2020-2021學年河北省保定市高碑店第三中學高一（下）期末考試物理試題（解析版）

高一下學期期末試題（物理）一、單選題（共7題；共28分）1.“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起，然后用力反復拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達50r/s，此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（）A.10m/s2 B.100m/s2 C.1000m/s2 D.10000m/s2【1題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】紐扣在轉(zhuǎn)動過程中由向心加速度故選C。2.如圖所示，甲、乙、丙三個完全相同的小球，分別從相同的高度，沿不同的軌道運動到同一水平面上，下列說法正確的是（）A.甲球重力做功最多B.乙球重力做功最多C.丙球重力做功最多D.三個小球重力做功相等【2題答案】【答案】D【解析】【詳解】甲、乙、丙三個小球質(zhì)量相同，并且下落高度相同，根據(jù)可知，重力做功相同，故D正確，ABC錯誤。故選D。3.A、B兩物體的速度之比為2∶3，質(zhì)量之比為1∶3，則A、B兩物體的動能之比為（）A.2∶9 B.4∶9 C.4∶27 D.27∶4【3題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)動能的表達式則故選C。4.人造地球衛(wèi)星發(fā)射的成功是人類偉大的創(chuàng)舉，標志著人類已經(jīng)具備探索外太空的能力，你認為下列四圖中不可能是人造地球衛(wèi)星軌道的是（）A. B.C. D.【4題答案】【答案】B【解析】【分析】【詳解】人造地球衛(wèi)星是由萬有引力提供向心力，讓其做圓周運動，則它圓周軌道的圓心是地球的地心，所以ACD正確，不符合題意；B錯誤，符合題意；故選B。5.兩個相互垂直共點力F1和F2作用在同一物體上，使物體運動一段位移。如果F1對物體做功4J，F(xiàn)2對物體做功3J，則F1和F2的合力對物體做功為（）A.1J B.5J C.7J D.-1J【5題答案】【答案】C【解析】【詳解】功是標量，所以合力做功等于各分力做功的代數(shù)和，所以合力對物體做功為故選C。6.質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以g的加速度由靜止開始豎直下落到地面。下列說法中正確的是（）A.物體的重力勢能減少mghB.物體的動能增加mghC.克服阻力做功為mghD.物體機械能減少mgh【6題答案】【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．物體的重力勢能減少量為A錯誤；B．設(shè)阻力為，由牛頓第二定律可得解得：；由動能定理可得聯(lián)立解得：，B錯誤；C．阻力做功為因此克服阻力做功為，C正確；D．由能量守恒定律可得，物體的機械能減少量等于克服阻力做的功，即物體的機械能減少，D錯誤；故選C。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(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)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【7題答案】【答案】C【解析】【詳解】設(shè)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。二、多選題（共3題；共18分）8.下列有關(guān)功和能的敘述正確的是（）A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.合外力對物體做功為零，物體機械能一定守恒C.系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機械能一定守恒D.體育課上，學生由下蹲屈腿狀態(tài)跳離地面，地面對學生的支持力沒有做功，是肌體內(nèi)力做功，體內(nèi)化學能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能【8題答案】【答案】CD【解析】【詳解】A．做勻速運動的物體，其機械能不一定守恒，如勻速豎直下落的物體動能不變，重力勢能減少，機械能不守恒，故A錯誤；B．物體所受的合外力為零時，合力對物體做功為零，機械能不一定守恒，比如物體勻速上升時機械能增加，故B錯誤；C．系統(tǒng)機械能守恒的條件是只有重力或彈簧彈力做功，故C正確；D．學生由下蹲屈腿狀態(tài)跳離地面，地面對學生的作用力沒有位移，地面對學生的支持力沒有做功，是肌體內(nèi)力做功，體內(nèi)消耗的化學能一部分轉(zhuǎn)化為機械能，一部分會以散熱的方式消耗，故D正確。故選CD。9.如圖，兩小球M、N從同一高度同時分別以v1和v2初速度水平拋出，經(jīng)過時間t都落在了傾角θ=37°的斜面上的A點，其中小球N垂直打到斜面上。sin37°=0.6，cos37°=0.8，則（）A.初速度v1、v2大小之比為8：9B.初速度v1、v2大小之比為9：16C.若v1、v2都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球在空中相遇，從拋出到相遇經(jīng)過的時間為D.若v1、v2都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球在空中相遇，從拋出到相遇經(jīng)過的時間為2t【9題答案】【答案】AC【解析】【分析】【詳解】AB．兩球拋出后都做平拋運動，兩球從同一高度拋出落到同一點，它們在豎直方向的位移相等，小球在豎直方向做自由落體運動，由于豎直位移h相等，它們的運動時間相等；對球M解得球N垂直打在斜面上，則有則故A正確，B錯誤；CD．當飛行時間為t時，MN兩點的水平距離為若v1、v2都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球在空中相遇，則有解得從拋出到相遇經(jīng)過的時間為故C正確，D錯誤。故選AC。10.水平路面上有一質(zhì)量為1kg的玩具小車由靜止開始沿直線啟動。其運動的v-t圖象如圖所示，圖中0~2s時間段圖象為直線，2s后發(fā)動機的輸出功率保持不變。已知玩具小車行駛中的阻力恒為2N，則下列說法正確的是（）A.2s后牽引力功率為12WB.玩具小車運動的最大速度C.0~2s內(nèi)牽引力所做的功為18JD.2~4s內(nèi)牽引力所做的功為60J【10題答案】【答案】BD【解析】【詳解】A．前2s小車做勻加速直線運動，加速度大小為由牛頓第二定律可得代入數(shù)值可得由功率表達式可知故A錯誤；B．玩具小車勻速運動時，牽引力等于阻力，此時速度最大，最大速度故B正確；C．0~2s內(nèi)位移牽引力所做的功為故C錯誤；D．2~4s內(nèi)功率恒定，牽引力所做的功為故D正確。故選BD。三、實驗探究題（共2題；共18分）11.某同學利用圖（a）所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖（b）中標出。完成下列填空：（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）小球運動到圖（b）中位置A時，其速度的水平分量大小為___________，豎直分量大小為___________；（2）根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可得，當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開__________。【11題答案】【答案】①.1.0②.2.0

③.9.7【解析】【詳解】（1）[1]因小球水平方向做勻速直線運動，因此速度為[2]豎直方向做自由落體運動，因此A點的豎直速度可由平均速度等于時間中點的瞬時速度求得（2）[3]由豎直方向的自由落體運動可得代入數(shù)據(jù)可得12.某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系。（1）下列敘述正確的是_______。A.每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B.每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C.放小車的長木板應該盡量使其水平D.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出（2）實驗中，某同學得到了一條如圖乙所示的紙帶。紙帶上的點分布如圖所示，A、D間的點距幾乎是均勻的，E、J間的點距不均勻，下列說法正確的是（）A.紙帶的左端與小車相連B.紙帶的右端與小車相連C.利用E、J之間點的間距來計算小車的速度D.利用A、D之間點的間距來計算小車的速度（3）若根據(jù)多次實驗得到的數(shù)據(jù)畫出W與v的關(guān)系的圖像，則符合實際的是圖中的______。A．B.C.D.【12題答案】【答案】①D②.BD③.C【解析】【詳解】（1）[1]AB.本實驗中，橡皮筋對小車的力是變化的，難以測量它對小車做功的具體數(shù)值，但在繪制W-v圖像時，不一定需要功的具體數(shù)值，縱坐標也不必以“焦耳”為單位。在圖中選取合適的長度，以它為單位，代表一條橡皮筋對它做的功；當用兩條橡皮筋時，所做的功就用兩個單位表示……也正因為如此，每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，故AB錯誤；C.為了使橡皮筋對小車的力就是小車所受合外力，所以需要將長木板安裝打點計時器的一端適當墊高從而平衡摩擦力，故C錯誤；D.由于木板長度有限，小車運動時間較短，為了能夠在紙帶上盡可能多地獲取數(shù)據(jù)，應先接通電源再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，故D正確。故選D。（2）[2]AB.紙帶上點距越大的區(qū)域表示小車速度越大，所以小車是從左往右運動，即紙帶的右端與小車相連，故A錯誤，B正確；CD.計算小車的速度時應選取紙帶上點距均勻部分的點的間距，即E、J之間的點的間距，故C錯誤，D正確。故選BD。（3）根據(jù)動能定理可知所以W-v圖像應是過原點且開口向上的拋物線，故C正確。故選C。四、綜合題（共3題；共36分）13.兩個對稱的與水平面成60°角的粗糙斜軌與一個半徑R＝2m，張角為120°的光滑圓弧軌道平滑相連。一個小物塊從h＝3m高處開始，從靜止開始沿斜面向下運動，物體與斜軌接觸面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，g取10m/s2。（1）請你分析一下物塊將怎樣運動?（2）計算物塊在斜軌上通過的總路程。【13題答案】【答案】（1）物塊最后在圓弧左右兩端點間來回往返運動，且在端點的速度為0；（2）20m【解析】【分析】【詳解】（1）物塊最后在圓弧左右兩端點間來回往返運動，且在端點的速度為0；（2）物塊由釋放到最后振動過程到圓弧的左端點或右端點過程，根據(jù)動能定理代入數(shù)據(jù)解得物塊在斜軌上通過的總路程為14.2018年6月14日11時06分，探月工程嫦娥四號任務“鵲橋”中繼星成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛(wèi)星。“鵲橋”可為衛(wèi)星、飛船等飛行器提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務，并實現(xiàn)科學數(shù)據(jù)實時下傳至地面。若已知月球的質(zhì)量為M，引力常量為G，月球的半徑為R，“鵲橋”衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)n圈所用的時間為t，求：(1)“鵲橋”衛(wèi)星的周期T；(2)“鵲橋”衛(wèi)星離月球表面的高度h；(3)“鵲橋”衛(wèi)星的線速度v?！?4題答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【詳解】(1)由題意知，“鵲橋”衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)n圈所用的時間為t，則其周期為(2)根據(jù)萬有引力提供向心力，有解得(3)根據(jù)解得15.如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離d=2.25m，BCD是半徑為R=0.40m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點，D為軌道的最高點。一質(zhì)量m=1.2kg的小物塊，它與水平軌道和半圓形軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.20。小物塊在F=12N的水平力作用下從A點由靜止開始運動，到達B點時撤去力F，小物塊剛好能到達D點，g取10m/s2，試求：（1）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功；（2）若半圓形軌道是光滑的，其他條件不變，求當小物塊到達D點時對軌道的壓力大小；（3）若半圓形軌道是光滑的，要使小物塊能夠到達D點，力F的作用距離的最小值?！?5題答案】【答案】（1）9.6J；（2）48N；（3）1.45m【解析】【分析】【詳解】（1）對小物塊在A到