2018-2019学年湖南省郴州市高一下学期期末考试物理试题（解析版） 15页

郴州市2019年上学期学科教学状况抽测试卷高一物理 一、单选题 ‎1.在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合史实的是 A. 卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量。‎ B. 开普勒利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律。‎ C. 伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律。‎ D. 库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，并引入了“场”的概念。‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，选项A正确；‎ B. 牛顿利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律，选项B错误。‎ C. 开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，选项C错误。‎ D. 库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，法拉第引入了“场”的概念，选项D错误。‎ ‎2.做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是 A. 合外力 B. 动能 C. 加速度 D. 速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.做匀速圆周运动的物体，合外力大小不变，方向变化，选项A错误；‎ B. 做匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，动能不变，选项B正确；‎ C. 做匀速圆周运动的物体，加速度的大小不变，方向变化，选项C错误；‎ D. 做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，方向变化，选项D错误；‎ ‎3.我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道α上运动，也能到离月球比较远的圆轨道b上运动，该卫星在a轨道上运动与在b轨道上运动比较（　　）‎ A. 卫星在α轨道上运行的线速度小 B. 卫星在α轨道上运行的周期大 C. 卫星在α轨道上运行的角速度小 D. 卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，有：‎ ‎ ‎ 解得： ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ ‎ ④‎ A．由可知轨道半径小的速度大，则在α轨道上运行的线速度大，故A错误；‎ B．由可知轨道半径小的周期小，则卫星在α轨道上运行的周期小。故B错误；‎ C．由可知轨道半径小角速度大，则卫星在α轨道上运行的角速度大。故C错误；‎ D．同可知引力与距离有关，距离大的力小，所以卫星在α轨道上运行时受到的万有引力大，故D正确。‎ ‎4.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A 受力情况是（　　）‎ A. 重力、支持力 B. 重力、向心力 C. 重力、支持力、指向圆心的摩擦力 D. 重力、支持力、向心力、摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力．‎ ‎【详解】物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故A，B，D错误，C正确；故选C.‎ ‎【点睛】本题学生很容易错误的认为物体受到向心力作用，要明确向心力的特点，同时受力分析时注意分析力先后顺序，即受力分析步骤．‎ ‎5.一只小船以恒定速度渡河，船头始终垂直河岸航行，当小船行到河中央时，水流速度突然变大，那么小船过河的时间将 A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 都有可能 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将小船的实际运动沿着船头指向和顺着水流方向正交分解，由于分运动互不干扰，故渡河时间与水流速度无关，只与船头指向方向的分运动有关，故船航行至河中心时，水流速度突然增大，只会对轨迹有影响，对渡河时间无影响；‎ A. 不变，与结论相符，选项A正确； ‎ B. 变小，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 变大，与结论不相符，选项C错误； ‎ D. 都有可能，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6.如图所示，做匀速直线运动的列车受到的阻力与它速率的平方成正比．如果列车运行速率提升为原来的2倍，则它发动机的输出功率变为原来的(　　)‎ A. 倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 8倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据可知如果列车运行速率提升为原来的2倍，则它发动机的输出功率变为原来的8倍，故选D.‎ ‎7.某人用手将质量为1kg的物体由静止竖直向上匀加速提升lm，此时物体的速度是2m/s，取g=10 m/s2，则下列说法正确的是 A. 手对物体做功10J B. 合外力对物体做功12J C. 合外力对物体做功2J D. 重力势能增加了12J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由动能定理得 W-mgh=mv2，则得手对物体做功 W =mgh+mv2=12J，故A错误。‎ BC.合外力对物体做功等于物体的动能增加△Ek=mv2 =×1×22J=2J，故C正确，B错误。‎ D.物体克服重力做功 WG=mgh=1×10×1=10J，则重力势能增加了10J．故D错误。‎ ‎8.按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0‎ ‎，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到 达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道III绕月球做圆周运动，如图所示。下列判断正确的是 ‎ A. 飞船在轨道I上的运行速率v =‎ B. 飞船在A点处点火变轨，从圆形轨道I进入椭圆轨道II时，向后喷气，卫星加速 C. 飞船从A到B运行的过程中机械能增大 D. 飞船在轨道III绕月球运行一周所需的时间T=‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.飞船在轨道Ⅰ上，万有引力提供向心力：，在月球表面，万有引力等于重力得：，解得：，故A正确。‎ B. 飞船在A点处点火变轨，从圆形轨道I进入椭圆轨道II时，向前喷气，卫星减速，选项B错误；‎ C. 飞船从A到B运行的过程中只有地球的引力做功，则机械能不变，选项C错误；‎ D. 飞船在轨道III绕月球运行时，且 ，则运行一周所需的时间T=，选项D错误。‎ ‎9.如图所示，自由下落的小球，从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始，一直到弹簧被压缩到 最短的过程中，下列说法正确的是 ‎ A. 小球的动能先增大后减小 B. 小球在刚接触弹簧时动能最大 C. 小球的机械能守恒 D. 小球的动能和弹簧的弹性势能之和不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，开始时重力大于弹力，小球向下做加速运动，在下降的过程中弹力增大，加速度减小，当加速度减小到零，速度达到最大，然后重力小于弹力，向下做减速运动，到达最低点速度为零，可知，小球的动能先增大后减小。故A正确，B错误。‎ C.由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少，故C错误。‎ D.对于小球和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，可知，小球的重力势能一直减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加，故D错误。‎ ‎10.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若 AO>OB，则 A. 星球A的质量大于B的质量 B. 星球A的线速度大于B的线速度 C. 星球A的角速度大于B的角速度 D. 星球A的周期大于B的周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据万有引力提供向心力mAω2rA=mBω2rB，因为rA＞rB，所以mA＜mB，即A 的质量一定小于B的质量，故A错误；‎ BCD.双星系统角速度相等，则周期相等，根据v=ωr可知，vA＞vB，故B正确，CD错误。‎ ‎11. 关于静电场的等势面，下列说法正确的是 A. 两个电势不同的等势面可能相交 B. 电场线与等势面处处相互垂直 C. 同一等势面上各点电场强度一定相等 D. 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误；‎ 考点：考查了电势，等势面，电场力做功 ‎12.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是 A. 将竖直向上做匀速运动 B. 将处于失重状态 C. 将处于超重状态 D. 将竖直向上先加速后减速 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设绳子与水平方向的夹角为θ ‎，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A处于超重状态，故A、B、D错误，C正确。故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度．‎ ‎13.如图所示，小球可以在竖直放置的光滑圆形管道（圆形管道内径略大于小球直径）内做圆周运动，下列说法正确的是 A. 小球通过最高点的最小速度为 B. 小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动 C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，小球处于失重状态 D. 小球在水平线ab以上管道中运动时，小球处于超重状态 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，若恰好到达最高点，最高点的速度为零，可知小球通过最高点的最小速度为零，即小球通过最高点的速度只要大于零即可完成圆周运动，故A错误，B正确。‎ C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，小球加速度有竖直向上的分量，可知小球处于超重状态，选项C错误；‎ D. 小球在水平线ab以上管道中运动时，小球加速度有竖直向下的分量，可知小球处于失重状态，选项D错误；‎ ‎14.如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块 （可视为质点）.A和B距轴心O的距离分别为rA=R，rB=2R，且A、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是 A. B所受合力外力一直等于A所受合外力 B. A受到的摩擦力一直指向圆心 C. B受到的摩擦力先增大后减小 D. A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.A、B都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得F合=mω2r，角速度ω相等，B的半径较大，所受合力较大。故A错误。 BC.最初圆盘转动角速度较小，A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由A、B与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心。由于B所需向心力较大，当B与盘面间静摩擦力达到最大值时（此时A与盘面间静摩擦力还没有达到最大），若继续增大转速，则B将有做离心趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，此时摩擦力不变；转速越大，细线上张力越大，使得A与盘面间静摩擦力先减小后反向变大，当A与盘面间静摩擦力也达到最大时，AB将开始滑动。A受到的摩擦力先指向圆心，后离开圆心，而B受到的摩擦力一直指向圆心，大小先变大后不变。故BC错误。 D.当B与盘面间静摩擦力恰好达到最大时，B将开始滑动，则根据牛顿第二定律得 对A：T-fm=mωm2r；对B：T+fm=mωm2∙2r；解得最大角速度ωm=．故D正确。‎ 二、实验题 ‎15.某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系。实验步骤如下：‎ a.安装好实验器材。‎ b.接通电源后，让拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下弹出，沿木板滑行。在纸带上选择合适的点距确定小车的速度v1。‎ c.换用2条、3条……同样的橡皮筋重复几次（每次都从同一初始位置释放小车），分别 求出小车的速度vl、v2……。‎ d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。‎ 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：‎ ‎（1）实验中，除电火花打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有___________和___________。（填选项代号）‎ A.220V、50Hz的交流电源 B.低压直流电源 ‎ C.刻度尺 D.秒表 ‎ E.天平 F.弹簧测力计 ‎（2）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是___________.‎ A.防止小车不能被橡皮筋拉动 B.确保橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 C.便于小车获得较大的弹射速度 D.防止纸带上点迹不清晰 ‎【答案】 (1). （1）A (2). C (3). （2）B ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.第二空.实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故选AC；‎ 第三空.实验中平衡小车受到的摩擦力，目的是使小车受到的合力等于橡皮筋的拉力，保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故选B。‎ ‎16.如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置，实验中所用重物的质量m=0.2kg，图乙所示是实验中打出的一条纸带，打点时间间隔为0.02s，纸带上各点是打下的实际点，从开始下落的起点0点至B点的运动过程中，重物重力势能的减少量△Ep=___________J，此运动过程中重物动能的增加量△Ek=_________J，由多次实验表明重物动能的增加量小于重物重力势能的减少量△Ep，分析其原因可能是___________。（当地重力加速度为9.8m/s2，保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 1.54（1. 51-1.56 均可） (2). 1.48（1.45-1.49 均可） (3). 存在空气阻力或纸带与打点计时器之间有摩擦（答出一项即可）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.从开始下落的起点O点至B点的运动过程中，重物重力势能的减少量△Ep=mghB=0.2×9.8×0.785J=1.54J；‎ 第二空.打B点时的速度；此运动过程中重物动能的增加量△Ek=；‎ 第三空. 重物动能的增加量△Ek小于重物重力势能的减少量△Ep，分析其原因可能是存在空气阻力或纸带与打点计时器之间有摩擦.‎ 三、计算题 ‎17.如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，已知电场强度大小为E。有一质量为m的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角为。重力加速度为g，不计空气阻力的作用。‎ ‎（1）求小球所带电荷量并判断所带电荷的性质；‎ ‎（2）如果将细线轻轻剪断，细线剪断后，经过时间t，求这一段时间 内小球电势能的变化量。‎ ‎【答案】（1）正电；（2）mg2t2（tan）2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球受到重力电场力F和细线的拉力T的作用，由共点力平衡条件有：‎ qE = Tsin.‎ mg = Tcos.‎ 得：q= .‎ 电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷。‎ ‎（2）剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律有：‎ ‎=ma 解得：a =‎ 在t时间内，小球的位移为：l=at2 .‎ 小球运动过程中，电场力做的功为：W= qElsin= mglsintan=mg2t2（tan）2 ‎ 所以小球电势能的变化量（减少量）为：△Ep= mg2t2（tan）2‎ ‎18.如图所示，与水平面夹角为=30°的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B 点间的距离为L=4m，传送带以恒定的速率v=2m/s向上运动。现将一质量为1kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=，取 g=10m/s2，求:‎ ‎（1）物体刚放上皮带时的加速度大小；‎ ‎（2）物体从A运动到B共需多少时间；‎ ‎（3）电动机因传送该物体多消耗的电能。‎ ‎【答案】（1）2.5m/s2（2）2.4s（3）28J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物体刚放上皮带时有：μmgcos-mgsin=ma 解得：a=μgcos-gsin=2.5m/s2 ‎ ‎（2）物体达到与传送带同速的时间：t1=‎ T1时间内物体的位移：L1=..‎ 之后物体做匀速运动的时间：= 1.6s. ‎ 物体运动的总时间：t=t1+t2=2.4s . ‎ ‎（3）前0.8s内物体相对传送带的位移为：△L= vt1-L1=0.8m. ‎ 因摩擦而产生的内能：E 内=μmgcos·△L = 6J . ‎ E 总=Ek+ Ep+ E内=+mgLsin+ E 内=28J .‎ ‎19.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R=1.0 m的圆环剪去了左上角 120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4 m。用质量m=0.4 kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道。（不计空气阻力，g取10m/s2）求：‎ ‎（1）小物块飞离D点时速度vD的大小；‎ ‎（2）若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN的大小；‎ ‎（3）若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点 M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？‎ ‎【答案】（1）4 m/s（2）33.6 N（3）6.4J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块离开桌面后做平抛运动，‎ 竖直方向： = 2gh ‎ 代入数据解得：vy= 4m/s . ‎ 设物块进人圆弧轨道时的速度方向与水平方向夹角为，由几何知识可得:=60°，‎ tan = ‎ 代入数据解得：vD =4 m/s ‎ ‎（2）物块由P到N过程，由机械能守恒定律得：‎ ‎.‎ 在N点，支持力与重力的合力提供同心力：FN- mg = m.‎ 由牛顿第三定律可知代人数据解得，物块对圆弧轨道压力：FN= 33.6 N。‎ ‎（3）物块恰好到达M点，在M点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg = m， ‎ 在整个过程中，由能量守恒定律得：Ep= Wf+-mg（h-1.5R） ‎ 代人数据解得:Ep= 6.4J。‎ ‎ ‎