2018-2019学年广东省深圳市高一下学期期末考试物理试题（解析版）

2018-2019学年广东省深圳市高一下学期期末考试物理试题（解析版）

深圳市2018—2019学年度高一年级调研考试 物理 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．‎ ‎1.下列有关能量描述正确的是（ ）‎ A. “又要马儿跑得快，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律 B. 工作中的电风扇，消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒 C. 滑块在粗糙的水平面上减速滑行，最终停了下来，动能消失，能量不守恒 D. 同时做自由落体运动物体，质量越大，势能减少越快，机械能减少也越快 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、“又要马儿跑得快，又要马儿不吃草”，其中的“草”其实马儿的能量，这当然是不科学的，违背了能量的转化和守恒定律，故A正确。‎ B、工作中的电风扇，消耗的电能大于输出的机械能，同时电风扇电机有内阻，工作时发热也要消耗电能，总的过程能量守恒，故B 错误。‎ C、滑块在粗糙的水平面上减速滑行，通过克服摩擦力做功，动能转化成滑块与地面之间的内能散失在空气中，最终停了下来，该过程能量守恒，故C错误。‎ D、做自由落体运动的物体，在下落过程中，物体减少的重力势能转化成物体的动能，质量越大，下落过程中势能减少越快，但机械能守恒，故D错误 ‎2.自行车在水平路面上运动如图所示，则（ ）‎ A. ①可能是合外力的方向 B. ②可能是速度的方向 C. ③可能是加速度的方向 D. ④可能是向心加速度的方向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当合力（加速度）的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：速度方向沿着曲线上该点的切线方向；轨迹夹在合力（加速度）与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一侧。根据该特点知，只有③可能是加速度的方向，故C正确，ABD错误。‎ ‎3.以下四种情境中，物体a机械能守恒的是（不计空气阻力）（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、物体a在沿固定斜面匀速下滑和沿粗糙的圆弧面加速下滑过程中都受到摩擦力作用，有内能的产生，物体a的机械能不守恒，故AB错误。‎ C、摆球a由静止释放，自由摆动过程中只有重力做功，物体a的动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故C正确。‎ D、小球a由静止释放至运动到最低点的过程中，小球a和弹簧组成的系统机械能守恒，小球a的机械能不守恒，故D错误。‎ ‎4.如图所示，卫星a和b，分别在半径相同的轨道上绕金星和地球做匀速圆周运动，已知金星的质量小于地球的质量，则（ ）‎ A. b的角速度较大 B. b的周期较大 C. a、b的线速度大小相等 D. a、b向心加速度大小相等 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由万有引力充当向心力G=mr知，角速度=，卫星a和b的轨道半径相同，而中心天体金星的质量小于地球的质量，b的角速度较大，故A正确。‎ B、由=知，卫星的周期T=2，卫星a和b的轨道半径相同，卫星a绕中心天体金星的质量较小，则卫星a的周期较大，故B错误。‎ C、由线速度v=r=知，卫星a和b的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球的质量，a、b的线速度大小不相等，故C错误。‎ D、由向心加速度a=知，卫星a和b的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球的质量，a、b的向心加速度大小不相等，故D错误。‎ ‎5.质量为2000kg的汽车在水平路面上匀加速启动，阻力恒为1000N，t=20s时发动机达到额定功率，此后，功率保持不变，其运动的v—t图象如下，下列说法正确的是（ ）‎ A. 在t=40s时汽车达到最大速度 B. 汽车的额定功率为20000W C. 匀加速阶段，汽车的加速度大小为1m/s2‎ D. 加速过程中，汽车的牵引力一直在增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、t=20s时发动机达到额定功率，t=20s之后，汽车做加速度减小的加速运动，直到达到最大速度，由v—t图象可知，在t=40s时汽车尚未达到最大速度，故A错误。‎ BC、匀加速阶段，汽车的加速度a==m/s2=0.5m/s2，根据牛顿第二定律有：F-Ff=ma，汽车的牵引力F=ma+Ff=2000N，t=20s时发动机达到额定功率P=Fv=20000W，故B正确，C错误。‎ D、汽车达到额定功率后，牵引力大于阻力，速度还要继续增大，在功率保持不变的情况下，由P=Fv知，随着速度的增大，牵引力要减小，直到汽车达到最大速度时，牵引力F=Ff=1000N，故D错误。‎ ‎6.如图所示，半径为R的大圆环通过细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下，不计一切摩擦，以大环底所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则小环（ ）‎ A. 在任何位置的机械能为mgR B. 在任一直径两端的机械能之和为5 mgR C. 在任一直径两端的势能之和为3mgR D. 在任一直径两端的动能之和为2mgR ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质量为m的小环从大环的最高处由静止滑下过程中，以大环底所在的水平面为参考平面，小环在任何位置机械能守恒为2mgR，在任一直径两端的机械能之和为4mgR，在任一直径两端的势能之和为2mgR，在任一直径两端的动能之和为2mgR，故ABC错误，D正确。‎ 二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，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．‎ ‎7.甲、乙两汽车在t=0时刻并排同向行驶，它们运动的v-t图象如图所示．则（ ）‎ A. 甲的速度变化更快 B. 乙的速度减小，加速度减小 C. 0~20s内，乙的平均速度是25m/s D. 两汽车在t=20s时再次并排行驶 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由v-t图象知，甲的加速度a甲=1m/s2，乙的加速度a乙=-0.5m/s2，所以甲的速度变化更快，故A正确。‎ B、乙的速度减小，加速度恒定，故B错误。‎ C、0~20s内，乙的平均速度是v=m/s=25m/s，故C正确。‎ D、在t=20s时，两车的速度相等，由v-t图象包围的“面积”知，乙在甲的前面，故D 错误。‎ ‎8.如图所示，物块在水平向右推力F作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动，下列说法正确的是（ ）‎ A. F恒力 B. 物块受到轨道的支持力逐渐增大 C. 物块受到的合外力逐渐增大 D. F与支持力的合力跟物块的重力大小相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】物块在水平向右推力F 作用下沿竖直光滑圆弧轨道向上缓慢移动过程中，物块受三力平衡如图，在向上缓慢移动过程中，随着的逐渐增大，F逐渐变大；轨道对物块的支持力N逐渐增大；物块受到的合外力为零；F与支持力的合力跟物块的重力大小相等，方向相反，故AC错误，BD正确。‎ ‎9.无人机在某段飞行过程中，通过机载传感器描绘出运动的图象，图甲是沿水平方向的x-t图象，图乙是沿竖直方向的v-t图象，在0~3s内（ ）‎ A. 无人机在水平方向做匀加速直线运动 B. 无人机在竖直方向做匀加速直线运动 C. 无人机的运动轨迹为抛物线 D. t=3s时无人机的速度大小为5m/s ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由水平方向的x-t图象知，无人机在水平方向做匀速直线运动，速度为3m/s，故A错误。‎ B、由竖直方向的v-t图象知，无人机在竖直方向做匀加速直线运动，加速度a=m/s2，故B正确。‎ C、无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，所以无人机的运动轨迹为抛物线，故C正确。‎ D、t=3s时，无人机vx=3m/s，vy=4m/s，无人机的速度v==5m/s，故D正确。‎ ‎10.任何有质量的物体周围都存在引力场，万有引力是通过引力场发生作用的。引入“引力场强度”A来表示引力场的强弱和方向，质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力为F，则地球在该处产生的引力场强度A=，以下说法正确的是（ ）‎ A. A的单位与加速度的单位相同 B. A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致 C. r越大，A越大 D. m越大，A越小 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、F为质量为m的物体在距离地心r处（r大于地球半径）受到的万有引力，则A=表示的就是物体的加速度，根据牛顿第二定律定律，A的方向与该处物体所受万有引力的方向一致，故AB正确。‎ CD、由万有引力定律F=G知，r越大，引力F越小，则A越小；由A=知，A与m无关，故CD错误。‎ ‎11.假想这样一个情景：一辆超级小车沿地球赤道行驶，将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径，小车重量G=mg，用FN表示地面对它的支持力，小车（ ）‎ A. 速度越大，FN越小 B. G和FN是一对作用力和反作用力 C. 速度足够大，驾驶员将处于超重状态 D. 若速度达到7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力）‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、对超级小车，根据牛顿第二定律：mg-FN=m，地面对它的支持力FN=mg-m，速度越大，FN越小，故A正确。‎ B、G和FN是不同性质的两种力，它们不是一对作用力和反作用力，故B错误。‎ C、由支持力FN=mg-m知，FNmg，则驾驶员对座椅的压力也小于重力，驾驶员处于失重状态，故C错误。‎ D、若速度达到第一宇宙速度v=7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力），故D正确。‎ ‎12.起重机将质量为m的货物沿竖直方向匀加速提起，加速度大小为，货物上升h的过程中（已知重力加速度为g），则（ ）‎ A. 货物克服重力做功mgh B. 货物的动能增加了mgh C. 合外力对货物做功为mgh D. 货物的机械能增加了mgh ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、货物上升h的过程中，货物克服重力做功mgh，故A正确。‎ B、根据动能定理：动能增加量Ek=F合h=mah=mgh，故B错误。‎ C、合外力对货物做功W合= F合h=mah=mgh，故C正确。‎ D、根据牛顿第二定律：F拉-mg=ma，F拉=mg+ma=mg，货物增加的机械能E机=F拉h=mgh，故D正确。‎ 三、填空题（本题包括2小题，共17分）‎ ‎13.某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计研究摩擦力，在计算机屏幕上直接得到摩擦力随时间变化的关系图，装置如图所示： ‎ ‎（1）保持接触面的压力、面积等因素不变，只研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响，这种研究方法称为___。‎ ‎（2）仅改变物块质量进行试验，得到甲、乙两图，可以判断物块质量较大的是___（填“甲”或者“乙”）‎ ‎（3）图甲所用物块质量为m=0.14kg，图中所示的最大静摩擦力为___N，物块与木板间的动摩擦因数为____。（保留两位有效数字，g=9.8m/s2）‎ ‎【答案】 (1). 控制变量法 (2). 乙 (3). 0.61（0.60~0.63） (4). 0.45（0.44~0.46）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空、控制变量法 多种因素影响到所测物理量时候，通常在保证其它因素不变的情况下，只考虑某一种因素对研究物理量的影响，这种方法称为控制变量法。‎ 第二空、乙 仅改变物块质量，从甲、乙两图可知，乙物体的质量较大。‎ 第三空、0.61（0.60~0.63）‎ 图甲中所示的最大静摩擦力为0.61N；‎ 第四空、0.45（0.44~0.46）‎ 物块与木板间的动摩擦因数====0.45。‎ ‎14.某实验兴趣小组用如图所示实验装置研究小车在斜面上的运动情况及功能关系 ‎（1）实验中，除打点计时器（含纸袋、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有___。（填选项代号）‎ A．交流电源 B．直流电源 C．刻度尺 D．秒表 ‎（2）部分使用步骤如下：‎ A．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 B．接通电源，打点计时器工作稳定后释放小车 C．将纸带与小车尾部相连，小车停靠在打点计时器附进 D．打点完毕，关闭电源，更换纸带，重复操作，打出多条纸带 上述步骤的正确顺序是_____（用字母填写）‎ ‎（3）从打出的纸带中选出了一条理想纸带，纸带上点迹清晰，打点计时器所用的电源频率是50Hz．如图所示，O、A、B、C、D是选用的计数点，测得s1=2.50cm、s2=3.50cm、s3=4.50cm、s4=5.50cm。相邻两个计数点间的时间间隔是T=__s；打计数点B时纸带的瞬时速度大小为vB=__m/s．小车的加速度a=____m/s2。‎ ‎（4）斜面倾角=37，小车的质量为0.2kg，从打下计数点B到D的过程中，小车机械能的减小量E=___J（取g=9.8m/s2，=0.6，=0.8）‎ ‎【答案】 (1). AC (2). ACBD (3). 0.1 (4). 0.400 (5). 1.00 (6). 0.10‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空、AC 打点计时器需要使用交流电源，需要用刻度尺测量计数点之间的距离，打点计时器本身就是计量时间的仪器，故不需要秒表。‎ 第二空、ACBD 第三空、0.1‎ 打点计时器所用的电源频率是50Hz，O、A、B、C、D是选用的计数点，计数点与计数点之间有5个时间间隔，相邻两个计数点间的时间间隔是T=50.02s=0.1s。‎ 第四空、0.400‎ 打计数点B时纸带的瞬时速度大小为vB===10-2m/s=0.400m/s。‎ 第五空、1.00‎ 由逐差法可求小车的加速度a===10-2m/s2=1.00m/s2。‎ 第六空、0.10‎ 打D点时小车的速度vD=vB+a(2T)=(0.400+1.000.2)m/s=0.600m/s，从打下计数点B到D的过程中，小车机械能的减小量E=mgsBD+mvB2-mvD2 =0.10J。‎ 四、计算题：本题共3小题，共35分．把解答写在答题卡中指定大提处，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．‎ ‎15.小明踩着滑板沿水平方向以v0=3m/s的速度离开平台，假设经过t=0.4s以不变的姿势着地，如图所示，小明和滑板的总质量m=50kg，取g=10m/s2，不计空气阻力．求：‎ ‎（1）平台的高度h；‎ ‎（2）着地前瞬间速度v及重力的瞬时功率P。‎ ‎【答案】（1）0.8m；（2）2000W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小明做平抛运动，根据平抛运动规律：平台的高度h=gt2=0.42m=0.8m。‎ ‎（2）着地前瞬间的竖直速度vy=gt=4m/s，着地前瞬间速度v==m/s=5m/s；重力的瞬时功率P=mgvy=50104W=2000W。‎ ‎16.设想若干年后宇航员登上了火星，他在火星表面将质量为m的物体挂在竖直的轻质弹簧下端，静止时弹簧的伸长量为x，已知弹簧的劲度系数为k，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。‎ ‎（1）求火星表面的重力加速度和火星的质量；‎ ‎（2）如果在火星上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期。‎ ‎【答案】（1）g=，M=； （2）v=， 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物体静止时由平衡条件有: mg=kx，所以火星表明的重力加速度g=；在火星表面重力由万有引力产生：mg=G，解得火星的质量M=。‎ ‎（2）重力提供近地卫星做圆周运动的向心力：mg=m，解得卫星的线速度v=；近地卫星的周期T==2。‎ ‎17.某探究小组设计了一货运装置，该装置由固定的光滑圆弧轨道AB与平板小车组成（小车与B点等高），圆弧轨道半径r=0.45m，小车质量M=10kg．质量m=20kg的物块（可视为质点）从轨道顶端A由静止滑下，经B点滑上静止的小车，经过一段时间，物块与小车相对静止，一起运动到卸货点，工人把物块取下，此后，小车撞到挡板以原速率反弹，B点到卸货点的距离足够大，不计小车与地面间的摩擦，g=10 m/s2，求：‎ ‎（1）物块滑到轨道底端B处的速率及向心力大小；‎ ‎（2）物块与小车的共同速度及从开始到卸货点的过程中系统损耗的机械能；‎ ‎（3）若小车长L=1m，工人没有及时取下物块，小车反弹后，物块以相对地面向右，大小为1m/s的速度滑离小车，求物块与小车间的摩擦力大小。‎ ‎【答案】（1）vB=3m/s， Fn=400N；（2）E=30J；（3）80N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块从A到B，由机械能守恒定律：，解得在B点的速率vB=3m/s 向心力Fn=m=20N=400N ‎（2）物块滑上小车后与小车组成的系统动量守恒，共速时的速度为v0，有：‎ 物块与小车的共同速度v0==m/s=2m/s 损失的机械能 代入数据得E=30J ‎（3）碰后瞬间小车的速度向左，大小为v0=2m/s，物块滑下小车时，物块的速度为v1=1m/s，设此时小车的速度大小设为v2，由动量守恒定律：‎ 根据能量守恒定律：‎ 代入数据得=0.4，则物块与小车间的摩擦力大小F=mg=0.42010N=80N。‎ ‎ ‎