北京市通州区2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含解析

2019北京通州高一（下）期末
物理

第I卷（选择题共42分）
一、选择题（共14道题，均为单选题，每题3分，共42分）
1.下列物理量属于矢量的是
A. 功率
B. 功
C. 位移
D. 势能
【答案】C
【解析】
【详解】A. 功率只有大小无方向，是标量，选项A错误；
B. 功只有大小无方向，标量，选项B错误；
C. 位移即有大小又有方向，是矢量，选项C正确；
D. 势能只有大小无方向，是标量，选项D错误.
2.表示能量的单位，下列正确的是
A. 瓦特
B. 焦耳
C. 牛顿
D. 米
【答案】B
【解析】
【详解】A. 瓦特是功率的单位，选项A错误；
B. 焦耳是能量单位，选项B正确；
C. 牛顿是力的单位，选项C错误；
D. 米是长度单位，选项D错误．
3.下列能源属于不可再生能源的是
A. 水能
B. 风能
C. 太阳能
D. 天然气
【答案】D
【解析】
【详解】A. 水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项A错误；
B. 风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项B错误；
C. 太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项C错误；
D. 天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，选项D正确．
4.下列物理量中，用来描述做功快慢的是
A. 功
B. 动能
C. 功率
D. 时间
【答案】C
【解析】
【详解】功率是描述物体做功快慢的物理量；
A. 功，与结论不相符，选项A错误；
B. 动能，与结论不相符，选项B错误；
C. 功率，与结论相符，选项C正确；
D. 时间，与结论不相符，选项D错误．
5.宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识，关于拉弓过程，下列说法正确的是
A. 弓的弹性形变越大，弹性势能就越大
B. 弓的弹性形变越大，弹性势能就越小
C. 人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越小
D. 人对弓的作用力越大，弹性势能就越小
【答案】A
【解析】
【详解】AB. 弹性势能的大小与弹簧的形变量有关，则弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，选项A正确，B错误；
CD. 根据胡克定律，人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，选项CD错误．
6.如图所示，在与水平方向成θ（0°<θ<90°）角的恒力F作用下，行李箱沿水平方向移动了一段距离x，该过程中，关于恒力F对行李箱做的功，下列说法正确的是

A. 不做功
B. 一直做正功
C. 一直做负功
D. 先做正功后做负功
【答案】B
【解析】
【详解】根据功的概念W=Fxcosθ可知，因0°<θ<90°，则cosθ>0，则W>0；即恒力F对行李箱做正功；
A. 不做功，与结论不相符，选项A错误；
B. 一直做正功，与结论相符，选项B正确；
C. 一直做负功，与结论不相符，选项C错误；
D. 先做正功后做负功，与结论不相符，选项D错误．
7.如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落，在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的动能

A. 一直变大
B. 一直变小
C. 先变小后变大
D. 先变大后变小
【答案】D
【解析】
【详解】球与弹簧接触后，受到竖直向下的重力与竖直向上的弹簧弹力作用；开始，小球的重力大于弹力，合力向下，加速度向下，小球向下做加速运动；随小球向下运动，弹簧的弹力增大，合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，合力为零时，小球速度最大；以后当弹簧的弹力大于小球重力后，合力向上，加速度向上，速度方向与加速度方向相反，小球做减速运动，随小球向下运动，弹力增大，小球受到的合力增大，加速度增大，小球做加速度增大的减速运动，直到减速到零；由以上分析可知，小球的速度先增大后减小，动能先增大后减小；
A. 一直变大，与结论不相符，选项A错误；
B. 一直变小，与结论不相符，选项B错误；
C. 先变小后变大，与结论不相符，选项C错误；
D. 先变大后变小，与结论相符，选项D正确．
8.如图所示，荡秋千是一种往复运动，人在秋千上可以越荡越高，在越荡越高的过程中，下列说法中正确的是

A. 系统的机械能不变
B. 系统的机械能减小
C. 系统的机械能增大
D. 系统的机械能变化无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】人在秋千上越荡越高，说明系统机械能增加；
A. 系统的机械能不变，与结论不相符，选项A错误；
B. 系统的机械能减小，与结论不相符，选项B错误；
C. 系统的机械能增大，与结论相符，选项C正确；
D. 系统的机械能变化无法确定，与结论不相符，选项D错误．
9.两个质量相同的小球，从同一高度由静止释放，其中a球自由下落，b球沿光滑斜面下滑，如图所示．两个小球运动至地面的瞬间，两个小球所受重力的瞬时功率分别为,则

A.
B.
C.
D. 无法判定
【答案】A
【解析】
【详解】两球下落过程中机械能均守恒，则由

可得

则两球到达地面时的速度大小相同，由功率的公式可知：


可知
；
A. ，与结论相符，选项A正确；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. 无法判定，与结论不相符，选项D错误．
10.如图所示，左端固定的轻质弹簧被物块压缩，物块被释放后，由静止开始从A点沿粗糙水平向右运动．离开弹簧后，经过B点的动能为，该过程中，弹簧对物块做的功为W，则物块克服摩擦力做的功Wf为

A.
B. W
C. +W
D. W-
【答案】D
【解析】
【详解】从A到B的过程由动能定理可得：
，
解得
；
A.，与结论不相符，选项A错误；
B. W，与结论不相符，选项B错误；
C.，与结论不相符，选项C错误；
D.，与结论相符，选项D正确．
11.如图甲所示，浙江百丈漈瀑布是全国单体落差最高的瀑布．如图乙是该瀑布的侧面示意图，第一漈=207米，第二漈=68米，第三漈=12米，三漈相加是287米．假设忽略上游水的初速度和空气的阻力，则水下落三漈后的竖直速度计算式为

A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】水在竖直方向做自由落体运动，则由自由落体运动的规律v2=2gh可知，水下落三漈后的竖直速度计算式为
；
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；

C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确．
12.2019年春节期间热映的电影《流浪地球》被称为中国科幻电影的里程碑，影片中提到利用赤道发动机反向喷射使地球停止自转，可见赤道的地理位置很特殊．发射人造卫星一般也将发射场选择在尽可能靠近赤道的地方，这样选址是因为在赤道附近
A. 重力加速度较大
B. 地球的引力较大
C. 地球自转角速度较大
D. 地球自转线速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】A、赤道处向心加速度最大，重力加速度最小，故A错误；
B、由万有引力定律可知物体在地球表面各点所受的引力大小相等，故B错误；
C、在地球上各点具有相同的角速度，故C错误；
D、赤道处相对于地心具有的初速度大，发射时所需能源少，故D正确．
故选D
13.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，人类带着地球“流浪”至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战．影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，在圆形轨道II上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是

A. 在轨道I上B点的动能等于在轨道II上B点的动能
B. 沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期
C. 沿轨道I运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度
D. 在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为从椭圆轨道I上的B点加速才能进入圆形轨道II，则在轨道I上B点的动能小于在轨道II上B点的动能，选项A错误；
B.因为在椭圆轨道I的半长轴a小于在圆轨道II的半径R，由开普勒行星运动第三定律可得，

可知沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期，选项B正确；
C. 根据可知，沿轨道I运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度，选项C错误；
D. 在轨道I上由A点运行到B点的过程，引力做负功，则动能减小，即速度逐渐减小，选项D错误．
14.木星的半径约为R=7.0×m．早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中，木卫三离木星表面的高度约为h=1.03×m,它绕木星做匀速圆周运动的周期约等于T=6.0×s，已知引力常量G=6.67×N·m2/kg2，则木星质量的数量级为
A. kg
B. kg
C. kg
D. kg
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有：

解得木星质量

代入数据，解得
M≈2.0×1027kg，
即木星质量的数量级为1027kg；
A. kg，与结论不相符，选项A错误；
B. kg，与结论不相符，选项B错误；
C. kg，与结论相符，选项C正确；
D. kg，与结论不相符，选项D错误．
第II卷（非选择题共58分）
二、填空题（共1道题，每空2分，共10分）
15.某组同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，实验中，让重锤拖着纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打下一系列点．

（1）他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要__________．（选填选项前的字母）
A交流电源
B.毫米刻度尺
C.天平及砝码
D.秒表
（2）先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如图2所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为=12.16cm、=19.1cm和=27.36cm，其中有一个数值在记录时有误，是__________（选填选项前的字母）

A.
B.
C.
（3）已知重锤的质量为m，当地重力加速度为g，两相邻计数点间的时间间隔为T．为了验证机械能守恒定律，需要将重锤动能的增加量m与重锤重力势能的减少量__________进行比较．（选填选项前的字母）
A.
B.
C.
（4）他们在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点O的距离h，计算对应各计数点的重物速度v，描绘出图像，如下图所示，正确的是__________．（选填选项前的字母）

（5）推导题（4）中图线的斜率表达式___________（所需物理量自行设定）
【答案】 (1). AB (2). B (3). B (4). A (5). k=2g
【解析】
【详解】(1)[1]. “验证机械能守恒定律”的实验中除所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要交流电源和毫米刻度尺，故选AB；
(2)[2].毫米刻度尺应估读到0.01cm，所以hB的读数有误，故选B；
(3)[3].由求解是重物从开始下落到B时的动能增量，则重锤重力势能的减少量应该对应于mghB，故选B；
(4)[4].由

可得
，
则图像应该是过原点的直线，故选A；
(5)[5].在(4)中图像斜率的表达式为k=2g．
三、计算及论述题（共5道题，共48分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式黑演算步骤。有数字计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
16.如图所示，光滑水平地面上有一个物体，在水平恒力F的作用下运动了一段位移x，速度由增大到.运用牛顿定律推导；在这个过程中，力F所做的功W与该物体动能的该变量之间的关系．（若需要用到其他物理量，自己设定）

【答案】见解析
【解析】
【详解】由运动公式：

由牛顿第二定律可得

带入可得

即

因
； ；
即

17.跳台滑雪是化学爱好者喜欢的一种运动，某滑雪轨道可以简化成如图所示的示意图，其中助滑雪道CB段长L=40m，且与水平方向夹角α=37°，BO段是水平起跳台，OA段是着陆雪道，CB段与BO段用一小段光滑圆弧相连，滑雪者从助滑雪道CB上的C点在自身重力作用下由静止开始运动，滑到O点水平飞出，此时速度大小=20m/s，不计空气阻力，经t=2s落在着陆雪道上的A点，已知滑雪者和装备的总质量为m=50kg（可视为质点），g取10m/·sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)滑雪者经过CO段过程中减少的机械能
(2)滑雪者即将落到A点时的动能
【答案】(1)2000J (2)2×104J
【解析】
【详解】(1). 运动员经过CO段过程中减少的机械能

据题 L=40m，m=50kg，代入上式解得
E减=2000J
(2)在OA段运动员下落的竖直高度：

滑雪者即将落到A点时的动能

18.如图甲所示，游乐场的过山车在圆弧轨道上运行，可以把这种情形抽象为如图乙所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点．质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止滚下，经过B点且恰好能通过C点．已知A、B间的高度差为h=4R,重力加速度为g．求：

(1)小球通过C点时的速度；
(2)小球从A点运动到C点的过程中，损失的机械能
【答案】(1) (2)1.5mgR
【解析】
【详解】(1) 小球恰能通过C点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得：

则得：

(2) 小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理得：

解得：
Wf=1.5mgR
则小球从A点运动到C点的过程中，损失的机械能

19.蹦极是一项非常刺激的运动，为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量，空气阻力均可忽略．某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为B点，如图所示．已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x为弹性绳的形变量，k=200N/m，弹性绳的原长=10m,整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内．取重力加速度g=10m/，在人离开蹦极台至第一次到达B点的过程中，机械能损失可忽略．

(1)求人第一次到达A点时的动能
(2)求人第一次速度达到最大时，距离蹦极台的距离；
(3)已知弹性绳的形变量为x时，它的弹性势能=．求B点与蹦极台间的距离
【答案】(1)5000J (2)12.5m (3)20m
【解析】
【详解】(1)由机械能守恒定律可知，人第一次到达A点时的动能

(2) 人第一次速度达到最大时，重力等于弹力，即

解得

距离蹦极台的距离

(3)从开始下落到B点过程，由机械能守恒定律：

解得
L2=20m（L2=5m舍掉）
20.“天宫二号”是我国自主研发的一个“空间实验室”，科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验，为建成空间站奠定了基础．“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，距地球表面的高度为h．已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G．试回答下列问题：
(1)求“天宫二号”在轨运行线速度v的大小；
(2)“太空移民”是人们的大胆设想，为解决在空间站生活的失重问题，科学家设想让空间站通过自转产生的向心加速度来模仿重力加速度，获得“人工重力”，就是要使人们感受到“人工重力”与在地球表面上受到的重力一样（不考虑重力因地理位置不同而产生的差异）．设自转半径为r，求空间站自转周期T的大小．
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)根据天宫二号绕地球运行，万有引力做向心力可得：

所以运行线速度为：
；
(2)地球表面的重力加速度满足：

则人工产生的重力满足：

解得