黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题 16页

www.ks5u.com 铁人中学2018级高一学年下学期期末考试 物理试题 一、选择题：（本题共13小题，每题4分，共52分。1-7题为单选，8-13为多选，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)‎ ‎1. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力由以下哪个力提供 A. 重力 B. 支持力 C. 重力和支持力的合力 D. 重力、支持力和摩擦力的合力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故C正确．‎ 考点：圆周运动；受力分析 ‎【名师点睛】本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，由牛顿第二定律和圆周运动结合进行分析，是常用的方法和思路。‎ ‎2.如图所示，某人游珠江，他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去．江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )‎ A. 水速大时，路程长，时间长 B. 水速大时，路程长，时间短 C. 水速大时，路程长，时间不变 D. 路程、时间与水速无关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查的是合运动和分运动之间的关系：‎ 合运动与分运动之间存在如下的特点：(1)独立性原理：各个分运动之间相互独立，互不影响． (2)等时性原理，合运动与分运动总是同时开始，同时结束 人在游泳过河时，渡河方向的速度不受水流速度的影响，因此渡河时间不变，水速越大，水平方向的位移越大，则合位移越大，即路程越大，因此C正确ABD错误 ‎3.如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P很缓慢地移动到Q点，则力F所做的功为（ ）‎ A. FLsinθ B. mgLcosθ C. FL (1- cosθ) D. mgL (1- cosθ)‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在缓慢移动的过程中，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得 解得：‎ A. FLsinθ与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. mgLcosθ与分析不相符，故B项与题意不相符；‎ C. FL (1- cosθ)与分析不相符，故C项与题意不相符；‎ D. mgL (1- cosθ)与分析相符，故D项与题意相符。‎ ‎4. 如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为T，物体所受重力为G，则下面说法正确的是（ ）‎ A. 物体做匀速运动，且v1="v2" B. 物体做加速运动，且v2>v1‎ C. 物体做加速运动，且T>G D. 物体做匀速运动，且Ｔ＝Ｇ ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、B、小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为θ，由几何关系可得：v2=v1sinθ，所以v1＞v2，故A、B均错误。C、D、而θ逐渐变大，故v2逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，T＞G，故D错误，C正确。故选C。‎ ‎【点睛】正确将小车的运动按效果进行分解是解决本题的关键，同时掌握运动的合成与分解应用。‎ ‎5.将物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H，以地面为零势能面，当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体总的机械能为mgH，当高度为h时，动能是势能的2倍，即动能为2mgh，由机械能守恒定律可得：‎ 解得：‎ A. 与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. 与分析相符，故B项与题意相符；‎ C. 与分析不相符，故C项与题意不相符；‎ D. 与分析不相符，故D项与题意不相符.‎ ‎6.我国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”已于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭成功发射升空.假设该卫星的绕月轨道是圆形的，且距离月球表面高度为h，并已知该卫星的运行周期为T，月球的直径为d，万有引力常量为G，则可求出（ ）‎ A. 月球探测卫星“嫦娥一号”在离月球表面h高度轨道上运行的速度v =πd/T B. 月球探测卫星“嫦娥一号”绕月轨道的半径r = d + h C. 月球质量 D. 月球表面的重力加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 月球探测卫星“嫦娥一号”在离月球表面h高度轨道上运行速度为 ‎ ‎ 故A项与题意不相符；‎ B. 月球探测卫星“嫦娥一号”绕月轨道的半径 故B项与题意不相符；‎ C. 卫星绕月球做匀速圆周运动万有引力做向心力，即为 解得：‎ 故C项与题意相符；‎ D. 月球表面万有引力即重力，故有 所以，重力加速度为 故D项与题意不相符。‎ ‎7.如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2落到斜面上的C点处，以下判断正确的是（ ）‎ A. AB：AC=" 4" ：1 B. t1 ：t2=" 4" ：1‎ C. AB：AC = 2：1 D. t1：t2=：1 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由平抛运动可知，由A到B和C 位移夹角相同，又由运动学公式可得答案为A。‎ ‎8.如图，a、b、c是地球大气层外同一平面内沿圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则（ ）‎ A. b所需向心力最小 B. b、c的周期相同，且大于a的周期 C. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 D. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力得 ‎ ‎ A.，a和b质量相等且小于c的质量，可知b所需向心力最小，故A项与题意相符；‎ B. 所以b、c周期相同，大于a的周期，故B项与题意相符；‎ C. 所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故C项与题意不相符；‎ D.所以b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，故D项与题意不相符。‎ ‎9.地球绕地轴OO′以ω角速度转动，某地A处与赤道上B处如图所示，则（ ）‎ A. A、B两点的角速度相等 B. A、B两点的线速度相等 C. 若θ＝30°，则vA∶vB＝∶2 D. 若θ＝30°，则vA∶vB＝1∶2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. A、B两点共轴转动，角速度相等，之比为1：1，故A项与题意相符；‎ B.根据可知，由于AB两点的转动半径不同，所以两点的线速度不相等，故B项与题意不相符；‎ CD. A、B转动的半径之比为 根据可知，vA∶vB＝∶2，故C项与题意相符，D项与题意不相符。‎ ‎10.将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同.现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 沿着1和2下滑到底端时，物块速度的大小不相等；沿着2和3下滑到底端时，物块速度的大小相等 B. 沿着1下滑到底端时，物块的速率最大 C. 物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的 D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中，沿着1下滑产生的热量多 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理有 ‎ ①‎ 其中Wf为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力 所以物块克服摩擦力做功为 ‎②‎ 由图可知，Lcosθ为斜面底边长可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度L底成正比。‎ AB.B因沿着1和2下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，沿着1重力做功大于沿2‎ 重力做功，根据①式得知，沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿2下滑到底端时速度；沿着2和3下滑到底端时，重力做功相同，而沿2物体克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，则由①式得知，沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿3下滑到底端时速度，所以沿着1下滑到底端时，物块的速率最大，而沿着3下滑到底端时，物块的速率最小，故A项与题意不相符，B项与题意相符；‎ C. 沿3时克服摩擦力做的功最多，物体的机械能损失最大，产生的热量最多，故C项与题意相符；‎ D. 因沿着1和2下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，物块沿1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，故D项与题意不相符。‎ ‎11.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为时,起重机的有用功率达到最大值P之后,起重机保持该功率不变,继续提升重物.直到以最大速度匀速上升为止,则整个过程中,下列说法错误的是( )‎ A. 钢绳的最大拉力为P/‎ B. 钢绳的最大拉力为P/‎ C. 重物的最大速度为P/mg D. 重物做匀加速运动的时间为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得，故A正确，B错误；重物以最大速度为v2匀速上升时，F=mg，所以，故C正确；重物做匀加速运动的加速度，则匀加速的时间为，故D正确。‎ ‎12.水平推力和分别作用于水平面上原来静止的、等质量的 两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下，两物体的图像如右图所示，已知图中线段，则（ ）‎ A. 的冲量小于的冲量 B. 的冲量等于的冲量 C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 两物体受到的摩擦力大小不等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，根据动量定理，对整个过程研究得：，，由图看出，，则有，即的冲量小于的冲量，故选项AC正确。‎ 考点：动量定理、匀变速直线运动的图像、摩擦力的判断与计算 ‎【名师点睛】由速度图象分析可知，水平推力撤去后，AB与CD平行，说明加速度相同，动摩擦因数相同，两物体的质量相等，说明摩擦力大小相等，根据动量定理，研究整个过程，确定两个推力的冲量关系；本题首先考查读图能力，其次考查动量定理应用时，选择研究过程的能力。‎ ‎13.如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长也为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上．重力加速度为g，不计一切摩擦，则（ ）‎ A. 小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小 B. A球刚滑至水平面时，速度大小为 C. 小球B升高至斜面右侧L/2处时，小球A所受重力的瞬时功率大于小球B所受重力的瞬时功率 D. 小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球B做功为 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 小球A下滑过程中，系统只有重力做功，机械能守恒，刚开始，AB球的速度都增大，所以系统动能增大，则重力势能减小，故A项与题意相符；‎ B. A球刚滑至水平面时，对系统用动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ 故B项与题意相符；‎ C. 小球B升高的过程中，根据动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ 此时，重力对小球A做功的功率为：‎ ‎ ‎ 重力对小球B做功的功率为 故C项与题意相符；‎ D. B球刚升至斜面顶端时时，对系统用动能定理得：‎ 解得：‎ ‎ ‎ 根据动能定理研究B得：‎ 解得：‎ 故D项与题意不相符。‎ 二．实验题(10分)‎ ‎14.用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图甲中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g则（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）‎ ‎（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_______；‎ ‎（2）在打点0～5过程中系统动能的增量△EK=________，系统势能的减少量△EP=________，由此得出的结论是_____________________________‎ ‎（3）若某同学作出-h图象如图丙，则当地的实际重力加速度g=___________．‎ ‎【答案】 (1). 2.4m/s (2). 0.576J (3). 0.588J (4). 在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒 (5). 9.7m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：。 第二空.物体的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek＝(m1+m2)v52−0＝0.576J；‎ 第三空.重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=（m2-m1）gh=0.588J； 第四空.由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒。 第五空.题中根据机械能守恒可知，（m2-m1）gh＝(m1+m2)v2，即有：v2＝gh，所以v2−h图象中图象的斜率表示g，由图可知，斜率k=g ==4.85，故当地的实际重力加速度g=9.7m/s2。‎ 三.计算题：（共3小题，共48分。解答时应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，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15.如图所示,用0.5的铁睡把钉子钉进木头里去,打击时铁锤的速度,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01,那么:‎ ‎(1).不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力多大?‎ ‎(2).考虑铁锤重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大?‎ ‎【答案】(1) 200,方向竖直向下 (2) 　　方向竖直向下 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对铁锤，根据受力情况应用动量定理可以求出铁锤对钉子的作用力。‎ ‎【详解】（1）不计铁锤受的重力时，设铁锤受到钉子的平均作用力为，取铁锤的速度的方向为正方向，以铁链为研究对象，由动量定理得：‎ 则 为负值表示它的方向与速度的方向相反，即方向是竖直向上的，由牛顿第三定律可知，铁锤钉钉子的平均作用力的大小为200，方向竖直向下.‎ ‎（2）考虑铁锤受的重力时，设铁锤受到钉子的作用力为，取铁错的速度的方向为正方向,铁锤受到的合力为 由动量定理得 可得： (负号表示它的方向与的方向相反)‎ 即考虑铁锤受的重力时，铁锤打打子的平均作用力为，方向竖直向下。‎ ‎【点睛】本题考查动量定理的应用，要作用在求铁锤对钉子的作用力时，时间的长短是决定是否考虑铁锤的重力的关键因素。‎ ‎16.宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球．经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G，求该星球的质量M。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】两次平抛运动，竖直方向，水平方向，根据勾股定理可得：，抛出速度变为2倍：，联立解得：，，在星球表面：，解得：‎ ‎17.如图所示，在倾角为37o的斜面上，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在A点，自然状态时另一端位于B点。斜面上方有一半径R=0.2m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处，圆弧轨道的最高点为D。斜面AB段光滑，BC段粗糙且长度为0.4m。现将一质量为1kg的小物块从C点由静止释放，小物块将弹簧压缩了0.2m后速度减为零（不计小物块到达B处与弹簧碰撞时的能量损失）。已知弹簧弹性势能表达式Ek=kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。（计算结果可保留根号）求：‎ ‎⑴小物块与斜面BC段间的动摩擦因数μ ‎⑵小物块第一次返回BC面上时，冲到最远点E，求BE长 ‎⑶若用小物块将弹簧压缩，然后释放，要使小物块在CD段圆弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道，则压缩时压缩量应满足的条件 ‎【答案】⑴μ=0.5 ⑵0．08m的E位置 ⑶x≥0．479m ‎【解析】‎ 试题分析：⑴由动能定理得：‎ ‎2分 解得：μ="0.5" 1分 ‎⑵设小物块最远将冲到E点，则由动能定理得：‎ ‎2分 解得：BE=0．08m，即最远冲到距B点为0．08m的E位置。 1分 ‎⑶要使小物块不脱离圆弧轨道，则小物块应到达图中F点时速度减为零则有：‎ ‎＞0 1分 ‎≤0 1分 解得：＜x≤即：0．349m＜x≤0．4m 1分 若恰过最高点D，则有：‎ ‎≥mv21分 mg= m1分 解得： x≥即：x≥0．479m 1分 考点：本题考查动能定理、圆周运动。‎ ‎ ‎