2019-2020学年陕西省渭南市大荔县高一（下）期末物理试卷Word版含解析

2019-2020学年陕西省渭南市大荔县高一（下）期末物理试卷
一、选择题（共12小题，每小题4分，计48分。第1～8题为单项选择题，第9～12题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．（4分）做曲线运动的物体，一定变化的是（　　）
A．合外力
B．加速度
C．速度
D．动能
2．（4分）从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的两个小球，一个竖直向上抛，另一个水平抛，则两个小球（　　）
A．落地的速度相同
B．落地时的动能相同
C．落地时重力的瞬时功率相同
D．运动过程中重力做功的平均功率相同
3．（4分）如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C是三个轮子边缘上的点。在脚踏板的带动下自行车向前运动。下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两点的周期相同
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A、B两点的角速度之比为R1：R2
D．B、C两点的向心加速度之比为R2：R3
4．（4分）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率、向右侧不同方向、水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。调整发射速度v的大小和方向，使乒乓球落到球网右侧的台面上。A点为台面右侧的边角，B点为台面右边沿的中点。不计空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　）
A．乒乓球落在A点比落在B点所用时间长
B．乒乓球落在A点与落在B点在水平方向上的位移相等
C．乒乓球水平方向上的位移最小为
D．乒乓球的发射速度最大为
5．（4分）如图所示，水平传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运行。质量为m的物体在传送带上由静止释放，一段时间后与传送带相对静止。已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ，则物体从释放到与传送带相对静止的过程中（　　）
A．所用吋间为
B．物体通过的位移为
C．摩擦力对物体做的功为mv2
D．传送带克服摩擦力做的功为mv2
6．（4分）质量为m的汽车在平直路面上匀加速启动，启动过程的速度变化规律如图所示，其中OA为过原点的一条直线，t1时刻以后汽车发动机的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力为Ff，则（　　）
A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于m
B．t1～t2吋间内，汽车发动机的功率等于Ffv1
C．t1～t2时间内，汽车发动机的功率等于Ffv2
D．t1～t2时间内，汽车的平均速度等于
7．（4分）美国太空探索技术公司SpaceX计划在2021年底或2022年初，将最多4名普通游客送入太空，进行环绕地球的旅行。如图所示，旅客乘坐的载人飞船只在万有引力作用下围绕地球沿椭圆轨道运行，A、B为运动的近地点和远地点，则载人飞船（　　）
A．在A点的角速度小于B点的角速度
B．在A点的加速度大于B点的加速度
C．由A运动到B的过程中动能一直增大
D．由A运动到B的过程中万有引力做正功
8．（4分）目前已有十几个国家和组织发射了100多颗同步卫星，这些同步卫星（　　）
A．都在赤道上空，但不一定在同一圆周轨道上
B．运行速度都大于7.9km/s
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度比静止在赤道上的物体随地球自转的向心加速度小
9．（4分）已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，若取地球上的第一宇宙速度为8km/s，地球表面的重力加速度为10m/s2，则（　　）
A．探月卫星贴近月球表面运行的速率约为1.8km/s
B．探月卫星贴近月球表面运行的速率约为3.6km/s
C．在月球表面附近物体自由下落时的加速度约为2.0m/s2
D．在月球表面附近物体自由下落时的加速度约为0.5m/s2
10．（4分）如图甲所示，一列火车在半径为R的弯道上行驶，轨道的外轨高于内轨。图乙为车轮与轨道的横断面示意图。已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，则在该转弯处（　　）
A．火车最适宜的速度为
B．火车最适宜的速度为
C．若火车速度大于规定速度，则车轮轮缘挤压外轨
D．若火车速度小于规定速度，则车轮轮缘挤压外轨
11．（4分）如图所示，一装置固定在水平地面上，AB是半径为R的光滑圆轨道，上端A离地面的高度为H，一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点。若以轨道下端B所在的水平面为重力势能的零参考平面，则小球（　　）
A．在A点的重力势能为mgH
B．在A点的机械能为mgR
C．在B点的机械能为mgR
D．在C点的重力势能为mg（H﹣R）
12．（4分）如图所示，通过定滑轮悬拌两个质量为m1、m2的物体（m1＞m2），不计绳子质量、绳子与滑轮问的摩擦，在m1向下运动一段距离的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．m1势能的减少量等于m2动能的增加量
B．m1势能的减少量大于m2势能的增加量
C．m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量
D．m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量
二、实验题（共6小题，计14分）
13．（6分）若用如图所示的平抛仪来做研究平抛运动的实验，该实验所需器材包括：附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，　
　，三角板，重锤，铅笔等．
实验简要步骤如下：
A．让小球多次从　
　位置上由静止滚下，记下小球运动的一系列位置．
B．安装好器材，注意　
　，记下轨道末端O点和过O点的竖直线．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v＝　
　．算出该点的瞬时速度．
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．
上述实验步骤的合理顺序是　
　．
14．（8分）利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）关于实验操作，下列说法中正确的是　
　。
A．打点计时器接在学生电源的直流输出端
B．应先接通电源打点，后释放纸带运动
C．需要测量重物下落的吋间
D，可以不用测量重物的质量
（2）在规范操作下得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点的距离分别为hA、hB、hC，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep＝　
　，动能变化量△Ek＝　
　。
（3）如表为另一同学的实验结果：
△Ep（×10﹣2J）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
△Ek（×10﹣2J）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
他发现表中的△Ep与△Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由。
15．（6分）开普勒是从大量天文观测数据中发现了行星绕太阳沿椭圆轨道运行的周期规律，即：所有行星运行轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。数学表达式为＝k，其中k是一个确定值。请你应用万有引力及其他相关知识推导该比值，并说明该比值与哪些因素有关。（实际上行星绕太阳运行的椭圆轨道十分接近圆，在中学阶段都近似按圆轨道处理。）
16．（10分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H＝3.2m处，杆上套一质量m＝3kg、可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F＝15N，方向水平向左。小球以速度v0＝8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g＝10m/s2，求：
（1）小球在水平方向上做什么运动？
（2）小球在空中的运动时间；
（3）小球落地时的速度大小和方向。
（速度方向可用速度与水平方向夹角的三角函数表示）
17．（10分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑衔接，导轨半径为R，一个质量为m的物块将弹簧压缩至A处静止，释放后物块在弹力的作用下获得向右的速度。当物块经过B点进入导轨瞬间所受导轨的支持力为其所受重力的7倍，之后向上运动恰好能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g，求：
（1）物块在A处时弹簧的弹性势能Ep；
（2）物块从B到C克服阻力做的功W阻；
18．（12分）如图所示，倾角α＝53°的粗糙斜面AB固定在水平地面上。一个质量m＝1kg的小物块自平台上以速度v0被水平抛出，落在斜面AB顶端时速度刚好沿斜面方向。已知平台与斜面顶端的高度差h＝0.032m，小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，A点离B点所在平面的高度H＝1.2m。已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，g取10m/s2，求：
（1）小物块被抛出时的速度v0；
（2）小物块到达斜面底端时的动能。
2019-2020学年陕西省渭南市大荔县高一（下）期末物理试卷
试题解析
一、选择题（共12小题，每小题4分，计48分。第1～8题为单项选择题，第9～12题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．【答案】C
解：AB、做曲线运动的物体合外力不一定变化，加速度不一定变化，如平抛运动，故AB错误；
C、物体做曲线运动，轨迹的切线方向表示速度方向，速度方向时刻变化，故C正确；
D、做曲线运动的物体动能不一定变化，如匀速圆周运动，故D错误。
故选：C。
2．【答案】B
解：A、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故末速度大小相等，但方向不同，故A错误；
B、落地时的末速度大小相等，根据Ek＝可知，落地时的动能相同，故B正确；
C、落地时速度大小相等，但方向不同，根据P＝mgvcosθ可知，重力的瞬时功率不相等，故C错误；
D、根据重力做功公式W＝mgh可知，两个小球重力做功相同，落地的时间不同，竖直上抛时间大于平抛时间，根据P＝知，两个小球重力做功的平均功率不同，故D错误。
故选：B。
3．【答案】D
解：A、A、B两点靠链条传动，线速度相等，A、B两点的半径不等，根据T＝，A、B两点的周期不相同，故A错误；
B、B、C两点共轴转动，角速度相等，B、C的半径不相等，根据v＝ωR知，B、C两点的线速度大小不相等，故B错误；
C、A、B两点的线速度大小相等，即vA＝vB，它们的角速度分别为，所以，故C错误；
D、B、C两点共轴转动，角速度相等，由向心加速度a＝ω2R知，B、C向心加速度之比为R2：R3．故D正确。
故选：D。
4．【答案】D
解：A、乒乓球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，h＝，解得运动时间：t＝，乒乓球落在A、B两点的下落高度相等，则运动时间相等，故A错误；
B、乒乓球落到A点的水平位移为，落到B点的水平位移为L1，两者水平位移不相等，故B错误；
C、调整发射速度v的大小和方向，使乒乓球落到球网右侧的台面上，水平位移最小的情况是擦网落到右侧台面，此时水平方向的位移大于，故C错误；
D、当乒乓球发射速度最大时，落到A点，竖直方向上：3h＝，水平位移：x＝vmt＝，联立解得最大速度：vm＝，故D正确。
故选：D。
5．【答案】D
解：对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程：
A、物体的加速度大小为：a＝＝μg，物体达到与传送带速度相等时物体运动的时间为：t＝＝，故A错误；
B、物体通过的位移x＝＝，故B错误；
C、摩擦力对物体做的功w＝fx＝μmg×＝mv2，故C错误。
D、传送带的位移x′＝vt＝，传送带克服摩擦力做的功w′＝fx′＝mv2，故D正确。
故选：D。
6．【答案】C
解：A、0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a＝，根据牛顿第二定律得，F﹣Ff＝ma，解得牵引力F＝Ff+m，故A错误；
BC、从t1时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在t1～t2时间内的功率等于t2以后的功率，t2以后汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，据P＝Fv，可得汽车的功率P＝Fv＝Ffv2，故B错误，C正确；
D、t1～t2时间内，汽车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，平均速度不等于，故D错误。
故选：C。
7．【答案】B
解：A、根据开普勒第二定律可知载人飞船在A点的线速度大于在B点的线速度，根据ω＝可知，载人飞船在A点的线速度大、轨道半径小，故载人飞船在A点的角速度大于在B点的角速度，故A错误；
B、根据牛顿第二定律可得a＝，载人飞船在A点距离地心距离小，所以在A点的加速度大于B点的加速度，故B正确；
CD、载人飞船从A到B运动过程中，万有引力一直做负功，所以载人飞船由A运动到B的过程中动能一直减小，故CD错误。
故选：B。
8．【答案】C
解：A、同步卫星相对于地球静止，其轨道平面过地心，一定在赤道正上方且距离地面的高度一定，所以同步卫星一定在同一圆周轨道上，故A错误；
B、7.9
km/s卫星近地做圆周运动的速度，根据v＝可知，轨道半径越大则线速度越小，所以同步卫星的运行速度一定小于7.9
km/s，故B错误；
C、设地球的质量为M，根据万有引力提供向心力可得，由此可知轨道半径越大、角速度越小，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确；
D、同步卫星与地球自转的角速度相同，根据a＝r2ω可知，同步卫星的向心加速度比静止在赤道上的物体随地球自转的向心加速度大，故D错误。
故选：C。
9．【答案】AC
解：AB、根据万有引力提供向心力得：＝m，解得：v＝，已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，所以地球上的第一宇宙速度是月球上的第一宇宙速度的倍，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星贴近月球表面运行的速率约为1.8km/s，故A正确，B错误；
CD、根据万有引力等于重力得：＝mg，解得：g＝，已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，所以月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的倍，地球表面的重力加速度为10m/s2，在月球表面附近物体自由下落时的加速度约为2.0m/s2，故C正确，D错误。
故选：AC。
10．【答案】BC
解：AB、当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，设底边长为d，如图所示：
由牛顿第二定律得：mgtanθ＝m
解得：v＝
根据三角形知识可知：tanθ＝＝
解得：v＝，故A错误、B正确；
CD、当实际速度等于v时，内、外轨都不受轮缘挤压，如果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故C正确、D错误。
故选：BC。
11．【答案】BC
解：A、取轨道下端B所在的水平面为参考平面，所以在A点时的重力势能为EpA＝mgR，故A错误；
B、A点的机械能为EA＝EkA+EPA＝mgR，故B正确；
C、从A到B，只有重力做功，机械能守恒，故在B点的机械能为：EB＝EA＝mgR，故C正确；
D、在C点的重力势能为EpC＝﹣mg（H﹣R）＝mg（R﹣H），故D错误
故选：BC。
12．【答案】BC
解：两个物体系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒；m1重力势能减小，动能增加，m2重力势能和动能都增加，故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和；
故选：BC。
二、实验题（共6小题，计14分）
13．【答案】见试题解答内容
解：实验所需器材包括：附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，刻度尺，三角板，重锤，铅笔等．
实验步骤：
A．让小球多次从同一位置上由静止滚下，记下小球运动的一系列位置．
B．安装好器材，注意让轨道末端切线水平，记下轨道末端O点和过O点的竖直线．
C．测出曲线上某点的坐标x、y，水平方向x＝v0t，竖直方向：y＝gt2，vy＝gt，则v0＝x，vy＝，则该点的瞬时速度v＝＝．
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．
合理的实验步骤是：BADC．
故答案为：刻度尺；同一；让轨道末端切线水平；；BADC．
14．【答案】（1）BD；（2）mghB；；（3）不同意；若空气的阻力造成的，则△EK要小于△EP，所以误差不是空气的阻力造成的。
解：（1）A、打点计时器应接交流电源，故A错误；
B、实验时应先接通电源，再释放纸带，故B正确；
C、重物下落的时间不需要秒表测量，可以通过打点计时器得出，故C错误；
D、依据减少的重力势能与增加的动能表达式均有质量，在等式两边，可以约去，则可不需要测量质量，故D正确。
故选：BD。
（2）从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为：△Ep＝mghB；
依据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，那么B点的瞬时速度为：vB＝＝
则重物的动能为：EkB＝mvB2＝，
（3）不同意。
从表中的数据可知，小球动能的增加量大于小球的重力势能的减小量；若空气的阻力造成的，则△EK要小于△EP，所以误差不是空气的阻力造成的。
故答案为：（1）BD；（2）mghB；；（3）不同意；若空气的阻力造成的，则△EK要小于△EP，所以误差不是空气的阻力造成的。
15．【答案】＝k只与太阳的质量有关，与行星无关。
解：把行星的椭圆轨道看作圆周轨道时，轨道的半长轴a等于圆轨道的半径为r，
设太阳质量为M，某行星质量为m，绕太阳运行的周期为T，
根据万有引力充当向心力得：＝mr
解得：＝
由上式可以看出：＝k，这一比值只与太阳的质量有关，与行星无关。
所以，对于所有行星该比值相等
答：＝k只与太阳的质量有关，与行星无关。
16．【答案】（1）小球在水平方向上做匀减速直线运动。
（2）小球在空中的运动时间为0.8s。
（3）小球落地时的速度大小为4m/s，与水平方向的夹角正切值为2。
解；（1）小球在水平方向上受到恒定的风力做匀减速直线运动。
（2、3）小球在竖直方向上，H＝，
解得运动时间：t＝0.8s
水平方向上，根据牛顿第二定律可知，a＝＝5m/s2
落地时，水平速度：vx＝v0﹣at，解得vx＝4m/s，
竖直速度：vy＝gt，解得：vy＝8m/s
落地速度：v＝，解得：v＝4m/s
设落地速度与水平方向的夹角为θ，根据几何关系可知，tanθ＝＝2。
答：（1）小球在水平方向上做匀减速直线运动。
（2）小球在空中的运动时间为0.8s。
（3）小球落地时的速度大小为4m/s，与水平方向的夹角正切值为2。
17．【答案】（1）物块在A处时弹簧的弹性势能Ep为3mgR；
（2）物块从B到C克服阻力做的功W阻为mgR。
解：（1）物块在B点时受到重力mg和导轨的支持力N，且N＝7mg。
由牛顿第二定律，有：7mg﹣mg＝m
解得：vB＝
物块从A运动到B的过程中，由能量守恒可知：
Ep＝＝3mgr。
（2）物块在C点仅受重力，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：mg＝m
得：vC＝
物块从B到C，只有重力和阻力做功。根据动能定理，有：
﹣W阻﹣mg?2R＝﹣
解得物体从B到C克服阻力做的功为：W阻＝mgR。
答：（1）物块在A处时弹簧的弹性势能Ep为3mgR；
（2）物块从B到C克服阻力做的功W阻为mgR。
18．【答案】（1）小物块被抛出时的速度v0是0.6m/s。
（2）小物块到达斜面底端时的动能是8J。
解：（1）小物块离开自平台后做平抛运动，由平抛运动知识，小球到达A点时，在竖直方向上有：
vy＝＝m/s＝0.8m/s
由于物到达A点时速度恰好沿斜面向下，则：
tan53°＝
代入数据解得：v0＝0.6m/s
（2）从抛出到斜面底端的过程，由动能定理得
mg（H+h）﹣μmgcos53°?＝Ek﹣
解得
Ek＝8J
答：（1）小物块被抛出时的速度v0是0.6m/s。
（2）小物块到达斜面底端时的动能是8J。