【物理】吉林省通化梅河口市博文学校2019-2020年学年高二上学期期末考试复习1试题（解析版）

【物理】吉林省通化梅河口市博文学校2019-2020年学年高二上学期期末考试复习1试题（解析版）

梅河口市博文学校 2019-2020 年学年高二上学期期末复习题 一、选择题(有的一个选项正确，有的有多个选项正确) 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物 质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是 A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 相对论的创立表明经典力学已不再适用 C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域 【答案】B 【解析】 试题分析：英国科学家牛顿发现了万有引力定律，故 A 正确；经典力学是相对论低速情况 下的近似，经典力学在宏观、低速情况下仍然适用，故 B 错误；英国科学家卡文迪许第一 次在实验室里测出了万有引力常量，故 C 正确；爱因斯坦建立了狭义相对论，研究高速运 动的情形，把物理学推进到高速领域，故 D 正确． 考点：考查了物理学史 2. 一人乘电梯从 1 楼到 10 楼，在此过程中经历了先加速、后匀速，再减速的运动过程，则 地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是（ ） A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功 C. 始终做正功 D. 加速和匀速时做正功，减速时做负功 【答案】C 【解析】 【详解】人乘电梯从一楼到 20 楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的 运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，即 θ=0°，根据力对物体做功的 定义： 可知支持力始终做正功，故 C 正确，ABD 错误。 故选 C． cosW Fs θ= 3.原香港中文大学校长、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟和另外两名美国科学家共同分 享了 2009 年度的诺贝尔物理学奖．早在 1996 年中国科学院紫金山天文台就将一颗于 1981 年 12 月 3 日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”．假设“高锟星”为均匀的球 体，其质量为地球质量的 ，半径为地球半径的 ，则“高锟星”表面的重力加速度是地球 表面的重力加速度的多少倍： A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据 ，得， ，因为高锟星的质量为地球质量的 ，半径为 地球半径的 ，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 ，故 C 正确， ABD 错误． 4.有三颗质量相同的人造地球卫星 1、2、3，其中 1 是放置在赤道附近还未发射的卫星，2 是靠近地球表面做圆周运动的卫星，3 是在高空的一颗地球同步卫星．比较这三颗人造卫星 的角速度 ω，下列判断正确的是 A. ω1=ω2 B. ω1<ω2 C. ω1> ω3 D. ω2< ω3 【答案】B 【解析】 【详解】试题分析：比较卫星 1、3，由两卫星的周期相同，因此角速度 也相同，选 项 C 错误；比较卫星 2、3，由 可得 ；可知半径越小角速度越大， 选项 D 错误；因此 ，A 错误 B 正确 考点：考查人造卫星 点评：本题难度较小，应两两进行比较，找到相同 量，根据公式判断求解 5.某运动员臂长为 L，他将质量为 m 的铅球推出，铅球出手时速度大小为 v0，方向与水平方 向成 30°角，则该运动员对铅球做的功为 ( ) 的 1 k 1 q q k k q 2q k 2k q 2 MmG mgr = 2 GMg r = 1 k 1 q 2q k 2 2 GMm m rr ω= 3 GM r 2 3 >ω ω 2 3 1 ω ω ω> = A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知运动员对铅球做的功等于铅球出手时机械能的增量，即： 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。 6.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度时间图象如图所示，则钢索拉力的 功率随时间变化的图象可能是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在 0 t1 时间内：重物向上做匀加速直线运动，设加速度大小为 a1，根据牛顿第二 定律得 2 0 1 2 mv ( )2 0 2 m gL v+ 2 0mgL mv+ 2 0 1 2mgL mv+ ( )2 21 1sin302 2W E mv mgl m v gl°= ∆ = + = +  1F mg ma− = 则有 拉力的功率 m、a1 均一定，则 P1∝t 在 t1 t2 时间内：重物向上做匀速直线运动，拉力 F=mg 则拉力的功率 P2 不变，根据拉力的大小得到，P2 小于 t1 时刻拉力的功率，在 t2 t3 时间内：重物向上做匀 减速直线运动，设加速度大小为 a2，根据牛顿第二定律得 则有 拉力的功率 m、a2 均一定，P3 与 t 是线性关系，随着 t 延长，P3 减小。t3 时刻拉力突然减小，功率突然 减小。故选 B。 7. 如图所示,细线的一端固定于 O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率 在竖直平面内由 A 点运动到 B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大,后减小 D. 先减小,后增大 【答案】A 1F mg ma= + 1 1 1)(P Fv mg ma a t= = +  2P Fv mgv= =  2mg F ma− = 2F mg ma= − 3 2 0 2( )P Fv mg ma v a t= = − −) ( 【解析】 试题分析：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力 G、 水平拉力 F、绳子拉力 T 三者的合力必是沿绳子指向 O 点．设绳子与竖直方向夹角是 ， 则 （F 与 G 的合力必与绳子拉力在同一直线上），解得 ，而水平拉力 F 的方向与速度 v 的方向夹角也是 ，所以水平力 F 的瞬时功率是 ，则 ，故从 A 到 B 的过程中， 是不断增大的，所以水平拉力 F 的瞬时功率是一 直增大的，故 A 正确 考点：考查了功率的计算 【名师点睛】根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重 力的关系，根据 得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变 化 8.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方 A 位置有一小球．小球从静 止开始下落，在 B 位置接触弹簧的上端，在 C 位置小球所受弹力大小等于重力，在 D 位置 小球速度减小到零，在小球下降阶段中，下列说法正确的是（ ） A. 在 B 位置小球动能最大 B. 从 A→C 位置小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量 C. 从 A→D 位置小球动能先增大后减小 D. 从 B→D 位置小球动能的减少量等于弹簧弹势能的增加量 【答案】C 【解析】 θ tanF G θ= tanF G θ= θ cosP Fv θ= sinP Gv θ= θ cosP Fv α= 试题分析：小球从 B 至 C 过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速，C 到 D，重力小于 弹力，合力向上，小球减速，故在 C 点动能最大，故 A 错误；从 A→C 过程，重力势能减 小量转化为动能、弹性势能，选项 B 错误；从 A→D 过程，A 点和 D 点动能都是零，所以 小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，选项 C 正确；从 B→D 过程，小球的 机械能转化为弹簧的弹性势能，选项 D 错误；故选 C 考点：考查机械能守恒定律 点评：本题关键是要明确能量 转化情况，同时要知道在平衡位置动能最大，借助力与运动 的关系是关键 9.在同一竖直直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两个小球 A 和 B，其运动轨迹如图所示， 不计空气阻力．要使两球在空中相遇，则必须 A. 先抛出 A 球 B. 先抛出 B 球 C. 同时抛出两球 D. 抛出 A 球的初速度大于 B 球的初速度 【答案】A 【解析】 【详解】要是 AB 相遇，一定是同时到达交点的位置，根据 知，A 的高度大，A 运动 的时间要长，所以一定是 A 先抛出，所以 A 正确，BC 错误．因两球水平位移相同，由 可知抛出 A 球的初速度小于 B 球的初速度，选项 D 错误. 10.一个质量为 0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以 6m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小 球沿相反方向运动，反弹后速度大小与碰撞前相等．则碰撞前后小球速度变化量的大小△v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小 W 为 A. △v =0 B. △v = 12m/s C. W = 0 D. W = 8.10J 【答案】BC 【解析】 【 详 解 】 规 定 初 速 度 方 向 为 正 方 向 ， 初 速 度 ， 碰 撞 后 速 度 ， 的 2ht g = xv t = 1 6 /v m s= 2 6 /v m s= − ，负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反，所以碰撞前后小 球速度变化量的大小为 12m/s．故 A 错误．B 正确．运用动能定理研究碰撞过程，由于初、 末动能相等，所以 碰撞过程中墙对小球做功的大小 W 为 0．故 C 正确 D 错误． 11. 如图，质量为 m 物块始终静止在倾角为 θ 的斜面上，则 A. 若斜面向左匀速移动距离 s，斜面对物块做功 mgsinθcosθs B. 若斜面向上匀速移动距离 s，斜面对物块做功 mgs C. 若斜面向左以加速度 a 匀加速移动距离 s，斜面对物块不做功 D. 若斜面向上以加速度 a 匀加速移动距离 s，斜面对物块做功 m（g＋a）s 【答案】BD 【解析】 试题分析：若斜面向右匀速移动，物体受力平衡，斜面对物体 作用力等于重力，故斜面对 物体做功为零，故 A 错误；斜面向上匀速运动，物体受力平衡斜面对物体的作用力 ，则作用力做功 ，故 B 正确；若斜面向左加速度 a 运动时，物体对 斜面的作用力可分解为向上的大小等于重力的支持力，水平方向上 ，则斜面对物体 做功 ，故 C 错误；若斜面向上以加速度 a 加速移动时，由牛顿第二定律可知， ，作用力 ，则斜面对物体做功 ，故 D 正 确； 考点：考查了功的计算；力的合成与分解的运用． 12.质量为 m 的人造地球卫星在地面上的重力为 G0，它在距地面高度等于 2 倍于地球半径 R 的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是 ( ) A. 线速度 B. 动能 G0R C. 周期为 D. 周期为 的 的 2 1 12 /v v v m s∆ = − = − 0kW E= ∆ = F mg= W FS mgs= = F ma= W Fs mas= = F mg ma− = F mg ma= + ( )W Fs mg ma s= = + 0G Rv m = 1 6 0 32 mRT G π= 0 36 mRT G π= 【答案】BD 【解析】 【详解】由题意可知根据万有引力等于重力有： 可得： 再根据万有引力提供向心力： 可解得： 所以动能： 故 BD 正确，AC 错误。 故选 BD。 13.光滑水平地面上，A，B 两物块质量都为 m，A 以速度 v 向右运动，B 原来静止，左端有 一轻弹簧，如图所示，当 A 撞上弹簧，弹簧被压缩到最短时 ( ) A. A、B 系统总动量为 2mv B. A 的动量变为零 C. B 的动量达到最大值 D. A、B 的速度相等 【答案】D 【解析】 【详解】A：A、B 组成的系统所受的合外力为零，动量守恒，初始时总动量为 mv；弹簧被 2 GMm mgR = 0Gg m = 2 0G RM Gm = 22 2 2MmG m mrr r T ν π = =    0 3 G RGMv r m = = 0 36 mRT G π= 2 0 1 1 2 6KE mv G R= = 压缩到最短时，A、B 系统总动量仍为 mv．故 A 项错误． BCD：A 在压缩弹簧的过程中，B 做加速运动，A 做减速运动，两者速度相等时，弹簧压缩 量最大，然后 B 继续加速，A 继续减速，所以弹簧压缩最短时，B 的动量未达到最大值．弹 簧被压缩到最短时，A、B 的速度相等，A 的动量不为零．故 BC 两项错误，D 项正确． 【点睛】两物体沿一直线运动，速度不等时，两者间距离发生变化；当两者速度相等时，两 物体间距离出现极值． 14.如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现 让一小球（可视为质点）自左端槽口 A 点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从 A 点进入槽内，则下列说法正确的是 A. 小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B. 小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球经过槽的最低点后，在小球沿槽的右侧面上升的过程中，槽也向右运动， 小球离开右侧槽口时相对于地面的速度斜向右上方，小球将做斜抛运动而不是做竖直上抛运 动，故 A 错误； B．小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升 过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。故 B 错误； C．小球在槽内运动 全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升 过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功。但球对槽作用力做正功，两者之和 正好为零。所以小球与槽组成的系统机械能守恒。故 C 正确； D．小球在槽内运动的前半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，而小球 在槽内运动的后半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，故 D 正确； 故选 CD。 的 二、计算题 15.如图所示，静止在光滑水平面上的木板 A，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连， 木板质量 M=3 kg。质量 m=1 kg 的铁块 B 以水平速度 v0=4 m/s 从木板的左端沿板面向右滑 行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势 能为多少？ 【答案】3J 【解析】 【详解】由题意可知铁块压缩弹簧过程中，以弹簧木板和铁块为系统动量守恒，当木板和铁 块速度相等时弹簧具有最大弹性势能，设木板与铁块间摩擦力为 Ff，木板长 L，共同速度为 v，以水平向右为正方向；故根据能量守恒定律和动量守恒定律有： 又因为铁块最后恰好停在木板的左端，故根据能量守恒有： 联立以上各式代入数据解得：Ep=3J。 答：弹簧具有的最大弹性势能为 3J。 16.如图，三个质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块 A 向右的初速度 v0，一段时间后 A 与 B 发生碰撞，碰后 A、B 分别以 v0、 v0 的速度向 右运动，B 再与 C 发生碰撞，碰后 B、C 粘在一起向右运动．滑块 A、B 与轨道间的动摩擦 因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求 B、C 碰后瞬间共同速度的大小． 【答案】 【解析】 试题分析：根据根据动量守恒求出碰前 A 的速度，然后由动能定理求出 A 与 B 碰撞前摩擦 力对 A 做的功；B 再与 C 发生碰撞前的位移与 A 和 B 碰撞前的位移大小相等，由于滑块 A、 2 2 0 1 1 ( )2 2f Pmv F L M m v E= + + + 0 ( )mv M m v= + 2 2 0 1 12 ( )2 2fmv F L M m v= + + 1 8 3 4 0 21 16v v= B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值，所以地面对 B 做的功与地面对 A 做的功大小相等， 由动能定理即可求出 B 与 C 碰撞前的速度，最后根据动量守恒求解 B、C 碰后瞬间共同速 度的大小． 设滑块是质量都是 m，A 与 B 碰撞前的速度为 vA，选择 A 运动的方向为正方向，碰撞的过 程中满足动量守恒定律，得：mvA=mvA′+mvB′ 设碰撞前 A 克服轨道的阻力做的功为 WA，由动能定理得： 设 B 与 C 碰撞前的速度为 vB″，碰撞前 B 克服轨道的阻力做的功为 WB， 由于质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上，滑块 A、B 与轨道间 的动摩擦因数为同一恒定值，所以：WB=WA 设 B 与 C 碰撞后的共同速度为 v，由动量守恒定律得：mvB″=2mv 联立以上各表达式，代入数据解得： . 点睛：该题涉及多个运动的过程，碰撞的时间极短，就是告诉我们碰撞的过程中系统受到的 摩擦力可以忽略不计，直接用动量守恒定律和动能定理列式求解即可，动量守恒定律不涉及 中间过程． 2 2 0 1 1 2 2B AW mv mv= − 2 21 1 2 2B B BW mv mv= −′ ′′ 0 21 16v v=