x2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是__．‎ ‎（4）测得小球平抛运动轨迹上某点的坐标为x=30.0cm,y=30.0cm，已知实验室位置处的重力加速度为9.8m/s2,该平抛运动的初速度为_____．（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 将小球放在槽口上，小球既不里滚，也不外滚 (2). BD (3). D (4). 1.2m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球离开斜槽轨道后做平抛运动，初速度方向应水平，固定斜槽轨道时应注意使斜槽末端切线水平，因此将小球放在槽口上，小球既不里滚，也不外滚；‎ ‎（2）AB．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，斜槽轨道不一定要光滑，故A错误，B正确；‎ C．用铅笔记录小球的多个位置，由于水平方向小球做匀速直线运动，但运动时间不一定相等，所以水平距离不一定相等，故C错误；‎ D．实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确。‎ 故选BD；‎ ‎（3）根据平抛运动的规律有：，得 其中 可知y与x2的图线是过原点的倾斜直线，故选D。‎ ‎（4）将x=30.0cm,y=30.0cm代入得 ‎14.如图所示为“探究加速度与力、物体质量关系”的实验装置．所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz ．‎ ‎⑴ 在平衡摩擦力的过程中，下列操作正确的是（ ）‎ A．调节木板倾角，使没有细线提供拉力时小车能在斜面上静止 B．调节木板倾角，使只挂砝码盘不挂砝码时小车能在斜面上静止 C．调节木板倾角，使没有细线提供拉力时小车能在斜面上匀速运动 D．调节木板倾角，使只挂砝码盘不挂砝码时小车能在斜面上匀速运动 ‎⑵ 实验中需要调节木板上的定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的主要目的是（ ）‎ A．避免小车在运动过程中发生抖动 B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．保证小车最终能够做匀速直线运动 D．使细线拉力等于小车受到的合力 ‎⑶ 不考虑滑轮的摩擦和重力，下列说法中正确的是（ ）‎ A．细绳对小车的拉力大小等于弹簧秤的示数 B．弹簧秤的示数等于砝码和砝码盘的总重力的一半 C．为了减小误差，实验中需要保证砝码和砝码盘的质量远小于小车的质量 D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 ‎⑷ 甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到右图中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 m甲、m乙，由图可知,m甲_____m乙,m甲_____m乙．(选填“ > ”、“ < ”或“ = ”）‎ ‎【答案】 (1). C (2). D (3). AD (4). 小于 大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在平衡摩擦时，应让小车拖着纸带，调节木板倾角，小车在没有细线提供拉力时小车能在斜面上匀速运动，故C正确。‎ ‎（2）使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力，故D正确。‎ ‎（3）A．已经平衡摩擦力，弹簧测力计的读数为小车所受合力，故A正确；‎ B．根据牛顿第二定律可知，由于砝码和砝码盘有加速度，故不满足弹簧测力计的示数应为砝码和砝码盘总重量的一半，故B错误；‎ C．由于实验中小车的合力即为弹簧测力计的示数，所以不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故C错误；‎ D．通过增减小车上的砝码改变质量时，因，与小车的质量无关，所以不需要重新调节木板倾斜度，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎（4）当没有平衡摩擦力时，根据牛顿第二定律有 从图象的斜率，纵轴上的截距为μg，结合题目给的图象知道，甲的图象陡，质量小；而乙的纵截距绝对值小，动摩擦因数小 四、计算题：本题共4小题，共计 41分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位．‎ ‎15.地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍,一飞行器在近地圆轨道1上,经一系列变轨后在近月圆轨道2上运行,已知地球中心到月球中心的距离为r求：‎ ‎⑴飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力F1与在近月圆轨道2上受到月球的引力F2的比值；‎ ‎⑵O为地月连线上一点,飞行器在该点受到地球和月球的引力的合力为零，求O点到地心的距离r1.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由万有引力定律得飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力 在近月圆轨道2上受到月球的引力 所以 ‎（2）由题意可得 联立解得 ‎16.如图甲所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从A点水平飞出，落到斜坡上的B点,AB两点间的竖直高度h=45m，斜坡与水平面的夹角a=,不计空气阻力，取sin=0.6,cos=0.8，g=10m/s2，求 ‎（1）运动员水平飞出时初速度v0的大小；‎ ‎（2）运动员落到B点时瞬时速度v1的大小和方向；‎ ‎（3）设运动员从A点以不同的水平速度v0飞出，落到斜坡上时速度大小为v，请通过计算确定v与v0的关系式，并在图乙中画出v－v0的关系图像。‎ ‎【答案】（1）20m/s（2），（3），‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A到B竖直方向，由得 水平方向 则有 ‎（2）竖直方向 所以 与水平方向夹角正切 ‎（3）竖直方向位移，水平方向位移，则有 解得 则有 根据平行四边形定则得 作图如图 ‎17.如图所示，倾角θ=的足够长的斜面固定在水平地面上，质量m=1kg的物块在沿斜面向上的恒力F作用下，由斜面底端A处从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，当物块运动t1=2s时撤去外力F，物块继续向上运动，一段时间后物块到达最高点B.物块运动的v-t图象如图所示.取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8.求:‎ ‎(1)物块和斜面之间的动摩擦因数.‎ ‎(2)沿斜面向上的恒力F的大小.‎ ‎(3)物块从最高点B返回到斜面底端A点所用时间t.‎ ‎【答案】(1) 0.5 (2) 15N (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由物块运动的v−t图象可知，第3s内物块的加速度：‎ 根据牛顿第二定律可得 mgsinθ+μmgcosθ=ma2‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎(2)由物块运动的v−t图象可知，前2s内物块的加速度：‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律可得 F−mgsinθ−μmgcosθ=ma1‎ 代入数据解得：‎ F=15N ‎(3)当物块从最高点B返回时，根据牛顿第二定律可得 mgsinθ−μmgcosθ=ma3‎ 代入数据解得：a3=2m/s2，即物块从最高点B返回到斜面底端A点一直做匀加速直线运动，由图象可得，AB两点间的距离：‎ ‎ ‎ 根据位移时间关系，则有：‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎18.如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO¢ 匀速转动，且杆与水平面间始终保持q=角．已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.5L，重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8,求：‎ ‎(1)弹簧的劲度系数k；‎ ‎(2)弹簧为原长时，小球的角速度w0‎ ‎(3)当杆的角速度w=时弹簧的长 ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由平衡条件 解得弹簧的劲度系数为 ‎(2)当弹簧弹力为零时，小球只受到重力和杆的支持力，它们的合力提供向心力，则有：‎ 解得 ‎(3)当时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x，由正交分解知 竖直方向 水平方向 解得 所以弹簧长度为