2019-2020学年陕西省渭南市临渭区高一（下）期末物理试卷 Word版含解析

2019-2020学年陕西省渭南市临渭区高一（下）期末物理试卷
一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。在每小题给出的四个选项中，第1-10小题只有一项符合题目要求；第11～13小题中有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）
1．（4分）在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是（　　）
A．物体做匀速运动，且v1＝v2
B．物体做加速运动，且v2＜v1
C．物体做加速运动，且FT＝G
D．物体做匀速运动，且FT＝G
2．（4分）一个物体以初速度v0水平抛出，经时间t其竖直方向速度大小与v0大小相等，那么t为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．（4分）质量为m的小球，用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为v，到达最低点时的速变为，则两位置处绳子所受的张力之差是（　　）
A．6mg
B．5mg
C．4mg
D．2mg
4．（4分）如图所示为一磁带式放音机的转动系统，在倒带时，主动轮以恒定的角速度逆时针转动，P和Q分别为主动轮和从动轮边缘上的点，则（　　）
A．主动轮上的P点线速度方向不变
B．主动轮上的P点线速度逐渐变大
C．从动轮上的Q点的向心加速度逐渐增大
D．主动轮上的P点的向心加速度逐渐增大
5．（4分）质量为2kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a﹣t图象如图所示，t＝0时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则（　　）
A．t＝2s时，水平拉力F的大小为4N
B．在0～6s内，合力对物体做的功为400J
C．在0～6s内，拉力的功率不断变大
D．t＝6s时，拉力F的功率为180W
6．（4分）运动员把质量为400g的足球从静止踢出后，研究足球在空中的飞行情况，估计上升的最大高度为4m，在最高点的速度为15m/s，若不计空气阻力且g取10m/s2，则运动员踢球时对足球做的功为（　　）
A．16J
B．29J
C．45J
D．61J
7．（4分）如图所示，质量相等的两物体A、B处于同一高度，A自由下落，B沿固定在地面上的光滑斜面从静止开始下滑，最后到达同一水平面，则（　　）
A．重力对两物体做功不同
B．重力的平均功率相同
C．到达底端时重力的瞬时功率PA大于PB
D．到达底端时重力的瞬时功率PA等于PB
8．（4分）2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面。已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，由上述条件不能估算出（　　）
A．月球质量
B．月球表面的重力加速度
C．探测器在15km高处绕月运动的周期
D．探测器悬停时发动机产生的推力
9．（4分）我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，则（　　）
A．卫星在轨道Ⅲ的运动周期可能大于轨道Ⅱ的运动周期
B．飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为
C．卫星在轨道Ⅱ经过B点时的速度一定小于月球的第一宇宙速度
D．只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度
10．（4分）如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0m，B点的转弯半径为4.0m，则学员和教练员（均可视为质点）（　　）
A．线速度大小之比为4：5
B．周期之比为5：4
C．向心加速度大小之比为4：5
D．受到的向心力大小之比为15：14
11．（4分）在水平地面上有一质量为m的物体，物体所受水平外力F与时间t的关系如图A，物体速度v与时间t的关系如图B，重力加速度g已知，m、F、v0均未知，则（　　）
A．若v0已知，能求出外力F的大小
B．可以直接求得外力F和阻力f的比值
C．若m已知，可算出动摩擦因数的大小
D．可以直接求出前5s和后3s外力F做功之比
12．（4分）假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（　　）
A．放在赤道地面上的物体万有引力不变
B．放在两极地面上的物体的重力不变
C．放在赤道地面上的物体的重力减小
D．放在两极地面上的物体的重力增加
13．（4分）我国计划将于2016年9月利用海南航天发射场发射“天宫二号”空间实验室。“天宫二号”运行期间，“神舟十一号”载人飞船将与它实施交会对接。在对接前，“天宫二号”和“神舟十一号”将在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示。则在对接前（　　）
A．“天宫二号”的向心加速度大于“神舟十一号”的向心加速度
B．“天宫二号”的运行周期大于“神舟十一号”的运行周期
C．“天宫二号”的运行速率小于“神舟十一号”的运行速率
D．“天宫二号”的角速度大于“神舟十一号”的角速度
二、实验探究题（本大题共2题，计18分）
14．（10分）（1）在研究平抛物体运动的实验中，可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度，实验步骤如下：
A．让小球多次从　
　位置上由静止滚下，记下小球经过卡片孔的一系列位置；
B．按课本装置图安装好器材，注意斜槽　
　，记下小球经过斜槽末端时重心位置O点和过O点的竖直线；
C．测出曲线某点的坐标x、y，算出小球平抛时的初速度。
D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。
请完成上述实验步骤，并排列上述实验步骤的合理顺序：　
　。
（2）做物体平抛运动的实验时，只画出了如图所示的一部分曲线，在曲线上取A、B、C三点，测得它们的水平距离均为△x＝0.2m，竖直距离h1＝0.1m，h2＝0.2m，试由图示求出平抛物体的初速度v0＝　
　m/s。（g＝10m/s2）
15．（8分）某同学查资料得知：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论，他设计了如下实验：
①如图所示，一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上，管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。
②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，记录弹簧的压缩量x。
③突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上。记录小球的落地位置。
④保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水平射程s。
⑤多次改变弹簧的压缩量x，分别记作x1、x2、x3…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3…。
请你回答下列问题：
（l）在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小　
　（填“系统误差”或“偶然误差”）。
（2）若测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s，则小球弹射出去时动能表达式为　
　（重力加速度为g）
（3）根据机械能守恒定律，该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图象，若想直观的检验出结论的正确性，应作的图象为　
　。
A．s﹣x
B．s﹣x2
C．s2﹣x
D．s﹣x﹣l
三、综合题（本大题共3小题，计40分。要有必要的解题步骤和文字说明，只有最后结果不给分）
16．（12分）如图所示，飞机离地面高度为H＝500m，水平飞行速度为v1＝100m/s，追击一辆速度为v2＝20m/s同向行驶的汽车，假设炸弹在空中飞行时的阻力忽略不计，欲使飞机投下的炸弹击中汽车．g＝10m/s2．求
（1）从飞机投下炸弹开始计时，炸弹在空中飞行时间？
（2）飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？
17．（14分）如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC＝90°，∠ACB＝53°，BC＝1m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
（1）哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；
（2）另一根绳被拉断时的速度v2．（已知g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）
18．（14分）如图所示，粗糙的足够长的斜面CD与一个光滑的圆弧形轨道ABC相切，圆弧半径为R＝1m，圆弧BC圆心角θ＝37°，圆弧形轨道末端A点与圆心等高，质量m＝5kg的物块（可视为质点0）从A点正上方下落，经过E点时v＝4m/s，已知在E点距A点高H＝5.2m，恰好从A点进入轨道，若物块与斜面的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
（1）物体第一次经过B点时对轨道的压力大小；
（2）物体运动足够长的时间后在斜面上（除圆弧外）总共能更运动多长的路程？
2019-2020学年陕西省渭南市临渭区高一（下）期末物理试卷
试题解析
一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。在每小题给出的四个选项中，第1-10小题只有一项符合题目要求；第11～13小题中有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）
1．【答案】B
解：小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为θ，
由几何关系可得：v2＝v1sinθ，所以v1＞v2，
而小车向左运动的过程中，θ逐渐变大，故v2逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，FT＞G，故B正确，ACD错误；
故选：B。
2．【答案】B
解：物体在竖直方向上做自由落体运动，可知运动的时间为：t＝＝
故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．【答案】A
解：在最高点，小球受重力和绳子的拉力T1，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
mg+T1＝m①
在最低点，重力和拉力T2，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
T2﹣mg＝m②
最低点速度为：v′＝③
两位置处绳子所受的张力之差为：△T＝T2﹣T1④
联立解得：△T＝6mg
故选：A。
4．【答案】C
解：A、线速度是矢量，方向沿圆周的切线方向，可知P点线速度方向不断变化，故A错误；
B、主动轮以恒定的角速度逆时针转动，根据v＝ωr可知P点的线速度的大小不变，故B错误；
C、主动轮以恒定的角速度逆时针转动，磁带逐渐被缠到左侧的主动轮上，则左侧磁带边缘的点的半径逐渐增大，而右侧磁带边缘的点半径逐渐减小；根据v＝ωr可知，主动轮边缘的点的线速度逐渐增大，所以右侧边缘的点的线速度也增大，由于右侧边缘的点半径减小，根据v＝ωr可知被动轮的角速度逐渐增大，Q点的半径不变，由a＝ω2r可知Q点的向心加速度逐渐增大，故C正确；
D、主动轮的角速度不变，P点的半径不变，由a＝ω2r可知P点的向心加速度大小不变，故D错误。
故选：C。
5．【答案】C
解：A、由图象可知，t＝2s时，加速度为：a＝m/s2，由牛顿第二定律有：F﹣f＝ma，得：F＝N，故A错误；
B、根据△v＝a△t可知，在a﹣t图象中，图象与坐标轴围成的“面积”表示速度的增量，则在0﹣6s时间内速度增量为：△v＝×6m/s＝18m/s，所以t＝6s时刻，物体的速度为：v6＝v0+△v＝2m/s+18m/s＝20m/s，在0～6s内，根据动能定理得：W合＝△Ek＝﹣，代入数据解得：W合＝396J，故B错误；
C、根据图象可知在0～6s内，物体的加速度增加增加，即拉力F不断增加，物体做加速运动，速度也增加，根据功的定义可知拉力的功率不断变大，故C正确；
D、t＝6s时，根据牛顿第二定律得：F﹣f＝ma，得
F＝ma+f＝2×4N+2N＝10N，则在t＝6s时刻，拉力F的功率P＝Fv6＝10×20W＝200W，故D错误。
故选：C。
6．【答案】D
解：运动员对球做功转化为球的初始机械能；而在球飞出后，不计空气阻力，故只有重力做功，机械能守恒；则有：
W＝E初＝，其中足球的质量为：m＝400g＝0.4kg，代入数据解得运动员踢球时对足球做的功为：W＝61J，故D正确，ABC错误。
故选：D。
7．【答案】C
解：A、两物体质量相等，下降的高度相等，根据WG＝mgh知，重力做功相等，故A错误。
B、B下滑的加速度a＝gsinθ，根据得，B运动的时间t＝，A运动的时间t′＝，可知B运动的时间长，根据P＝知，B重力做功的平均功率小，故B错误。
C、根据动能定理知，mgh＝，两物体到达底端的速度均为v＝，瞬时功率PA＝mgv，PB＝mgvsinθ，可知PA＞PB，故C正确，D错误。
故选：C。
8．【答案】D
解：A、探测器绕月球表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知，，解得第一宇宙速度：v＝，已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，可以求出月球质量M，故A正确；
B、根据黄金代换式：GM＝gR2，可以求出月球表面的重力加速度g，故B正确；
C、探测器在15km高处绕月运动，根据万有引力提供向心力得：，其中r＝R+h，解得：T＝，所以可以求出探测器在l5km高处绕月运动的周期，故C正确；
D、探测器悬停时发动机产生的推力大小等于探测器的重力，由于不知道探测器的质量，所以无法求出探测器悬停时发动机产生的推力，故D错误。
本题选错误的，故选：D。
9．【答案】B
解：A、由图示控制，轨道III的半长轴小于轨道II的半长轴，由开普勒第三定律：＝k可知，半长轴越大周期越大，因此卫星在轨道Ⅲ的运动周期小于轨道Ⅱ的运动周期，故A错误；
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G＝mR，月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即m′g0＝G，解得：T＝2π，故B正确；
C、卫星从轨道II的B点变轨进入轨道III时要减速，卫星在轨道III上的速度为月球的第一宇宙速度，因此卫星在轨道Ⅱ经过B点时的速度一定大于月球的第一宇宙速度，故C错误；
D、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G＝ma，解得：a＝，由于r相等，因此只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度，故D错误。
故选：B。
10．【答案】D
解：A、学员和教练员具有相同的角速度，根据v＝rω可得，学员和教练员的线速度大小之比为＝，故A错误；
B、做匀速圆周运动的周期为T＝，因为他们的角速度相等，所以周期相等，即周期之比为1：1，故B错误；
C、向心加速度a＝rω2，所以他们的向心加速度之比为＝，故C错误；
D、受到的向心力F＝mrω2，所以他们受到的向心力大小之比为＝，故D正确。
故选：D。
11．【答案】BD
解：A、若v0已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小a1＝＝，还能够求出减速运动的加速度大小a2＝＝，
根据牛顿第二定律可得F﹣f＝ma1，f+＝ma2，其中m不知道，不能求出外力F的大小，故A错误；
B、由于F﹣f＝ma1，f+＝ma2，可以直接求得外力F和阻力f的比值＝2，故B正确；
C、若m已知，v0不知道，无法求解加速度，则无法求出动摩擦因数的大小，故C错误；
D、前5s外力做的功为W1＝F×＝2.5Fv0，后3s外力F做功W2＝﹣×＝﹣0.5Fv0，前5s和后3s外力F做功之比＝＝﹣5，故D正确。
故选：BD。
12．【答案】ABC
解：地球自转速度增大，则物体随地球自转所需向心力增大。
A、地球的质量和半径都没有变化，故对赤道上物体的万有引力大小保持不变，故A正确；
BD、地球绕地轴转动，在两极点，物体转动半径为0，转动所需向心力为0，此时物体的重力与万有引力相等，故转速增加两极点的重力保持不变，故B正确D错误；
C、赤道上的物体重力和向心力的合力等于物体受到的万有引力，而万有引力不变，转速增加时所需向心力增大，故物体的重力将减小，故C正确；
故选：ABC。
13．【答案】BC
解：根据得，向心加速度a＝，线速度v＝，角速度，周期T＝，
天宫二号的轨道半径大于神舟十一号，则天宫二号的线速度小、角速度小、向心加速度小，周期大，故B、C正确，A、D错误。
故选：BC。
二、实验探究题（本大题共2题，计18分）
14．【答案】见试题解答内容
解：为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放；为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端切线水平，
实验步骤是：A：安装器材；B：释放小球做实验；C：取下白纸画图求解，所以顺序为：BADC
（2）竖直方向：h2﹣h1＝gT2，得到T＝s；
水平方向：v0＝；
故答案为：（1）同一
（2）末端切线水平
（3）BADC
（4）2m/s
15．【答案】见试题解答内容
解：（1）在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小偶然误差。
（2）小钢球离开桌面后做平抛运动，则有：
s＝vt
h＝gt2
解得平抛初速度：v＝
则小球弹射出去时动能表达式：＝。
（3）根据题干信息可知，弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比，即EP∝x2，
根据能量守恒定律可知，小球在桌面上运动，被弹出的过程中，机械能守恒：Ep＝mv2
则小球离开桌面的水平位移s跟弹簧的压缩量x成正比，即s∝x，应作出s﹣x图象，故A正确，BCD错误。
故选：A。
故答案为：（1）偶然误差；（2）Ek＝；（3）A。
三、综合题（本大题共3小题，计40分。要有必要的解题步骤和文字说明，只有最后结果不给分）
16．【答案】见试题解答内容
解：（1）根据H＝得，t＝，
（2）根据水平位移关系有：△x＝v1t﹣v2t＝100×10﹣20×10m＝800m．
答：（1）从飞机投下炸弹开始计时，炸弹在空中飞行的时间为10s．
（2）飞机应在距离汽车的水平距离800m处投弹．
17．【答案】见试题解答内容
解：（1）当小球线速度增大时，BC逐渐被拉直，当BC被拉直后，设细绳AC、BC的拉力分别为TA、TB，
根据牛顿第二定律得：TAsin53°﹣mg＝0
①
对小球有：②
由①可求得AC绳中的拉力，
当线速度再增大些，TA不变而TB增大，所以BC绳先断，
当BC绳刚要断时，拉力为TB＝2mg，代入②得：
解得：v1＝5.25m/s；
（2）当BC线断后，AC与竖直方向夹角设为α，
当小球角速度再增大时，角α随小球速度增大而增大，当TA＝2mg时，此时AC也断开，
则有TAcosα＝mg，
，
又因为lAC?sin53°＝lBC，
代入数据解得α＝60°，v2＝5m/s。
答：（1）BC绳最先被拉断，被拉断时的线速度为5.25m/s；
（2）另一根绳被拉断时的速度为5m/s。
18．【答案】见试题解答内容
解：（1）从E到B的过程，由机械能守恒定律得：
mg（H+R）＝﹣
在B点，由牛顿第二定律得：FN′﹣mg＝m
联立解得：FN′＝750N
由牛顿第三定律得，物体第一次经过B点时对轨道的压力大小为：FN＝FN′＝750N
（2）设物体在斜面上总共能运动的路程为s．对于整个过程，由动能定理得：
mgH+mgRcosθ﹣μmgcosθ?s＝0﹣
解得：s＝17m
答：（1）物体第一次经过B点时对轨道的压力大小是750N；
（2）物体运动足够长的时间后在斜面上（除圆弧外）总共能更运动17m的路程．