广东省中山市2018-2019学年高一下学期期末考试物理试卷 17页

www.ks5u.com 中山市高一级2018-2019学年度第二学期期末统一考试 物理试卷（理科）‎ 一、选择题 ‎1.一小孩模仿警察，用自己的玩具手枪朝天鸣枪警告罪犯，子弹发射后约4s落回到地面，则玩具手枪发射子弹的速度大约是（）‎ A. 340m/s B. 125m/s C. 50m/s D. 20m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由竖直上抛运动的规律可知，子弹上升和下降的时间均为2s，可知玩具手枪发射子弹的速度大约是v=gt=20m/s.‎ A．340m/s，与结论不相符，选项A错误；‎ B．125m/s，与结论不相符，选项B错误；‎ C．50m/s，与结论不相符，选项C错误；‎ D．20m/s，与结论相符，选项D正确；‎ ‎2.将质量都是m的三只小球A、B、C从离地同一度h处,以大小相同的初速度v0分別竖直上抛、竖直下抛、水平抛出去。不计空气阻力，下列关于三小球的表述中正确的是 A. 三小球刚着地时的动量相同 B. 从抛出到落地的过程中，三小球的动量变化量相同 C. 从抛出到落地的过程中，三小球的动量变化率相同 D. 从抛出到落地的过程中，三小球受到的重力的冲量均相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为动量是矢量，动量方向和速度方向相同，而三种运动着地时上抛和下抛的速度方向与平抛的速度方向不同，故A错误；‎ B．由于A的时间最长，而B的时间最短，故A合外力冲量最大，B球合外力冲量最小。根据动量定理知，三个小球的动量变化量等于合外力冲量，所以A球动量改变量最大，故B错误；‎ C．根据动量定理知，动量的变化率等于物体所受的合外力，所以三小球动量的变化率相等，故C正确；‎ D．由于A的时间最长，而B的时间最短，所以三小球的重力的冲量均不相同，故D错误；‎ ‎3.如图是多级减速装置的示意图、每一级减速装置都是由固定在同一装动轴上、绕同一转动轴转动的大小两个轮子组成。各级之间用皮带相连。如果每级减速装置中大轮的半径为R=1m、小轮的半径为r=0.5m。则当第一级的大轮外缘线速度大小为v1=80m/s时，第五级的大轮外缘线速度大小是( )‎ A. 40m/s B. 20m/‎ C. 10m/s D. 5m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据同轴转动角速度相等知，第一级大轮和小轮角速度相等，根据v=r•ω知，第一级小轮的线速度为； 根据皮带传动边缘线速度大小相等可知第二级大轮边缘的线速度大小为v2＝v1＇＝40m/s，所以第二级小轮的线速度为v2＇=v2＝20m/s， 第三级大轮边缘的线速度为v3＝v2＇＝20m/s， 第三级小轮边缘的线速度大小为v3＇=v3＝10m/s， 第四级大轮边缘的线速度大小为v4＝v3＇＝10m/s， 第四级小轮边缘的线速度大小为v4＇＝v4＝5m/s， 第五级大轮边缘的线速度大小v5＝v4＇＝5m/s；‎ ‎ A．40m/s，与结论不相符，选项A错误；‎ B．20m/，与结论不相符，选项B错误；‎ C．10m/s，与结论不相符，选项C错误；‎ D．5m/s，与结论相符，选项D正确；‎ ‎4.如图甲所示，一火箭在太空中沿ab连线横向漂移，火箭不受任何外力的作用，当火箭漂移到b点时，立即启动火箭上的发动机，产生一个恒定的推力作用在火箭上，推力的方向垂直于ab连线，直至火箭运动到太空中的c点，关闭发动机，推力同时消失，请判断火箭在b、c之间的运动轨迹应是图乙中的哪一个（）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意，当火箭漂移到b点时，立即启动火箭上的发动机，产生一个恒定的推力作用在火箭上，则火箭产生一个向上的加速度，沿向上的方向做匀加速直线运动，同时沿水平方向做匀速直线运动，所以其轨迹为抛物线.‎ A．图像与结论不相符，选项A错误；‎ B．图像与结论不相符，选项B错误；‎ C．图像与结论不相符，选项C错误；‎ D．图像与结论相符，选项D正确；‎ ‎5.如图所示，a为固定在地球赤道上随地球自转物体，b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，关于a、b、c的下列说法中正确的是（ ）‎ A. 线速度的大小关系为va < vb < vc B. 周期关系为Ta = Tc > Tb C. 加速度大小关系为aa > ab > ac D. 地球对a、b、c的万有引力等于其各自做圆周运动所需的向心力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．a、c运行的角速度相等，根据v=ωr知，va＜vc．对于b、c卫星，根据万有引力提供了向心力，得 ，可得，，知vc＜vb．所以有va＜vc＜vb．故A错误。‎ B．a、c转动的周期相等。根据可得，知Tc ＞Tb，所以有Ta =Tc ＞Tb．故B正确。‎ C．a、c运行的角速度相等，根据a=ω2r，知ac＞aa．根据可得，知ab ＞ac．所以有ab ＞ac＞aa．故C错误。‎ D．地球对b、c的万有引力等于其各自做圆周运动所需的向心力，而对于a，地球对的万有引力和地面支持力的合力等于a做圆周运动所需的向心力，故D错误；‎ ‎6.如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m沿斜面升高。则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时，小车的速度为 A. vcosθ B. vsinθ C. D. vtanθ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体M以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于小车m的速率，将M物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解m的速率，从而即可求解.‎ ‎【详解】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示：‎ 得绳子速率为，而绳子速率等于小车m的速率，则有小车m的速率为；故A正确 ‎【点睛】本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出的结果是将绳的速度分解，一定注意合运动是物体的实际运动,是把合速度分解成两等效的分速度.‎ 二、多项选择题 ‎7.下列关于机械能守恒的判断正确的是（ ）‎ A. 拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒 B. 如果忽略空气阻力作用，物体做竖直上抛运动时，机械能守恒 C. 一个物理过程中，当重力和弹力以外的力做了功时，机械能不再守恒 D. 合外力对物体做功为零时，物体机械能一定守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，动能不变，势能增大，故机械能增大，故A错误；‎ B．物体做竖直上抛运动时，只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；‎ C．机械能守恒的条件是除重力和弹力以外的力做功的代数和为0，或者不做功，当重力和弹力以外的力做了功时，物体的机械能不守恒，故C正确；‎ D．合外力对物体做功为零时，如在拉力作用下竖直向上的匀速运动，物体机械能不守恒，故D错误.‎ ‎8.如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力为f，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 若圆盘匀速转动，物体P受重力、支持力、向心力和指向圆心方向的摩擦力 B. 若圆盘匀速转动，物体P相对圆盘有沿着半径向外运动的趋势 C. 若圆盘转速由零逐渐增加，当转速增加到某个值时，物体P将沿转动切线方向飞离圆盘 D. 若圆盘转速由零逐渐增加，在物体P相对圆盘滑动之前，圆盘对物体P的摩擦力方向并不指向圆心 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．向心力是由物体所受到的力提供的，不是物体受到的力，故A错误；‎ B．匀速转动，静摩擦力提供向心力，因为静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，所以物体有沿着半径向外运动的趋势，故B正确；‎ C．当最大静摩擦力不能提供向心力时，物体做离心运动，沿着切线方向飞离圆盘，故C正确；‎ D．转台转速增加的过程中，物体做加速圆周运动，静摩擦力沿着半径方向的分力提供向心力，切向分力使物体加速。故静摩擦力不指向圆心，故D正确；‎ ‎9.地球半径为R，地面上重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其线速度的大小可能是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，也是近地轨道上圆周运动的速度，故在近地轨道上卫星的半径为R，所受万有引力与重力相等，则有：可得第一宇宙速度大小为，又因为第一宇宙速度是围绕地球做圆周运动的最大线速度，故在高空运行的人造地球卫星的线速度均小于。‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论相符，选项C正确；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎10.一边长为L，质量分布均匀正方形板ABCD，质量为m，在A点用悬线系住，开始时AB边和CD边处于水平位置（如图示）.现将板由静止释放，板摆动直至最后静止.空气阻力不可忽略，下列关于板描述正确的是（ ）‎ A. 板在整个运动过程中板的重力一直做正功 B. 板整个运动过程中空气阻力一直做负功 C. 板在整个运动过程中机械能一直减小 D. 板在整个运动过程中损失的机械能为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．板摆动直至最后静止过程中，有向下转动也有向上转动，整个运动过程中板的重力不是一直做正功，故A错误； BC．板在整个运动过程中空气阻力一直是阻碍作用，一直做负功，除重力外的空气阻力一直做负功所以机械能一直减小，故BC正确； D．板在整个运动过程中动能变化量为0，损失的机械能即为减少的重力势能，板的重心在几何中心上。根据重力做功得整个运动过程中损失的机械能为，故D正确。‎ ‎11.如图所示,长为L的细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方L/2钉一个光滑的钉子A,小球开始时θ=60°的位置摆下.则细绳碰到钉子前后，下列说法正确的是（   ）‎ A. 绳对小球的拉力之比为2：3 B. 小球所受合外力之比为1：2‎ C. 小球做圆周运动的线速度之比为2：3 D. 小球做圆周运动的角速度之比为1：2‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在最低点由牛顿第二定律得T−mg＝m，则拉力为T＝mg+m，和钉子接触前绳子拉力为T1＝mg+m＝2mg，接触钉子后半径变为原来的一半，绳子对小球的拉力T′＝mg+m＝3mg，所以接触钉子前后绳子的拉力之比为2：3，故A正确；‎ B．线速度大小不变，半径变为原来的一半，向心力（合力）增大为原来的2倍，故B正确；‎ C．小球由初始位置到最低点的过程中，由动能定理得：mgl（1-cos60°）=mv2，则到达最低点的速度为，和钉子接触瞬间速度不突变，故C错误；‎ D．根据ω＝知，线速度不变，半径变为原来的一半，故角速度变为原来的两倍，所以角速度之比为1：2，故D正确；‎ ‎12.如图所示,光滑水平面上质量相同的木块A、B ‎，用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起。一颗子弹水平射入木块A并留在其中,在子弹打击木块A及后续各物体相互作用的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统(   )‎ A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒 C. 当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时B的动能也最大 D. 当弹簧再次恢复到原长时，B的动能最大，A的动能最小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在子弹打击木块A及后续各物体相互作用的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的外力之和为零，则系统的动量守恒。在此过程中，除弹簧的弹力做功外还有阻力对系统做功，所以系统的机械能不守恒。故A错误，B正确。‎ C．子弹射入木块后弹簧被压缩，B在弹力作用下向右加速，A向右减速，当两者的速度相等时，弹簧被压缩最短，弹簧的弹性势能最大，之后，B在弹簧弹力作用下继续向右加速，所以此时B的动能不是最大。故C错误。‎ D．从弹簧被压缩到弹簧再次恢复到原长的过程，B一直在加速，A一直在减速，所以当弹簧再次恢复到原长时，B的动能最大，A的动能最小，故D正确。‎ ‎13.如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿固定在斜面上，倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（  ）‎ A. 甲球和乙球运动到地面时的速度相同 B. 甲乙两球的质量之比为 C. 甲乙两球的动能均为时，两球重力的瞬时功率之比为 D. 甲乙两球的动能均为时，两球高度相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，mgh＝mv2，解得，甲球和乙球运动到地面时的速度大小相等，方向不同，故A错误；‎ B．由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；‎ C．两球重力的瞬时功率为：，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为： ，故C正确；‎ D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D错误；‎ 三、实验题： ‎ ‎14.实验装置如图所示，利用自由落体运动验证机械能守恒定律。‎ ‎（1）为验证机械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接测量的有_______，通过计算间接测量的有_______‎ A. 重物的质量 B.重力加速度 C.重物下落的高度 D.重锤下落的瞬时速度 ‎（2）关于本实验的误差，下列说法中不正确的是________‎ A.选择质量较小的重物，有利于减小误差 B.选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带有利于减小误差 C.先松开纸后接通电源会造成较大的误差 D.本实验产生误差主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用 ‎（3）在实验中，质量为m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那个打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量________J，此过程中物体动能的增加量________J。（，保留三位有效数字）‎ ‎（4）本实验中，纸带记录的点到起点O 的距离为h,打对应点时重物的速度为v,若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图像应是________，才能验证机械能守恒，图像的斜率等于_______的数值。‎ ‎【答案】 (1). （1）C； (2). D (3). （2）A (4). （3）2.28； (5). 2.26 (6). （4）过原点的倾斜直线； (7). 重力加速度 ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空、第二空．重物在下落过程中动能的增加量为 ，重力势能的减少量为mgh，则可知，在不需要得出重力势能减少量与动能增加量的具体数值的前提下，质量可以不测量，则通过纸带要直接测量的物理量是重物下落的高度，要间接测量的物理量是重物下落的瞬时速度。故选：C，D。‎ 第三空．为减小重物所受空气阻力，应该选择质量较大、体积较小重物，有利于减小误差，故A错误；选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差，故B正确；一般是先接通电源，后释放纸带，所以松开纸后接通电源会造成较大的误差，故C正确；本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D正确。本题选不正确的，故选A。‎ 第四空．从打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量为△Ep＝mghOB＝1×9.8×23.25×10−2J＝2.28J；‎ 第五空．打下B点时，重物的速度为 ‎，由于初速度为零，则重物动能的增加量为； 第六空.若重物下落过程，重力势能的减少量与动能的增加量相等，则重物的机械能守恒，即有mgh＝mv2，可得v2＝gh，所以根据实验数据绘出的v2-h图象应是一条过程原点的倾斜直线，图线的斜率为重力加速度。‎ ‎15.如图所示，风向水平向西，战机在离地面500m的高空匀速向东巡航，速度为360km/h，飞行员突然发现飞机正前方的地面上有一辆敌方的汽车，他迅速测知敌车正以20m/s的速度和飞机同向匀速运动。假设飞行员投弹后，风对炸弹的作用力水平向西、大小恒为炸弹重量的0.2倍，试问，飞行员在飞机和敌车的水平距离是多少时弹，才能击中敌车？（g=10m/s2）‎ ‎【答案】700m ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题目得知炮弹水平方向做加速度为a＝0.2g的匀减速直线运行，竖直方向做自由落体运动。设炮弹的水平初速度为v0=100m/s，车的速度为v1=20m/s，‎ 水平位移: ，‎ 竖直位移: ‎ 解得t=10s，‎ 所以炮弹的水平位移:x1=900m 车的水平位移:x2=v1t=20×10m=200m 所以应该在距离小车∆x=900-200=700m的时候投放炸弹。‎ ‎16.我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器，计划在2030年前后实现航天员登月，对月球进行科学探测。宇航员在月球上着陆后，自高h处以初速度v0‎ 水平抛出小球，测量出小球的水平射程为L(这时月球表面可以看成是平坦的)，已知月球半径为R，万有引力常量为G。‎ ‎(1)试求月球表面处的重力加速度g.‎ ‎(2)试求月球的质量M ‎(3)字航员着陆后，发射了一颗绕月球表面做匀速圆周运动的卫星，周期为T，试求月球的平均密度ρ.‎ ‎【答案】（1）（2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题目可得小球做平抛运动,‎ 水平位移: v0t=L 竖直位移:h=gt2‎ 联立可得: ‎ ‎（2）根据万有引力黄金代换式，‎ 可得 ‎ ‎（3）根据万有引力公式；可得，‎ 而星球密度,‎ 联立可得 ‎17.如图所示，一轻质弹簧左端固定在轻杆的A点，右端与一质量套在轻杆的小物块相连但不栓接，轻杆AC部分粗糙糙，与小物块间动摩擦因数，CD部分为一段光滑的竖直半圆轨道。小物块在外力作用下压缩弹簧至B点由静止释放，小物块恰好运动到半圆轨道最高点D，，小物块刚经过C点速度，g取，不计空气阻力，求：‎ ‎（1）半圆轨道的半径R；‎ ‎（2）小物块刚经过C点时对轨道的压力；‎ ‎（3）小物块在外力作用下压缩弹簧在B点时，弹簧的弹性势能。‎ ‎【答案】⑴0.4m⑵ 方向垂直向下(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物块由C点运动到D点，根据机械能守恒定律 ‎ ‎ R=0.4m ‎⑵小物块刚过C点时 FN－mg = m 所以 ‎ 根据牛顿第三定律知小物块刚经过C点时对轨道的压力：‎ ‎ ‎ 方向垂直向下 ‎(3)小物块由B点运动到C点过程中，根据动能定理 ‎ ‎ ‎ 带入数据解得： 所以。‎ ‎18.如图所示，在平静的湖面上有一小船以速度匀速行驶，人和船的总质量为M=200kg，船上另载有N=20个完全相同的小球，每个小球的质量为m=5kg。人站立船头，沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球，不计水的阻力和空气的阻力。‎ ‎ ‎ ‎（1）如果每次都是以相对于湖岸的速度v=6m/s抛出小球，试计算出第一个小球抛出后小船的速度大小和抛出第几个球后船的速度反向？ ‎ ‎（2）如果每次都是以相对于小船的速度v=6m/s抛出小球，试问抛出第16个小球可以使船的速度改变多少？‎ ‎【答案】（1）m/s；11（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）人抛出第一个球前后，对船、人、20个球整体分析，由动量守恒定律可得 代入数据得=m/s，即抛出第一个小球后，船的速度为=m/s 设抛出第n个球时，有 联立上式可推得 代入数据得，=‎ 当＜0，即船反向，有 ‎ 或 ‎ 得10＜n＜60，即当抛出第11个小球时船反向。‎ ‎（2）设第16次抛出小球时，小船的原来对地速度为，抛出后小船的对地速度为，‎ 因小球是相对于小船的速度v=6m/s抛出，抛出后小球对地的速度，‎ 由动量守恒定律可得 代入数据可得。‎ ‎ ‎