【文档说明】甘肃省兰州市教育局第四片区2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题【精准解析】.doc,共(17)页,738.500 KB,由小赞的店铺上传
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2019—2020学年第二学期联片办学期末考试高一年级物理试卷(满分:100分答题时间:90分钟)一、选择题(共12小题;1~8为单选题,9~12为多选题;每小题4分,选错不得分,选不全得2分;共48分)1.关于平抛物体的运动,下列说法中正确的是()A.平抛运动是匀变速运动B.初速度越大,物体在
空中运动的时间越长C.物体落地时的水平位移与初速度无关D.物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关【答案】A【解析】【详解】A.平抛运动的加速度为g,保持不变,做匀变速运动,故A正确;B.根据2htg可知,
平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,故B错误;CD.水平位移为002hxvtvg可知,物体落地的水平位移与初速度和抛出点的高度有关,故CD错误。故选A。2.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法错误的是()A.向心力是指向圆心方
向的合力,是根据力的作用效果命名的B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力D.向心力的效果是改变质点的线速度的方向【答案】AB【解析】【详解】A.向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力,故它是根据力的作用效
果命名的,所以A正确;B.向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力,所以它可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,也可以一个力的分力提供,故B正确;C.向心力是指向圆心的合外力,方向时刻改变,所
以它不是一个恒力,故C错误;D.由于向心力指向圆心,与线速度方向始终垂直,所以它的效果只是改变线速度方向,不会改变线速度大小,故D正确。本题选错误的,故选C。3.2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所
示:a为低轨道极地卫星,b为地球同步卫星,c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,c的周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是()A.卫星a的线速度比卫星c的线速度小B.卫星b的向心加速度比
卫星c的向心加速度大C.卫星b和卫星c的线速度大小相等D.卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大【答案】C【解析】【详解】A.由线速度与半径的关系GMvr可知,卫星a的线速度比卫星c的线速度大。故A错误;B.由于b为地球同步卫星,
c的周期与地球自转周期相同,所以b、c周期相等。由2n24arT可知,卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度相等。故B错误;C.由234rTGM可知,b、c轨道半径相同。所以卫星b和卫星c的线速度大小相等。故C正确;D.由轨道a到轨道
b,卫星需加速,所以卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小。故D错误。故选C。4.已知引力常量G和下列各组数据,能计算出地球质量的是()A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B.人造地球卫星在地面附近运行的周期和轨道半径C.月球绕地球运行的周期及月球的半径D
.月球绕地球运行的周期及地球的半径【答案】B【解析】【详解】A.地球绕太阳运动的周期和地球与太阳的距离,根据万有引力提供向心力2224MmGmrrT其中m为地球质量,在等式中消去,只能求出太阳的质量M,也就是说只能求出中心体的质量
,故A错误;B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万有引力充当向心力2224MmGmrrT又有2T所以地球的质量32TvMG可求出地球的质量,故B正确;CD.月球绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万
有引力充当向心力2224MmGmrrT所以地球的质量2324rMGT其中r为地球与月球间的距离,而不是月球的半径,也不是地球半径,故CD错误。故选B。5.质量为2kg的物体(可视为质点)在xoy平面内运
动,其x方向的速度—时间图象及y方向坐标随时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是()A.质点的初速度为3m/sB.质点所受的合外力为3NC.质点初速度的方向与合外力方向垂直D.2s末质点速度大小为6m/s【答案】B【解析】【详解】A.当t=
0时通过速度图线可以看出x轴方向的分速度为3m/s,在y轴上,通过位移图线可以看出在y轴方向的分运动为匀速直线运动,速度为vy=8m/s2yt=4m/s因此质点的初速度为2205m/sxyvvv故A错误
;B.y轴上匀速运动,所受合力为零,在x轴加速度为2263m/s=1.5m/s2xvat由牛顿第二定律可知x轴所受合力为Fx=max=3N物体所受合外力为3N,故B正确;C.质点初速度方向与x轴成锐角,合外力沿x方向,则初速度与合外力方向不垂直,故C错误;D.在2s
末x轴分速度为6m/s,y轴分速度为4m/s,合速度大于6m/s,故D错误;故选B。6.地面上竖直放一根轻弹簧,其下端和地面连接,一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落,则()A.物体和弹簧接触时,物体的动能最大B.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与
弹簧弹性势能的和不断增加C.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小D.物体在反弹阶段,动能一直增加,直到物体脱离弹簧为止【答案】C【解析】【详解】A.小球接触弹簧后,受到向上的弹力和向下的重力,弹力先小于重力,后大于重力,小球先向
下做加速运动,后向下做减速运动,则当弹簧弹力与重力相等时速度最大,此时弹簧处于压缩状态,故A错误;BC.压缩弹簧阶段,小球的重力势能一直减少,转化为物体的动能和弹簧弹性势能,故物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加,反弹阶段,小球的重力势
能增加,则物体的动能和弹簧弹性势能的和不断减小,故与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能之和先增加后减小,故B错误,C正确;D.物体在反弹阶段,速度先增大,重力与弹簧弹力相等时速度最大,之后速度减小,故直到物体脱离弹簧时物体的动能先增加后减小,故D错误。故选C。7
.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示,将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小
于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】从静止释放至最低点,由机械能守恒得:mgR=12mv2,解得:2vgR,在最低点的速度只与半径有关,可知v
P<vQ;动能与质量和半径有关,由于P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短,所以不能比较动能的大小.故AB错误;在最低点,拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:F-mg=m2vR,解得,F=mg+m2vR=3mg,2Fmgagm向=,所
以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力,向心加速度两者相等.故C正确,D错误.故选C.点睛:求最低的速度、动能时,也可以使用动能定理求解;在比较一个物理量时,应该找出影响它的所有因素,全面的分析才能正确的解题.8.下列说法正确的是A.物体做匀速运动
,它的机械能一定守恒B.物体所受合外力的功为零,它的机械能一定守恒C.物体所受的合外力等于零,它的机械能一定守恒D.物体所受合外力不等于零,它的机械能可能守恒【答案】D【解析】【详解】机械能守恒的条件是当只有重力和弹力做功的条件下,其他外力不做功或做功的代数和为零,
机械能守恒,所以只有D选项正确,A、B、C均错.9.假设宇宙中有两颗相距足够远的行星A和B,半径分别为AR和BR。各自相应的两颗卫足环绕行星运行周期的平方与轨道半径的三次方(所的关系如图所示,两颗卫星环绕相应行星表而运行的周期都为0T。则()A.行星A的
质量大于行星B的质量B.行星A的密度小于行星B的密度C.行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一字宙速度D.当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度【答案】AD【解析】【详解】A.根据万有引力提供向心力得2224MmGmr
rT解得2324rMmaGT从图中可知斜率越小,32RT越大,质量越大,所以行星A的质量大于行星B的质量,A正确;B.根据图象可知,在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同,密度23202330434433RGTMMVGTRR所以行星A的密度等
于行星B的密度,B错误;C.第一宇宙速度02RvTA的半径大于B的半径,卫星环绕行星表面运行的周期相同,则A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度,C错误;D.根据2MmGmar得2MaGr当两行星的卫星轨道半径相同时,A的质量大于B的质量,则行星A的卫
星向心加速度大于行星B的卫星向心加速,D正确。故选AD。10.如图甲所示,在水平地面上固定一个倾角为的足够长的光滑斜面,小滑块从斜面底端在与斜面平行的拉力F作用下由静止开始沿斜面运动,拉力F随时间变化
的图象如图乙所示,小滑块运动的速度一时间图象如图丙所示,重力加速度g为10m/s2.下列说法正确的是A.斜面倾角为30°,小滑块的质量m=2kgB.在0~2s时间内拉力F做的功为100JC.在0~1s时间内合外力对小滑块做功12.5JD.在0~4s时间内小滑块机械能增加80J【答案】BC【
解析】【详解】A:由速度一时间图像可知,在2-4s时间内小滑块的加速度225/ams,由牛顿第二定律:2mgsinma,解得:30.在0-2s时间内小滑块的加速度215/ams,由牛顿第二定
律,1Fmgsinma,解得:1mkg.故A项错误.B:由速度一时间图像可知,在0-2s时间内小滑块的位移为10xm,拉力F做的功为1010100WFxJ,故B项正确.C:1s末小滑块的速度5/vms,由动能定理,在0-1s时间内合外力对小滑块做的功2112.52WmvJ
.故C项正确.D:由功能关系可知,在0-4时间内小滑块机械能增加量100EWJ.故D项错误.11.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压
力,已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中()A.重力做功mgRB.机械能减少12mgRC.合外力做功12mgRD.克服摩擦力做功12mgR【答案】ABCD【解析】【详解】A.重力做功2GWmgRRmgR()A正确;B.小球沿
轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则有2vmgmR解得vgR机械能减少21122EmgRmvmgRB正确;C.根据动能定理21122WmvmgR合C正确;D.根据动能定理21122GfWWmvmgR
解得12fWmgR所以克服摩擦力做功为12mgR,D正确。故选ABCD。12.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶,做匀速圆周运动。如图所示,图中虚线表示摩托
车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h,下列说法中正确的是()A.h越高,摩托车对侧壁的压力将越大B.h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h越高,摩托车做圆周运动的周期将越大D.h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大【答案】BC【解析】【详解
】A.摩托车做匀速圆周运动,合外力完全提供向心力,所以小球在竖直方向上受力平衡cosNmg可知侧壁对摩托车的支持力与高度h无关,根据牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力不变,A错误;B.根据牛顿第二定律可知2tanvmgmr解得tanvgr高度h越大,r越大,摩托车运动的线速度越大,B
正确;C.根据牛顿第二定律可知224tanmgmrT解得2tanrTg高度h越大,r越大,摩托车运动的周期越大,C正确;D.摩托车的向心力大小为tanmg,大小不变,D错误。故选BC。二、实验探究
题(每空2分,共18分)13.在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学使用如图(甲)所示的装置,让小球从斜槽滚下,通过斜槽末端水平抛出。已知重力加速度g。(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线沿水平方向,则简
便的检验方法是:______。(2)该同学建立的直角坐标系如图(乙)所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,请指出:______。(3)该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则初速度的测量值为______,测量值比真实值要______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
。【答案】(1).将小球(无初速度)轻放在斜槽末端槽口处轨道上,小球不滚动,则说明斜槽末端水平(2).坐标原点不是小球在槽口处时球心在白纸上的水平投影点(3).2gxy(4).偏大【解析】【详解】(1)[1]简便的检验斜槽末端是否水平的方法是:将小球(无初速度)轻放在斜槽末端槽口处轨道上,小球
不滚动,则说明斜槽末端水平。(2)[2]该同学有一处失误是:坐标原点不是小球在槽口处时球心在白纸上的水平投影点。(3)[3][4]该同学在轨迹上任取一点M,测得坐标为(x,y),则0xvt212ygt解得初速度的测量
值为02gvxy因由图示建立坐标系时,y值测量值偏小,则初速度测量值比真实值要偏大。14.为了探究机械能守恒定律,某同学设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:A.小车B.钩码C.一端带滑轮的木板D.细线E.电火花计时
器F.纸带G.毫米刻度尺H.低压交流电源I.220V的交流电源(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号),还应补充的器材是________。(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到
1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为T。则打点2时小车的速度v2=____;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证
点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________。(3)在实验数据处理时,如果以22v为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出22v-d图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为__________。【答案】(1).H(2).天平(3).312ddT(4).22
515112mgddMmvv(5).mgMm【解析】【详解】(1)[1][2]电火花计时器使用的是220V交流电源,因此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量M。(2)[3]打点2时的速度等于1~3间的平均速度,即3122ddvT[4]根据机械能守恒,整个系统减
小的重力势能等于整个系统增加的动能,即22515112mgddMmvv(3)根据22vad因此22vd的斜率就是加速度,而对砝码进行受力分析可知mgTma而对小车TMa因此可得magMm三、解答题(15题8分
,16题12分,17题14分,共34分)15.宇航员站在一颗星球表面上,在距星球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量出该平抛物体的水平位移为x。通过查阅资料得知该星球的半径为R。设物体只受星球引力的作用,求:(1)该平抛物体刚要落到星球表面处时的速度大小v;(2)该星球的第一宇宙
速度v1。【答案】(1)2220024hvvx;(2)02vhRx【解析】【详解】(1)物体被抛出后做平抛运动,由212hgt0xvt整理可得星球表面的加速度2022hvgx根据ygtv220yvvv解得落到星球
表面处时的速度大小222220000224hvhvvvvxx(2)设星球表面质量为m的物体2MmmgGR球表面质量为'm的卫星2''12vMmGmRR两关系式解得012vvgRhRx16.电动机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在
传送带上,若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示。已知重力加速度g。设传送带足够长。从小木块被轻放在传送带上至小木块与传送带相对静止的过程中,求:(1)小木块的位移;(2)摩擦力对传送带做的功;(3)小木块与
传送带在摩擦过程中产生的内能;(4)因传动物体电动机多消耗的电能。【答案】(1)22vg;(2)2mv;(3)212mv;(4)2mv【解析】【详解】(1)分析小木块,设运动时间为t,木块位移为1x,
根据动力学规律有mgmav=at2112xat解得vtg小木块的位移212vxg(2)传送带的位移2xvt解得22vxg摩擦力对传送带做的功2cos180Wmgx解得2W
mv(3)摩擦过程中产生的内能22112Qmgxxmv(4)由能量守恒定律得电动机消耗的电能2212EQmvmv17.某校科技节举行车模大赛,其规定的赛道如图所示。某小车以额定功
率18W由静止开始从A点出发,经过粗糙水平面AB,加速2s后进入光滑的竖直圆轨道BC,恰好能经过圆轨道最高点C,然后经过光滑曲线轨道BE后,从E处水平飞出,最后落入沙坑中,已知圆轨道半径R=1.2m,沙坑距离BD平面的高度为h2=1m,小车的总质量为1k
g,g=10m/s2,不计空气阻力,求:(1)小车在B点对轨道的压力大小;(2)小车在AB段克服摩擦力做的功;(3)轨道BE末端平抛高台高度h1=1m时,小车落入沙坑的位置到E点的水平距离为多少?【答案】(1)60N;(2)6J;(3)4m【解析】【
详解】(1)小车恰能过C点,则有2CvmgmR小车从C点到B点的过程中,功能关系有2211(2)22BCmgRmvmv[或小车从B点到C点的过程中,功能关系有2211(2)22CBmgRmvmv]小车在B点处有2BNvFmgmR以上代入数据解得B点处轨道对小车的支持力60NFN
由牛顿第三定律得小车在B点对轨道的压力为60NFN(2)小车在AB段运动过程中,设小车克服摩擦力做功W,则有功能关系212BPtWmv代入数据可得W=6J(3)小车从B点到E点的过程中,功能关系有2211122EBmghmvmv小车从E点飞出后
做平抛运动,有21212hhgtExvt代入数据可得小车落入沙坑的位置到E点的水平距离为x=4m