2018-2019学年内蒙古集宁一中（西校区）高一下学期期末考试物理试卷（解析版）

2018-2019学年内蒙古集宁一中（西校区）高一下学期期末考试物理试卷（解析版）

集宁一中2018—2019学年第二学期期末考试 高一年级物理试题 一、选择题（本大题共10小题。每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水。A、B是鸟上两点，则在摆动过程中（　　）‎ A. A、B两点的线速度大小相同 B. A、B两点的向心加速度大小相同 C. A、B两点的角速度大小相同 D. A、B两点的向心加速度方向相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A、B在同一轴上转动角速度相等，根据v=rω比较线速度大小关系；根据a=rω2比较向心加速度大小关系。‎ ‎【详解】A、B在同一轴上转动角速度相等，故C正确；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据v=rω可知A点的线速度大于B点的线速度，故A错误；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据a=rω2可知A点的向心加速度大于B点的加速度，且方向不同，故BD错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道线速度、角速度、加速度的关系，以及知道共轴转动，角速度相等。‎ ‎2.‎ 如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ ）‎ A. 等于拉力所做的功 B. 等于合力所做的功 C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题主要考察动能定理。‎ ‎【详解】本题问物体获得的动能，因为物体初动能为0 ，所以获得的动能即为物体动能的变化，又知动能定理：合外力做功等于物体动能的变化，所以合力做功，B符合题意。‎ ‎3.取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：设抛出时物体的初速度为，高度为，物块落地时的速度大小为，方向与水平方向的夹角为，根据机械能守恒定律得：，据题有：，联立解得：，则，得：，故选项B正确。‎ 考点：平抛运动 ‎【名师点睛】根据机械能守恒定律，以及已知条件：抛出时动能与重力势能恰好相等，分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎4.跳台滑雪是利用自然山形建成的跳台进行的滑雪运动之一，起源于挪威。运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道下滑，借助下滑速度和弹跳力，使身体跃入空中，在空中飞行约4-5秒钟后，落在山坡上。某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中( )‎ A. 所受合外力始终为零 B. 所受摩擦力大小不变 C. 合外力做功一定为零 D. 机械能始终保持不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量；根据动能定理可知合外力做功；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小.‎ ‎【详解】运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线，所受的合力不为零，选项A错误；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量，可知运动员沿AB下滑过程中，摩擦力减小，选项B错误；根据动能定理可知，动能的变化量为零，可知合外力做功一定为零，选项C正确；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小，选项D错误；故选C.‎ ‎5.如图所示，足够长的粗糙斜面固定在地面上，某物块以初速度从底端沿斜面上滑至最高点后又回到底端．上述过程中，若用x、、a和EK分别表示物块的位移、速度、加速度和动能各物理量的大小，t表示运动时间，下列图像中可能正确的是：‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：上滑时物体做匀减速运动，下滑时做匀加速运动，故x-t图线是曲线，a-t线是平行t轴的直线，故选项AC错误；由于上滑时合外力为重力分力和摩擦力之和，加速度大小不变，沿斜面向下；下滑时合外力为重力分力和摩擦力之差，加速度大小不变，方向沿斜面向下；所以上滑时加速度大，所以速度曲线斜率大；下滑时加速度小，所以速度曲线效率小，且此过程中，摩擦力做功，使物块到达底端的速率变小，故B正确．据速度公式和动能公式可知，动能随时间成二次函数关系变化，而图中是一次函数关系，且由于有摩擦力功，故回到底端的动能将小于初动能，故D错误．故选B.‎ 考点：运动图像；匀变速运动的规律.‎ ‎6.下列有关运动的说法正确的是( )‎ A. 图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小 B. 图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg，则此时小球的速度大小为 C. 图丙皮带轮上b点的加速度大于a点的加速度 D. 图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考察竖直面、水平面内的圆周运动，主要是寻找向心力来源，利用圆周运动知识、规律解答。同轴转动，角速度相同；皮带连接边缘位置线速度相同。‎ ‎【详解】A ‎ 对图甲小球受力分析如图所示，则有：‎ 得：‎ 由上式可知，ω越大，越小，则θ越大，不符合题意；‎ B 图乙中小球到达最高点时，若对上管壁压力为3mg，则管壁对小球作用力向下，有：‎ 得：‎ 符合题意；‎ C 图丙中，，由：‎ 得：‎ 又，由：‎ 得：‎ 可得：‎ 不符合题意；‎ D 图丙中，c和d在同一个轴上，属于同轴转动，所以： ，由：‎ 得：‎ 不符合题意。‎ ‎7.如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为m的小环（可视为质点），从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为g。当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对细杆的拉力大小为：‎ A. 5mg B. Mg+4mg C. Mg+5mg D. Mg+10mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 利用机械能守恒、竖直平面内的圆周运动、力的合成、牛顿运动定律求解。‎ ‎【详解】设大环底端处为重力势能零点，大环半径为R，小环在最低点速度为v，由于小环运动过程中只受弹力和重力，弹力和运动方向始终垂直，所以弹力不做功，只有重力做功，所以根据机械能守恒可得：‎ 解得：‎ 当小环到达大环最低点时，分析小环的受力得：‎ 把带入得：‎ 分析大环的受力，大环受到自身重力和小环竖直向下的压力5mg，故大环对轻杆的拉力为：，C符合题意。‎ ‎8.如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点。则卫星在轨道Ⅰ上（　　）‎ A. 经过A点速度小于经过B点的速度 B. 经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能 C. 运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期 D. 经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由B运动到A引力做负功，动能减小的，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；同在A点，只有加速它的轨道才会变大，所以经过A点的动能小于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，故B错误；轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；根据a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D正确；故选AD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解卫星绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．‎ ‎9.如图汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，绳与汽车连接点A 距滑轮顶点高为h，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧．汽车以速度v0向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为θ=30°，则（　　）‎ A. 从开始到绳与水平夹角为30°过程，拉力做功mgh B. 从开始到绳与水平夹为30°过程，拉力做功mgh+‎ C. 在绳与水平夹角为30°时，拉力功率大于mgv0‎ D. 在绳与水平夹角为30°时，拉力功率小于mgv0‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】将汽车的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示 货物速度为：v货物=v0cosθ，由于θ逐渐变小，故货物加速上升；当θ=30°时，货物速度为v0；当θ=90°时，货物速度为零；根据功能关系，拉力的功等于货物机械能的增加量，故有：WF=△EP+△EK=mgh+mv02，故A错误，B正确；在绳与水平夹角为30°时，拉力的功率为：P=Fv货物，其中v货物=v0，由于加速，拉力大于重力，故P＞mgv0，故C正确，D错误。‎ ‎10.如图所示，小球从A点以初速度沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB 的中点。下列说法中正确的是(　 )‎ A. 小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零 B. 小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等 C. 小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等 D. 小球从A到C与从C到B过程，损失的机械能相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、位移是从初位置指向末位置的有向线段。故小球从A出发到返回A，位移为0，但整个过程中摩擦力的方向与小球运动的方向始终相反，故整个过程中摩擦力对物体做负功，即外力功不为零，故A错误。‎ B、设A到C的高度和从C到B的高度为h，AC的距离为s，斜面的倾角为θ，则有s∙sinθ=h；根据，可知小球从A到C过程中与从C到B过程合外力对物体做的功相同，故小球减少的动能相等，故B正确。‎ C、从A到C与从C到B的过程，物体做匀减速运动，则AC段的平均速度；CB段的平均速度，∵ 故，∵ ，由，可知 ，根据 ，可知 ，故C错误。‎ D、克服除重力之外其它力做多少功物体的机械能就减少多少，根据，可得小球从A到C过程与从C到B过程，损失的机械能相等，故D正确。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共70分）‎ 二、实验题（本大题共2小题,每空4分，共28分）‎ ‎11.在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时：‎ ‎（1）下列说法中正确的是______ （填字母代号） ‎ A．该实验不需要平衡摩擦力 B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样 C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 ‎ ‎（2）下列说法中正确的是______（填字母代号） ‎ A．橡皮筋做的功可以直接测量 B．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍 C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 D．可以通过改变小车质量来改变拉力做功的数值 ‎【答案】 (1). BC (2). C ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空： 本实验是把橡皮筋的弹力作为小车受到的合外力，然后验证合外力做功与动能变化之间的关系，所以要平衡摩擦力，故A错误；每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为 W、2W、3W、、、、、这样可以不用具体求每次做功为多少，且验证合外力做功与动能变化之间的关系，故B正确；当橡皮筋恢复原长时，小车的速度达到最大，然后做匀速运动，则通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度，故C正确；D错误；故选BC 第二空：弹力是变力，做功没办法具体计算，故A错误；由于弹力做功与伸长的长度不是正比关系，所以当橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功不会增加为原来的两倍，故B错误；可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样，则合外力做功可以计算为 W、2W、3W、、、、、故C正确；对小车做的功是由橡皮筋的条数决定的，不能通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值，故D错误；故选C ‎12.在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，‎ ‎（1）下列器材中不必要的一项是____（只需填字母代号）．‎ A．重物 B．纸带 C．天平 D．50Hz低压交流电源 E．毫米刻度尺 ‎（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是____‎ A．必须选择质量较小的重物，以便减小误差 B．必须选择点迹清晰且第1、2两点间距约为‎2mm的纸带，以便减小误差 C．必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差 D．本实验应选用密度大体积小重物，以便减小误差 ‎（3）在该实验中，质量m=lkg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示．O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g=‎9.8m/s2．则从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=____J，动能的增加量△EK=____J（两空均保留3位有效数字）．由此你得到的结论是__________________________________________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). BD (3). 0.476 (4). 0.473 (5). 在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相等，质量约去，不需要天平测量物体的质量，所以天平不必要．故选C. （2）为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故A错误，D正确；物体自由下落时根据公式h=gt2，其中t=T=0.02s，由此可知，开始所打两个点之间的距离约等于‎2mm，则第1、2两点间距约为‎2mm的纸带，打第一个点的速度接近为零，误差较小，故B正确；应先接通电压后释放纸带，故C错误． （3）利用匀变速直线运动的推论；重物由O点运动到B点时，重物的重力势能的减少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.0486 J=0.476J．EkB=mvB2=0.473J；实验得到的结论是：在误差允许的范围内，物体机械能守恒（或者说：在误差允许的范围内，物体减少的势能等于增加的动能）．‎ 三．计算题（共3小题42分）‎ ‎13.图甲是中国很多家庭都有的团圆桌，餐桌上放一半径为r=‎1m可绕中心轴转动的圆盘，近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内，忽略两者之间的间隙，如图乙．餐桌离地高度为h=‎0.8m，将某小物体放置在圆盘边缘，缓慢增大圆盘的速度，当圆盘的角速度为2rad/s时，物体刚好从圆盘上甩出．假设小物体与餐桌间的摩擦力忽略不计，小物体与圆盘之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（g取‎10m/s2）‎ ‎（1）该物体与圆盘的动摩擦因数μ为多大？‎ ‎（2）求物体落到地面上的位置到从餐桌甩出点的水平距离L为多少？‎ ‎【答案】（1）04；（2）0. ‎‎8m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意可得，当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时，圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，所以随着圆盘转速的增大，小物体受到的静摩擦力增大。当静摩擦力最大时，小物体即将滑落，此时圆盘的角速度达到最大，为：…（1），‎ N=mg…（2）‎ 两式联立可得：μ=0. 4‎ ‎（2）当物体滑离餐桌时，开始做平抛运动，小物体与餐桌的摩擦力忽略不计，平抛的初速度为物体在物体从圆盘上甩出的速度，物体从圆桌上甩出的速度 物体做平抛运动的时间为t，则：‎ 解得：‎ 所以物体落到地面上的位置到从餐桌甩出点的水平距离 ‎14.如图所示，mA=‎4kg，mB=‎1kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，B与地面间的距离s=‎0.8m，A、B原来静止，（g取‎10m/s2）‎ 求：（1）B落到地面时的速度为多大；‎ ‎（2）B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来．‎ ‎【答案】（1）B落到地面时的速度为‎0.8m/s．（2）B落地后（不反弹），A在桌面上能继续滑动‎0.16m．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）在B下落过程中，B减小的重力势能转化为AB的动能和A克服摩擦力做功产生的内能，根据能量守恒定律求解B落到地面时的速度．‎ ‎（2）B落地后（不反弹），A在水平面上继续滑行，根据动能定理求解A滑行的距离．‎ 解：（1）B下落过程中，它减少的重力势能转化为AB的动能和A克服摩擦力做功产生的热能，B下落高度和同一时间内A在桌面上滑动的距离相等、B落地的速度和同一时刻A的速度大小相等由以上分析，根据能量转化和守恒有：mBgs=‎ 得，v=‎ 代入解得v=‎0.8m/s ‎（2）B落地后，A以vA═v=‎0.8m/s初速度继续向前运动，克服摩擦力做功最后停下，根据动能定理得 得，s′==‎‎0.16m ‎15.如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为r的光滑圆环轨道相切，切点为b，整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为H=3r的d处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的c点. 已知圆环最低点为e点，重力加速度为g，不计空气阻力. 求：‎ ‎（1）小滑块在a点飞出的动能；‎ ‎（）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小；‎ ‎（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. （计算结果可以保留根号）‎ ‎【答案】（1）；（2）F′=6mg；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小滑块从a点飞出后做平拋运动：‎ 水平方向： ‎ 竖直方向： ‎ 解得： ‎ 小滑块在a点飞出的动能 ‎ ‎（2）设小滑块在e点时速度为，由机械能守恒定律得：‎ ‎ ‎ 在最低点由牛顿第二定律： ‎ 由牛顿第三定律得：F′=F ‎ 解得：F′=6mg ‎ ‎（3）bd之间长度为L，由几何关系得： ‎ 从d到最低点e过程中，由动能定理 ‎ 解得