河北省安平中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

河北省安平中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

安平中学 2018-2019 学年下学期期中考试 高一物理试题 一.选择题：（共 16 小题，64 分，有的单项选择题，有的多项选择题，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,质量为 M,长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小物块,放在小车 的最左端,现用一水平力 F 作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为 f,经过一段时间小 车运动的位移为 x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法正确的是 ( ) A. 此时物块的动能为 F(x+L) B. 此时小车的动能为 fx C. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为 Fx-fL D. 这一过程中，因摩擦而产生的热量为 fL 2.火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成 先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则 A. 火箭在匀速下降过程中机械能守恒 B. 火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态 C. 火箭在减速下降过程中合力做功，等于火箭机械能的变化 D. 火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力 3.如图所示，两光滑斜面的倾角分别为 30°和 45°、质量分别为 2m 和 m 的两个滑块用不 可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放； 若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有 ( )． A. 质量为 2m 的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B. 质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动 C. 绳对质量为 m 的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 D. 系统在运动中机械能均守恒 4.下列关于运动和力的叙述中，正确的是 A. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 B. 物体做圆周运动时，所受的合力一定指向圆心 C. 物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动 D. 物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同 5.汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在 t1 时刻突然使汽车的功率减小一半，并保持该 功率继续行驶，到 t2 时刻汽车又开始做匀速直线运动（设汽车所受阻力不变），则在 t1～t2 时间内( ） A. 汽车的加速度保持不变 B. 汽车的加速度逐渐减小 C. 汽车的速度先减小后增大 D. 汽车的速度先增大后减小 6.船在静水中的速度为 3.0m/s，它要渡过宽度为 30m 的河，河水的流速为 2.0m/s，则下列说 法中正确的是（ ） A. 船不能到达对岸 B. 船渡河的速度一定为 5.0m/s C. 船到达对岸所需的最短时间为 10s D. 若船头垂直河岸运动，船到达中途时水流速度突然变大，则小船过河时间变大 7.如图所示，分别用力 F1、F2、F3 将质量为 m 的物体，由静止沿同一光滑斜面以相同的加 速度，从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力 F1、F2、F3 的平均功率关系 为（ ） A. P1=P2=P3 B. P1＞P2=P3 C. P3＞P2＞P1 D. P1＞P2＞P3 8.在平直 公路上，汽车由静止开始做匀加速运动．当速度达到 vm 后，立即关闭发动机而 滑行直到停止．v－t 图线如图所示，汽车的牵引力大小为 F1，摩擦力大小为 F2. 全过程中， 牵引力做的功为 W1, 克服摩擦阻力做功为 W2. 以下是 F1、F2 及 W1、W2 间关系的说法，其 中正确的是（ ） ①F1∶F2＝1∶3 ②F1∶F2＝4∶3 ③W1∶W2＝1∶1 ④W1∶W2＝1∶3 A. ②③ B. ②④ C. ①③ D. ①④ 9.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. 小于拉力所做的功 B. 等于拉力所做的功 C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功 10.设地球 半径为 R0，质量为 m 的卫星在距地面 R0 高处做匀速圆周运动，地面的重力加速 度为 g，则下列说法正确的是（ ） A. 卫星的角速度为 B. 卫星的线速度为 C. 卫星的加速度为 D. 卫星的周期为 11.滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以 7 m/s 的初速度从曲面的 A 点下滑，运动到 B 点速度仍为 7 m/s，若他以 6 m/s 的初速度仍由 A 点下滑，则他运动到 B 点时的速度 A. 大于 6 m/s B. 等于 6 m/s C. 小于 6 m/s D. 条件不足，无法计算 12.嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在 2017 年由长 征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞， 返回地球，带回约 2 kg 月球样品。某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请 根据题意，判断地球和月球的密度之比为（ ） A. B. C. 4 D. 6 13.横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，它们的竖直边 长都是底边长的一半．小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上．其 中三个小球的落点分别是 a、b、c．图中三小球比较，下列判断正确的是（ ） A. 落在 c 点的小球飞行时间最长 B. 落在 a 点的小球飞行时间最长 C. 落在 c 点的小球飞行过程速度变化最快 D. 落在 c 点的小球飞行过程速度变化最小 14.质量为 m 的物体由静止开始下落，下落加速度为 ，在物体下落 h 的过程中，下列说 法正确的是（ ） A. 物体的重力势能减少了 mgh B. 物体动能增加了 mgh C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体机械能减少了 15.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．已知某双星系 统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，已知两颗恒星之间的距 离、周期、其中一颗星的质量和万有引力常量，可得出（ ） A. 另一颗星的质量 B. 每颗星的线速度与自身的轨道半径成反比 C. 每颗星的质量与自身的轨道半径成正比 D. 每颗星的质量与自身的轨道半径成反比 16.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，速度的变化率相等 D. 小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，损失的机械能相等 二．实验题（共 8 分，每空 2 分） 17.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，输出电压为 6V 的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器 打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重物的质量； D．释放悬挂纸带的夹子，接通电源开关打出一条纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是__________；操作不恰当的步骤是___________。 （2）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图所示，0 点为起始点， 测得 3 点、6 点、9 点与第一点 0 间的距离分别为 hA=1.75cm，hB=7.00cm，hC=15.70cm， 交流电的周期是 0.02s，当地的重力加速度 g=9.8m/s2，设重物的质量是 m=1.00kg，则从 0 点 到 6 点，重物的动能增量ΔEk=____J，重物重力势能减少量ΔEp=____________J。（有效数字 均保留两位） 三、计算题（本题共 3 小题，共 38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和 重要步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写 出数值和单位） 18.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由 静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为 v－t 图象，如图所示（除 2 s～10 s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2 s～ 14 s 时间段内小车的功率保持不变，在 14 s 末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为 1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受的阻力大小不变．则 （1）小车受到的阻力大小为多大？ （2）小车的功率为多大？ （3） 小车加速过程中位移大小为多大？ 19.质量 m=2kg 的物块自斜面底端 A 以初速度 v0=10m/s 沿足够长的固定斜面向上滑行，经 时间 t=1s 速度减为零．已知斜面的倾角θ=37°，重力加速度 g 取 10m/s2，sin37°=0.6， cos37°=0.8．试求： （1）物块上滑过程中加速度的大小； （2）物块上滑过程中克服摩擦力做的功； （3）物块回到底端 A 时的动能． 20.山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。图中 A、B、C、D 均 为石头的边缘点，O 为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质 量分别为 M=10kg 和 m=2kg 的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发 现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头 A 点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到 C 点， 抓住青藤的下端荡到右边石头的 D 点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点， 空气阻力不计，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）大猴子水平跳离的速度最小值； （2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小； （3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小。 参考答案 1【答案】BD 【解析】 对物块，根据动能定理得，（F-f）（x+L）=Ek-0．则物块 动能为 Ek=（F-f）（x+L），故 A 错误；对小车，由动能定理得：E′k-0=fx，则此时小车的动能为 E′k=fx＜Fx，故 B 错误。这 一过程中由能量守恒定律可知，小物块和小车增加的机械能为 F（L+x）-fL，故 C 错误； 系统产生的热量等于系统克服滑动摩擦力做功，为 fL，故 D 正确；故选 D。 点睛：本题关键是明确滑块和小车的受力情况、运动情况、能量转化情况，然后结合功能关 系进行分析，要注意对单个物体运用动能定理时，位移的参照物必须对地面． 2【答案】D 【解析】 【详解】火箭匀速下降过程中.动能不变.重力势能减小，故机械能减小，A 错误: 火箭在减速下降时.携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力力.故处在超重状态.B 错误. 由功能关系知.合力做功等于火箭动能变化.而除重力外外的其他力做功之和等于机械能变 化，故 C 错误. 火箭着地时.加速度向上.所以火箭对地面的作用力大子自身重力，D 正确. 3【答案】BD 【解析】 【详解】A.两个滑块都受到重力、支持力和拉力，下滑趋势是重力的作用效果，故 A 错误； B.由于 2m 的物体的重力的下滑分量总是较大，故质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动，故 B 正确； C.根据牛顿第三定律，绳对质量为 m 滑块的拉力均等于该滑块对绳的拉力，C 错误； D.系统减小的重力势能完全转化为动能，无其他形式的能量参与转化，故机械能守恒，故 D 正确； 故选 BD。 【点睛】本题关键受力分析后判断滑块的运动规律：对两个滑块受力分析，先加速静止不动， 得到两边对细线的拉力大小，得到运动情况；机械能是否守恒的判断可以从能量转化的角度 来分析。 【考点】功能关系；牛顿定律的应用 4【答案】C 【解析】 曲线运动是变速运动，但加速度可能是恒定的，如平抛运动，A 错误；物体做变速圆周运动 时，合力既改变速度方向，又改变速度大小，合力不指向圆心，B 错误；运动速率增加，只 能说明合力在平行速度方向的分力与速度同向，D 错误；合力(加速度)与速度共线，物体做 直线运动，不共线则做曲线运动． 5【答案】B 【解析】 试题分析：当汽车匀速运动时 ,汽车功率突然减小一半,由于速度，来不及变化， 根据 P=Fv 知，此时牵引力减小为原来的一半，则 F＜f．此时 =＜0，即加速度 a 与运动方向相反，汽车开始做减速运动，速度减小．又导致牵引力增大，根据牛顿第二定律， 知加速度减小，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减少到 0，又做匀速直线运动．由此可 知在 t1～t2 的这段时间内汽车的加速度逐渐减小，速度逐渐减小．B 正确；A、C、D 错误； 故选 B。 考点：牛顿第二定律、瞬时功率、机车启动问题。 6【答案】C 【解析】 【详解】A、船头指向上游，船就可以到达对岸，A 错误 B、只有船在静水中 速度与河水速度同向时，船渡河的速度才等于 5.0m/s，B 错误 C、船渡河的最短时间只与河宽和船在静水中的速度有关，且 ，所以最短时间为 10s，C 正确 D、河水速度对渡河时间没有影响，D 错误 7【答案】A 【解析】 物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，即拉力 F 在沿着斜面方向的分力都相同， 由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度的大小也 是相同的，根据功的公式 W=FL 可得，拉力在沿着斜面方向上的分力相同，位移相同，所 以拉力做的功相同，由于物体的运动情况相同，所以物体运动的时间也相同，所以拉力的功 率也就相同，所以 A 正确。故选 A。 【点睛】在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择， 只能计算平均功率 的大小，而 P=Fv 可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速 度． 8【答案】A 【解析】 【详解】对全过程由动能定理可知 W1-W2=0，故 W1：W2=1：1，故③正确，④错误；W1=Fs， W2=fs′，由图可知：s：s′=3：4，所以 F1：F2=4：3，故②正确，①错误，综上可知 A 正确， BCD 错误。 9【答案】A 【解析】 试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变 化即可。木箱受力如图所示： 木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故 A 正确；无法比较动能与摩擦力做 功的大小，CD 错误。故选 A 点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动 能定理求解末动能 大小。 10【答案】B 【解析】 【详解】A、根据万有引力提供向心力可得： ，又 ，所以 ，A 错误 B、因为 ，所以 ，B 正确 C、因为 ，C 错误 D、因为 ，D 错误 11【答案】A 【解析】 当初速度为 7 m/s 时，由功能关系，运动员克服摩擦力做功等于减少的重力势能．而当初速 度变为 6 m/s 时，运动员所受的摩擦力减小，故从 A 到 B 过程中克服摩擦力做的功减少，而 重力势能变化量不变，故运动员在 B 点动能大于他在 A 点的动能． 12【答案】B 【解析】 【详解】设地球的质量为 M，月球的质量为 M0，地球的密度为 ，月球的密度为 ；又 忽 略 星 球 自 转 ， 星 球 表 面 上 的 物 体 重 力 等 于 万 有 引 力 。 可 得 ， 所 以 ，B 正确 13【答案】BD 【解析】 【详解】三个小球做的都是平抛运动，从图中可以发现落在 c 点的小球下落的高度最小，由 h= gt2，可知，时间 ，所以落在 c 点的小球飞行时间最小，同理，落在 a 点的小 球飞行时间最长，故 A 错误，B 正确；速度变化的快慢是指物体运动的加速度的大小，由 于物体做的都是平抛运动，运动的加速度都是重力加速度 g，所以三次运动速度变化的快慢 是一样的，故 C 错误；小球做的是平抛运动，平抛运动在水平方向的速度是不变的，所以 小球的速度的变化都发生在竖直方向上，竖直方向上的速度的变化为 △ v=g △ t，所以运动的 时间短的 c 球速度变化最小，故 D 正确； 14【答案】AC 【解析】 【详解】A、 ，A 正确 B、 ，B 错误 C、 ，所以 ， ，C 正确 D、 ，D 错误 15【答案】AD 【解析】 由线速度公式 ，B 错误；根据万有引力提供向心力，同时角速度相等，有 ， ，C 错误、D 正确；同时 ，得 ， ，A 正确。 16【答案】BCD 【解析】 【详解】A、小球从 A 出发到返回 A 的过程中，位移为零，动能变化不为 0，外力做功不为 0，A 错误 B、因为 C 是 AB 的中点，且只有重力和摩擦力做功，可得小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过 程，重力和摩擦力做功相等，所以动能变化相等，B 正确 C、小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程受力情况完全相同，所以加速度相等，因此速度变化 率相等，C 正确 D、小球从 A 到 C 与从 C 到 B 的过程，摩擦力做功相等，且等于机械能的变化，所以损失 的机械能相等，D 正确 17【答案】 (1). C (2). BD (3). 0.68 (4). 0.69 【解析】 【详解】（1）没有必要进行的步骤是 C，本实验是用自由落体运动验证机械能守恒，验证的 是 ，所以质量可测可不测；操作不恰当的步骤是 BD，打点计时器连接的应该 是交流电源，操作时应该先打开电源后释放重物。 （2）从 0 点到 6 点，重物的动能增量 ，所以 ，重物重力势能减少量ΔEp=mghB=0.69J 18【答案】(1) f=－1.5N ;(2) P=9W;(3) x=42m 【解析】 【详解】（1）小车在 14s~18s 这段时间内，受到阻力的作用，由于其加速度为 a=－1.5m/s2，故阻力为 f=ma=1.0 kg×（－1.5m/s2）=－1.5N （2）小车匀速行驶时，牵引力等于阻力 1.5N，故其功率为 P=Fv=1.5N×6m/s=9W， （3）而 0~2s 的位移为 ，在 2s~10s 这段时间内，由动能定理得： ，解得 x2=39m 故加速的总位移为 x= x1+ x2=42m 19【答案】（1）10m/s2（2）40J （3）20J 【解析】 【分析】 由速度公式可以求出物体的加速度；由平均速度公式求出物体的位移，由牛顿第二定律求出 物体受到的摩擦力，然后由功的 计算公式求出克服摩擦力的功；由动能定理可以求出物体 回到 A 时的动能。 【详解】（1）物体的加速度： 所以加速度的大小为：a=10m/s2 （2）物块上滑过程中的最大位移： 由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma， 解得摩擦力：Ff=μmgcosθ=ma﹣mgsinθ=8N 物块克服摩擦力做的功：Wf=Ffx=40J （3）设物块回到底端 A 时的动能为 Ek 由动能定理得： 解得动能：Ek= 【点睛】本题主要考查了应用加速度的定义式匀变速运动公式、功的计算公式与动能定理即 可正确解题。 20【答案】（1） =8m/s （2）9m/s （3）F=216N 【解析】 试题分析：根据 解得 则跳离的最小速度 ． （2）根据机械能守恒定律得， 解得 ． （3）根据牛顿第二定律得， 根据几何关系得 ， 联立解得 F=216N． 考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律