【物理】河北省衡水市桃城区第十四中学2019-2020学年高一下学期摸底考试试卷( 解析版)

【物理】河北省衡水市桃城区第十四中学2019-2020学年高一下学期摸底考试试卷( 解析版)

桃城区第十四中学2019-2020学年高一下学期摸底考试 试卷Ⅰ（共52 分）‎ 一、选择题(本题共15小题，共52分．在每小题给出的4个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每题3分，第9～15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.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B. 物体在变力作用下一定做曲线运动 C. 做匀速圆周运动的物体任意时刻速度相同 D. 做平抛运动的物体在相同时间内速度变化量相同 ‎2.如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是（ ）‎ A. 物体B正向右做匀减速运动 B. 斜绳与水平成30°时，‎ C. 地面对B的摩擦力减小 D. 物体B正向右做加速运动 ‎3.如图为湖边一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为O，一人站在A点以速度沿水平方向仍一小石子，已知，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ）‎ A. 若，则石块可以落入水中 ‎ B. 若，则石块不能落入水中 C. 若石子能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 D. 若石子不能落入水中，则越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 ‎4.已知小铁块A和B的质量相等，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部，如图所示，下列说法中不正确的是（ ）‎ A. 它们到达底部时的机械能相等 B. 下滑过程重力所做的功相等 C. 下滑过程中合外力所做的功相等 D. 它们到达底部时的速度相等 ‎5.已知某质量分布均匀的星球密度为ρ，有一个物体静止在该星球表面的“赤道”上，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为（万有引力常量为G）（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎6.小明在苹果树上的A水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为‎0.5kg，他将树摇了摇，苹果一个落到B处的篮子中，另一个落到沟底的D处。AB、AC、AD之间的垂直距离分别为‎0.8m、‎2m、‎3m，若以地面C为零势能的参考面，g取l‎0m/s2，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 树上A处苹果重力势能为15J B. 沟底D处苹果的重力势能为-5J C. 从树上A处落到沟底D处苹果的动能为10J D. 从树上A处落到篮子B处苹果的动能为6J ‎7.如图所示，长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端与光滑水平转轴O相连，现给小球一个初速度，使它在竖直面内做圆周运动，已知小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是( )‎ A. 小球在最高点的速度v最小为 B. 小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上 C. 小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mg D. 小球在最高点的速度v越大，轻杆对小球的作用力越大 ‎8.图是自行车传动装置的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎9.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，小球A和小球B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示A的运动半径较大，则下列判断不正确的是( )‎ A. A球的加速度大于B球的加速度 B. A球的线速度大于B球的线速度 C. A球的角速度等于B球角速度 D. A球的向心力等于B球的向心力 ‎10.如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，取地面为零势能面，则（ ）‎ A. 重力对两物体做功相同 B. 重力的平均功率PA< PB C. 到达底端时重力的瞬时功率相同 D. 到达底端时两物体的机械能不相同 ‎11. 我国于‎2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于‎12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利。如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是( )‎ A. 图中探月卫星正减速飞向B处 B. 探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速 C. 由题中条件可以算出月球质量 D. 由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小 ‎12.地球有众多人造卫星，若已知质量为m的某卫星在圆轨道上运动，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，忽略地球自转影响，则（ ）‎ A. 卫星轨道处的重力加速度为 B. 卫星运动的速度大小为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星运动的向心加速度大小为 ‎13.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示．下列说法正确的是（ ）‎ A. 0～6s内物体的位移大小为‎30m ‎B. 0～6s内拉力做的功为70J C. 合外力在2～6s内做的功不等于0 D. 滑动摩擦力的大小为0.6N ‎14． 质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，如图所示。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与水平方向成角，绳沿水平方向且长为，则下列说法正确的是（ ）‎ A． 角速度越大，绳的张力越大 B．绳的张力不可能为零 C．若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化 ‎ D．当角速度时，绳将出现弹力 ‎15.一质量为m的物体，在外力作用下以大小为g的加速度竖直向上做匀加速直线运动，已知g为当地重力加速度。则物体在上升高度为h的过程中,下列说法不正确的是( )‎ A. 物体重力势能减少mgh B. 物体的动能增加2mgh C. 物体的机械能增加mgh D. 合外力对物体做功mgh 试卷Ⅱ（共48 分）‎ 二、实验填空题：（16题每空2分，17题每空3分，共14分）‎ ‎16．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．‎ ‎（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、交流电源、_____（填测量工具）；‎ ‎（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是（ ）‎ A．放开小车，能够自由下滑即可 B．放开小车，能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 ‎（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（ ）‎ A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线 ‎（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_____部分进行测量（根据图2的纸带回答）．‎ ‎17.某同学验证“重锤做自由落体运动过程中机械能守恒”实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，只能研究中间某过程机械能是否守恒。如图所示，相邻两个计数点间还有一个点未画出，用刻度尺测出各计数点之间的距离：S1=‎2.80cm，S2=‎4.40cm，S3=‎5.95cm，S4=‎7.55cm，S5=‎9.05cm。已知打点计时器工作频率为50Hz，重锤的质量为‎1kg，重力加速度g=‎10m/s2。‎ 利用以上纸带可以求出在打第2个点到第5个点的过程中重锤重力势能的减少量为__________J，重锤动能的增加量为___________J（计算结果均保留3位有效数字）。‎ 三、计算题(本题共3小题，共34分，解答应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎18．(10分)质量为‎1 kg的小球用长为‎0.5 m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为‎1 m，如果使小球绕OO′轴在水平面内做圆周运动，若细线受到拉力为12.5 N就会被拉断．求：‎ ‎(1)当小球的角速度为多大时线将断裂？‎ ‎(2)小球落地点与悬点的水平距离．(g取‎10 m/s2)‎ ‎19.(10分)据报道，‎2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自‎2013年12月14日月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。若在月表面以初速度v0竖直上抛一物体时，该物体上升的最大高度为H，已知月球半径为R，万有引力常量为G，根据以上条件，求：‎ ‎（1）月球的密度；‎ ‎（2）探测器在月球表面运行的周期。‎ ‎20.(14分)如图所示，水平面AB与斜面衔接于A点，与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R，斜面高DE为4R，EB长为5R．一个质量为m的物体从斜面顶端静止释放，经过A点时无动能损失，当它经过B点进入半圆形导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C，C、O、B 三点在同一竖直线上．斜面与水平面的动摩擦因数相同但未知（不计空气阻力），试求：‎ ‎(1)物体到达B点时的速度大小；‎ ‎(2)斜面与水平面的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项A错误；‎ B. 当变力与速度方向共线时，物体在变力作用下也可能做直线运动，选项B错误；‎ C. 做匀速圆周运动的物体任意时刻速度大小相同，但是方向不一定相同，选项C错误；‎ D. 做平抛运动的物体加速度恒定为g，则在相同时间内速度变化量均为gT，相同，选项D正确.‎ ‎2.【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.将B运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图， 根据平行四边形定则有：vBcosα=vA，所以α减小，B的速度减小，但不是匀减速，故AD错误；‎ B根据vBcosα=vA，斜绳与水平成30°时，vA：vB=：2，故B正确；‎ C.在竖直方向上，对B有：mg=N+Tsinα，T=mAg，α减小，则支持力增大，根据f=μFN，摩擦力增大，故C错误；‎ ‎3.【答案】A ‎【解析】‎ 小球落在O点下落的高度h=40×m=‎20m，则运动的时间，初速度，‎ ‎，可知石块可以落入水中，故A正确，B错误。若石块能落入水中，下落的高度一定，竖直分速度一定，结合平行四边形定则知，tanα=，初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，故C错误。石块不能落在水中，石块竖直位移与水平位移的比值是定值，有tanθ=，速度与水平方向的夹角tanα＝，可知tanα=2tanθ，因为θ一定，则速度与水平方向的夹角一定，可知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定，与初速度无关。故D错误。故选A。‎ ‎4.【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：铁块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，开始的机械能相等，所以到达底部时的机械能也相等，故A正确；‎ B项：重力做功W=mgh，由于h相等而m相同，则重力做功相同，故B正确；‎ C、D项：铁块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，速度大小相等，但方向不同，所以底部速度不相等，由动能定理知：合外力所做的功相等，故C正确，D错误。‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设某行星质量为M，半径为R，物体质量为m，万有引力充当向心力，则有：，其中，联立解得：，故A正确。‎ ‎6.【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：以C为零势能的参考面，地面A处苹果的重力势能为 EpA=mghAC=0.5×10×2J=10J，故A错误；‎ B项：以C为零势能的参考面，D处苹果的重力势能为 EpB=-mghCD=-mg（hAD-hAC）=-0.5×10×（3-2）J=-5J，故B正确；‎ C项：根据机械能守恒定律得：从树上A处落到沟底D处苹果的动能 EkD= mghAD=15J，故C错误；‎ D项：从树上A处落到沟底B处苹果的动能 EkB=mghAB=0.5×10×0.8J=4J，故D错误。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，所以v的最小值为0．故A项不符合题意；‎ BCD. 根据向心力公式知，v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大，当时，由重力提供小球的向心力，杆对小球的弹力为零；当，杆对小球的作用力表现为支持力，由牛顿第二定律得 ‎ ‎ 可知，v增大，F减小，当，杆对小球的作用力表现为拉力，由牛顿第二定律得 ‎ ，此时杆对小球的作用力大小可能等于mg，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的作用力大小可能等于mg，v增大，F增大。因此v由零逐渐增大，杆对小球的弹力先减小后增大，故BD不符合题意，C符合题意。‎ ‎8.【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以ω=2πnrad/s，因为要测量自行车前进的速度，即车轮III边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，则轮II的角速度ω2=ω1．因为轮II和轮III共轴，所以转动的ω相等即ω3=ω2，根据v=Rω可知，v=r3ω3=，故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎9.【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，小球受重力和支持力，两者的合力提供向心力，如图所示：‎ 根据牛顿第二定律有：‎ A.由上式可得小球的加速度为，可知A、B两球的加速度相等，故A错误 B.由上式可得小球线速度为，由A球的转动半径大，所以A球的线速度大，故B正确。‎ C. 由上式可得小球的角速度为，由A球的转动半径大，所以A球的加速度小，故C错误。‎ D.因为两球的质量未知，所以两球的向心力不一定相等，故D错误。‎ ‎10.【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.两物体下落的高度，重力做功为：W=mgh，由于m、g、h都相同，则重力做功相同，故A正确；‎ B.A沿斜面向下做匀加速直线运动，B做自由落体运动，A的运动时间大于B的运动时间，重力做功相同，由可知，PA< PB，故B正确；‎ C.由机械能守恒定律可知，mgh=mv2，得，则知到达底端时两物体的速度大小相等，到达底端时A重力的瞬时功率 PA=mgvsinθ。B重力的瞬时功率 PB=mgv，所以PA＜PB．故C错误。‎ D.两物体运动过程中只有重力做功，机械能守恒，两物体初态机械能相同，则到达底端时两物体的机械能相同，故D错误；‎ ‎11.【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：探月卫星关闭动力后只收到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，选项A错。进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与B点，相对于圆轨道，原来的运动在B点为离心运动，所以，而对圆形轨道则有，可得，所以进入环月轨道要减速，选项B对。在环月轨道运行过程有，整理得月球质量，选项C对。由题中条件找不到卫星质量，而且所以的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，选项D错。‎ ‎12.【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由题意知，卫星运动的轨道半径r=R+h=2R，在地球表面有：①，对于卫星有万有引力提供圆周运动向心力：由①式得：，可得：轨道处的重力加速度，故A正确；‎ B项：卫星运动速度大小，故B错误；‎ C项：卫星运动的周期，故C正确；‎ D项：卫星运动的向心加速度，故D错误。‎ ‎13.【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：内物体的位移大小为：，故A正确；‎ B项：内，物体的加速度为：，由图，当P=30W时，v=‎6m/s，得到牵引力为：，在内物体的位移为x1=‎6m，则拉力做功为：W1=Fx1=5×6J=30J．2～6s内拉力做的功为：W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为：W=W1+W2=70J．故B正确；‎ C项：在内，物体做匀速运动，合力做零，故合外力做功为零，故C错误；‎ D项：在内，v=‎6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力为：f=F，得：‎ ‎，故D错误。‎ ‎14．[答案]　BD ‎【解析】 小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故B正确。‎ 根据竖直方向上平衡得Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故A错误。‎ 当b绳拉力为零时，有，解得，可知当角速度 时，b绳出现弹力。故D正确。由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故C错误。‎ 故选BD。‎ ‎15.【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 重力做功为WG=-mgh，重力势能增大mgh，故A不符合题意；‎ B. 合力做功W合=mgh，根据动能定理：mgh=△Ek，所以物体的动能增加mgh，故B不符合题意；‎ C. 根据牛顿第二定律，有 ‎ ‎ 解得：‎ ‎ ‎ 外力F做功为WF=2mgh，根据功能关系，除重力和弹力之外的做功等于机械能增量 ‎ ‎ 故C不符合题意；‎ D. 合力做功W合=mgh．故D符合题意。‎ 二、实验填空题：（16题每空2分，17题每空3分，共14分）‎ ‎16.（1）刻度尺； （2）D； （3）B； （4）GK ‎ ‎17.【答案】 (1). 1.79 (2). 1.75 (1.76也给分)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 点2到打下计数点5的过程中重力势能减少量是：‎ ‎ ‎ ‎[2] 根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有2点的瞬时速度等于13段的平均速度，则：‎ ‎ ‎ ‎5点的瞬时速度等于46段的平均速度，则：‎ 此过程中物体动能的增加量：‎ ‎ ‎ 代入数据可得 三、计算题(本题共3小题，共34分，解答应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎18.(10分)【答案】(1)5 rad/s　(2)‎‎0.6 m ‎【解析】(1)对小球有Tmsin θ＝mωLsin θ(θ为线与竖直方向的夹角)‎ 解得ω0＝5 rad/s.‎ ‎(2)由题可知cos θ＝＝线拉断后，小球以v0＝ω0Lsin θ＝‎1.5 m/s做平抛运动 因为Tcos θ＝mg 可求出抛出时的高度为 h＝1－Lcos θ＝‎‎0.6 m 做平抛的时间t＝＝ s 水平距离s＝＝‎0.6 m.‎ ‎19.(10分)【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在月球表面以初速度v0竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为H．‎ 由运动学公式可知，，得： ‎ 根据知，月球的质量 ， ‎ 又有 ，则月球的密度为：， ‎ ‎（2）探测器环绕月球做匀速圆周运动，故：‎ ‎ ‎ 得： ‎ 又有 ‎ ‎ 则：。‎ ‎20.(14分)【答案】(1)(2)0.1(3)mgR ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设物体在B点的速度为vB，所受的轨道的支持力为FN，物体在B点受到重力和支持力，由牛顿第二定律有：‎ FN﹣mg=m 据题得 FN=8mg 联立解得 vB=‎ ‎(2)设EA长为X ，斜面倾角为θ，从D到B摩擦力做的功为 ‎ ‎ 从D到B，由动能定理 得μ=0.1‎ ‎(3)设物体在C点的速度为vC，由题意可得：mg=m 物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得：产生的内能 ‎ Q=mvB2﹣(mvC2+2mgR)，‎ 解得：Q=mgR