云南省云天化中学高中联盟学校2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含解析

云南省云天化中学高中联盟学校2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含解析

云天化中学高中联盟学校2019~2020学年下学期期末考试 高一物理 第Ⅰ卷（选择题，共48分）‎ 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1. 下面说法中正确的是（　　）‎ A. 物体受到变力作用，一定做曲线运动 B. 曲线运动的速率一定是变化的 C. 曲线运动在相同时间内的速度变化量可以相同 D. 曲线运动的加速度时刻在改变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体受到变力作用，不一定做曲线运动，当变力的方向与速度方向共线时也做直线运动，选项A错误；‎ B．曲线运动的速度一定是变化的，但是速率不一定变化，例如匀速圆周运动，选项B错误；‎ C．曲线运动在相同时间内的速度变化量可以相同，例如平抛运动，选项C正确；‎ D．曲线运动的加速度不一定在改变，例如平抛运动加速度恒定为g，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（　　）‎ A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为vsinθ C. 船加速度为 - 16 -‎ D. 船的加速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度；如图所示根据平行四边形定则有 所以A B错误；‎ CD．对小船受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有：‎ 因此船的加速度大小为：‎ 所以C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3. 如图所示，圆盘水平放置，小物块A与圆盘始终保持相对静止，跟着圆盘一起做速率逐渐增大的圆周运动，则A所受摩擦力（　　）‎ - 16 -‎ A. 与速度方向相反 B. 指向圆心 C. 不做功 D. 以上说法都不对 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小物块A与圆盘始终保持相对静止，因跟着圆盘一起做速率逐渐增大的圆周运动，则A所受摩擦力一方面要提供指向圆心的向心力，另一方向要沿速度的方向提供加速的力，则摩擦力的方向，与速度方向夹角小于90°，摩擦力对物体做正功。‎ 故选D。‎ ‎4. 如图所示，a、b是两个在同一平面内的，绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其中已知b为地球同步卫星，引力常量为G．据图和上述信息，关于地球和卫星a、b的分析或结论，如：卫星a、b的绕行速度va、vb，绕行周期Ta、Tb等．下列的叙述正确的是（　　）‎ A. 由于va＞vb，因而卫星a减速可有可能让卫星b追上 B. 卫星a的绕行周期Ta一定小于24h C. 卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合 D. 利用以上信息，可计算出地球的半径 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.卫星a减速时，a将做近心运动，轨道半径减小，不可能让卫星b追上．故A错误．‎ B.根据万有引力提供向心力，得：‎ 解得：‎ - 16 -‎ ‎，‎ 可知，卫星a的绕行周期Ta一定小于卫星b的绕行周期Tb，即一定小于24h，故B正确．‎ C.地球同步卫星的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，a、b是两个在同一平面内的，b为地球同步卫星，则卫星a、b的轨道平面一定与地球的赤道平面重合，故C正确．‎ D.利用题目的信息，不能求出地球的半径，故D错误．‎ ‎5. 如图所示，一物体由静止开始分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面从顶端下滑到底端C、D、E处，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体沿斜面AD下滑过程中加速度最小 B. 物体在三个斜面上到达底端时速度相同 C. 物体沿斜面AC下滑过程中重力的平均功率最大 D. 物体在三个斜面上到达底端时重力瞬时功率相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体在斜面上运动的加速度 AE斜面的倾角最小，则物体沿AE斜面下滑过程中的加速度最小，故A错误；‎ B．由速度—位移关系式有 得 可知物体到达底端的速度大小相等，但是速度方向不同，故B错误；‎ C．AC段的位移最小，加速度最大，根据知 - 16 -‎ 可知在AC段运动的时间最短，因为该物体从同一高度滑下到达同一水平面，所以重力做功相等，可知在斜面AC下滑过程中重力的平均功率最大，故C正确；‎ D．根据，可知物体在三个斜面上到达底端时速度大小相同，但是竖直方向分速度不同，故重力瞬时功率不同，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎6. 下列有关物理学史中说法正确的是（　　）‎ A. 牛顿提出了万有引力定律并测出了万有引力常量 B. 伽利略根据理想斜面实验提出了“力是维持物体运动的原因”‎ C. 牛顿月地检验是比较地球重力加速度和月球重力加速度的大小关系 D. 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有受到力才会运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项A错误；‎ B．伽利略根据理想斜面实验提出了“力不是维持物体运动的原因”，选项B错误；‎ C．牛顿月地检验是比较月球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故C错误； D．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有受到力才会运动，故D正确。 故选D。‎ ‎7. 如图所示的位移—时间（x－t）图象和速度—时间（v－t）图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲车做直线运动，乙车做曲线运动 B. 0~t1时间内，乙车的速度总是小于甲车的速度 C. 0~t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远 D. 0~t2时间内的丙、丁两车的平均速度相等 - 16 -‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据位移-时间图象的斜率表示速度，由图象可知：乙图线的斜率不变，说明乙的速度不变，做匀速直线运动；甲做速度越来越小的变速直线运动，且乙的斜率先大于甲的斜率后小于甲的斜率，可知乙的速度先大于甲后小于甲，故AB错误．‎ C．由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故C正确．‎ D．0～t2时间内，丙的位移小于丁的位移，时间相等，平均速度等于位移除以时间，所以丙的平均速度小于丁车的平均速度．故D错误。‎ 故选C。‎ ‎8. 气象研究小组用如图所示简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当水平风吹来时，球在风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速，当风速时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 细线拉力的大小为 B. 细线的拉力与风力的合力大小大于mg C. 风速变为6m/s，则θ变为60°‎ D. 风速增大到某一值时，θ可以等于90°‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球受重力、细线拉力和风力处于平衡，小球的受力如图所示，‎ - 16 -‎ 根据共点力平衡得 细线拉力和风力的合力等于mg，故A正确，B错误；‎ C．当风速v0=3m/s时，测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°，则风力 F=mgtan30°‎ 当θ=60°时，风力不是原来的2倍，则风速也不是原来的2倍，故C错误；‎ D．因为风力和重力的合力方向不可能水平向右，可知拉力方向不可能水平向左，则θ不可能等于90°，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎9. 把某物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，当其竖直位移与水平位移相等时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 运动的时间为 B. 瞬时速度大小为2v0‎ C. 竖直分速度等于水平分速度 D. 运动的位移为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做平抛运动，根据题意得 解得运动的时间 故A正确； BC．竖直分速度 vy=gt=2v0‎ 不等于水平分速度，此时瞬时速度的大小 故BC错误； ‎ - 16 -‎ D．水平位移 则运动的位移 故D正确。 故选AD。‎ ‎10. 组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转的速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤附近的物体随星球做圆周运动,由此能得到半径为R,密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式正确的是：（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即 解得：‎ ‎ ①‎ 故B正确，A错误；‎ CD. 星球的质量 代入①式可得：‎ - 16 -‎ 故C正确，D错误．‎ ‎11. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 功是物体能量多少的量度 B. 物体处于平衡状态时机械能一定守恒 C. 物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的其他力对物体做了功 D. 物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．功是物体能量转化的量度，选项A错误；‎ B．物体处于平衡状态时机械能不一定守恒，例如物体在竖直方向做匀速直线运动时，选项B错误；‎ C．物体的动能和重力势能之和增大时，即物体的机械能增加，则必定有重力以外的其他力对物体做了功，选项C正确；‎ D．物体的动能和重力势能在相互转化过程中，一定通过重力做功来实现，选项D正确。‎ 故选CD。‎ ‎12. 如图所示，一轻绳跨过定滑轮，两端分别悬挂物块A和B，两物块质量分别为mA、mB，先用手托住两物体保持静止，放手后A下降而B上升。重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。在B上升过程中（未上升到定滑轮处），下列说法正确的是（　　）‎ A. A下落的加速度大小为 B. B的重力势能及动能的增加量恰好等于A的重力势能的减少量 C. A机械能不断减小 D. A下落距离h时的速度大小为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ - 16 -‎ ‎【详解】A．对AB的整体，根据牛顿第二定律可得 解得 ‎ ‎ 选项A正确；‎ B．A、B组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，A的重力势能的减少量等于B的重力势能的增加量和两物体的动能增量之和，选项B错误；‎ C．绳子的拉力对A做负功，则A的机械能减小，选项C正确；‎ D．A下落距离h时的速度大小为 选项D错误；‎ 故选AC。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共52分）‎ 二、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）‎ ‎13. 如图所示，在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：‎ A.让小球多次从同一位置静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图中a、b、c、d所示.‎ B.安装好器材，注意斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.‎ C.取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.‎ ‎（1）上述实验步骤的合理顺序是____________.‎ ‎（2）已知图中小方格的边长为L，则小球从a位置运动到c - 16 -‎ 位置所用的时间为________，小球平抛的初速度为________. (均用L、g表示)‎ ‎【答案】 (1). BAC (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理，故实验顺序:B,A,C ‎(2)[2])由图可以知道a、b、c、d之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:‎ 由题可以知道,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为：‎ 则小球从a位置运动到c位置所用的时间为：‎ ‎[3] 水平方向匀速直线运动，‎ 小球平抛的初速度为：‎ ‎14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．‎ - 16 -‎ ‎(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝_________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)‎ ‎(2)在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2－d图象如图乙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 9.6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块从A处到达B处的速度:‎ 则系统动能的增加量：‎ 系统重力势能的减小量：△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m−）gd ‎（2）根据系统机械能守恒的：（M+m）v2＝（m−）gd 则：‎ 图线的斜率：‎ 解得：g=9.6m/s2‎ 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应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。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15. 在杂技节目“水流星”的表演中，碗的质量m1=0. 1kg，内部盛水质量m2=0. 4kg - 16 -‎ ‎，拉碗的绳子长l =0. 5m，使碗在竖直平面内做圆周运动，如果碗通过最高点的速度，通过最低点的速度，g=10m/s2，求：‎ ‎(1)碗在最高点时绳的拉力及水对碗的压力的大小；‎ ‎(2)碗在最低点时绳的拉力及水对碗的压力的大小。‎ ‎【答案】(1)N，；(2)N，N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对水及碗组成的系统，设绳子拉力FT1，由牛顿第二定律得在最高点 ‎①‎ 解得 N②‎ 以水为研究对象，设最高点碗对水的压力为FN1‎ ‎③‎ 解得 N④‎ 根据牛顿第三定律，水对碗的压力为 ‎(2)对水和碗 kg 根据牛顿第二定律 ‎⑤‎ N⑥‎ 对水：在最低点，根据牛顿第二定律 ‎⑦‎ 解得 - 16 -‎ N⑧‎ 根据牛顿第三定律，水对碗的压力为 ‎16. 为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车。某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m=2t，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是1000N，如果汽车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离，最终汽车达到了最大速度。在刚达到最大速度时，汽车共运动了40s，g取10m/s2，求：‎ ‎（1）汽车所能达到的最大速度多大；‎ ‎（2）汽车做匀加速运动过程能维持多长时间；‎ ‎（3）汽车在整个加速过程中，汽车的位移为多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）8s；（3）288m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车速度达到最大时，机车牵引力 又 所以最大速度为 ‎ ‎ ‎（2）设汽车匀加速结束时速度为，此时汽车的功率达到额定功率，则 又由 联立代入数据得 ‎（3）匀加速直线运动位移 - 16 -‎ 汽车整个加速过程中，根据动能定理得 由于 代入数据得 ‎17. 如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐，一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎(1)小球在C处的速度大小；‎ ‎(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm；‎ ‎(3)小球最终停止的位置。‎ ‎【答案】(1)m/s；(2)6J；(3)距离B为0.2m处停下 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球进入管口C端时它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力 故小球受到的向心力为 F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10=35N①‎ ‎②‎ - 16 -‎ ‎③‎ ‎(2)在C点，由 代入数据得 J④‎ 在压缩弹簧过程中，速度最大时，合力为零，设此时滑块离D端的距离为x0，则有 解得 ‎⑤‎ 设最大速度位置为零势能面，由机械能守恒定律有 ‎⑥‎ J⑦‎ ‎(3)滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得 ‎⑧‎ 解得BC间距离 s=0.5m 小球与弹簧作用后返回C处动能不变，小滑块的动能最终消耗在与BC水平面相互作用的过程中，设物块在BC上的运动路程为s′，由动能定理有 ‎⑨‎ 解得 s′=0.7m 故最终小球滑动距离B为0.7-0.5m=0.2m处停下⑩‎ - 16 -‎