【物理】湖南省娄底市第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试试题（解析版） 15页

湖南省娄底市第一中学2019-2020学年 高一下学期期末考试试题 第I卷（选择题)‎ 一、单选题(共40分)‎ ‎1．某旅行团到洪湖观光旅游，乘汽艇游览洪湖，汽艇在湖面转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大，如图A、B、C、D分别画出了汽艇转弯时所受合力的情况，你认为正确的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．一船在静水中的速度为6m/s，要渡过宽度为80m，水流的速度为8m/s的河流，下列说法正确的是 A．因为船速小于水速，所以船不能渡过此河 B．因为船速小于水速，所以船不能行驶到正对岸 C．船渡河的最短时间一定为l0 s D．船相对河岸的速度大小一定为10m/s ‎3．从同一高度自由落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易碎，掉在软泥地上不容易碎．这是因为（　　）‎ A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量大 B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大 C．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大 D．掉在水泥地上，玻璃杯受到水泥地的作用力大 ‎4．如图所示，A、B两轮绕轴O转动，A和C两轮用皮带传动（皮带不打滑），A、B、C三轮的半径之比4：5：5，a、b、c为三轮边缘上的点，则正确的是（   ）‎ A．线速度  ‎ B．角速度 C．角速度  ‎ D．向心加速度 ‎5．长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天．2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）‎ A．15天 B．25天 C．35天 D．45天 ‎6．以v0水平抛出一物体，如图，不计空气阻力，它又落到斜面上时，所用的时间为 A． B． C． D．‎ ‎7．质量为2kg的物体做自由落体运动，经过2s落地．重力加速度g=10m/s2．关于重力做功及功率，下列说法正确的是（　　）‎ A．下落过程中重力的平均功率是200 W B．下落过程中重力做的功是200 J C．落地前的瞬间物体的动能是200 J D．落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W ‎8．如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R．一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服的摩擦力做的功为（ ）‎ A．μmgR B．mgR（1－μ）‎ C．πμmgR D．mgR ‎9．如图所示，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是（ ）‎ A．这个电场是匀强电场 B．这个电场可能是负点电荷的电场 C．点电荷 q 在A 点受的电场力比在 B 点受到的电场力小 D．点电荷 q 在A 点瞬时加速度比在 B 点的瞬时加速度大（不计重力）‎ ‎10．如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M和m（M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用长为L的轻绳连在一起，L＜R。若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙连线正好沿半径方向拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过（两物体看作质点）：‎ A． B． C． D．‎ 二、多选题(每题4分，共12分)‎ ‎11．如图所示，A，B，C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星 ‎ A．线速度大小关系为 B．加速度大小关系为 C．向心力大小关系为 D．周期关系为 ‎12．如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始自由下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零,不计空气阻力小球下降阶段下列说法中正确的是 A．在B位置小球动能最大 B．在C位置小球动能最大 C．从A→C位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加 D．从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 ‎13．如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝3 m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A.木板获得的动能为2 J B.系统损失的机械能为4 J C.木板A的最小长度为1.5 m D.A、B间的动摩擦因数为0.1‎ 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题(每空2分，共10分)‎ ‎14．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置C由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P、为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，，米尺的零点与O点对齐．（注意MA>MB）‎ ‎（1）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量.( )‎ A．测量A球或B球的直径 ‎ B．测量A球和B球的质量 C．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离 D．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离 E．测量G点相对于水平槽面的高度 ‎（2）、实验所需验证的表达式为：___________。‎ ‎15．（1）某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带，图中点为打点计时器打下的第一点，可以看做重物运动的起点，从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C．己知相邻两点间的时间间隔为0.02s，假设重物的质量为1.00kg，则从起点到打下点的过程中，重物动能的增加量 J，重力势能的减小量 J．（保留三位有效数字，重力加速度g取9.80m/s2）‎ ‎（2）该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图线如图所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s2(结果保留两位有效数字)。‎ 四、解答题(共38分)‎ ‎16．(本题8分)从20m高处水平抛出的物体，初速度为15m/s，(g=10m/s2)‎ 求该物体:‎ ‎(1)飞行的水平距离?‎ ‎(2)落地时的速度大小 ‎17．(本题9分)如图所示，把质量为m=0.2g的带电小球A用丝线吊起，若将带电荷量为QB=+4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距r=3cm时，丝线与竖直方向的夹角为θ=45°（g取10m/s2），求：‎ ‎（1）小球A带何种电荷；‎ ‎（2）此时小球B受到的库仑力大小；‎ ‎（3）小球A带的电荷量QA．‎ ‎18．(本题9分)如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角θ=37°．已知圆弧轨道半径为R＝0．5m，斜面AB的长度为L＝2．875m．质量为m＝1kg的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D．sin37°＝0．6，cos37°＝0．8，重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）物块通过C、D点的速度大小。‎ ‎（2）物块经C点时对圆弧轨道的压力Fc；‎ ‎（3）物块与斜面间的动摩擦因数μ．‎ ‎19．(本题12分)如图所示，固定的光滑轨道MON的ON段水平，且与MO段平滑连接。将质量为m的小球a从M处由静止释放后沿MON运动，在N处与质量也为m的小球b发生正碰并粘在一起．已知MN两处的高度差为h，碰撞前小球b用长为h的轻绳悬挂于N处附近．两球均可视为质点，且碰撞时间极短。‎ ‎(1）求两球碰撞前瞬间小球a的速度大小v；‎ ‎（2）求两球碰撞后的速度大小；‎ ‎（3）若悬挂小球b的轻绳所能承受的最大拉力为2．5mg，通过计算说明两球碰后轻绳是否会断裂？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AD．做曲线运动的物体，所受力的方向总指向曲线运动的凹处，AD错误；‎ BC．汽艇从M到N，速度逐渐增大，则力与物体运动的夹角小于90°，C错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解答：解：A、B、船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实际运动是这两个分运动的合运动，由于船速小于水速，合速度不可能与河岸垂直，只能偏下下游，因而船的轨迹一定偏向下游，不会垂直与河岸，故A错误，B正确；‎ C、由于合运动的时间等于沿船头方向分运动的时间，故当船头指向垂直与河岸时，沿船头指向分位移最小，渡河时间最短 t==13.3s，故C错误；‎ D、船的实际速度为两个分运动的速度（分速度）的矢量和，当船头指向不同时，沿船头方向的分速度方向不同，根据平行四边形定则，合速度也不同，故D错误；‎ 故选B．‎ 点评：本题关键是将实际运动沿船头指向和水流方向进行分解，根据合运动与分运动的同时性、独立性、等效性和同一性分析求解．‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．两种情况下，玻璃杯下降的高度相同，下降过程机械能守恒，则，可知玻璃杯掉在软泥地和水泥地上的速度相同，即动量相同，A错误；‎ B．两种情况下玻璃杯的速度都是从v减小到0，所以玻璃杯的动量变化量相同，B错误；‎ C．根据动量定理可得，两种情况下受到的冲量也相等，C错误；‎ D．根据动量定理可得，因为掉在水泥地上所用时间短，所以掉在水泥地上玻璃杯受到水泥地的作用力大，D正确。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ 已知A、B、C三轮的半径之间的关系ra:rb:rc=4:5:5；A、B两个轮子是同轴传动，角速度相等，故ωa:ωb=1:1, 根据公式v=ωr，线速度之比为va:vb=4:5;根据公式a=ω2r，向心加速度之比为aa:ab=4:5. A、C两个轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故va：vc=1：1, 根据公式v=ωr，角速度之比为,根据公式可得；A、结合以上分析结果可知，故A错误．B、C、角速度之比为，故B、C均错误．D、三点的加速度之比为，故D正确．故选D．‎ ‎5．B ‎【解析】‎ 试题分析:根据开普勒行星三定律的周期定律，代入数据可求T2最接近于25天，所以B选项正确；A、C、D错误．‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设起点和落点之间的距离为，则由平抛运动的规律得： 水平方向上： 竖直方向上：‎ 由以上两个方程可以解得：，故选项B正确，ACD错误。‎ ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 重力做功，平均功率；A正确 B错误；，落地前的瞬间物体的动能是，重力的瞬时功率，C、D错误．‎ ‎8．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设在AB段物块克服摩擦力做的功为W，则物块由A到B运用动能定理可得 物块由B到C运用动能定理可得 联立解得W=mgR（1－μ），故B正确，ACD错误。‎ 故应选B。‎ ‎9．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、B、孤立的负点电荷形成的电场电场线是收缩型的射线，则知这个电场不可能是孤立的负点电荷形成的电场，也不是均匀的电场线形成的匀强电场；所以A错误、B错误.‎ C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以EA>EB，根据F=qE可知，点电荷在A点时受到的电场力比在B点时受到的电场力大；故C错误.‎ D、根据牛顿第二定律，结合EA>EB可得，q在A点瞬时加速度比在B点的瞬时加速度大；D正确.‎ 故选D.‎ ‎10．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当绳子的拉力等于甲的最大静摩擦力时，角速度达到最大，有：‎ T+μmg=mLω2，T=μMg．‎ 解得：‎ A. 与计算结果不相符，故A错误； ‎ B. 与计算结果相符，故B正确； ‎ C. 与计算结果不相符，故C错误； ‎ D. 与计算结果不相符，故D错误。‎ ‎11．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据万有引力提供向心力：，得：，所以，A错误 B.根据万有引力提供向心力：，得：，所以，B正确 C.根据万有引力提供向心力：，结合题中质量，半径关系得，，但A、C无法比较，C错误 D.根据万有引力提供向心力：得：，所以，D正确 ‎12．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 本题考查力与运动的关系，当弹簧弹力小于重力时，小球向下加速，当两个力相等时速度最大，然后做减速运动，重力势能的减小量等于动能的增加和弹性势能的增大之和．小球在B位置时重力大于弹力，小球继续向下加速运动，在C点重力等于弹力，此时小球 的速度最大，动能最大，因此A错误B正确；从A到C的过程中小球重力势能的减少量等于小球动能的增加和弹簧弹性势能的增加量，因此C错误，小球在D速度为零，因此重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量．C错误D正确．‎ ‎13．解析　根据动量守恒定律可得mv0＝(m＋mA)v，‎ 得mA＝4 kg，A的动能Ek＝mAv2＝2 J，‎ 系统损失的动能ΔEk＝mv－(mA＋m)v2＝6 J，‎ 木板长L≥(v0＋v)t1－vt1＝v0t1＝1.5 m，‎ μmg＝ma，解得μ＝0.2。选项A、C正确。‎ 答案　AC ‎14． B、C、D mA·OP’ = mA·OM + mB·ON ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）从同一高度做平抛运动飞行的时间t相同，而水平方向为匀速运动，故水平位移，所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移代替平抛初速度，亦即碰撞前后的速度，通过计算mA·OP，与mA·OM+mB·ON是否相等，即可以说明两个物体碰撞前后各自的质量与其速度的乘积之和是否相等，故必须测量的是两球的质量和水平射程，即选项BCD是必须进行的测量；‎ ‎（2）由动量守恒 因运动时间相同，等式两边同时乘以运动时间得 即 ‎15.（1）（1.84 ；1.88 （2）9.7或9.8‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）利用匀变速直线运动的推论得：‎ 动能的增量：△Ek=mvB2=×1×1.922≈1.84 J；‎ 重力势能的减少量：△Ep=mghB=1×9.8×19.2×10-2J≈1.88 J．‎ 考点：验证机械能守恒定律．‎ ‎（2）因为mgh＝mv2，所以v2＝2gh，图线的斜率是2g，可得g＝9.7 m/s2或g＝9.8 m/s2。‎ ‎16．(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)物体在竖直方向做自由落体运动，落地竖直速度：‎ 则水平速度：‎ ‎(2)根据竖直方向做自由落体运动则：‎ 代入数据解得t=2s 水平方向做匀速直线运动，由(1)知：‎ 答：(1)刚抛出时的速度大小 ‎(2)飞行的水平距离 ‎17．1）负电 （2）2×10-3N （3）5×10-9C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：(1) 两个电荷相互吸引，由于B带正电，故A带负电；‎ ‎(2) 小球A受水平向左的库仑力、竖直向下的重力、绳子的拉力而平衡，根据平衡条件有：‎ 将代入解得：‎ 根据牛顿第三定律可知，小球B受到的静电力F的大小也是；‎ ‎(3)库仑力：‎ 解得：‎ 小球A带的电量是 ‎18．(1)(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由题意知小物块沿光滑轨道从C到D且恰能通过最高点，由牛顿第二定律有：‎ mg＝ ① ‎ 从D到C由动能定理可得 －mg·2R＝ ②‎ 由牛顿第二定律可得 FC′－mg＝m ③‎ 由牛顿第三定律得 FC＝FC′④‎ 联解①②③④并代入数据得： FC＝60 N⑤‎ ‎（2）对小物块从A经B到C过程，由动能定理有：‎ mg[Lsin θ＋R(1－cos θ)]－μmgcos θ·L＝－0⑥‎ 联解①②⑥并代入数据得： μ＝0.25‎ ‎19．（1）（2）（3）会断裂 ‎【解析】试题分析：（1）研究碰撞前a球沿光滑轨道下滑的过程，由于只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律求出两球碰撞前瞬问小球a的速度大小；（2）两球碰撞过程遵守动量守恒定律，由此列式求碰后两球的速度大小；（3）两球碰撞后粘在一起向右摆动，在碰后瞬间绳子的拉力最大，由牛顿第二定律求出绳子的拉力，与最大拉力比较，即可判断两球碰后轻绳是否会断裂．‎ ‎（1）设两球碰撞前瞬间小球a的速度大小为v．根据机械能守恒定律得： ‎ 得 ‎（2）设碰撞后两球的速度大小为v，对于碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得 ‎，解得： ‎ ‎（3）两球碰后一起做圆周运动，设碰后瞬间绳子的拉力为T．根据牛顿第二定律得： ‎ 解得： ，所以轻绳会断裂．‎