黑龍江省哈爾濱六中2018-2019學年高一下學期期末物理試題

哈爾濱市第六中學20182019學年度下學期期末考試高一物理試題一．選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.下列說法中符合物理學發(fā)展史實的是（）A.開普勒在牛頓定律的基礎上，推導出了行星運動的定律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結出了行星運動的定律C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律，并且找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.牛頓總結出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量【答案】B【解析】【詳解】ABC．開普勒在他的導師第谷天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結出了行星運動的規(guī)律，但并未找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因；選項AC錯誤，B正確；D．牛頓在開普勒行星運動定律的基礎上推導出萬有引力定律，卡文迪許測出了萬有引力常量，選項D錯誤；2.下列說法正確的是（）A.物體在恒力作用下不可能做曲線運動B.物體在恒力作用下一定做直線運動C.物體在變力作用下一定做曲線運動D.垂直速度方向的合力不為零時，物體一定做曲線運動【答案】D【解析】【詳解】AB．在恒力作用下，物體可以做曲線運動，如平拋運動，故AB錯誤；C．物體在變力作用下有可能做曲線運動，也可能做直線運動，如變力只是大小變化方向不變，并且力和速度方向在同一直線上，物體做直線運動，故C錯誤；D．如果垂直于速度方向的合力不為零時，力和速度不在同一直線上，則物體一定做曲線運動，故D正確；3.一小船在靜水中的速度為2v，要渡過一條寬度為d的河流，已知河水流速為v，則小船渡河（）A.最小位移為d B.最小位移為2dC.相對河岸最小速度 D.相對河岸最大速度為【答案】A【解析】【詳解】AB.由于小船在靜水中的速度為2v大于水的速度v，故小船過河最短路程為d，故A正確，B錯誤；C.兩速度的合速度是相對河岸的速度，當兩速度方向相反時，合速度最小，等于v，即相對河岸最小速度為v，故C錯誤；D．當兩速度方向一致時，合速度最大，為3v，即相對河岸最大速度為3v，故D錯誤。故選A。4.如圖所示，水平地面上有一個坑，其豎直截面為半圓，O為圓心，且AB為沿水平方向的直徑．若在A點以初速度沿AB方向平拋一小球，小球將擊中坑壁上的最低點D；而在C點以初速度沿BA方向平拋的小球也能擊中D點。已知∠COD=60°，兩小球初速度之比為（）（小球視為質點)A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設圓的半徑為R，從題中可知小球1的水平距離和豎直距離都是R，由平拋運動的公式有，解得由圖可知小球2的水平位移為豎直位移為聯(lián)立解得則有故選A。5.高空作業(yè)須系安全帶，如果質量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)．此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(??)A.＋mg B.－mgC.＋mg D.－mg【答案】A【解析】【分析】【詳解】在安全帶對人有拉力的瞬間時，人做自由落體運動，此過程機械能守恒，故有即在產(chǎn)生拉力瞬間速度為之后人在安全帶作用下做變速運動，末速度為零，設向上為正方向，則根據(jù)動量定理可得聯(lián)立解得故選A。【點睛】本題關鍵是明確物體的受力情況和運動情況，然后對自由落體運動過程和全程列式求解，注意運用動量定理前要先規(guī)定正方向。6.質量為m的汽車，其發(fā)動機額定功率為P，當它開上一個傾角為θ的斜坡時，受到的阻力為車重力的k倍，則車的最大速度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【詳解】當牽引力等于阻力時，汽車達到最大速度，汽車勻速運動時，受力平衡，由于汽車是沿傾斜的路面向上行駛的，對汽車受力分析可知，汽車的牽引力由功率所以上坡時的速度故ABC錯誤，D正確。故選D。7.如圖，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b、a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為（）A.h B.2h C.1.5h D.2.5h【答案】C【解析】【詳解】設a球上升高度h時，兩球的速度大小為v，根據(jù)ab系統(tǒng)的機械能守恒得：3mgh=mgh+?（3m+m）v2，解得：，此后繩子恰好松弛，a球開始做初速為的豎直上拋運動，再對a球，根據(jù)機械能守恒：mgh+=mgH，解得a球能達到的最大高度：H=1.5h，故C正確，ABD錯誤。8.如圖所示，豎直平面內放一直角桿MON，OM水平，ON豎直且光滑，用不可伸長的輕繩相連的兩小球A和B分別套在OM和ON桿上，B球的質量為2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均處于靜止狀態(tài)，此時OA=0.3m，OB=0.4m，改變水平力F的大小，使A球向右加速運動，已知A球向右運動0.1m時速度大小為3m/s，則在此過程中繩對B球的拉力所做的功為（取g=10m/s2）()A.11J B.16J C.18J D.9J【答案】C【解析】【詳解】A球向右運動0.1m時，由幾何關系得，B上升距離此時細繩與水平方向夾角的正切值則得由運動的合成與分解知識可知：B球的速度為解得以B球為研究對象，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得繩對B球的拉力所做的功為18J。故選C。9.如圖所示，質量均為m的a?b兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞水平軸O在豎直面內無摩擦轉動，已知兩球距軸O的距離L1>L2,現(xiàn)在由水平位置靜止釋放，在a下降過程中()A.a?b兩球角速度相等 B.a?b兩球向心加速度相等C.桿對a?b兩球都不做功 D.a?b兩球機械能之和保持不變【答案】AD【解析】【詳解】A．a(chǎn)、b兩球圍繞同一個固定軸轉動，角速度相等，故A正確；B．根據(jù)a=ω2r可知，因L1>L2，則a的向心加速度大于b的向心加速度，故B錯誤；C．在a下降過程中，b球的動能增加，重力勢能增加，所以b球的機械能增加，根據(jù)重力之外的力做功量度物體機械能的變化，所以桿對b做正功，球a和b系統(tǒng)機械能守恒，所以a機械能減小，所以桿對a做負功，故C錯誤；D．兩小球看成一個系統(tǒng)，只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，故D正確；【點睛】本題是輕桿連接的模型問題，對系統(tǒng)機械能是守恒的，但對單個小球機械能并不守恒，運用系統(tǒng)機械能守恒及除重力以外的力做物體做的功等于物體機械能的變化量進行研究即可．10.如圖所示，a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運動人造衛(wèi)星，它們距地面的高度分別是R和2R（R為地球半徑）。下列說法正確的是（）A.a、b的線速度大小之比是B.a、b的周期之比是C.a、b的角速度之比是D.a、b的向心加速度大小之比是9：4【答案】CD【解析】【詳解】A．兩衛(wèi)星均做勻速圓周運動向心力選不同的表達形式分別分析，由得故A錯誤；B．由得故B錯誤；C．由得故C正確；D．由得故D正確。故選CD。11.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星：a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉動；b處于離地很近的近地圓軌道上正常運動；c是地球同步衛(wèi)星；d是高空探測衛(wèi)星。各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則下列說法正確的是（）A.a的向心加速度等于重力加速度gB.c在4h內轉過的圓心角為C.b在相同時間內轉過的弧長最長D.d的運動周期有可能是23h【答案】C【解析】【詳解】A．地球同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉周期相同、角速度相同，可知a與c的角速度相同，根據(jù)a=ω2r知，c的向心加速度大，由得衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A錯誤；B．c是地球同步衛(wèi)星，周期是24h，則c在4h內轉過的圓心角故B錯誤；C．由，解得可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，速度越小，則又a和c的角速度相同，由公式可知所以b的速度最大，在相同時間內轉過的弧長最長，故C正確；D．由開普勒第三定律知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期越大，所以d的運動周期大于c的周期24h，故D錯誤。故選C。12.如圖所示，在光滑水平面上停放著質量為m、裝有光滑弧形槽的小車，一質量也為m的小球以水平初速度v0沿槽口向小車滑去，到達某一高度后，小球又返回右端，則（）A.小球以后將向右做平拋運動B.小球將做自由落體運動C.此過程小球對小車做的功為D.小球在弧形槽內上升的最大高度為【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】AB．設小球離開小車時，小球的速度為v1，小車的速度為v2，整個過程中動量守恒，得由能量守恒守恒，得聯(lián)立得即小球與小車分離后二者交換速度；所以小球與小車分離后做自由落體運動，故A錯誤，B正確；C．對小車運用動能定理得，小球對小車做功故C正確；D．當小球與小車的水平速度相等時，小球弧形槽上升到最大高度，設該高度為h，則聯(lián)立解得故D正確。故選BCD。二．非選擇題：共50分13.如圖為某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗，圖中小車是由掛在小車前端一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次實驗都要把小車拉到同一位置再釋放小車，小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．打點計時器工作頻率為50Hz．（1）實驗中木板略微傾斜，這樣做（）A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑B．是為了增大小車下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動（2）根據(jù)第四次的紙帶（如圖所示）求得小車獲得的速度為_______m/s．（保留三位有效數(shù)字）【答案】①.CD②.2.00【解析】【詳解】第一空.實驗中木板略微傾斜，這樣做是為了平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功，使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動；故選CD．第二空.各點之間的距離相等的時候小車做直線運動，由圖可知，兩個相鄰的點之間的距離是4.00cm時做勻速直線運動，利用公式：可得.14.某學習小組利用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律．(1)實驗中，應先通電還是先釋放紙帶?_______．(2)如圖所示，a、b、c以及d、e、f分別是連續(xù)相鄰的三個打點，c、d間還有一些點圖中未畫出，用刻度尺分別測得a、c間距為,d、f間距為，b、e間距為．(3)已知打點計時器的打點周期為T，當?shù)刂亓铀俣葹間，若重錘質量為m，從b到e過程，重錘重力勢能的減少量為=_______，動能的增加量=_______．(4)為了驗證機械能守恒定律，本實驗是否需要測量重錘質量?_______【答案】①.應先通電②.mgx3③.④.不需要【解析】【詳解】第一空.實驗操作時，應先接通打點計時器的電源后釋放紙帶使小車運動；第二空.從b到e的過程中，重力勢能的減小量△Ep=mgh=mgx3；第三空.b點的速度，而e點的速度，則動能的增加量；第四空.該實驗驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質量可以約去，所以不需要測量重錘的質量．15.如圖所示，光滑的傾斜軌道AB與粗糙的豎直放置的半圓型軌道CD通過一小段圓弧BC平滑連接，BC的長度可忽略不計，C為圓弧軌道的最低點．一質量m=0.1kg的小物塊在A點從靜止開始沿AB軌道下滑，進入半圓型軌道CD．已知半圓型軌道半徑R=0.2m，A點與軌道最低點的高度差h=0.8m，不計空氣阻力，小物塊可以看作質點，重力加速度取g=10m/s2．求：（1）小物塊運動到C點時速度的大??；（2）小物塊運動到C點時，對半圓型軌道壓力的大小；（3）若小物塊恰好能通過半圓型軌道的最高點D，求在半圓型軌道上運動過程中小物塊克服摩擦力所做的功．【答案】（1）4m/s（2）9N（3）0.3J【解析】【詳解】（1）從A到C，小物塊的機械能守恒．解得：vc=4m/s（2）C點，小物塊做圓周運動．解得：FN=9N根據(jù)牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力大小FN＇=9N（3）若小物塊恰好能通過圓弧軌道的最高點D，則有物塊從C到D，由動能定理得：解得：Wf=0.3J【點睛】此題較簡單，考查牛頓第二定律及動能定理的應用；關鍵是分析物理過程，選擇合適的物理規(guī)律列出方程解答.16.如圖，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平臺面上，一個質量m=1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖定．現(xiàn)解除鎖定，小物塊與彈簧分離后以一定的水平速度v1向右從A點滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑豎直的圓弧軌道BC．已知B點距水平地面的高h2=0.6m，圓弧軌道BC的圓心O與水平臺面等高，C點的切線水平，并與長L=2.8m的水平粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊恰能到達D處．重力加速度g=10m/s2，空氣阻力忽略不計．求：(1)小物塊由A到B的運動時間t；(2)解除鎖定前彈簧所儲存的彈性勢能Ep；(3)小物塊與軌道CD間的動摩擦因數(shù)μ．【答案】（1）（2）2J（3）0．5【解析】【詳解】（1）小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，有h1－h(huán)2=gt2得（2）根據(jù)圖中幾何關系可知，h2＝h1（1－cos∠BOC）得∠BOC＝60°設小滑塊從A點離開時速度大小為v則解得v＝2m/s根據(jù)能轉化與守恒可知，彈簧儲存的彈性勢能Ep＝mv2＝2J（3）根據(jù)功能關系有：mgh1＋Ep=