2018-2019学年安徽省宣城市高一下学期期末考试物理试题（解析版）

2018-2019学年安徽省宣城市高一下学期期末考试物理试题（解析版）

宣城市2018—2019学年度第二学期期末调研测试 高一物理试题 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是 A. 物体做直线运动时，所受的合力一定为零 B. 物体做曲线运动时，所受的合力一定变化 C. 物体做匀速圆周运动时，物体的速度保持不变 D. 物体做平抛运动时，物体的加速度保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物体做直线运动时，所受的合力不一定为零，例如自由落体运动，选项A错误；‎ B. 物体做曲线运动时，所受的合力不一定变化，例如平抛运动，选项B错误；‎ C. 物体做匀速圆周运动时，物体的速度大小保持不变，但是方向不断变化，选项C错误；‎ D. 物体做平抛运动时，物体的加速度为g保持不变，选项D正确.‎ ‎2.在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A. 运动员做圆周运动的角速度为vR B. 如果运动员减速，运动员将做离心运动 C. 运动员做匀速圆周运动的向心力大小是m D. 将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 运动员做圆周运动的角速度为，选项A错误；‎ B. 如果运动员加速，运动员将做离心运动，选项B错误；‎ C. 运动员做匀速圆周运动的向心力大小是m，选项C正确；‎ D. 将运动员和自行车看做一个整体，则整体受重力、支持力、摩擦力的作用，三个力的合力充当向心力，选项D错误.‎ ‎3.质量m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用沿+x轴方向的力F1=8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿+y方向的力F2=24N作用了1s．则质点在这3s内的轨迹为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律．‎ 分析：物体在F1作用下在x轴方向做匀加速直线运动，撤去F1，施加F2，由于合力与速度方向垂直，做曲线运动，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向研究，在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀加速直线运动．‎ 解答：解：质点在F1作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动，加速度a1==2m/s2，速度为v1=at1=4m/s，对应位移x1=a1t12=4m，到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用，物体在+x轴方向匀速运动，x2=v1t2=4m，在+y方向加速运动，+y方向的加速度a2==6m/s2，方向向上，对应的位移y=a2t22=3m，物体做曲线运动．q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知D正确，A、B、C错误．‎ 故选D．‎ 点评：解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向，分析出两方向分运动的情况．‎ ‎4.如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的是 A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道I上经过A的动能 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A的速度小于经过B的速度。故A错误。‎ ‎ B.从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动。所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度，则在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动。故B错误。‎ ‎ C.根据开普勒第三定律＝C，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期。故C正确。‎ ‎ D.由可得在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点距离地心的距离r相等，因此所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，加速度相等。故D错误。‎ ‎5.如图所示，在倾角为45°的斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度υ0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1。另一小球B从同一位置Q处自由下落，下落至P点的时间为t2，不计空气阻力，则t1：t2为 A. l：2 B. 1： C. 1：3 D. 1：‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体垂直落到斜面上，因斜面倾角为45°，则竖直速度vy=v0=gt1，则；Q点到斜面的水平距离为v0t1，则QP=v0t1+=，则由QP=解得；‎ A. l：2，与结论不相符，选项A错误； ‎ B. 1：，与结论相符，选项B正确； ‎ C. 1：3，与结论不相符，选项C错误； ‎ D. 1：，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6.如图所示，用水平恒力F拉着一物体沿水平面从A移到B的过程中，下列说法正确的是 A. 有摩擦力比无摩擦力时，力F做的功多 B. 物体加速运动比减速运动时，力F做的功多 C. 物体无论怎样运动，力F做的功相等 D. 有摩擦力与无摩擦力时，力F的平均功率相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.F为恒力，F做功的大小W=Fx，与有无摩擦力无关，故A错误。‎ BC.根据W=Fx知，无论加速还是减速，F做功一样多，故B错误C正确。‎ D.有无摩擦力时，F做功相等，有摩擦力时，加速度较小，运动时间较长，则平均功率较小，可知有摩擦力与无摩擦力时平均功率不等，故D错误。‎ ‎7.如图所示，质量为m的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落，且下落过程中所受阻力恒定，加速度为g。在运动员下落h的过程中(蹦极绳未拉直前)，下列说法正确的是 A. 运动员的动能增加了mgh B. 运动员的重力势能减少了 mgh C. 运动员的机械能减少了mgh D. 运动员克服阻力所做的功为mgh ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由牛顿第二定律知，运动员所受的合力为：F合=ma=mg，根据动能定理知运动员的动能增加量为：△EK=W合=mgh，故A正确。‎ B.重力做的功为：WG=mgh，重力势能减少了：△EP=mgh，故B错误。‎ C.运动员的动能增加了mgh，重力势能减少了mgh，则机械能减少了mgh-mgh=mgh，选项C错误；‎ D.根据功能原理知：运动员克服阻力所做的功等于机械能的减少量，为mgh．故D错误。‎ ‎8.某小船在河宽为d，水速恒定为v的河中渡河，第一次用最短时间从渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v1，所用时间为t1；第二次用最短航程渡河从同一渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v2，所用时间为t2，结果两次恰好抵达对岸的同一地点，则 A. 第一次所用时间t1= B. 第二次所用时间t2=‎ C. 两次渡河的位移大小为 D. 两次渡河所用时间之比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】A. 第一次所用时间t1=，选项A错误；‎ B.第二次渡河时船头方向与合速度方向垂直，即船速方向不是指向河对岸，则渡河的时间不等于，选项B错误； ‎ C.两船抵达的地点相同，位移相同，由第一次渡河可知，位移为，选项C错误；‎ D.两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直。如图。‎ ‎ 两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比。则：，D正确.‎ ‎9. 一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能 A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 试题分析：一质点开始时做匀速直线运动，说明质点所受合力为0，从某时刻起受到一恒力作用，这个恒力就是质点的合力．‎ 根据这个恒力与速度的方向关系确定质点动能的变化情况．‎ 解：A、如果恒力与运动方向相同，那么质点做匀加速运动，动能一直变大，故A正确．‎ B、如果恒力与运动方向相反，那么质点先做匀减速运动，速度减到0，质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动，动能再逐渐增大．故B正确．‎ C、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相同，这个方向速度就会增加，另一个方向速度不变，那么合速度就会增加，不会减小．故C错误．‎ D、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相反，这个方向速度就会减小，另一个方向速度不变，那么合速度就会减小，当恒力方向速度减到0时，另一个方向还有速度，所以速度到最小值时不为0，然后恒力方向速度又会增加，合速度又在增加，即动能增大．故D正确．‎ 故选ABD．‎ ‎【点评】对于直线运动，判断速度增加还是减小，我们就看加速度的方向和速度的方向．‎ 对于受恒力作用的曲线运动，我们可以将速度分解到恒力方向和垂直恒力方向，再去研究．‎ ‎10.如图所示，a是静止在赤道上随地球自转的物体，b、c是在赤道平面内的两颗人造卫星，b位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，c是同步卫星．下列关系正确的是 A. 物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度 B. 卫星b的角速度小于卫星c的角速度 C. 物体a随地球自转周期等于卫星c的周期 D. 物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.地球赤道上的物体a与地球同步卫星c具有相同的角速度，由v=rω知，物体a随地球自转的线速度小于卫星c的线速度。对于卫星b、c，根据万有引力提供向心力得 ，可得，则知卫星c的线速度小于卫星b的线速度，所以物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度，故A正确。‎ B.对于卫星b、c，由知，卫星b的角速度大于卫星c的角速度，故B错误；‎ C.c是地球的同步卫星，其运行周期与地球自转周期相同，故C正确。‎ D.对于a、c，角速度相等，由a=rω2比较知，物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度。故D正确；‎ ‎11.质量为m的汽车在平直路面上匀加速启动，启动过程的速度变化规律如图所示，其中OA为过原点的一条直线，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则 A. 0~t1时间内，汽车的牵引力等于m B. t1~t2时间内，汽车的功率等于Ffv2‎ C. t1~t2时间内汽车的功率等于t2以后汽车的功率 D. t1~t2时间内，汽车的平均速度等于 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度，根据牛顿第二定律得，F-Ff=ma，解得牵引力F=Ff+m，故A错误。‎ B.从t1时刻起汽车的功率保持不变，t2时刻达到最大速度，则功率为P=Ffv2，选项B正确；‎ C.从t1时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在t1～t2时间内的功率等于t2以后的功率，故C正确。‎ D.t1～t2时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度不等于 ，故D错误。‎ ‎12.如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率v1顺时针转动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2(v1>v2)滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。在上述过程中，下列判断正确的是 A. 滑块返回传送带右端的速率为v2‎ B. 此过程中电动机对传送带做功为2mv1v2‎ C. 此过程中传送带对滑块做功为mv－mv D. 此过程中滑块与传送带之间因摩擦产生的热量为m(v1－v2)2‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于传送带足够长，滑块受向右的摩擦力，减速向左滑行，至速度为0，之后，再加速向右滑行，由于v1>v2，物体会在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于v2时，物体回到原出发点，即滑块返回传送带右端的速率为v2，故A正确； B.设滑块向左运动的时间t1，位移为x1，则： ‎ 摩擦力对滑块做功：W1=fx1=① 又摩擦力做功等于滑块动能的减小，即：W1=mv22  ② 该过程中传送带的位移：x2=v1t1 摩擦力对传送带做功：  ③ 将①②代入③得：W2=mv1v2 同理可计算，滑块返回到出发点时摩擦力对传送带做功为W2=mv1v2 则此过程中电动机对传送带做功为W=W2+ =2mv1v2，选项B正确；‎ C.此过程中只有传送带对滑块做功根据动能定理W′=△EK得：W=△EK=mv22-mv22=0，故C错误； D.物块向左减速运动时，物块相对传送带的位移为： ‎ 物块向右加速运动时，物块相对传送带的位移为： ‎ 则此过程中滑块与传送带问因摩擦产生的热量为 ，故D错误。‎ 二、实验题 ‎13.用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不计阻力。‎ ‎(1)根据照片显示的信息，下列说法中正确的是___________‎ A．只能确定b球的运动是自由落体运动 B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动 C．只能断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动 D．可以确定a球沿水平方向运动是匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成 ‎(2)根据照片信息可求出a球的水平速度大小为___________m/s；当a球与b球运动了___________s时它们之间的距离最小。‎ ‎【答案】 (1). D (2). 1 (3). 0.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.因为相邻两照片间的时间间隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同，知竖直方向上做自由落体运动．故D正确，ABC错误．‎ 第二空.根据△y=gT2=10×0.01m=0.1m．所以2L=0.1m，所以平抛运动的初速度．‎ 第三空.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动，所以位移之差恒定，当小球a运动到与b在同一竖直线上时，距离最短，则 ‎14.如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律.‎ ‎(1)供实验选择的重物有以下四个，应选择___________‎ A．质量为10g的砝码 B．质量为50g的塑料球 C．质量为200g的木球 D．质量为200g的铁球 ‎(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如下图所示，纸带的___________端(选填“左”或“右’)与重物相连。‎ ‎(3)上图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，为验证重物对应O点和F点机械能是否相等，并使数据处理简便，应测量O、F两点间的距离h1和E、G两点间的距离h2。‎ ‎(4)已知重物质量为m，打点计时器打点周期为T，从O点到F点的过程中重物动能的增加量△E=___________(用本题所给字母表示)‎ ‎(5)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点O的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2-h图线，如图所示。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2，由图线求得重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为___________%(保留两位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). D (2). 左 (3). (4). 1.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.为了减小相对阻力，应该选择密度较大的铁球，故选D.‎ 第二空.由纸带的点迹分布可知，从左到右相邻两点间距逐渐变大，可知纸带的左端与重物相连；‎ 第三空.打F点时的速度：，则重物的动能：.‎ 第四空.由可得，‎ 则由图像可知，则a=9.7m/s2;‎ 由牛顿定律：mg-f=ma解得f=0.1m，‎ 则 三、计算题 ‎15.已知火星表面附近的重力加速度为g，火星半径为R，火星自转周期为T。万有引力常量为G。求：‎ ‎(1)火星上卫星的第一宇宙速度；‎ ‎(2)火星的同步卫星距行星表面的高度h。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设质量为m的卫星绕火星表面飞行速度为v，万有引力提供向心力 ‎ ①‎ 又由于 ②‎ 得 ‎（2）其同步卫星的周期等于其自转周期T ‎ 则对其同步卫星有： ③ ‎ 联立②③解得： ‎ ‎16.一列火车总质量m=5×105kg，机车发动机的额定功率P=3×106w，水平轨道对列车的阻力是车重的0.02倍，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取g=10m/s2，求：‎ ‎(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度vm；‎ ‎(2)当行驶速度为v=20m/s时，机车发动机的功率已经为额定功率，此时加速度a的大小。‎ ‎【答案】(1)30m/s (2)0.1m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当列车的加速度为零，速度达到最大值vm ‎ ‎ ‎(2)当时，列车加速运动，根据牛顿第二定律可得：‎ 当时，‎ ‎17.如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上．一长为L=9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m=1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断．之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x=5cm．(g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求：‎ ‎(1)细绳受到的拉力的最大值；‎ ‎(2)D点到水平线AB的高度h； ‎ ‎(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep。‎ ‎【答案】（1）30N （2）3.2m （3）54J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）小球由C到D，由机械能守恒定律得：‎ 解得①‎ 在D点，由牛顿第二定律得②‎ 由①②解得F＝30 N 由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30 N。‎ ‎（2）由D到A，小球做平抛运动vy2＝2gh③‎ ‎④‎ 联立解得h＝16 cm ‎（3）小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Ep＝mg（L＋h＋xsin 53°），代入数据解得：Ep＝2．9 J。‎ 考点：机械能守恒；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题考查了圆周运动、平抛运动等知识点，综合运用了牛顿第二定律、机械能守恒定律，关键是理清运动过程，选择合适的规律进行求解。‎ ‎18.如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为v0=3m/s，长为L=1.4m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2．求 ‎(1)水平作用力F的大小；‎ ‎(2)滑块开始下滑高度h；‎ ‎(3)在第(2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量Q。‎ ‎【答案】(1) 　(2)0.1 m或0.8 m　(3)0.5 J ‎【解析】‎ ‎【详解】解：（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力FN处于平衡，如图所示：‎ 水平推力 ①‎ 解得：②‎ ‎（2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v下滑过程 由机械能守恒有：，解得：③‎ 若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则 滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：④‎ 解得：⑤‎ 若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有：⑥‎ 解得：⑦‎ ‎（3）设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移：s=v0t 由机械能守恒有：⑧‎ ‎⑨‎ 滑块相对传送带滑动的位移⑩‎ 相对滑动生成的热量⑪‎ ‎⑫‎ ‎ ‎ ‎ ‎