【物理】北京市房山区2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题（解析版）
北京市房山区2019-2020学年度第二学期期末检测试卷
高一物理
第一部分 选择题（共60分）
一、单项选择题（本部分共20小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共60分）
1.下列物理量中属于矢量的是（ ）
A.加速度 B.周期 C.功 D.重力势能
【答案】A
【解析】
【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，故加速度是矢量，周期、功、重力势能只有大小没有方向是标量，故A正确BCD错误。
2.一辆卡车在丘陵地区以不变的速率行驶，地形如图，图中卡车对地面的压力最大处是
A. a处 B. b处 C. c处 D. d处
【答案】D
【解析】
a处、c处卡车做圆周运动，处于最高点，加速度竖直向下，卡车处于失重状态，卡车对地面的压力小于其重力．b处、d处卡车做圆周运动，处于最低点，加速度竖直向上，卡车处于超重状态，卡车对地面的压力大于其重力；向心加速度，卡车以不变的速率行驶，d处轨道半径较小，则d处加速度较大，d处卡车对地面的压力较大．故卡车对地面的压力最大处是d处，答案是D．
3.下列描述的物体运动过程中机械能守恒的是（ ）
A. 在空中做平抛运动的小球
B. 在空中匀减速下落的跳伞运动员
C. 乘电梯匀加速上升的人
D. 沿斜面匀速下滑的物体
【答案】A
【解析】
【详解】A．在空中做平抛运动的小球，只有重力做功，则机械能守恒，选项A正确；
B．在空中匀减速下落的跳伞运动员，动能和重力势能均减小，则机械能减小，选项B错误；
C．乘电梯匀加速上升的人，动能和重力势能均增加，则机械能增加，选项C错误；
D．沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项D错误。
4.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2kg的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度g=10m/s2。苹果下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做正功，重力势能增加
B. 重力做正功，重力势能减小
C. 重力做负功，重力势能增加
D. 重力做负功，重力势能减少
【答案】B
【解析】
【详解】物体下落，位移方向与重力方向相同，因此重力做正功，重力势能减小。
故选B。
5.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害．设一质量为的苹果从距离地面高处由静止下落，取重力加速度，落地时苹果的动能约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】苹果下落的过程中，重力势能转化为动能，故苹果落地时的动能
，故C正确，ABD错误。
6.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2kg的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度g=10m/s2。苹果在下落过程中的机械能E随时间t的变化图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AC．苹果从高空落下，若不考虑空气阻力，则机械能守恒，且机械能不为零，则图像A正确，C错误；
BD．若考虑空气阻力，则机械能减小，则图像BD均错误；
故选A。
7.如图所示，将质量相等的甲、乙两个小物块（可视为质点）放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。关于小物块甲的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A. 重力和支持力
B. 重力、支持力和向心力
C. 重力、支持力和指向圆心的摩擦力
D. 重力、支持力和沿切线方向的摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】小物块甲受到重力、圆盘的支持力和指向圆心的摩擦力作用，其中摩擦力提供做圆周运动的向心力。故选C。
8.如图所示，将质量相等的甲、乙两个小物块（可视为质点）放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。关于小物块甲在运动过程中不变的物理量是（ ）
A. 动能 B. 线速度
C. 加速度 D. 合外力
【答案】A
【解析】
【详解】小物块甲在运动过程中速度大小不变，方向不断变化，则线速度不断变化，动能不变；加速度和合外力都是大小不变，方向不断变化，即加速度和合外力都在不断变化，故选项A正确，BCD错误。
故选A。
9.将质量相等的甲、乙两个小物块（可视为质点）放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动，对于甲、乙两物块下列判断正确的是（ ）
A. 甲物块的线速度比乙大
B. 甲物块的角速度比乙小
C. 甲物块的向心力比乙大
D. 甲物块的向心加速度比乙小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．甲、乙共轴转动，因此角速度相等，根据可知，两者角速度相等，由于，因此，故AB错误；
C．根据可知，两者角速度相等，由于，因此根据牛顿第二定律可得，可知，两者质量相等，由于，因此，故C错误，D正确。故选D。
10.万有引力定律可以表述为：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即F=，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N。G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。最早发现万有引力定律的科学家是（ ）
A. 牛顿 B. 伽利略 C. 开普勒 D. 卡文迪许
【答案】A
【解析】
【详解】牛顿在前人的基础上，最早发现了万有引力定律，后来卡文迪许又测出了万有引力常量G的值，因此A正确，BCD错误。
11.万有引力定律可以表述为：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即F=，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N。G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。对于万有引力定律F=，下列说法中正确的是（ ）
A. 当r=∞时，F=0 B. 当r=∞时，F=∞
C 当r=0时，F=∞ D. 以上说法都不正确
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．根据万有引力定律，当两物体间距离增大时，两都之间的相互作用力减小，当r=∞时，F=0，A正确，BD错误；
C．由于任何物体都有一定体积，当r很小时，两个物体就不能看成质点，万有引力定律不能直接应用了，因此C错误。
12.万有引力定律可以表述为：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r
的二次方成反比，即F=，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N。G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（ ）
A. 不能看作质点的两物体间不存在万有引力
B. 引力常量G是一个比例系数，没有单位
C. 若将两物体之间放入第三个物体，两个物体之间的万有引力不变
D. 测出引力常量之后才发现万有引力定律
【答案】C
【解析】
【详解】A．不能看作质点的两物体间也存在万有引力，只不过不能通过来求解，选项A错误；
B．引力常量G是一个比例系数，其单位是N∙m2/kg2，选项B错误；
C．若将两物体之间放入第三个物体，两个物体之间的万有引力不变，与第三个物体存在与否无关，选项C正确；
D．牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许才测出了引力常量，选项D错误。
13.甲、乙两物体质量相同，甲放在光滑的水平面上，乙放在粗糙的水平面上，在相同的水平力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，在此过程中。若恒力F对甲做功W1，对乙做功为W2，则（ ）
A. W1>W2 B. W1
P2 B. P1Ek2 C. Ek1=Ek2 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】对甲，根据动能定理Fx=Ek1，对乙，由动能定理Fx-fx=Ek2，则Ek1>Ek2，故选B。
16.中国北斗卫星导航系统(简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。绕地球作匀速圆周运动的北斗卫星处于完全失重状态，则北斗卫星（ ）
A. 不受地球引力作用
B. 所受地球引力全部提供向心力
C. 加速度为零
D. 向心力为零
【答案】B
【解析】
【详解】北斗卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星受的地球的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，但重力不为零、加速度不为零、向心力也不为零。故ACD错误，B正确。
17.中国北斗卫星导航系统(简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。北斗导航卫星与近地轨道（低于2000km）卫星相比（ ）
A. 线速度更大 B. 周期更长
C. 角速度更大 D. 向心加速度更大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据解得。可知轨道半径越大，运动的线速度越小，因此北斗导航卫星的线速度更小，A错误；
B．根据解得。可知轨道半径越大，运动的同期越长，因此北斗导航卫星的周期更长，B正确；
C．根据可知周期越大的角速度越小，因此北斗导航卫星的角速度更小，C错误；
D．根据。可知轨道半径越大的向心加速度越小，因此北斗导航卫星的向心加速度更小，D错误。
故选B。
18.中国北斗卫星导航系统(简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2
万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。对于北斗导航系统中的5颗地球同步静止轨道卫星的认识，正确的是（ ）
A. 它们只能在赤道的正上方，但5颗卫星的轨道半径可以不同
B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止
C. 5颗卫星的轨道半径都相同，它们以第一宇宙速度运行
D. 它们运行时能够经过我国北京上空
【答案】B
【解析】
【详解】B．地球同步卫星相对地面表静止，因此绕地球转动的角速度等于地球自转的角速度，运动周期等于地球自转周期，B正确；
A．由于这5颗卫星的运动周期都等于地球自转的周期，根据开普勒第三定律恒量，可知运动周期相同的卫星，轨道半径一定相同，因此A错误；
C．根据可得，轨道半径越大的运行速度越小，而第一宇宙速度等于贴近地球表面卫星的运行速度，因此同步卫星的速度小于第一宇宙速度，C错误；
D．它们都相对地球静止，自西向东旋转，轨道的圆心在地心位置，因此一定在赤道的正上方不可能运动到北京的上空，D错误。
故选B。
19.第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。运动员从跳台边缘的O点水平滑出，到落到斜坡的过程中（ ）
A. 运动员的加速度逐渐增加
B. 运动员的重力势能逐渐增加
C. 运动员的动能逐渐增加
D. 运动员的机械能逐渐增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．全程仅受重力，仅有重力做功，根据牛顿第二定律可知，运动员的加速度不变，故A错误；
B．运动员下落，与重力方向相同，重力做正功，重力势能减小，故B错误；
C．下落过程中，重力势能逐渐转换为动能，因此动能逐渐增加，故C正确；
D．全程仅受重力做功，因此机械能守恒，故D错误。
20.第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。运动员在运动过程中，所受重力的瞬时功率随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】
【详解】运动员从O点水平飞出后，做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有，
重力的功率，可知P与t的关系为正比例函数关系，故ABD错误，C正确。
第二部分 非选择题（共40分）
二、实验填空题（每空2分，共12分）
21.某同学利用如图所示的装置做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一斜槽滑下，通过描点法得到小球做平抛运动的轨迹。
(1)下列器材中必需的测量仪器是___________（填字母代号）；
A．刻度尺 B．秒表 C．天平
(2)为了得到较准确的运动轨迹，在下列操作中你认为正确的是___________
A．实验时应保持斜槽的末端水平
B．为减小实验误差，应使小球每次从斜槽上不同位置滚下，最后取平均值
C．为消除斜槽摩擦力的影响，应使斜槽末端倾斜，直到小球能在斜槽末端做匀速运动
D．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
(3)以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据做出小球的运动轨迹图，如图所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示。则小球从O运动到P的时间t=___________s；小球初速度的大小v0=___________m/s（重力加速度g取10m/s2）。
【答案】 (1). A (2). AD (3). 03s 1m/s
【解析】
详解】(1)A．需要刻度尺测量水平位移和竖直位移，故A正确；
B．实验中是通过画出轨迹，在计算过程中消去了时间，因此不需要秒表，故B错误；
C．小球在抛出后，运动规律满足
与小球的质量无关，因此不需要天平，故C错误。
(2)A．为了保证小球做平抛运动，所以斜槽轨道的末端水平，故A正确；
B．为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，故B错误；
C．小球离开斜槽时应做平抛运动，所以斜槽要保持水平，也不需要平衡摩擦力，故C错误；
D．为了保证小球每次做的平抛运动一样，所以小球应从斜槽上同一位置，从静止开始下滑，故D正确。
故选AD。
(3)根据
解得小球从O运动到P的时间为
水平方向则有
解得小球初速度为
22.利用如图所示的装置，可以验证机械能守恒定律。
(1)实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如下图所示。已知相邻两点之间的时间间隔为T。测得A、B两点间的距离为h1，B、C两点间的距离为h2。则在打点计时器打下B点时，重物的动能为________________；
(2)为了减小实验误差，要尽量选择质量大些、体积小些的重物，请说明这样选择的理由：________________。
【答案】 (1).
(2). 体积小的物体所受空气阻力较小；质量大的物体所受重力较大。为使阻力相对重力可忽略，应选用质量大些、体积小些的重物。
【解析】
【详解】(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小为
由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为
(2)体积小的物体所受空气阻力较小；质量大的物体所受重力较大。为使阻力相对重力可忽略，应选用质量大些、体积小些的重物。
三、计算题（28分）
23.如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为m=10kg的物体。在F=20N的水平推力作用下从静止开始向左运动了2m。若物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)在此过程中水平推力做的功；
(2)在此过程中物体克服摩擦力做的功；
(3)在此过程中物体获得的动能。
【答案】(1)40J；(2)20J；(3)20J
【解析】
【详解】(1)在此过程中水平推力做的功为
(2)在此过程中摩擦力做的功为
所以克服摩擦力做功为。
(3)在此过程中物体获得的动能为
24.我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m/s的速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取g=10m/s2。求：
(1)桥对小车支持力的大小；
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力；
(3)如果拱桥的半径增大到地球半径R=6.4×103km，汽车要在桥面腾空，速度要多大？
【答案】(1)9000N；(2)20m/s；(3)
【解析】
【详解】(1)根据牛顿第二定律
解得
(2)根据牛顿第二定律
解得
(3)由
将地球半径代入解得
25.一颗人造地球卫星在离地球表面高度h处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径R，地球表面的重力加速度g，引力常量为G。求:
(1)地球的质量M；
(2)离地球表面高度h处的重力加速度gr；
(3)该卫星绕地球运动的线速度v的大小。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】（1）地表时万有引力近似等于重力即
①
解得
（2）距离地表处时
②
由①②解得
（3）卫星向心力由万有引力提供
解得
26.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个物块。物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。
(1)画出弹簧弹力F随弹簧的伸长量x变化的F-x图像；
(2)根据F—x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；
(3)物块由x1处向右运动到x3处，然后由x3处返回到x2处，在这个过程中，分别求出弹簧弹力所做的功；滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同。
【答案】(1)；(2)；(3) ，，，；弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与实际路径有关
【解析】
【详解】(1)根据
F=kx
则弹簧弹力F随弹簧的伸长量x变化的F-x图像如图所示
(2)物块沿轴从点运动到位置的过程中，弹力做负功，图线下的面积等于弹力做功大小，故弹力做功为
(3)物块由向右运动到的过程中，弹力做功为
物块由运动到的过程中，弹力做功为
整个过程中弹力做功
整个过程中，摩擦力做功
比较两力做功可知，弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与实际路径有关。
