吉林省长春市2019-2020高一物理下学期期末模拟试题（3）（Word版附解析） 17页

2019-2020 长春市高一下学期物理期末模拟试题 共计 100 分 一、单选题（每题 4 分，共计 36 分） 1．关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是（ ） A．变速运动一定是曲线运动 B．匀速圆周运动是匀速运动 C．做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零 D．做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心 2．质量为 2 kg 的小铁球从某一高度由静止释放，经 3 s 到达地面，不计空气阻力，g 取 10 m/s2。 则（ ） A．2 s 内重力做的功为 1800 J B．2 s 内重力的平均功率为 400 W C．2 s 内重力的平均功率为 100 W D．2 s 末重力的瞬时功率为 400 W 3．质量为 m 的小球，从离桌面 H 高处由静止下落，桌面离地面的高度为 h，如图所示，若 以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（ ） A．mgh，减少 mg（H－h） B．－mgh，减少 mg（H+h） C．－mgh，增加 mg（H－h） D．mgh，增加 mg（H+h） 4．“嫦娥四号”是人类历史上首次在月球背面软着陆和勘测。假定测得月球表面物体自由落 体加速度 g，已知月球半径 R 和月球绕地球运转周期 T，引力常数为 G．根据万有引力定律， 就可以“称量”出月球质量了。月球质量 M 为（ ） A． 2GRM g  B． G gRM 2  C． 2 3 2 4 RM GT  D． 2 3 24 T RM G 5．如图所示，从同一条竖直线上两个不同点 P、Q 分别向右平抛两个小球，平抛的初速度 分别为 v1、v2，结果它们同时落到水平面上的 M 点处（不考虑空气阻力）。下列说法中正确 的是（ ） A．一定是 P 先抛出的，并且 v1v2 D．一定是 Q 先抛出的，并且 v1=v2 6．如图所示的皮带传动装置中，右边两轮粘在一起且同轴，A、B、C 三点均是各轮边缘上 的一点，半径 RA=RC=2RB，皮带不打滑，则 A、B、C 三点线速度、向心加速度的比值分别 是（ ） A．vA：vB：vC=1：1：2 aA：aB：aC=1：1：4 B．vA：vB：vC =1：1：2 aA：aB：aC =1：2：4 C．vA：vB：vC =1：2：2 aA：aB：aC =1：2：4 D．vA：vB：vC =1：2：2 aA：aB：aC =1：2：2 7.如图所示，一光滑地面上有一质量为 m′的木板 ab，一质量为 m 的人站在木板的 a 端，关 于人由静止开始运动到木板的 b 端(M、N 表示地面上原 a、b 对应的点)，下列图示正确的是 A. B. C. D. 8.如图所示，木块 A 放在水平长木板 B的左端，A、B 间动摩擦因数为μ.现用恒力 F 将 A 拉 至 B 的右端．第一次将 B 固定在水平地面上，木块 A 到达 B 右端时的动能为 Ek1；第二次 将 B 放在光滑的水平地面，木块 A 到达 B 右端时的动能为 Ek2，以下判断正确的是 A. Ek1Ek2 D. 无法确 定 9.质量为 m 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，其中 OA 为过原点的 一条直线．从 t1 时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为 Ff，则（ ） A. 0～t1 时间内，汽车的牵引力等于 1 1 vm t B. 汽车在 t1～t2 时间内的功率等于 t2 以后的功率 C. t1～t2 时间内，汽车的功率等于 1 1 1 ( )f vm F vt  D. t1～t2 时间内，汽车的平均速度等于 1 2 2 v v 二、多选题（每题 4 分，共计 20 分） 10．探索精神是人类进步的动力源泉。在向未知的宇宙探索过程中，有一宇宙飞船飞到了某 行星附近，绕着该行星做匀速圆周运动，测出宇宙飞船运动的周期为 T，线速度大小为 v， 已知引力常量为 G，则下列正确的是（ ） A．该宇宙飞船的轨道半径为 2 vT  B．该行星的质量为 3 2 v T G C．该行星的平均密度为 2 3 GT  D．该行星表面的重力加速度为 2 2 2 4 v T  11.质量为 m 的小球 A，沿光滑水平面以速度 v0 与质量为 2m 的静止小球 B 发生正碰，碰撞 后，A 球的动能变为原来的 1 9 ，那么小球 B 的速度可能是 A. 1 3 v0 B. 2 3 v0 C. 4 9 v0 D. v0 12．如图所示，相同质量的三个物块同时由静止开始，分别沿着底边长度相同而倾角不同的 固定斜面 a、b、c 由顶端滑到底端，则下列叙述正确的是（ ） A．若物块与斜面间的动摩擦因素相同，则三个物块损失的机械能相同 B．若物块到达底端时的动能相同，则物块与斜面 c 之间的动摩擦因素最大 C．若斜面光滑，则在斜面 c 上运动的物块一定最后到达斜面底端 D．若斜面光滑，则三个物块一定同时运动到斜面底端 13．水平传送带在外力 F 驱动下以恒定速度运动，将一块砖放置在传送带上，若砖块所受 摩擦力为 f，传送带所受摩擦力为 f  ，砖块无初速放到传送带上至砖块达到与传送带相同 速度的过程中以下正确的是（ ） A．f′所做的功等于 f 所做的功的负值 B．F 所做的功与 f  所做的功之和等于砖块所获得的动能 C．F 所做的功与  f  所做的功之和等于零 D．F 所做的功大于砖块所获得的动能 14．如图所示，楔形木块 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面的夹角 相同，顶角 b 处安装一定滑轮．质量分别为 M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨 过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮 的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ） A．两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对 M 做的功等于 M 动能的增加 C．轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功 三、实验题（每小题 2 分，共计 8 分） 15．利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。 A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列 器材中，还必须使用的两种器材是________。 A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码) （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。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 的距离分别为 hA、hB、hC。 已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m。从打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝____________，动能变化量ΔEk＝__________。 （4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。 A．利用公式 v＝gt 计算重物速度 B．利用公式 v＝ 2gh 计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 四、计算题（16 题 10 分，17 题 12 分，18 题 14 分） 16．如图，半径 R=0.5m 的光滑圆弧轨道 ABC 与足够长的粗糙轨道 CD 在 C 处平滑连接，O 为圆弧轨道 ABC 的圆心，B 点为圆弧轨道的最低点。半径 OA、OC 与 OB 的夹角分别为 53° 和 37°。将一个质量 m=0.5kg 的物体（视为质点）从 A 点左侧高为 h=0.8m 处的 P 点水平抛 出，恰从与 p 点水平距离为 1.2m 的 A 点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道 CD 间 的动摩擦因数μ=0.8，重力加速度 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)物体水平抛出时的初速度大小 v0；（3 分） (2)物体经过 B 点时，对圆弧轨道压力大小 FN；（3 分） (3)物体在轨道 CD 上运动的距离。（4 分） 17．一列火车总质量 m＝500t，机车发动机的额定功率 P＝6×105W，在轨道上行驶时，轨道 对列车的阻力 F 阻是车重的 0.01 倍，g 取 10m/s2，求： （1）火车在水平轨道上行驶的最大速度；（4 分） （2）以额定功率 P 工作，当行驶速度为 v＝10m/s 时，列车的瞬时加速度是多少；（4 分） （3）若火车从静止开始，保持 0.5m/s2 的加速度做匀加速运动的时间．（4 分） 18.在光滑的冰面上放置一个截面圆弧为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面体,一个坐 在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上．已知小孩和冰车的总质量为 m1 小球的质量为 m2， 曲面体的质量为 m3.某时刻小孩将小球以 v0=4m/s 的速度向曲面体推出(如图所示). (1)求小球在圆弧面上能上升的最大高度；（6 分） (2)若 m1=40kg,m2=2kg 小孩将球推出后还能再接到小球,求曲面质量 m3 应满足的条件（8 分） 参考答案 第 1 题 【答案】C 【解析】变速运动不一定是曲线运动，也可能是直线运动，选项 A 错误；匀速圆周运动的速 度大小不变，方向不断变化，故匀速圆周运动不是匀速运动，选项 B 错误；做曲线运动的物 体速度不断变化，故有加速度，所受的合外力一定不为零，选项 C 正确；只有做匀速圆周运 动的物体受到的合外力方向才一定指向圆心，选项 D 错误；故选 C． 第 2 题【答案】D 【解析】物体只受重力，做自由落体运动，2s 末速度为 v1=gt=20m/s 下落 2.0s 末重力做功的瞬时功率 P=Gv=20×20 W =400W 2s 内的位移为 2 2 1 20m2h gt  前 2s 内重力的功 2 400JW mgh  所以前 2s 内重力的平均功率为 2 2 2 10 20 W 200W2 mghP t     故 D 正确 ABC 错误。故选 D。 第 3 题【答案】B 【解析】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为 pE mgh  整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为 p ( )E mg h mg H h     ，故 B 正确，ACD 错误。故选 B。 第 4 题【答案】B 【解析】在月球表面物体受到的万有引力等于重力，根据 2 GMm mgR  ，知 G gRM 2  ，故 A 错误，B 正确；月球绕地球运动的周期为 T，中心天体是地球，所以求不出月球的质量， 故 CD 错误。 第 5 题【答案】A 【解析】物体做平抛运动的时间取决于下落的高度，即： 2ht g  ,从图中可得 P 点的高度大 于 Q 点的高度，所以要使同时落到 M 点所以一定是 P 球先抛出，CD 错误；平抛运动物体在 水平方向上做匀速直线运动，从图中可得两者的水平位移相等，故根据公式： x vt 可得 2 x gv xt h   ，所以： 1 2v v ，A 正确，B 错误。故选 A。 第 6 题【答案】B 【解析】因为 A、B 两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内 A、B 两点转过的弧长相等， 即：vA=vB。由 v=ωr 知；ωB：ωA=2：1；又 B、C 是同轴转动，相等时间转过的角度相等， 即：ωB=ωC，由 v=ωr 知，vB：vC=1：2；所以：vA：vB：vC=1：1：2，再根据 a=ωv 得：aA： aB：aC=1：2：4；故选 B。 第 7 题【答案】D 【解析】根据动量守恒定律，M、m 系统动量守恒，对于题中的“人板模型”，各自对地的位 移为 sM、sm，且有 MsM=msm， sM+sm=L 板（有时也称为平均动量守恒）， 解得： sm= ML M m 板 ， sM= mL M m 板 ； 以 M 点为参考，人向右运动，木板向左运动，且人向右运动的位移加上木板向左运动的位移 之和为板的长度，所以 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 第 8 题【答案】A 【解析】无论是 B 固定还是不固定，当 A 在 B 上滑动时， B 对 A 的滑动摩擦力是相等的， 根据 F-f=ma 可知，A 的加速度是相等的，而当 B 不固定时，物块 A 从 B 左端滑到右端所用 的时间较长，则由 v=at 可知，A 得到的速度较大，即 A 的动能较大，即 Ek1 ，物体沿轨道 CD 向上作匀减速运动，速度减为零后不会继 续下滑。从 B 到上滑至最高点的过程，由动能定理有     21- 1-cos37 - sin37 cos37 0- 2 BmgR mg mg x mv   = 代入数据可解得 135 1.09m124x = 在轨道 CD 上运动通过的路程 x 约为 1.09m。 第 17 题【答案】（1）12m/s；（2）0.02m/s2；（3）4s 【解析】（1）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，即 F F kmg 阻 时，列车的加 速度为零，速度达到最大 vm，可得： m P Pv F kmg   代入数据解得： 12m/smv  （2）当 v=10m/s 时，根据公式 P Fv ，代入数据得： 46 10 NF   根据牛顿第二定律，有： F Fa m  阻 代入数据得： 20.02m/sa  （3）若火车做匀加速直线运动，牵引力不变，在此过程中，速度增大，根据 P Fv ，发动 机功率也增大，当功率达到额定功率时，火车结束匀加速直线运动，设此时速度为 v1，此过 程的牵引力为 F1，由牛顿第二定律得： 1F F ma 阻 代入数据得： 5 1 3 10 NF   根据 1 1P Fv 得 1 2m/sv  根据公式 0v v at  ，代入数据得： 4st= 第 18 题【答案】（1） 2 3 0 2 32( ) m v m m g （2）m3> 42 19 kg； 【解析】 试题分析：对小球与曲面进行研究，由动量守恒及机械能守恒定律可列式求解；分析小孩与 球，球和曲面，由动量守恒定律及机械能守恒定律可求得最后的速度，然后求出小孩能接到 球的条件． （1）小球与曲面组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向， 由动量守恒定律得：  2 0 2 3m v m m v  由动能定理得：  2 2 2 2 0 2 3 1 1 2 2m gh m v m m v   解得： 2 3 0 2 32( ) m vh m m g   (2)小孩推出球的过程小孩与球组成的系统动量守恒，以向左为正方向， 由动量守恒定律得： 2 0 1 1 0m v m v  球与曲面组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向， 由动量守恒定律得： 2 0 2 2 3 3m v m v m v   由机械能守恒定律得： 2 2 2 2 2 2 0 33 1 1 1 2 2 2m mv v m v  解得： 3 2 2 0 3 2 m mv vm m   ； 如果小孩将球推出后还能再接到球,则需要满足：v2>v1 解得： 3 42 19m kg