【物理】江西省上饶市2018-2019学年高一下学期期末教学质量测试试题（解析版）

【物理】江西省上饶市2018-2019学年高一下学期期末教学质量测试试题（解析版）

江西省上饶市2018-2019学年高一下学期期末教学质量测试一、选择题 ‎1. 做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是 A. 动能 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 速度、加速度、合外力均为矢量，既有大小又有方向。在匀速圆周运动中，速度、加速度和合外力的方向每时每刻发生变化，但动能为标量，只有大小，因为在匀速圆周运动中，速度大小不变，由得，动能不变。故A正确，BCD错误。‎ ‎2.下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是 A. 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程 B. 小石块被斜向上抛出后在空中运动的过程 C. 人乘电梯加速上升的过程 D. 子弹射穿木块的过程 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程动能不变而重力势能减小，机械能减少，故A错误； ‎ B．小石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，故B正确；‎ C．人乘电梯加速上升的过程，重力势能增加、动能增加，机械能增加，故C错误；‎ D．子弹射穿木块的过程要克服阻力做功，机械能减少，故D错误；‎ ‎3. 下列关于同步卫星的说法正确的是（ ）‎ A. 它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 B. 它的周期、高度、速度的大小都是一定的 C. 我国发射的同步通讯卫星定点在北京上空 D. 不同的同步卫星所受的向心力相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 所有的地球同步卫星的必要条件是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，角速度等于地球自转的角速度，周期等于地球自转的周期，则轨道高度和速度是确定的，故AC错误，B正确。由万有引力等于向心力，由向心力公式知质量不同的卫星受的向心力是不同的，故D错误。故选B。‎ ‎4.质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图象中可能正确的是( 　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、物体做曲线运动，物体的速度的方向是沿着轨迹的切线方向的，所以A错误；‎ B、物体受到的合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，并且合力的方向和加速度的方向是相同的，所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断BC错误，D正确；‎ ‎5.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是 A. 风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B. 风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害 C. 运动员下落时间与风力有关 D. 运动员着地速度与风力无关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因而，水平风速越大，落地的合速度越大，会对运动员造成伤害，但落地时间不变；‎ A．风力越大，运动员下落时间不变，选项A错误；‎ B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害，选项B正确；‎ C．运动员下落时间与风力无关，选项C错误；‎ D．运动员着地速度与风力有关，选项D错误。‎ ‎6.如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC 的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力。则必须（ ）‎ A. 先同时抛出A、B两球，且vA＜vB＜vC B. 后同时抛出B、C两球，且vA＜vB＜vC C. 后同时抛出A、B两球，且vA＞vB＞vC D. 先同时抛出B、C两球，且vA＞vB＞vC ‎【答案】D ‎【解析】‎ B、C的高度相同，大于A的高度，根据：知B、C的时间相等，大于A的时间，可知B、C两球同时抛出，A后抛出；A、B的水平位移相等，则A的初速度大于B的初速度，B的水平位移大于C的水平位移，则B的初速度大于C的初速度，即vA＞vB＞vC，故D正确.‎ ‎7.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g，不计空气阻力) (　 　)‎ A. B. C D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 小球A下降高度h过程中，重力势能转化为弹性势能，所以此时弹簧的弹性势能为，换为质量为3m的小球B，下降h时减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球B 的动能，根据能量守恒可知 由于弹簧形变量与第一次相等，所以此位置的弹性势能仍然为，解得：故C正确；ABD错误；故选C ‎8.如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是 A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动 B. 过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态 C. 过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于 D. 过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；‎ B．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B错误；‎ C．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则得：，所以过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于，故C正确；‎ D．过山车在斜面h=3R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：，解得；，所以轨道对车的支持力为 故D正确；‎ ‎9.“嫦娥四号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球.如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比 A 卫星线速度增大，角速度减小 B. 卫星线速度减小，角速度减小 C. 卫星动能减小，机械能减小 D. 卫星动能减小，机械能增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 万有引力提供向心力：‎ 解得：‎ AB．根据题意两次变轨后，卫星分别为从“24小时轨道”变轨为“48小时轨道”和从“48小时轨道”变轨为“72小时轨道”，则由上式可知，在每次变轨完成后与变轨前相比运行周期增大，运行轨道半径增大，运行线速度减小，角速度减小，故A错误，B正确。‎ CD．每次变轨完成后与变轨前相比后，半径都增大，卫星必须点火加速，动能变大，机械能增大，故CD错误。‎ ‎10.一物体竖直向上抛出，从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t，上升的最大高度是H，所受空气阻力大小恒为F，则在时间t内 A. 物体受重力的冲量为零 B. 在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小 C. 物体动量的变化量大于抛出时的动量 D. 物体机械能的减小量等于FH ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 重力的冲量I=mgt，故A错误；上升：mg+F=ma1，下降：mg-F=ma2，可得上升的加速度较大，用时小，故在上升过程中空气阻力对物体的冲量Ft较小，所以B正确；设抛出的速度为v0，下降回到抛出点的速度为v，取向上为正方向，则动量的变化量为-mv-mv0大于抛出时的动量mv0，所以C正确；因上升和下落阻力均做负功，所以减少的机械能为2FH，D错误。‎ 二、实验题 ‎11.利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，细线拉力的大小可由拉力传感器测出，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。‎ ‎（1）完成该实验时，__________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；‎ ‎（2）在正确规范操作后，实验时读出拉力传感器的示数F，测出小车质量M，遮光条宽度d，挡光时间t及AB间的距离L，则验证动能定理的表达式为________（用测得的物理量表示）。‎ ‎【答案】 (1). 需要 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由于该实验只有绳子的拉力，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力．‎ ‎（2）光电门测速度原理是用平均速度来代替瞬时速度，则在B点的速度 根据功能关系可以求出需要验证的关系式为：．‎ ‎12.利用图装置做“验证机械能守恒定律”的实验.‎ ‎ （1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________。（选填器材前的字母）‎ A.大小合适的铁质重锤 B.体积较大的木质重锤 C.刻度尺 D.游标卡尺 E.秒表 ‎（2）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________。‎ A.释放重锤前，使纸带保持竖直 B.做实验时，先释放重锤，再接通打点计时器的电源 C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v＝计算，其中g应取当地的重力加速度 D.用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 ‎（3）图是实验中得到的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC 。重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的变化量|ΔEp|＝________，动能的变化量|ΔEk|＝________。‎ ‎（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2－h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2－h图象是下列图中的________。‎ A.B. C.D.‎ ‎【答案】 (1). AC (2). ABD (3). mghB (4). A ‎【解析】‎ ‎（1）实验要用到重锤来使纸带向下做匀加速运动，铁质的体积较小，那么空气阻力较小，实验误差较小；另外，测量纸带上点之间的距离来得到下落距离时，测量距离较短，一般采用刻度尺，不需要使用到游标卡尺这样的精度；由打点计时器即可得到点之间的时间间隔，故不需要计时器秒表，故必须使用的还有AC；‎ ‎（2）A、释放重锤前，使纸带保持竖直可以减少摩擦，故A正确； B、做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤；打点计时器先启动，可以保证纸带上的速度从零开始，那么纸带上的点较多，可选用的点也较多，那么多组数据处理可减少实验误差，故B正确；‎ C、由于摩擦、空气阻力等因素，通常；而且我们实验目的就是要验证，故不能用该公式计算，通常利用匀变速运动时间中点的瞬时速度等于平均速度来求得某一位置的速度，故C错误；‎ D、某点到O点的距离h即为重锤下落的高度，故有mgh求得重力势能的减少量，故D正确；‎ ‎（3）从打下O点到打下B点的过程中，重锤下落高度为hB，故重锤重力势能的减少量 ‎|△Ep|=mghB；由A、B、C到起始点的距离和时间间隔可知：从A到C的平均速度为B点的瞬时速度，故B点的瞬时速度；‎ 那么从打下O点到打下B点的过程中，重锤动能的增加量 ‎；‎ ‎（4）设阻力为F，那么，由动能定理可得：，故A正确，BCD错误；‎ 三.计算题 ‎13.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一项重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要，若飞行器在绕月球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距月球表面高度h的圆形轨道。已知月球半径R，月球表面处的重力加速度g。试导出飞行器在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示）。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 对飞行器由牛顿第二定律可得：‎ ‎①‎ 因为：‎ GM=gR2                     ②‎ 由①②两式可得：‎ ‎；‎ ‎14.在距地面20m高处，某人以20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，不计空气阻力（g取10m/s2）。求 ‎（1）物体从抛出到落到地面过程重力的冲量；‎ ‎（2）落地时物体的动量。‎ ‎【答案】（1）20N∙s，方向竖直向下（2）， 与水平方向的夹角为45°‎ ‎【解析】‎ ‎（1）物体做平抛运动，则有：‎ 解得：‎ t=2s 则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量 ‎ I=mgt=1×10×2=20N•s 方向竖直向下。‎ ‎（2）在竖直方向，根据动量定理得 I=py-0。‎ 可得，物体落地时竖直方向的分动量 py=20kg•m/s 物体落地时水平方向的分动量 px=mv0=1×20=20kg•m/s 故落地时物体的动量 ‎ ‎ 设落地时动量与水平方向的夹角为θ，则 θ=45°‎ ‎15.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥，如图所示，桥面为半径R=130m的圆弧形的立交桥AB，横跨在水平路面上，桥高h=10m。可以认为桥的两端A、B与水平路面的连接处是平滑的。一辆小汽车的质量m=1000kg，始终以额定功率P=20KW从A端由静止开始行驶，经t=15s到达桥顶，不计车受到的摩擦阻力（g取10m/s2）。求 ‎（1）小汽车冲上桥顶时的速度是多大；‎ ‎（2）小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小。‎ ‎【答案】（1）20m/s；（2）6923N；‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小汽车从A点运动到桥顶，设其在桥顶速度为v，对其由动能定理得：‎ ‎ ‎ 即 解得：‎ v=20m/s；‎ ‎（2）在最高点由牛顿第二定律有 ‎ ‎ 即 解得 N=6923N 根据牛顿第三定律知小汽车在桥顶时对桥的压力N′=N=6923N；‎ ‎16.如图所示，一长度LAB＝4 m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度LBC＝2 m，离地面高度H＝1.6 m，下方有一半球体与水平台相切，半球体半径r＝1 m，OD与水平面夹角为α＝53°，整个轨道处于竖直平面内。一物块b ‎（可视为质点）静止于C处，在斜面顶端A处由静止释放另一物块 a（可视为质点），物块a下滑到C处与物块b发生弹性碰撞，物块a与物块b碰撞后，物块b恰好落在D点。已知物块a与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，g取10 m/s2 （sin 53°＝，cos 53°＝）。求 ‎（1）物块a与物块b碰撞前的速度大小；‎ ‎（2）碰撞后物体b速度大小；‎ ‎（3）求物块a最终停在何处。‎ ‎【答案】（1）6m/s；（2）4m/s；（3）物块a最终停在B处。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设物块a与物块b碰撞前速度大小为va。物块a从A到C的过程，根据动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ va=6m/s ‎（2）设物块a与b发生碰撞后的速度为va′，b飞出的速度为vb．碰撞后物体b做平抛运动，由几何关系，可知物块b在CD间的水平位移 ‎ x=r+rcosα 竖直位移 ‎ h=H-rsinα 又根据平抛运动的规律有 ‎ x=vbt ‎ ‎ 联立解得 ‎ vb=4m/s ‎（3）a、b发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒分别得 mava=mava′+mbvb。‎ ‎  ‎ 解得 ‎ va′=-2m/s 设物块a在BC上运动的总路程为S。‎ 对物块a，根据动能定理得 ‎ ‎ 解得 S=2m 因为LBC=2m，所以最终物块a停止在B点。‎