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- 2021-05-26 发布
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2019—2020学年度第二学期期末考试
高一物理试题(B)
(考试时间90分钟,满分100分)
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3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. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 速度变化的运动必定是曲线运动
C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D. 加速度变化的运动必定是曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.曲线运动速度的方向时刻在变化着,所以曲线运动一定是变速运动,A正确;
B.速度变化的运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动,B错误;
C.平抛运动是曲线运动,但其加速度恒定不变,C错误;
D.加速度变化的运动不一定是曲线运动,如变加速直线运动,D错误。
故选A。
2. 对于万有引力定律的表达式,下列说法正确的是( )
A. 公式中G为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的
B. 当r趋于零时,万有引力趋于无穷大
C. 质量为m1、m2的物体之间的引力是一对平衡力
D. 质量为m1、m2的物体之间的引力总是大小相等的
【答案】D
【解析】
【详解】卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量,故A错误;当物体之间的距离r趋于零时,物体不能简化为质点,万有引力公式不再适用,引力不会趋于无穷大,故B错;质量为m1、m2的物体之间的引力是一对作用力与反作用力,大小总是相等,故C错,D对.
3. 质点做曲线运动从A到B速率逐渐增加,如图所示,有四位同学用示意图表示A到B轨迹及速度方向和加速度的方向,其中正确的是( )
- 14 -
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
A、由图示可知,加速度方向与速度方向夹角大于90度,物体做减速运动,故A错误;B、由图示可知,速度方向与加速度方向相同,物体做直线运动,不做曲线运动,故B错误;C、由图示可知,加速度在速度的右侧,物体运动轨迹向右侧凹,故C错误;D、由图示可知,加速度方向与速度方向夹角小于90度,物体做加速曲线运动,故D正确;故选D.
【点睛】知道物体做曲线运动的条件,分析清楚图示情景即可正确解题.
4. 质量为m的小块在倾角为α的斜面上处于静止状态,如图所示。若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,通过一段位移s。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )
A. 摩擦力做正功,支持力做正功
B. 摩擦力做正功,支持力做负功
C. 摩擦力做负功,支持力做正功
D. 摩擦力做负功,支持力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】受力分析如图所示
- 14 -
摩擦力斜向右上方,支持力斜向左上方,运动方向水平向右,摩擦力的水平分力向右,支持力水平分力向左。因此摩擦力做正功,支持力做负功,故ACD错误,B正确。
故选B。
5. 如图,一棵树上有一个质量为0.3熟透了的苹果P,该苹果从树上A下落到地面上C点最后滚入沟底D处。A、B、C、D、E点所在平面之间竖直距离如图所示。以地面为零势能面,g取,则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是( )
A. 15.6J和-9J B. 15.6J和9J C. 9J和-9J D. 5.6J和-15.6J
【答案】A
【解析】
【详解】该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量为
以地面为零势能面,该苹果在D处的重力势能为
- 14 -
故选A。
6. 如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动,在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由A图可知,力F对物体做正功,机械能增加,不守恒,故A错误;
B.由B图可知,力F做负功,机械能减小,故B错误;
C.C图中物体斜面光滑,运动过程中只有重力做功,只有重力势能和动能的相互转化,机械能守恒,故C正确;
D.D图中斜面粗糙,物体下滑中,摩擦力做负功,机械能减小,不守恒,故D错误.
7. 2020年6月23日,北斗三号最后一颗卫星成功发射,整个系统55个卫星织成一张“天网”,每一颗都有自己的功用。已知“北斗”28星的运行轨道为椭圆轨道,周期为,如图所示。则( )
A. “北斗”28星的发射速度等于第一宇宙速度
B. “北斗”28星在A→B→C的过程中,速率逐渐变大
- 14 -
C. “北斗”28星在A→B过程所用的时间小于
D. “北斗”28星在B→C→D的过程中,万有引力对它先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.绕地球运行的卫星,其发射速度都大于第一宇宙速度,故A错误;
B.根据开普勒第二定律,卫星在A→B→C运动的过程中,卫星与地球的距离增大,速率则逐渐变小,故B错误;
C.卫星在A→C的过程中所用的时间是,由于卫星在A→B→C的过程中,速率逐渐变小,A→B与B→C的路程相等,所以卫星在A→B过程所用的时间小于,故C正确;
D.卫星在B→C→D的过程中,万有引力方向先与速度方向成钝角,过了C点后与速度方向成锐角,所以万有引力对它先做负功后做正功,故D错误;
故选C。
8. 如图所示在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)( )
A. mv2 B. mgh
C. mv2+mgh D. mv2-mgh
【答案】C
【解析】
【详解】对足球从球员踢出到飞入球门的过程研究,根据动能定理得
解得
故C正确,ABD错误.
故选C。
- 14 -
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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。
9. 下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 图甲公路在通过小型水库泄洪闸的下游时,常常用修建凹形桥,也叫“过水路面”,汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力大于汽车的重力
B. 图乙所示为一圆锥摆,小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供
C. 图丙杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用
D. 图丁洗衣机脱水桶的脱水原理是:水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
【答案】AB
【解析】
【详解】A.汽车通过凹形桥的最低点时,向心加速度竖直向上,汽车处于超重状态,支持力大于重力,结合牛顿第三定律可知,汽车对桥面的压力大于汽车的重力,故A正确;
B.小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供,故B正确;
C.当小桶通过最高点时仍受重力作用,故C错误;
D.洗衣机脱水简的脱水原理是衣服 对水滴的吸附力小于水滴做圆周运动所需要的向心力,因此水滴被甩出,故D错误。
故选AB。
10. 一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,则( )
A. 物体在空中运动的时间是
B. 物体在空中运动的时间是
- 14 -
C. 物体抛出时的竖直高度是
D. 物体抛出时的竖直高度是
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.物体在竖直方向做自由落体运动,因此竖直方向速度
再根据得
故A错误,B正确;
CD.物体在竖直方向做自由落体运动,因此竖直方向速度
再根据得
故C错误,D正确。
故选BD。
11. 如图所示,摩天轮悬挂座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱
A. 运动周期为
B. 线速度的大小为ωR
- 14 -
C. 受摩天轮作用力的大小始终为mg
D. 所受合力的大小始终为mω2R
【答案】BD
【解析】
【详解】由于座舱做匀速圆周运动,由公式,解得:,故A错误;由圆周运动的线速度与角速度的关系可知,,故B正确;由于座舱做匀速圆周运动,所以座舱受到摩天轮的作用力是变力,不可能始终为,故C错误;由匀速圆周运动的合力提供向心力可得:,故D正确.
12. 如图所示,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方A处自由下落,到达B处开始与弹簧接触,到达C处速度为0,不计空气阻力,则在小球从B到C的过程中( )
A. 弹簧的弹性势能不断增大 B. 小球到达B处时动能达最大值
C. 小球动能与重力势能之和逐渐减小 D. 小球和弹簧组成的系统机械能保持不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.小球从B到C的过程中,弹簧不断被压缩,形变量不断变大,弹簧的弹性势能不断增大。故A正确;
B.小球从B到C的过程中,先加速后减速。在BC之间某处,速度达到最大值,此时动能最大。故B错误;
C.从B到C的过程中,弹簧的弹性势能不断增大,由于机械能守恒,小球动能与重力势能之和逐渐减小。故C正确;
D.由于不计空气阻力,小球和弹簧组成的系统只受重力和弹力作用,系统机械能守恒,系统机械能保持不变。故D正确。
故选ACD。
- 14 -
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 如图甲所示为测量电动机匀速转动时角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动。在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。(电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点)
(1)请将下列实验步骤按先后排序:_____。
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源,使它工作起来
③启动电动机,使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。
(2)要得到角速度ω测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_____
A.秒表 B.毫米刻度尺 C.圆规 D.量角器
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示。这对测量结果_____(填“有”或“无”)影响。
【答案】 (1). ①③②④ (2). D (3). 无
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中应先让电火花计时器工作后再使转盘转动起来,因此顺序为①③②④。
(2)[2]由于两个之间的时间间隔恒定,用量角器测出两个点间的圆心角(多测几个点间的圆心角求平均值)根据
可求角速度,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[3]
- 14 -
虽然打出的点向圆心靠近,由于匀角速度转动,因此两点之间所对应的圆心角保持不变,因此对实验结果无影响。
14. 采用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2.
(1)实验室可供选择的重物如下,最合理的是___________.
A质量为10g的石块
B质量为100g的钩码
C.质量为200g的木球
D.质量为500g的塑料球
(2)用正确选择的重物进行实验,得到一条符合实验要求的纸带如图乙所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点.重物由O点运动到B点的过程中,动能的增加量为___________J,重力势能的减少量为___________J(以上两空计算结果均保留三位有效数字).这两者不相等的原因可能是______________________(任意答一条即可).
【答案】 (1). (1)B (2). (2)0.450 (3). 0.453 (4). 重物下落过程中有空气阻力或纸带受到的摩擦力的影响.
【解析】
分析】
(1)为减小空气阻力对实验的影响,为减小实验误差,应选择体积小而质量大的重物.
(2)根据实验数据应用匀变速直线运动的推论求出B点的速度,然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题.
【详解】(1)为减小空气阻力对实验的影响,为减小实验误差,应选择质量为100g的钩码作为重物,故选B;
(2)打B点时的速度:,重物由O运动到B
- 14 -
点时动能的增加量:△EK=mvB2=×0.100×32=0.450J,
重力势能减少量:△EP=mgh=0.100×9.8×0.4625=0.453J.
这两者不相等的原因可能是:重物下落过程中有空气阻力或纸带受到的摩擦力的影响.
【点睛】纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.在纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,计算过程中要注意单位的换算.
15. 中国女排是一支具有光荣历史的队伍,奉献、协作、拼搏的女排精神是中华体育精神的象征。某场比赛中,一运动员进行了跳发球,若击球点恰在发球处底线上方3.04m高处,击球后排球以25.0m/s的速度水平飞出,球的初速度方向与底线垂直,排球场的有关尺寸如图所示,若忽略空气阻力及球的大小,试计算说明此球能否过网。(g取10m/s2)
【答案】球能过网
【解析】
【详解】当排球在竖直方向下落
设水平方向运动的距离为x,则
联立两式并代入数据得
x=10m
因为x=10m>9m,故此球能过网。
16. 如图所示是某轻轨车站的设计方案,与站台连接的进出轨道均有一个小坡度,电车进站时要上坡,出站时要下坡。电车到达坡底a点时的速度大小是25.2,此后便切断电动机的电源。已知电车的质量为25t,重力加速度。
(1)若不考虑电车所受的摩擦力,求电车能冲上站台的最高高度;
- 14 -
(2)若站台的坡髙为2m,电车恰好冲上此站台,求此过程中摩擦力对电车做的功;
(3)请说明站台这样设计的好处。
【答案】(1)2.45m;(2);(3)节省了能源
【解析】
【详解】(1)设电车到达坡底a点时的速度大小为,恰好能冲上高度为的站台,取a点所在的水平面为参考平面,根据机械能守恒定律得:
解得
(2)由动能定理得
其中
,
解得
(3)进站前切断电源,电车凭惯性上坡,动能转化成重力势能储存起来,出站下坡时重力势能转化成动能,节省了能源。
17. 嫦娥二号卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星.设卫星距月球表面的高度为,做匀速圆周运动的周期为,已知月球半径为,引力常量为(球的体积公式,其中R为球的半径),求:
(1)月球的质量M;
(2)月球表面的重力加速度g;
(3)月球的密度ρ.
- 14 -
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
【详解】(1)由题意知,嫦娥二号的轨道半径,令月球质量为,嫦娥二号质量为,根据万有引力提供圆周运动向心力有:
可得质量:
;
(2)在月球表面重力与万有引力相等有:
所以月球表面重力加速度:
;
(3)根据密度公式有月球的密度得到:
.
18. 如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体以某一初动能向右运动,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
(1)物体的初动能E:
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率。
- 14 -
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设物体经过B点时的速度为,圆形轨道对物体的支持力大小为N,物体对半圆形轨道的压力为由牛顿第三定律及题意知
在B点,由牛顿第二定律得
从A到B是匀速直线运动,故物体的初动能
(2)设物体克服阻力做功为,在C点速度为,物体恰到达C点,重力提供向心力,有
由动能定理得
联立解得
(3)物体落到水平面上时的竖直分速度
所以重力的瞬时功率是
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