广东省第二师范学院番禺附属中学2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题

广东省第二师范学院番禺附属中学2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题

www.ks5u.com 广东第二师范学院番禺附属中学2018—2019 学年第二学期高一级期末考试物理（必修二）‎ 一．单项选择题 ‎1. 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 A. 质量可以不同 B. 轨道半径可以不同 C. 轨道平面可以不同 D. 速率可以不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：地球同步轨道卫星有几个一定：定轨道平面、定轨道半径（或定高度）、定运转周期等，了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量．‎ 许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的质量可以不同，故A正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即这些卫星ω相同，根据万有引力提供向心力得，因为ω一定，所以r必须固定，故B错误；它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上，故C错误；根据万有引力提供向心力得运转速度为，由于同步卫星轨道半径是一定的，所以速率也不变，D错误．‎ ‎2. 下列说法符合史实的是（ ）‎ A. 牛顿首先发现了行星的运动规律 B. 开普勒发现了万有引力定律 C. 卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量数值 D. 牛顿首先发现了海王星和冥王星 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；‎ B项：牛顿发现了万有引力定律，故B错误；‎ C项：卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，使万有引力定律有了真正的使用价值，故C正确；‎ D项：亚当斯和勒威耶发现了海王星，克莱德汤博发现了冥五星，故D错误。‎ ‎3.做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是(　　)‎ A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，但是速率不一定变化，所以速度一定在变化，故A错误，B正确；‎ C、平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故CD错误。‎ ‎4.如图所示，曲线AB为一质点的运动轨迹，某人在曲线上P点做出质点在经过该处时其受力的8个可能方向，正确的是 A. 8个方向都可能 B. 只有方向1、2、3、4、5可能 C. 只有方向1、3可能 D. 只有方向2、3、4可能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向。根据该特点知，只有方向2、3、4可能。故选D。‎ 点睛：本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，以及曲线运动轨迹的特点，本题基本上就可以解决了．‎ ‎5.平抛物体的初速度为v0，当水平方向分位移与竖直方向分位移相等时的瞬时速率为 A. v0 B. 2 v0 C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据v0t＝gt2得，t=，竖直分速度vy=gt=2v0．根据平行四边形定则知，瞬时速率．故选D.‎ 点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．‎ ‎6.如图所示，质量相同的物体A和B，分别位于地球表面赤道上的a处和某一纬度上的b处，跟随地球匀速自转，下列说法正确是(　　)‎ A. A物体线速度等于B物体的线速度 B. A物体的角速度等于B物体的角速度 C. A物体所受的万有引力小于B物体所受的万有引力 D. A物体向心加速度等于B物体的向心加速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 两者角速度相同，由v=rω半径大的线速度大，A物体的线速度大于B物体的线速度，故A错误，B正确两物体质量相同，距离球心的距离相等，则所受的万有引力的大小相等，故C错误；由a=rω2知，半径大的向心速度大，则A物体的向心加速度大于B物体的向心加速度，‎ 故D错误。故选B。‎ 点睛：本题考查对共轴转动的物体各个量的比较，抓住它们的周期和角速度相同是关键，同时要明确万有引力和向心加速度的决定因素．‎ ‎7.如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的 A. 支持力做功为mgl B. 重力做功为mgl C. 拉力做功为Flcosθ D. 滑动摩擦力做功为-μmgl ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对雪橇及其坐在其上的人受力分析，如图： A．支持力做功，故A错误； B．重力做功，故B错误； C．拉力做功为，故C正确； D．雪橇竖直方向受力平衡：，则，则摩擦力大小为：，则摩擦力做功：，故D错误。‎ ‎8.利用传感器和计算机可以测量快速变化的力，如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力F随时间的变化图象．实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．从图象所提供的信息，判断以下说法中正确的是 A. t1时刻小球速度最大 B. t2时刻小球动能最大 C. t2时刻小球势能最大 D. t2时刻绳子最长 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 把小球举高到绳子悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，所以t1时刻小球速度不是最大。故A错误。t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，动能最小，势能也最小，绳子也最长。故BC错误，D正确。故选D。‎ 点睛：本题考查运用牛顿定律分析小球运动情况的能力，要注意绳子拉力的变化与弹簧的弹力类似，主要是分析弹力和重力的大小关系，从而分析小球的运动情况．‎ ‎9.如图所示,水平面上固定一个斜面,从斜面顶端向右平抛一个小球,当初速庋为时,小球恰好落到斜面底端,小球在空中运动的时间为.现用不同的初速度从该斜面顶端向右平抛该小球,以下哪个图像能正确表示小球在空中运动的时间t随初速度变化的关系（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面倾角为，当小球落在斜面上时，有，解得，即与速度成正比；当小球落在水平面上时，根据，解得，知运动时间不变，可知与的关系图线先是过原点的一条倾斜直线然后是平行于横轴的直线，故选项C正确，A、B、D错误。‎ 二．多项选择题 ‎10.当船速大于水速时，下列关于渡船的说法中正确的是 A. 船头方向斜向上游，渡河时间最短 B. 船头方向垂直河岸，渡河时间最短 C. 当水速度变化时，渡河的最短时间不变 D. 当水速度变大时，渡河的最短时间变长 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 当静水速（船头指向）与河岸垂直，在垂直于河岸方向上的速度最大，则渡河时间最短，当水流速度增大，不影响垂直于河岸方向上的分速度，则渡河时间不变。故BC正确，AD错误。故选BC。‎ 点睛：解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰．‎ ‎11. 如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则 A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同 C. a的水平速度比b的小 D. b的初速度比c的大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间．故A错误,B正确；‎ C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；‎ D．b、c的运动时间相同，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．故D正确。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.‎ ‎12.2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆。为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国于2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”如图所示，“鹊桥号”中继星围绕地月拉格朗日L2点旋转，“鹊桥号”与L2点的距离远小于L2点与地球的距离。已知位于地月拉格朗日Ll、L2点处的小物体能够在地月的引力作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（　　）‎ A. “鹊桥号”的发射速度大于11.2km/s B. “鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期 C. 同一卫星在L2点受地月引力的合力比在L1点受地月引力的合力大 D. “鹊桥号”若刚好位于L2点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于11.2km/s，故A不符合题意；‎ B、根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B符合题意；‎ C、“鹊桥”中继星在的L2点是距离地球最远的拉格朗日点，由Fn=mω2r可知在L2点所受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C符合题意；‎ D、“鹊桥号”若刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，并不能更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持，故D不符合题意。‎ ‎13.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 A. 3t0时刻的瞬时功率为 B. 3t0时刻的瞬时功率为 C. 在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.3t0时速度 v=a1·2t0+a2t0=·2t0+·t0=‎ ‎3t0时刻瞬时功率 P=3F0·v=‎ 故A错，B对；‎ CD.0~2t0内，力F0做的功 W1=F0···（2t0）2=‎ ‎2t0~3t0内位移 x2=a1·2t0·t0+··=+=‎ ‎2t0~3t0内水平力3F0做的功 W2=3F0x2=‎ ‎0~3t0内平均功率 ‎==‎ C错，D对。‎ 三．实验题 ‎14.某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。‎ ‎ ‎ ‎（1）除了图示的实验器材，下列器材中还必须使用的是_______ ‎ A．直流电源 B．刻度尺 C．秒表 D．天平（含砝码）‎ ‎（2）实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力，目的是_______‎ A．为了使小车能做匀加速运动 B．为了增大绳子对小车的拉力 C．为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功 ‎（3）平衡摩擦力后，为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力，实验中确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时，先接通电源，再释放小车，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC，相邻计数点间的时间间隔为T，已知当地重力加速度为g，实验时钩码的总质量为m，小车的质量为M。从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=___________； 小车动能变化量ΔEk=_____________‎ ‎【答案】 (1). BD (2). C (3). mgSB (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）实验需要测出小车的质量，因此需要天平，进行实验数据处理时要求出小车的速度，需要用刻度尺测出计数点间的距离，故选BD． （2）实验前要把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，平衡摩擦力后小车受到的合力等于绳子的拉力，可以使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，C正确；故选C． （3）从O到B的运动过程中，拉力对小车做功W=mgsB； 打下B点时小车的速度：vB=，小车动能变化量△Ek=Mv2=；‎ 点睛：探究合力做功与动能变化之间的关系关系实验时需要求出小车动能的变化量与合外力做功，实验前要平衡摩擦力，需要测出小车质量与速度，知道实验原理是解题的前提．‎ ‎15.用如图实验装置验证m 1 、m 2组成的系统机械能守恒。m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m 1= 50g 、m 2 =150g ，则 ‎①在纸带上打下记数点5时的速度v = __________________m/s；（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎②在本实验中,若某同学作出了图像,如图，h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g = _________________m/s2。（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎③在记数点0～5过程中系统动能的增量△EK =_______________J.系统势能的减少量△EP =_____J；（计算结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 2.4 (2). 9.7 (3). 0.576 (4). 0.582‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：‎ ‎ ‎ ‎（2）[2] 由于 ‎ ‎ 由于 ‎ ‎ 解得：‎ ‎ ‎ 则有：‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎（3）[3][4] 物体的初速度为零，所以动能的增加量为 ‎ ‎ 重力势能的减小量等于物体重力做功，故：‎ 四．解答题 ‎16.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h高处让小球以某一初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x和落地时间t，又已知该星球的半径为R，己知万有引力常量为G，求：‎ ‎（1）小球抛出的初速度vo ‎（2）该星球表面的重力加速度g ‎（3）该星球的质量M ‎（4）该星球的第一宇宙速度v（最后结果必须用题中己知物理量表示）‎ ‎【答案】(1) v0=x/t (2) g=2h/t2 (3) 2hR2/(Gt2) (4) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小球做平抛运动，在水平方向：x=vt，‎ 解得从抛出到落地时间为：v0=x/t ‎ ‎（2）小球做平抛运动时在竖直方向上有：h=gt2， ‎ 解得该星球表面的重力加速度为：g=2h/t2； ‎ ‎（3）设地球的质量为M，静止在地面上的物体质量为m，‎ 由万有引力等于物体的重力得：mg=‎ 所以该星球的质量为：M== 2hR2/(Gt2)； ‎ ‎（4）设有一颗质量为m的近地卫星绕地球作匀速圆周运动，速率为v，‎ 由牛顿第二定律得： ‎ 重力等于万有引力，即mg=， ‎ 解得该星球的第一宇宙速度为： ‎ ‎17.额定功率为96kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是40m/s，汽车的质量是2000kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变．求：‎ ‎(1)汽车受到的阻力多大？‎ ‎(2)5s末汽车的瞬时功率多大？‎ ‎(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少？‎ ‎【答案】(1) 2400N (2) 64kW (3) 7.5s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当汽车达最大速度时，加速度为零，牵引力的大小等于阻力的大小由P=FV 即：‎ ‎(2)设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为，根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 假设5s末汽车仍然匀加速，则此时的瞬时速度为 则 故说明汽车在5s末的瞬时功率为64kW ‎(3)汽车做匀加速运动时，牵引力恒定，随着车速的增大，汽车的输出功率增大，当输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度，设为 ‎ 则有： ‎ 根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间为 ‎18.光滑的四分之一圆弧AB，半径为R，末端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=5m，始终以的速度顺时针运动。一个质量m=1kg的物块从圆弧顶端A由静止开始滑下，物块通过B点后进入水平传送带，物块与传送带间动摩擦因数分别为μ=0.2，传送带上表面在距地面的高度为H=5m,忽略空气阻力，g取。‎ ‎（1）若半径R=0.25m，求物块滑到B点时对轨道的压力多大？离开传送带后的水平位移是多少？‎ ‎（2）求半径R满足什么条件时，物块从圆弧顶端A由静止释放后均落到地面上的同一点D。‎ ‎【答案】(1) ， 5m (2) 0.8m≤R2.8m ‎【解析】‎ ‎（1）物块在圆弧上运动，据动能定理：-0 ‎ 得到m/s 物块圆弧上做圆周运动，在B点受力得： ‎ ‎ ‎ 根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为30N ‎ 物在传送带做匀加速直线运动，加速度a=μg=2m/s2 ‎ 设物块在传送带上全程匀加速，末速度为 则 ‎ 得出假设成立。‎ 物块离开传送带后做平抛运动， ‎ ‎ ‎ 则水平位移为X=5m ‎ ‎(2)要使物块落入地面上同一点D，则物块离开水平传送带的末速度等于传送带的速度V=6m/s ‎ 若物块全程做匀加速直线运动，则 得到 ‎ 即只要VB≥4m/s即可满足条件。‎ 物块在圆弧轨道上， ‎ 得到R≥0.8m 若物块滑至B点的速度大于皮带的速度，则物块做匀减速直线运动，a=-μg=-2m/s2‎ 设全程做匀减速直线运动，则，得到 m/s ‎ 即只要VB≤ m/s即可满足条件。‎ 物块在圆弧轨道上， ‎ 得到R2.8m 因此圆弧半径R满足：0.8m≤R2.8m， ‎ 物块从静止释放均落到地面上的同一点D。‎ ‎ ‎