【物理】河北省任丘市第一中学2019-2020学年高一下学期入校教学质量检测试题 （解析版）
河北省任丘市第一中学2019-2020学年高一下学期
入校教学质量检测试题
一、选择题（本题共12小题，共48分。1-8每小题只有一个选项正确，每道题4分，9-12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）
1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 做曲线运动物体的速度和加速度一定是在变化的
B. 一个物体做曲线运动，它所受的合外力也一定改变
C. 与速度方向垂直的力只改变速度的方向，不改变速度的大小
D. 匀速圆周运动的加速度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A． 速度、加速度都是矢量，做曲线运动的物体速度的方向一定是变化的，所以速度是变矢量；但物体的加速度可以不变，如平抛运动。故A错误；
B． 一个物体做曲线运动，它所受合外力不一定改变，如匀变速曲线运动，故B错误；
C． 与速度方向垂直的力不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故C正确；
D． 匀速圆周运动的加速度不变大小不变，方向时刻改变，故D错误。
故选C。
2.某船在静水中的速率为3m/s，要横渡宽为30m的河，河水的流速为5m/s。则下列说法中正确的是（ ）
A. 该船不可能渡过河去 B. 该船渡河的最小距离为30m
C. 该船渡河所用时间至少是6s D. 该船渡河所经位移的大小至少是50m
【答案】D
【解析】
【详解】A．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，但只要有垂直河岸速度，就一定能渡过河去，故A错误；
B．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，该船渡河的最小距离一定大于30m，故B错误；
C．当静水速度与河岸垂直时，渡河的时间最短，最短时间为
那么船渡河所用时间至少10s，故C错误；
D．当静水速的方向与合速度垂直时，渡河的位移最短，设此时合速度与河岸方向的夹角为，则有
最小位移为
故D正确；
故选D。
3.如图所示，在倾角足够长固定斜面上，甲球以沿斜面匀速向下运动，乙球在相距甲球时，以速度水平抛出。若甲球在斜面上被乙球击中，则的大小为（不计空气阻力，甲和乙都可看作质点，，g取）
A. 5m/s B. 15m/s C. 20m/s D. 23m/s
【答案】C
【解析】
【详解】设乙运动过程中所需时间为t，对于甲：运动的位移
，
对于乙：竖直方向有
，
水平方向有
，
代入数据，由以上三式可得。选项C正确，ABD错误。
故选C。
4.近来，有越来越多的天文观测现象和数据证实黑洞确实存在．科学研究表明，当天体的逃逸速度（即第二宇宙速度，为第一宇宙倍）超过光速时，该天体就是黑洞．已知某天体与地球 的质量之比为k，地球的半径为R，地球的第一宇宙速度为v1，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径应小于
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】地球的第一宇宙速度为，根据万有引力提供向心力，有，得到，由题意可得第二宇宙速度为；又有题意可知，星体成为黑洞的体积为，结合以上方程可得，故B正确，ACD错误．
5.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度v与时间t 的关系如图所示，则在0～t1时间内下列说法正确的是（ ）
A. 汽车的牵引力不断减小
B. t=0时，汽车的加速度大小为
C. 阻力所做的功为
D. 汽车行驶的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】在0～t1时间内：
A项：功率不变，速度减小，根据P=Fv可知，牵引力增大，故A错误；
B项：汽车以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即有：F=f，发动机的功率为P，由P=Fv0=fv0，得阻力 t=0时，功率为原来的一半，速度没有变，则，根据牛顿第二定律得：故大小为，故B错误；
C、D项：根据动能定理得：解得阻力做功为
，设汽车通过的位移为x，由Wf=-fx，解得，，故C错误，D正确．
6.如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g=10 m/s2，则( )
A. 小物块的初速度是5 m/s
B. 小物块的水平射程为1.2 m
C. 小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功
D. 小物块落地时的动能为0.9 J
【答案】D
【解析】
由题意可以，小物块到达B时的速度=3m/s，如下图所示
小物块从A运动到B的过程中，由动能定理可得：
解得：，故A选项错误；
（或根据牛顿第二定律，根据运动学公式，求解）
小物块从B点离开桌面后，做平抛运动
所以，解得
因此，水平射程=0.9m，选项B错误；
小物块在桌面上克服摩擦力做的功=2J，选项C错误；
从B到C，利用动能定理得：，解得，D正确．
（或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能）
7.如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为g。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能
B. 运动员获得的动能为mgh
C. 运动员克服摩擦力做功为mgh
D. 下滑过程中系统减少的机械能为mgh
【答案】B
【解析】
【详解】A．若物体不受摩擦力，则加速度应为a'=gsin30°=，而现在的加速度为g小于g，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A错误；
B．运动员下滑的距离L==2h，由运动学公式可得v2=2aL.得动能为，Ek==，故B正确；
C．由动能定理可知mgh-Wf=，解得Wf=mgh，故C错误；
D．机械能的减小量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为mgh，故D错误；
8.如图甲所示，质量为4kg的物块A以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B。已知物块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1，木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2，A、B运动过程的v-t图像如图乙所示，A始终未滑离B。则下列说法错误的是（ ）
A. 木板的长度至少为3m
B. 物块B的质量为4kg
C. μ1=0.4，μ2=0.2
D. A、B间因摩擦而产生的热量为48J
【答案】C
【解析】
【详解】A．由v-t图看出物块和木板在1s内的位移差为3m，物块始终未滑离木板，故木板长度至少为3m，选项A正确，A项不符题意；
B．木板和物块达到共同速度之前的加速度，对木板有，由图看出，解得，选项B正确，B项不符题意；
C．以物块为研究对象有，由图看出，可得，将物块和木板看成一个整体，在两者速度一致共同减速时，有，
选项C错误，C项符合题意；
D．A、B的相对位移为s=3m，因此摩擦产热为，选项D正确，D项不符题意。
本题选错误的，故选C。
9.如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为μ＝，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为ω，重力加速度为g，则( )
A. 当ω＝时，细绳的拉力为0
B. 当ω＝时，物块与转台间的摩擦力为0
C. 当ω＝ 时，细绳的拉力大小为 mg
D. 当ω＝ 时，细绳的拉力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.当转台的角速度比较小时，物块只受重力、支持力和摩擦力，当细绳恰好要产生拉力时μmg＝mlsin30°，解得ω1＝，随角速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离开转台时，物块受到重力和细绳的拉力的作用，mgtan30°＝mlsin30°，解得ω2＝，由于ω1< <ω2，所以当ω＝时，物块与转台间的摩擦力不为零；由于 <ω1，所以当ω＝时，细绳的拉力为零，故A正确，B错误；
CD.由于ω1< <ω2，由牛顿第二定律得f＋Fsin30°＝mlsin30°，因为压力小于mg，所以f
mg；当ω＝>ω2时，物块已经离开转台，细绳的拉力与重力的合力提供向心力，则mgtanα＝mlsinα，解得cosα＝，故F＝＝mg，故C正确，D错误．
故选：AC
10.如图所示，水平面上放置一个直径，高的无盖薄油桶，沿油桶底面直径距左桶壁处的正上方有一点，点的高度，从点沿直径方向水平抛出一小球，不考虑小球的反弹，下列说法正确的是（取）（ ）
A. 小球的速度范围为时，小球击中油桶的内壁
B. 小球的速度范围为时，小球击中油桶的下底
C. 小球的速度范围为时，小球击中油桶外壁
D. 若点的高度变为，则小球无论初速度多大，均不能直接落在桶底（桶边沿除外）
【答案】ACD
【解析】
【详解】ABC．当小球落在点时，有，，联立解得，同理可知，当小球落在点时
当小球落在点时，，当小球落在点时，所以选项AC正确，B错误；
D．若点的高度变为轨迹同时过点和点，则此时初速度
，解得，在此高度上，小球无论初速度多大，都不能直接落在桶底（桶边沿除外），选项D正确。
故选ACD。
11.如图所示，质量分别为 2m、m 的小滑块 A、B，其中 A 套在固定的竖直杆上，B 静置于水平地面上，A、B 间通过铰链用长为 L 的刚性轻杆连接．一轻弹簧左端与 B 相连， 右端固定在竖直杆上，弹簧水平．当α=30°时，弹簧处于原长状态此时将 A 由静止释放， 下降到最低点时α变为 45°，整个运动过程中，A、B 始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为 g．则 A 下降过程中（ ）
A. A、B 组成的系统机械能守恒
B. 弹簧弹性势能最大值为
C. A 下降到最低点时 B 的速度达到最大
D. A 的速度达到最大值前，地面对 B 的支持力小于 3mg
【答案】BD
【解析】
【详解】A项：根据能量守恒知，A、B、弹簧组成的系统机械能守恒，A、B组成的系统机械能不守恒．故A错误；
B项：根据系统机械能守恒可得：，弹性势能的最大值为，故B正确；
C项：对B，水平方向的合力，所以滑块先做加速运动后做减速运动，故C错误；
D项：A下降过程中动能达到最大前，A加速下降，对A、B整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有，则有，故D正确．
12.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）。已知传送带的速度保持不变。（g取10 m/s2）则（ ）
A. 0~t1内，物块对传送带做负功
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ>tan θ
C. 0~t2内，传送带对物块做功为
D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上；0～t1内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向上，则物块对传送带做负功，故A正确；
B．在t1～t2内，物块向上运动，则有μmgcosθ＞mgsinθ，得μ＞tanθ，故B正确。
C．0～t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为WG，根据动能定理得，则传送带对物块做功
，故C错误。
D．0~t2内，重力对物块做正功，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，故D正确。
故选ABD。
二、实验题（共2题15分，13题每空1分，14题每空2分）
13.如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电火花打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究做功与动能变化的关系”的实验：
(1)打点计时器使用的电源是___________；
A. 交流4一6V电源 B. 交流220V电源 C. 直流4一6V电源 D. 直流220V电源
(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；
A. 把长木板右端垫高 B. 把长木板左端垫高 C. 改变小车的质量 D. 改变重物的质量
(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在打点过程中，重物始终在空中。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图所示：
实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小等于重物的重力大小。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的速度v=___________；（结果用题目中给出符号表示）
(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，下图中正确反映关系的是___________。
A. B. C. D.
【答案】 (1). B (2). A (3). (4). A
【解析】
【详解】（1）本实验所用的计时器是电火花打点计时器，所用的电源为交流220V电源，故B正确，ACD错误。
（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，故A正确，BCD错误。
（3）由题知，小车所受的拉力大小等于重物的重力大小，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=mgx2
根据纸带信息可知道B点的瞬时速度等于AC的平均速度，则有
（4）根据动能定理有，整理得，所以图象仍是过原点的直线，故A正确，BCD错误。
14.用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落：
(1)除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是________（填字母代号）。
A.交流电源 B.秒表 C.刻度尺 D.天平（带砝码）
(2)关于本实验，下列说法正确的是________（填字母代号）。
A.应选择质量大、体积小的重物进行实验
B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C.先释放纸带，后接通电源
(3)实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=______，动能变化量ΔEk=________（用已知字母表示）。
(4)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式________时，可验证机械能守恒。
【答案】 (1). AC (2). AB (3). (4). F0 = 3mg
【解析】
【详解】(1)A．打点计时器需要接交流电源，A正确；
B．打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表，B错误；
C．需要用刻度尺测量纸带上打点之间的距离，C正确；
D．重物下落过程中，若满足机械能守恒定律，则
等式两边将重物质量约去，不需要天平测量重物质量，D错误。
故选AC。
(2)A．应选择质量大、体积小的重物进行实验，可以减小阻力带来的误差，A正确；
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，使重物竖直下落，减小纸带与打点计时器之间的摩擦，B正确；
C．为了有效利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，C错误。
故选AB。
(3)重力做正功，重力势能减小所以从到，重力势能的变化量为
在点，根据匀变速直线运动的规律可知
则动能变化量为
(4)若小球运动过程中机械能守恒，则满足
小球运动到最低点
解得
即需要验证的表达式为
三、计算题（共37分）
15.A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s，A竖直向下抛出，B则水平抛出，忽略空气阻力，g取10m/s2．求：
⑴A球经过多长时间落地？
⑵A球落地时，A、B两球间的距离时多少？
【答案】（1）1s，（2）10m
【解析】
【详解】(1)A球做竖直下抛运动：
将h=15m，v0=10m/s代入，可得：t=1s
即A球经过1s时间落地.
(2)B球做平抛运动：
将v0=10m/s，t=1s代入可得：，.
故两球之间的距离为.
16.汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为，试求：
（１）汽车所能达到的最大速度；
（２）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？
（3）汽车匀加速运动的时间多长？
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）当汽车以最大速度行驶时F=f=
由得
（2）由牛顿第二定律
代入数据得
（3）汽车做匀加速运动到最大速度时，达到额定功率，此时速度
代入数据得
则
17.如图所示，假定地球为半径为R的密度均匀的球体。地球表面的重力加速度为g。一卫星在离地的轨道上做圆周运动。
(1)求卫星的周期；
(2)若图中的A点为同学脚下的地面，在此位置存在一条过地心O的隧道AB。C为隧道中深度AC=d的位置。则该位置处的的重力加速度大小为多少。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零；
(3)若同学从A处无初速跳入隧道开始地心旅行，请作出该同学从A 到B的速度—时间图像。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)对卫星有
且有
联立解得
(2)由题意可知，C处物体受到地球引力等效于以OC为半径的球体的引力，设其半径为r，质量为，密度为，则有
其中
又，
联立得
(3)物体运动过程只受万有引力作用，在距O为r处，受到的合外力
那么加速度
在O点上方，加速度方向向下，物体做加速减小的加速运动；在O点下方，加速度方向向上，物体做加速增大的减速运动，故v－t图象如图所示
18.如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l．水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．小物块A（可视为质点）从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道．已知R=0.2m，l=1.0m，v0=2m/s，物块A质量为m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计，取g=10m/s2．求：
（1）物块A与弹簧刚接触时的速度大小；
（2）物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度；
（3）调节PQ段的长度l，A仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道．
【答案】（1）2m/s．（2）0.2m．（3）1.0m≤l＜1.5m或 l≤0.25m．
【解析】
【详解】（1）物块A冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=m/s，
与弹簧接触瞬间，，
可得，物块A与弹簧刚接触时的速度大小m/s；
（2）A被弹簧以原速率v1弹回，向右经过PQ段，
有；
解得A速度 v2=2m/s，
A滑上圆形轨道，有，
（也可以应用 ）
可得，返回到右边轨道的高度为h=0.2m=R，符合实际．
（3）物块A以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧，
有，
可得，A回到右侧速度：，
要使A能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，则有：
①若A沿轨道上滑至最大高度h时，速度减为0，则h满足：0＜h≤R，
根据机械能守恒：
联立可得，1.0m≤l＜1.5m；
②若A能沿轨道上滑至最高点，则满足：且，
联立得 l≤0.25m，综上所述，要使A物块能第一次返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道，
l满足的条件是1.0m≤l＜1.5m或 l≤0.25m；