河南省永城市第三中学2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题

河南省永城市第三中学2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题

www.ks5u.com ‎2018-2019学年度下学期高一期末 物理试题 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 曲线运动一定是变速运动 B. 物体受到恒力作用，不可能做曲线运动 C. 物体在变力作用下，其动能一定改变 D. 如果物体的动量发生变化，则其动能也一定改变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做曲线运动则速度方向一定会发生改变，故一定是变速运动，故A正确.‎ B．曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，与是否是恒力无关，平抛运动合力就是恒定的，但与速度不共线，故B错误;‎ C．变力可能是方向变化，大小不变，例如匀速圆周运动的合力就是变力，一直和速度方向垂直，速度大小不变方向改变，动能不变，故C错误.‎ D．物体动量发生变化有可能是速度方向发生了变化，但大小不变，此时动能不变，故D错误.‎ ‎2.将一个物体以15m/s的速度从20m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与地面夹角是多少（ ）（不计空气阻力，取）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，落地时在水平方向的分速度：‎ 竖直方向由匀变速运动规律知：‎ 由此得：‎ 若速度方向与地面的夹角用来表示则：‎ 所以 A．与分析不符，故A错误.‎ B．与分析不符，故B错误.‎ C．与分析相符，故C正确.‎ D．与分析不符，故D错误.‎ ‎3.一个钟表的时针与分针的长度之比为1:2，假设时针和分针做匀速圆周运动，则时针与分针的向心加速度之比为 （ ）‎ A. 1:144 B. 1:288 C. 1:576 D. 1:1152‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】分针、时针的周期分别为1h、12h，则周期比为1：12.根据：‎ 得出角速度之比为：‎ 又根据向心加速度公式：‎ 得：‎ A．1:144与分析不符，故A错误 B．1:288与分析相符，故B正确.‎ C．1:576与分析不符，故C错误.‎ D．1:1152与分析不符，故D错误.‎ ‎4.人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）在轨道运行的过程中，常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外，主要是为了保证其运行的寿命。据介绍，由于受地球引力影响，人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）的正常工作，常此以久将使得其轨道越来越低，最终将会坠落大气层．下面说法正确的是（ ）‎ A. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 B. 轨道半径减小后，卫星的向心加速度减小 C. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 D. 轨道半径减小后，卫星的环绕角速度减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：‎ 解得：‎ 故在轨道半径减小后，周期减小，线速度增大，角速度增大，向心加速度增大。‎ A．描述与分析不符，故A错误.‎ B．描述与分析不符，故B错误.‎ C．描述与分析相符，故C正确.‎ D．描述与分析不符，故D错误.‎ ‎5.木星是绕太阳公转的行星之一,而木星的周围又有卫星绕木星公转.如果要通过观测求得木星的质量,需要测量的量可以有(已知万有引力常量G)( )‎ A. 木星绕太阳公转的周期和轨道半径 B. 木星绕太阳公转的周期和环绕速度 C. 卫星绕木星公转的周期和木星的半径 D. 卫星绕木星公转的周期和轨道半径 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供圆周运动的向心力可以知道：‎ 根据表达式可以求出中心天体的质量.‎ A．木星绕太阳公转的周期和轨道半径可以计算中心天体太阳的质量，因为木星是环绕天体，故不能计算木星的质量，故A错误;‎ B．木星绕太阳公转的周期和环绕速度可以求出太阳的质量，因为木星是环绕天体，故不能计算木星的质量，故B错误;‎ C．卫星绕木星公转的周期和木星的半径，已知木星的半径但不知道卫星轨道半径就不能求出卫星的向心力，故不能求出中心天体木星的质量，故C错误.‎ D．卫星绕木星公转的周期和轨道半径，根据：‎ 已知T和r可以知道能求出木星的质量，所以D正确.‎ ‎6.一台抽水机每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，如果不计额外功的损失，这台抽水机保持输出功率不变的前提下，半小时内能做多少功（）( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】抽水机1秒钟内做的功是：‎ 所以抽水机的功率为：‎ 抽水机半小时做的功是：‎ ‎.‎ A．与分析不符，故A错误.‎ B．与分析不符，故B错误.‎ C．与分析相符，故C正确.‎ D．与分析不符，故D错误.‎ ‎7.以下说法中正确的是 ( )‎ A. 物体受到拉力作用向上匀速运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J B. 物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J C. 物体运动，重力做的功是-1J，但物体重力势能的增加量不是1J D. 没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J,有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功大于1J ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体受拉力作用向上匀速运动，合力做功为零，拉力做的功是1J，则重力做功为-1J，则物体重力势能的增加量是1J，故A错误.‎ B．物体受拉力作用向上如果不是匀速运动，拉力做的功是1J，则物体重力势能的增加量就不一定是1J .所以B正确. ‎ C．物体运动，重力做的功是-1J ，物体重力势能的增加量一定是1J .所以C错误. ‎ D．重力做功仅仅与重力的大小、始末的位置有关，所以没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，克服重力做的功是1J，有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，克服重力做的功仍然是1J.故D错误.‎ ‎8.质量为2g的子弹，以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板，射穿后的速度是100m/s，子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大 （ ）‎ A. 800N B. 1200N C. 1600N D. 2000N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在子弹射穿木块的过程中只有木板对子弹的阻力(设为 f )对子弹做了功，对子弹分析，根据动能定理得：‎ 代入数据计算得出阻力为： ‎ A．800N与分析不符，故A错误.‎ B．1200N与分析不符，故B错误.‎ C．1600N与分析相符，故C正确.‎ D．2000N与分析不符，故D错误.‎ ‎9.运动员把质量是500g的足球从地面上的某点踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s.根据以上信息,下列说法正确的是( 不计空气阻力,取)( )‎ A. 足球在空中运动的时间大约是1.4s B. 足球的落地点离踢出点的水平距离大约是56m C. 运动员对足球的做的功是150J D. 足球在上升过程中机械能不守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．踢出足球后足球最斜抛运动，最高点时竖直方向速度为0，根据斜抛运动公式知到达最高点的时间为：‎ 下落时间与上升时间相等，故在空中运动的时间大约是：‎ 故A错误.‎ B．踢出球后足球在水平方向做匀速直线运动，由题意知水平速度，由A选项分析可知水平位移：‎ 故B正确.‎ C．运动员对足球做的功根据动能定理得：‎ 计算得出，故C正确.‎ D．因足球运动过程中忽略空气阻力，只有重力做功，故机械能守恒，所以D错误.‎ ‎10.在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力的作用下．经过时间、通过位移后，动量变为，动能变为，以下说法正确的是（ ）‎ A. 作用下，这个物体经过位移，其动量等于 B. 在作用下，这个物体经过时间，其动量等于 C. 在作用下，这个物体经过时间，其动能等于 D. 作用下，这个物体经过位移，其动能等于 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 由题意可知，经过时间t、通过位移L后，动量为p、动能为，由动量定理可知，由动能定理得，设物体质量为m；当位移为2L时，物体的动能，物体的动量，A错误D正确；当时间为2t时，动量，物体的动能，B正确C错误．‎ ‎11.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，段为直线，从时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则( )‎ A. 时间内，汽车的牵引力等于 B. 时间内，汽车牵引力做功为 C. 时间内，汽车的功率等于 D. 时间内，汽车的功率等于 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a=，根据牛顿第二定律得，F-Ff=ma，解得牵引力F=Ff+m，故A错误。根据动能定理，在时间内，汽车合外力做功为 ‎，选项B错误；汽车的额定功率P=Fv1=（Ff+m）v1，故C错误。当牵引力等于阻力时，速度达到最大，故t1～t2时间内，汽车已达到额定功率，则P=fv2，故D正确。故选D。‎ 点睛：本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．‎ ‎12.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得 A. 物体的质量为2 kg B. h=0时，物体的速率为20 m/s C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．Ep-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确 B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；‎ C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误 D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确 二、实验题：本题共2小题，每空2分,共16分。‎ ‎13.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，‎ ‎（1）该实验现象说明了A球在离开轨道后__________‎ A．水平方向的分运动是匀速直线运动．‎ B．水平方向的分运动是匀加速直线运动．‎ C．竖直方向分运动是自由落体运动．‎ D．竖直方向的分运动是匀速直线运动．‎ ‎（2）在“研究平抛物体的运动”的实验中，得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s，（）‎ ‎【答案】 (1). (1)C (2). (2)1.6‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同．由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故C正确，D错误．而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律．故AB无法判定．故选C．‎ ‎（2）小球做平抛运动，在水平方向上：x=v0t，在竖直方向上：y=gt2，解得v0=x； 由图示实验数据可得：； 点睛：解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解； 本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，是一道考查基础知识的好题目．‎ ‎14.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种，重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎（1）下列几个操作步骤中：‎ A．按照图示，安装好实验装置；‎ B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；‎ C．用天平测出重锤的质量；‎ D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；‎ E．测量纸带上某些点间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．‎ 没有必要的是________，操作错误的是___________．（填步骤前相应的字母）‎ ‎（2）在某次实验中,假设质量为m 的重锤由静止自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm。（g＝9.8m/s2）（所有计算结果保留小数点后两位）‎ ‎①打点计时器打下计数点B时，物体的速度＝___________m/s；‎ ‎②从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量＝______，势能减少量＝_________。‎ ‎③通过计算，数值上小于，其主要原因为__________________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). D (3). 3.11 (4). 4.84mJ (5). 4.86mJ (6). 下落过中纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或有阻力的影响 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]因为我们是比较mgh、的大小关系，所以m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要.‎ ‎[2]开始记录时应先给打点计时器通电，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落再接通打点计时时器的电源，因为重物运动较快不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误.‎ ‎(2)[3]利用中点时刻的速度等于平均速度可得：‎ ‎[4]从O到B动能增加量：‎ ‎.‎ ‎[5]从O到B重力势能减小量：‎ ‎[6]产生误差的主要原因是：纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或有阻力的影响等.‎ 三、计算题：本题共3小题，共36分。写出必要的解题过程。‎ ‎15.细线下吊着一个质量为M的沙袋，构成一个单摆，摆长为L，一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，求子弹射入沙袋前的速度。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 设射入后子弹和沙袋的共同速度为v1，子弹和沙袋沿圆弧向上摆至最高点的过程，根据机械能守恒定律有 ‎，‎ 设子弹射入沙袋前的速度为v0，规定子弹的方向为正方向，根据动量守恒定律有：mv0=(m+M)v1，‎ 解得v0=‎ ‎【名师点睛】‎ 根据沙袋摆动时的最大摆角，结合机械能守恒定律求出射入后子弹和沙袋的共同速度；对子弹和沙袋组成的系统运用动量守恒，结合动量守恒定律求出子弹射入沙袋前的速度。‎ ‎16.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：‎ ‎(1)该星球表面的重力加速度；‎ ‎(2)该星球的质量。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度；根据万有引力等于重力求出星球的质量；‎ ‎【详解】(1)根据平抛运动知识可得 解得 ‎(2)根据万有引力等于重力，则有 解得 ‎17.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来．我们把这种情况抽象为图2的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端无初速滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动，其中M、N分别为圆轨道的最低点和最高点．实验发现，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点．如果已知圆轨道的半径为R=5.0m小球质量为m=1.0kg（不考虑摩擦等阻力，）问：‎ ‎（1）h至少为多大才可使小球沿圆轨道运动而不掉下来．‎ ‎（2）如果h=15m，小球通过M点时的速度为多大？此时轨道对小球的支持力为多大？‎ ‎（3）高度h大，小球滑至N点时轨道对小球的压力越大，试推出于h函数关系式．‎ ‎【答案】(1) 12.5m (2) ，70N (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球恰能通过N点即小球通过最高点时恰好不受轨道压力重力提供向心力即应满足：‎ 小球运动到最高点的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律：‎ 联立计算解得：‎ ‎(2)从开始下落到M点，满足机械能守恒：‎ 计算得出 对M点分析，由牛顿第二定律得：‎ 代入数据计算得出：‎ ‎(3)小球由静止运动到最高点的过程中机械能守恒则：‎ 小球在最高点在重力和轨道的压力下作圆周运动，对N点分析根据牛顿第二定律得：‎ 计算得出： ‎ 答：(1)h至少为时，才可使小球沿圆轨道运动而不掉下来.‎ ‎(2)如果，小球通过M点时的速度为，此时轨道对小球的支持力为;‎ ‎(3)于h函数关系式：‎ ‎ ‎