【物理】福建省永春第一中学2018-2019学年高一下学期期末考试试题 （解析版） 13页

福建省永春第一中学2018-2019学年高一下学期期末考试 一、单选择题 ‎1.发现“所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆”的规律的科学家是 A. 第谷 B. 开普勒 C. 牛顿 D. 卡文迪许 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上。‎ 所以发现所有行星绕太阳运行的轨道是椭圆的科学家是开普勒。‎ 故选：B.‎ ‎2.一个物体受恒力作用，下列说法正确的是 A. 一定做直线运动 B. 一定做曲线运动 C. 可能做匀速圆周运动 D. 可能做曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ABD如果恒力与速度共线，物体将做直线运动，如果恒力与速度不共线，物体将做曲线运动，故AB错误，D正确；‎ C. 由于合力F是恒力，而匀速圆周运动中合力提供向心力，方向不断改变，是变力，故物体不可能做匀速圆周运动，故C错误；‎ 故选：D.‎ ‎3.一小船在静水中的速度为2v，要渡过一条宽度为d的河流，已知河水流速为v，则小船渡河（ ）‎ A. 最小位移为d B. 最小位移为2d C. 相对河岸最小速度为 D. 相对河岸最大速度为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 由于小船在静水中的速度为2v大于水的速度v，故小船过河最短路程为d，故A正确，B错误；‎ C. 两速度的合速度是相对河岸的速度，当两速度方向相反时，合速度最小，等于v，即相对河岸最小速度为v，故C错误；‎ D．当两速度方向一致时，合速度最大，为3v，即相对河岸最大速度为3v，故D错误。‎ ‎4. 下面列举的实例中，机械能守恒的是（ ）‎ A. 雨滴在空中匀速下落 B. 汽车沿斜坡加速上升 C. 物块沿光滑斜面自由上滑 D. 飞机沿水平跑道减速滑行 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、雨滴在空中匀速下落隐含了受到空气摩擦力的条件，机械能不守恒，故A错误；‎ B、汽车加速上升，受到的地面摩擦力与汽车提供的动力都不是保守力，机械能不守恒，故B错误；‎ C、斜面光滑，只受重力，机械能守恒，故C正确；‎ D、水平面上减速滑行，必定受到阻力（非保守力），机械能不守恒，故D错误；‎ 故选C ‎5.将一小球竖直向上抛出，小球上升和下降经过某点A时的动能分别为Ek1和Ek2。小球从抛出到第一次经过A点过程中克服重力做功的平均功率为P1，从抛出到第二次经过A点过程中克服重力做功的平均功率为P2。不计空气阻力，下列判断正确的是(        )‎ A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在运动过程中，若忽略空气阻力，其机械能守恒，则两次经过A点的动能相同，所以有Ek1=Ek2。从抛出开始到第一次经过P点的过程中小球克服重力做功与从抛出开始到第二次经过P点的过程中小球克服重力做功相等，而第一次时间较短，由P=W/t知P1＞P2．故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎6.2020年，中国将发射卫星进行火星探测.已知火星的半径是地球的k1倍，质量是地球的k2倍，地球表面的重力加速度大小为g，则火星表面的重力加速度大小为（     ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由得到：，已知火星半径是地球半径的k1倍，质量是地球质量的k2倍，则，所以 ，故D正确；故选D。‎ ‎【点睛】通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法。​‎ ‎7.汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，经过一段时间t达到最大速度v，若所受阻力大小始终不变，则在t这段时间内 A. 汽车牵引力大小恒定 B. 汽车运动的距离为 C. 汽车牵引力做的功为 Pt D. 汽车牵引力做的功为 mv2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、速度逐渐增大，所以牵引力逐渐减小，A错误 B、汽车不是做匀变速直线运动，故汽车运动的不为vt/2，B错误 C、因为汽车的功率恒定不变，所以汽车牵引力做的功为 Pt，C正确 D、根据题意可知，汽车牵引力做的功为，D错误 ‎8.2016年12月11日，风云四号同步气象卫星在西昌成功发射，实现了中国静止轨道气象卫星升级换代和技术跨越，大幅提高天气预报和气候预测能力。下列关于该卫星的说法正确的是（ ）‎ A. 运行速度大于7.9 km/s B. 可以在永春的正上方相对静止 C. 向心加速度大于地球表面的重力加速度 D. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.7.9 km/s为第一宇宙速度为人造卫星的最大运行速度，同步卫星的轨道半径大，则其速度小于7.9 km/s，则A错误；‎ B.同步卫星只能赤道上空，则B错误；‎ C.同步卫星的轨道半径大，由,则其加速度小于地球表面的重力加速度，则C错误；‎ D.根据万有引力提供向心力，，得：，同步卫星的轨道半径要小于月球的轨道半径，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大；故D正确 ‎9.如图所示，从倾角为θ的斜面顶端分别以v0和2v0的速度水平抛出a、b两个小球，若两个小球都落在斜面上且不发生反弹，不计空气阻力，则a、b两球 ‎ A. 水平位移之比为1∶2‎ B. 下落的高度之比为1∶2‎ C. 在空中飞行的时间之比为1∶2‎ D. 落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1∶2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】因为两个小球均落到斜面上，所以二者的位移偏转角相同，又由于初速度之比为1∶2，所以根据位移偏转角的正切值，所以运动时间之比为1∶2，C正确；再结合，可得水平位移之比为1：4，A错误；再根据，下落的高度之比为1：4，B错误；再根据速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍可知，速度偏转角相同，速度方向与斜面夹角之比为1∶1，D错误 ‎10.如图，位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动，在圆盘上有一质量为m的小木块，距圆心的距离为, 木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍，在圆盘转速缓慢增大的过程中，下列说法正确的是 ( )‎ A. 小木块滑动时，沿切线方向滑离圆盘 B. 小木块受重力、支持力和向心力 C. 小木块获得的最大动能为 D. 小木块所受摩擦力提供向心力，始终指向圆心，故不对其做功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小木块滑动时，还受到指向圆心的摩擦力，所以轨迹为曲线，不会沿切线方向飞出，故A错误； ‎ B.小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用。向心力是效果力，不能说小球受到向心力。故B错误；‎ C.在木块的摩擦力没有达到最大前，静摩擦力的一部分提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力沿圆心方向的分力，又最大静摩擦力等于滑动摩擦力：，‎ 解得最大速度，则小球的最大动能不超过：，故C正确 ；‎ D.当圆盘转速增大时，小木块的速度增大，由于重力和支持力不做功，根据动能定理知，摩擦力做正功，故D错误；‎ 二、多选题 ‎11.质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力f保持不变，当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率刚好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作.下列说法正确的是（    ）‎ A. 发动机提供的动力保持不变 B. 汽车的加速度将减小 C. 汽车的最大行驶速度为 D. 汽车的额定功率为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】发动机始终在额定功率下工作，即发动机的功率保持不变，而汽车加速运动，速度增大，则由P=Fv可知：功率不变，速度增大时，牵引力减小，故A错误；水平方向上汽车在发动机牵引力F和阻力f的共同作用下，加速运动，,当牵引力F减小时，加速度减小，故B正确；当它以速度v、加速度a加速前进时，由牛顿第二定律：F-f=ma，可计算出牵引力F=f+ma，则此时汽车的功率P=（f+ma）v，即额定功率为（f+ma）v，故D 正确；当汽车行驶速度达到最大时，牵引力F=f，则此时的速度：，故C错误；故选BD。‎ ‎【点睛】本题是牛顿第二定律与功率类问题的综合，关键是知道汽车的运动特点，做加速度减小的变加速运动，加速度为零时速度最大；解题的核心公式为：F-f=ma，P=Fv。‎ ‎12.如图，长为L的水平传送带以速度2v匀速运动.将一质量为m的小物块无初速放到传送带的左端，当物块运动到传送带的右端时，速度刚好为v，物块与传送带摩擦产生的热量为Q，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.下列表达式正确的是（     ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为：；f=μmg，故：，故A正确；B错误；由于物块与传送带间有相对位移，设物块加速度的时间为t；则；；故，故C错误；D正确；故选AD。‎ ‎13.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法中正确的应是（ ）‎ A. 物体的动能增加了 B. 物体的机械能减少了 C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体重力势能减少了mgh ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体所受的合力为，由动能定理可得动能的改变量，合力做功为，所以动能增加，故A正确；‎ BD.物体下降h,知重力势能减小mgh,动能增加,则机械能减小，故B错误，D正确；‎ C.因为除重力以外其它力做功等于机械能的变化量，机械能减小，可知物体克服阻力做功为，故C正确；‎ ‎14.2000年1月26日我国发射了一颗地球同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内，如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1；然后点火，使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点．轨道2、3相切于P点．当卫星分别在l、2、3轨道上正常运行时（ ）‎ A. 若设卫星在轨道1上的速率v1、卫星在轨道3上的速率v3，则v1＜v3．‎ B. 卫星要由轨道1变轨进入轨道2，需要在Q点加速 C. 若设卫星在轨道1上经过Q点的加速度为a1Q；卫星在轨道2上经过Q点时的加速度为a2Q，则a1Q = a2Q．‎ D. 卫星要由轨道2变轨进入轨道3，需要在P点减速 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：‎ 得，轨道3的半径比轨道1的半径大，则v1>v3，故A错误；‎ B.卫星要由轨道1上的Q点变轨到轨道2，要做离心运动，故需要在Q点加速，故B正确；‎ C.根据牛顿第二定律得：，得，同一点r相同，则，故C正确； ‎ D.由轨道2变轨进入轨道3需要加速，使卫星做离心运动。故D错误；‎ ‎15.如图甲所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C在同一直线上。t=0时,给小球一个垂直于细绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0≤t≤10 s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是( 　)‎ A. 两根铁钉间的距离为细绳长的1/6‎ B. t=10.5 s时细绳拉力的大小为6 N C. t=14 s时细绳拉力的大小为10 N D. 细绳第三次碰铁钉到第四次碰钉的时间间隔为3 s ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.0∼6s内绳子的拉力不变，可得，6∼10s内拉力大小不变，知，‎ 因为，则，两钉子之间的间距，故A正确；‎ B.第一个半圈经历的时间为6s，则，则第二个半圈的时间，‎ 则t=10.5s时，小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为6N，故B正确；‎ C.小球转第三个半圈的时间，则t=14s时，小球转动的半径，‎ 根据，则拉力变为原来的倍，大小为7.5N，故C错误；‎ D.细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少，则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔，故D正确；‎ 三、实验探究题 ‎16.用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”‎ ‎(1)下列物理量需要测量的是________、通过计算得到的是_______（填写代号）‎ A．重锤质量 B．重力加速度 C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度 ‎(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图b是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________，动能增量的表达式__________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量．‎ ‎【答案】 (1). C D (2). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去。需要测量的物理量是C；重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是D；与下落高度对应的重锤的瞬时速度。‎ ‎(2) 重物由B点到D点势能减少量的表达式为，‎ B点的速度，‎ D点的速度，‎ 则动能的增加量 由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量；‎ ‎17.某学习小组通过简单器材验证探究平抛运动．在水平桌面上用书本做成一个斜面，装置如图所示，斜面与水平面由小曲面平滑连接（图中未画出）。操作步骤如下： ‎ ‎（1）让钢球（可视为质点）从斜面上某一位置无初速释放，离开桌面后落到水平地面上，记下落地点的位置 O； ‎ ‎（2）用刻度尺测量水平桌面到水平地面高度 H； ‎ ‎（3）用刻度尺测量 __________________________________； ‎ ‎（4）根据上述测量数据计算出钢球离开桌面时的初速度 v＝________________。‎ ‎【答案】 (3). 钢球在地面上的落点O与桌边沿的水平距离L (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（3）需要测量钢球在地面上的落点O与桌边沿的水平距离L；‎ ‎（4）根据得，，‎ 则钢球的初速度；‎ 四、计算题 ‎18.随着生活水平的提高，高尔夫球逐渐成为人们的休闲运动。如图所示，某运动员从离水平地面高为h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，球恰好落入距击球点水平距离为L的球洞A。不计空气阻力，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）球被击出后在空中的运动时间t；‎ ‎（2）球被击出时的初速度大小v0。‎ ‎【答案】（1）；（2）L ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球做平抛运动，设小球飞行时间为t，则有：，‎ 所以：；‎ ‎（2）小球水平飞行距离为：，‎ 则：；‎ ‎19.2014年4月16日，美国国家航空航天局（NASA）宣布首次在太阳系外发现与地球差不多大的行星。假设未来人类向这颗行星发射探测飞船，探测飞船（连同登陆舱）的总质量为m1，绕这颗行星做半径为r1、周期为T1的匀速圆周运动，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该行星更近的半径为r2的圆轨道上做匀速圆周运动，登陆舱的质量为m2，万有引力常量为G。求：‎ ‎（1）该行星的质量M ；‎ ‎（2）登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的线速度大小v。‎ ‎【答案】（1）；（2）2π ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）飞船绕星球圆周运动的向心力由万有引力提供，令星球的质量为M，则由题意有：，‎ 解得：‎ ‎（2）登录舱在r2的轨道上运动时满足万有引力提供向心力即：‎ 解得：‎ ‎20.如图甲所示，长为4 m的水平轨道AB与半径为R＝0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接。有一质量为1 kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F 随位移变化的关系如图乙所示。滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与半圆弧轨道BC间的动摩擦因数未知，g取10 m/s2。求：‎ ‎（1）滑块到达B处时的速度大小；‎ ‎（2）若到达B点时撤去F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功。‎ ‎【答案】（1）2 m/s。（2）5 J。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得：，‎ 即，‎ 得：；‎ ‎（2）当滑块恰好能到达最高点C时，；‎ 对滑块从B到C的过程中，由动能定理得：，‎ 带入数值得：，‎ 即克服摩擦力做的功为5J；‎ ‎21.如图所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动，当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg。问：‎ ‎(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的过程中弹簧弹力对物块A做的功；‎ ‎(2)物块B刚要离开C时物块A的动能；‎ ‎(3)从F开始作用到物块B刚要离开C过程中力F做的功。‎ ‎【答案】（1）0（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）（2）令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知： mgsin30°=kx1 令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知： kx2=mgsin30° F-mgsin30°-kx2=ma 将F=2mg和θ=30°代入以上各式，解得：a=g 由x1+x2=at2 解得： 物块B刚要离开C时，物块A的速度为：v=at=g 故动能为： 此时弹簧的伸长量和F开始作用时的压缩量相同，弹簧的弹性势能改变量为零，故弹簧弹力做功为零； （3）由动能定理得： WF-mg（x1+x2）sin30°=mv2 解得： ‎ ‎ ‎