【物理】广东省广州市华南师大附中2019-2020学年高一下学期线上教学阶段检测试题（解析版） 18页

广东省广州市华南师大附中2019-2020学年 高一下学期线上教学阶段检测试题 一、选择题 ‎1.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）‎ A. 所受合外力大小或方向至少有一个是不变的 B. 所受合外力的大小或方向至少有一个是变化的 C. 合外力的方向与初速度的方向不相同时，一定做曲线运动 D. 曲线运动有可能是匀变速运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．曲线运动是变速运动，一定有加速度，但合外力的大小或方向可以都不变、也可以只变化大小或方向、也可以大小方向都变化，故AB错误；‎ C．物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上，当合外力方向与速度方向相反时，物体做直线运动，故C错误；‎ D．匀变速运动就是加速度不变(必须是大小和方向都不变)的运动，匀变速运动既可能是直线运动（匀变速直线运动），也可能是曲线运动（比如平抛运动），故D正确。‎ ‎2.如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°时绳以速度v0竖直向下运动,此过程中,绳的拉力对物体做的功为　(　　)‎ A. m B. m C. m D. m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将物体的运动分解为沿绳子方向的运动以及垂直绳子方向的运动，则由三角函数可解得：当物体运动到绳与水平方向夹角α=45°时物体的速度为v，则vcos45°=v0，则，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中，物体只受绳子拉力做功，由动能定理得绳的拉力对物体做的功：，故C正确，ABD错误．‎ ‎3.某船渡河，船在静水中的速度为v1，河水的速度为v2，已知v1v2，船以最短位移渡河用时t1，则船渡河需要的最短时间为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当船头指向上游，且合速度与河岸垂直时，位移最短 河宽 当船头指向与河岸垂直时，时间最短 所以BCD错误，A正确。‎ 故选A。‎ ‎4.如图所示，水平地面上有一个倾角为θ斜面，在斜面上以速度v水平抛出一球，球可以落到斜面上。下列说法正确的是（已知重力加速度为g）（　　）‎ A. v越大，落到斜面上时候，速度偏转方向越小 B. v越大，落到斜面上的时候，速度偏转方向越大 C. 小球离开斜面的最大距离是 D. 小球离开斜面的最大距离是 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．落到斜面上的时候，速度偏转方向 根据位移偏转方向 所以速度偏转方向只跟斜面倾角有关，与初速度无关，故AB错误；‎ CD．如图 将物体初速度、重力加速度都分解成沿着斜面和垂直斜面方向的两个分量。在垂直斜面方向上，物体做的是以为初速度、为加速度的类竖直上抛运动。物体上升到顶端的时间等于它从抛出至离斜面最远的运动时间。可得 物体在垂直于斜面方向“上升”的最大高度 故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）　　‎ A. a的向心加速度等于重力加速度g B. 线速度关系va＞vb＞vc＞vd C. d的运动周期有可能是20小时 D. c在4个小时内转过的圆心角是 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大，解得：，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，卫星的半径越大，速度越小，所以有：，同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据，可知，故B错误；由开普勒第三定律：可知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故C错误；c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故D正确．所以D正确，ABC错误．‎ ‎6.一轻绳一端固定一个质量为M的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（　　）‎ A. 小球过最高点时的最小速率为 B. 小球过最高点时的最小速率为0‎ C. 小球过最高点时绳的拉力可以等于零 D. 小球过最高点时，绳的拉力方向可以竖直向上 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．小球过最高点时，当绳子的拉力恰好为零，只由重力提供向心力时速度最小，最小速度设为，则根据牛顿第二定律得 解得 故AC正确，B错误；‎ D．由于绳子只能提供拉力，小球过最高点时，绳的拉力方向只能竖直向下，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）‎ A. 该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度 B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于第一宇宙速度 C. 在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度 D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当航天器超过第一宇宙速度达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度。而题目中该卫星并未脱离地球，故A错误；‎ B．第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以卫星在同步轨道Ⅱ 的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；‎ C．在轨道上，由P点向Q点运动，万有引力做负功，动能减小，所以P点的速度大于Q点的速度，故C正确；‎ D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力。所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道Ⅰ上Q点的速度，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎8.某辆汽车在同样路况下以恒定的加速度或恒定的额定功率启动，司机根据速度计记录下各时刻汽车的速度，并描绘出了v-t图线，如图所示，图中0~t1时间内的v-t图线是直线，则关于汽车启动过程的下列说法中正确的是（　　）‎ A. 甲图反映的是汽车以恒定加速度启动的过程，乙图反映的是汽车以恒定功率启动的过程 B. 甲图中t2时刻的牵引力功率大于t1时刻的功率 C. 乙图中t2时刻的牵引力功率等于t1时刻的功率 D. 甲图中vm等于乙图中的vm ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图象特点看出，甲图反映的是汽车以恒定功率启动的过程，乙图反映的是汽车以恒定加速度启动的过程，故A错误；‎ B．甲图反映的是汽车以恒定功率启动的过程，所以t2时刻的牵引力功率等于t1时刻的功率，故B错误；‎ C．乙图时刻的功率已经达到额定功率，所以乙图中时刻的牵引力功率等于时刻的功率，故C正确；‎ D．根据 可以知道，甲乙两种情况下，最大速度相等，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎9.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触（未连接），物体静止时弹簧被压缩了x0，现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2 x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5 x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中（　　）‎ A. 物体的动能与重力势能之和不变 B. 弹簧弹力对物体做的功为4.5mg x0sinθ C. 弹簧弹力对物体做的功为2mg x0sinθ D. 物体从开始运动到速度最大的过程中克服重力做的功为2mg x0sinθ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在撤去F后到物体上升到最高点的过程中，系统机械能守恒即物体的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和不变，在弹簧恢复到原长之前弹性势能逐渐减小，所以物体的动能与重力势能之和逐渐增大，在弹簧恢复到原长之后物体的动能与重力势能之和保持不变，故A错误；‎ BC．对物体运用动能定理有 得弹簧弹力对物体做的功 故B正确，C错误；‎ D．弹簧被压缩了时 撤去F后，当 即时物体速度最大，物体从开始运动到速度最大的过程中上升了 克服重力做的功为 故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（　 　）‎ A. 此时物块的动能为（F-f）（s+l）‎ B. 这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l）‎ C. 这一过程中，物块和小车系统产生的内能为fl D. 这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对物块分析，物块相对于地的位移为l+s，根据动能定理得：（F-f）×（l+s）=mv2-0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为（F-f）（l+s）,故A正确．‎ BC.对小车分析，小车对地的位移为s，根据动能定理得：fs=Mv′2-0，则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fs．故B错误．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为Q="f" l，故C正确．‎ D.根据能量转化和守恒定律得知：外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和，则有：F（l+s）=△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E=F（l+s）-fl．故D错误．‎ 故选AC 二、填空题 ‎11.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑。则三点线速度之比_______，三点角速度之比_____。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】、两点传动转动，所以线速度大小相等，即 ‎、两点同轴转动，所以角速度大小相等，即 根据线速度与角速度的关系可知 则 根据线速度与角速度的关系可知 则 ‎12.在高为 H 的平台边缘，某人以一定的初速度将一个质量为 m 的小球抛出。测出落地时小球的速度大小是v，不计空气阻力，重力加速度g。则人对小球做的功为_________。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球在空中运动过程中，根据动能定理 故人对小球做的功 ‎13.如图，水平桌面与地面的竖直高度差为H，B点与A点的竖直高度差为h，在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被水平抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为_____________，机械能为_____________。以地面为零势能面。‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球在空中运动过程中，机械能守恒，B点机械能等于A点机械能，以地面为零势能面，由机械能守恒定律得 当小球在B点时，动能为 由机械能守恒，B点机械能等于A点机械能，即 三、实验题 ‎14.如图所示。由于疫情严重学校停课，小王同学利用自己设计的弹簧弹射器粗略研究“弹簧弹性势能与形变量关系”，弹射器水平固定，弹簧被压缩x后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通 过光电门的时间为t。请回答下列问题：‎ ‎（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该________ （选填“近些”或“远些”）。‎ ‎（2）小球释放前弹簧的弹性势能Ep＝________。（用m、d、t表示）‎ ‎（3）该同学在实验中测出多组数据，并发现x与t成反比的关系，则弹簧弹性势能Ep 与形变量x的关系式，正确的是________。（选填字母代号即可）‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】 (1). 近些 (2). (3). C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）弹射出后小球做平抛运动，只有距离光电门近些才能减小速度引起的误差；‎ ‎（2）利用平均速度代替瞬时速度，则 弹性势能转化为了动能，根据动能定理可知 ‎（3）由题知，x与t成反比的关系，即，则弹性势能的表达式为 故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎15.某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验。图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算：‎ ‎(1)除了图中已有的实验器材以及若干钩码外，还需要导线、开关、刻度尺和______（填“交流”或“直流”）电源；‎ ‎(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是____________；‎ A.放开小车，能够自由下滑即可 B.放开小车，能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 ‎(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_____________；‎ A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线 ‎(4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带上的哪两点之间的部分进行测量_________（根据如下图所示的纸带回答，填写字母）；‎ ‎(5)实际情况是：橡皮筋对小车做的功大于小车动能增量。这一情况造成的原因可能是_____；‎ ‎(6)平衡摩擦力后，如果实验中发现小车最终运动总是过快，致使打出纸带上点迹过少，难以选到合适的点计算小车速度，请你利用本实验提供的器材提出一个解决办法：___________。‎ ‎【答案】 (1). 交流 (2). D (3). B (4). GJ (5). 没有平衡摩擦力 ‎ ‎(6). 在小车上加上适量的砝码 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)打点计时器使用的是交流电，故需要交流电源；‎ ‎(2)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力。受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎(3)若木板水平放置，对小车受力分析可知，小车速度最大时小车受到的合力应为零，即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等，橡皮筋应处于伸长状态，所以B正确，故选B。‎ ‎(4)要验证的是“合力做功和物体速度变化的关系”，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度即最大速度，此后小车做的是匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，应该选择GJ部分。‎ ‎(5)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功，造成的原因可能是没有平衡摩擦力；‎ ‎(6)纸带上打岀点较少说明小车的加速度过大，故应在小车上加上适量的砝码。‎ 四、计算题 ‎16.“嫦娥四号”探测器在2018年12月8日2时23分发射升空，已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为，引力常量为G，若嫦娥四号运行轨道看作圆轨道，离月球中心的距离为r，求：‎ ‎(1)月球的质量M；‎ ‎(2)嫦娥四号的运行周期T；‎ ‎(3)月球上的第一宇宙速度v。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)月球表面附近所受万有引力近似等于重力 可得月球质量 ‎(2)根据万有引力提供向心力可得 可得运行周期 ‎(3)根据万有引力提供向心力可得 可得月球上第一宇宙速度为 ‎17.如图所示，水平圆形转台能绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径，在转台的边缘叠放物体A、B（均可看作质点），A、B之间的动摩擦因数，B与转台之间动摩擦因数，且mA=2kg，mB=5kg．（g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）‎ ‎(1) 若开始的时候转台边缘只放上了B物体，求随着转速的增加，B物体即将发生滑动时所对应的角速度ω?‎ ‎(2) 当物体A、B叠放在一起的时候，转台以ω1=2rad/s匀速转动，如图a，求此时B对转台的摩擦力大小?‎ ‎(3) 现用一根长的轻绳将B、C相连，轻绳能够承受的最大拉力为，C物体（可看作质点）的质量为mC=1kg，让转台从静止缓慢加速，如图b，求细绳即将拉断的瞬间（还未拉断）转台所对应的角速度，以及此时转台对B物体的摩擦力?‎ ‎【答案】(1) (2) (3) 方向：沿半径指向圆心 ‎【解析】‎ ‎(1) B物体即将发生滑动时 对B： ‎ 解得： ‎ ‎(2)假设A、B无相对运动，则它们恰好滑离台面时 对AB： ‎ 解得：‎ 同理，A恰好滑离B时有 对A： ‎ 解得：‎ 由于，所以此时A、B和转台保持相对静止 则对AB： ‎ 由牛顿第三定律得： ‎ ‎(3)绳子即将拉断的瞬间，设绳与竖直方向夹角为 对C，竖直方向： ‎ 水平方向： ‎ 解得： ，‎ 由于，则物体A不可能单独滑离转台 设AB与转台保持相对静止，B受静摩擦力为fB 对AB： ‎ 解得：，则假设成立 ‎ 则 ‎ 方向：沿半径指向圆心．‎ 点睛：对于向心力公式的应用，解题的关键是正确对物体进行受力分析，知道B对转台摩擦力第一次发生突变时的临界条件，特别注意C做圆周运动的半径是C到转轴的距离．‎ ‎18.如图所示，BCD为光滑竖直圆形轨道，半径为R，O为圆心，DC分别为轨道的最高和最低点，∠BOC=θ，粗糙斜面AB恰好在B点与圆形轨道相切衔接，AB长度为L，摩擦系数为μ，以A点为原点建立坐标系，竖直向上为y轴，水平向右为x轴，玩具手枪枪口在坐标（x，y）处，手枪弹簧压缩后弹性势能为EP，释放弹簧推动质量为m的弹丸水平飞出，弹丸可看成质点，弹出过程无机械能损失，忽略空气阻力，重力加速度为g。‎ ‎(1)选择合适的枪口位置（x，y）能使弹丸恰好在A点沿AB方向滑入斜面，求满足该要求的x与y表达式；‎ ‎(2)若，R=1m，L=R，m=0.1kg，g取10m/s2，要使弹丸能经过圆形轨道最高点D，求EP满足什么条件？（答案可含μ）‎ ‎(3)弹性势能满足（2）情况下，若手枪弹簧压缩量有五档，第一档弹簧弹性势能为E0‎ ‎，第一到第五档弹簧弹性势能之比为1：4：9：16：25，现在用五个挡位弹射弹丸，每次都选择好枪口位置使弹丸恰在A点沿AB方向滑入斜面，并记录轨道最高点D所受弹丸压力ND，可获得ND—EP图像，纵轴为压力，横轴为弹簧弹性势能（以E0为单位），求E0大小与AB斜面摩擦系数μ大小。‎ ‎【答案】(1)；(2) ；(3)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)要使弹丸恰好在A点沿AB方向滑入斜面，即在A点处，弹丸的速度偏向角 据题意，x与y要满足 故 ‎(2)当弹丸在D点时，，根据牛顿第二定律 解得 从A点到D点过程中，由动能定理可得 代入数据解得 由于 所以 在A点时，设弹丸射出时水平初速度为v0，对速度vA分解可得 设弹丸离开玩具手枪枪口时的初动能为E0，则 代入数据解得 ‎(3)由图像可知 又因为 解得 由于，由(2)可知 当 代入解得