【物理】甘肃省武威第八中学2019-2020学年高一下学期期末考试试卷（解析版） 14页

甘肃省武威第八中学2019-2020学年高一下学期期末考试试卷 第Ⅰ卷（选择题，共52分）‎ 一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分；在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）‎ ‎1. 质点做曲线运动，下列说法错误的是（　　）‎ A. 质点在某一点的速度，一定沿曲线在这一点的切线方向 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动 D. 质点做曲线运动时，加速度方向与速度方向一定垂直 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做曲线运动，速度方向沿该点的切线方向，故A正确；‎ B．物体做曲线运动，速度方向沿该点的切线方向，所以速度方向一定变化，即曲线运动一定是变速运动，故B正确；‎ C．物体做曲线运动的条件为物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上，故C正确；‎ D．物体做曲线运动条件为物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上，即加速度方向与速度方向不在一直线上，但不一定垂直，故D错误。‎ 本题选错误的，故选D。‎ ‎2. 上海锦江乐园新建的“摩天转轮”，它的直径达‎98 m，世界排名第五．游人乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，每转一周用时25 min，下列说法中正确的是( )‎ A. 乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变 B. 乘客运动的加速度始终保持不变 C. 每个乘客都在做加速度为零的匀速运动 D. 每时每刻，每个乘客受到的合力都不等于零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD ‎．做匀速圆周运动的物体，在运动过程中具有有向心加速度，所以合力一定不为零，乘客受到重力以及和座位对人的作用力，两力的合力充当向心力，由于重力是恒定的，而乘客受到的向心加速度方向在变化 ，所以座椅乘客的作用力在变化，即乘客在乘坐过程中对座位的压力在变化，AC错误，D正确；‎ B．乘客受到的向心加速度方向时刻在变，所以B错误；‎ 故选D。‎ ‎【名师点睛】加速度是矢量，只要大小和方向中的一个发生变化，则加速度就发生变化，在研究圆周运动时，一定要明确向心力来源，本题的突破口是从加速度着手，加速度大小不变，但是方向在变，所以受到的合力也在变化 ‎3. 甲、乙两个物体分别放在广州和北京,它们随地球一起转动时,下面说法正确的是 （ ）‎ A. 甲的线速度大,乙的角速度小 B. 甲的线速度大,乙的角速度大 C. 甲和乙的线速度相等 D. 甲和乙的角速度相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．甲、乙两物体都在随着地球一起做圆周运动，所以它们的周期相同，角速度也相同，所以AB错误，D正确．‎ C．甲、乙两物体都在随着地球一起做圆周运动，角速度相同，但是甲乙做圆周运动轨道半径不相等，所以线速度不相等，所以C错误．‎ 故选D ‎4. 如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则(　　)‎ A. A点和B点的线速度大小之比为1∶2‎ B. 前轮和后轮的角速度之比为2∶1‎ C. 两轮转动的周期相等 D. A点和B点的向心加速度大小相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】轮A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以，故A错误；根据和，可知A、B两点的角速度之比为2∶1；由，所以转速也是2∶1，故B正确；据和前轮与后轮的角速度之比2∶1，求得两轮的转动周期为1∶2，故C错误；由，可知，向心加速度与半径成反比，则A与B点的向心加速度不等，故D错误．‎ ‎5. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小 C. 物体所受弹力减小，摩擦力减小 D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图，开始时重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，最大静摩擦增大，物体仍静止，即重力G与静摩擦力f平衡，故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6. A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球的轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为20r/min，则两球的向心加速度之比为（　　）‎ A. 1：1 B. 6：‎1 ‎C. 9：2 D. 8：9‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A的转速为 则A的角速度 A球的轨道半径是B球的轨道半径的2倍，故A的向心加速度为 B的转速为 则B的角速度 故B向心加速度为 故两球的向心加速度之比为9：2‎ 故选C。‎ ‎7. 在一段半径为R的圆弧形水平弯道上，已知汽车拐弯时的安全速度为，则弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的（　　）‎ A. 1倍 B. μ倍 C. μ2倍 D. μ3倍 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律得，可知最大静摩擦力等于车重的μ倍，故选B。‎ ‎8. 关于物理学家和他们的发现，下列说法正确的是（ ）‎ A. 万有引力常数是由卡文迪许利用扭秤实验测定的 B. 伽利略是地心说的代表人物 C. 牛顿利用万有引力定律测出了任意两个物体之间的万有引力的具体数值 D. 第谷通过自己的观测，发现行星运行的轨道是椭圆 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．万有引力定律是牛顿发现的，但是他没有测出任意两个物体之间的万有引力的具体数值，后来引力常数是卡文迪许利用扭秤测定的，A正确，C错误；‎ B．亚里士多德和托勒密是地心说的代表人物，B错误；‎ D．开普勒通过自己的观测，发现行星运行的轨道是椭圆，D错误。‎ 故选A。‎ ‎9. 若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则， ， ，知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期 ‎10. 如图所示为发射地球同步卫星过程中的变轨示意图，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道II，则 （ ）‎ A. 卫星在同步轨道II上的运行速度等于第一宇宙速度‎7.9km/s B. 该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度‎11.2km/s C. 在轨道I上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度 D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道II ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据，可得，可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；‎ B．是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故B错误；‎ C．在轨道I上，P点是近地点，Q点是远地点，则根据开普勒第二定律可知，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，故C错误；‎ D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在轨道Ⅰ上从Q点加速才能做离心运动进入轨道Ⅱ，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎11. 一个半径是地球3倍、质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地球面重力加速度的（不考虑地球和星球的自转）（　　）‎ A. 12倍 B. 9倍 C. 6倍 D. 4倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】根据，可得重力加速度，因为行星的半径是地球半径的3倍，质量是地球质量的36倍，则行星表面的重力加速度是地面重力加速度的4倍，故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎12. 一物块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为‎1m/s。从此刻开始在物块运动方向上再施加一水平作用力F，力F与物块的速度v随时间变化的规律分别如图甲、乙所示。则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 第1秒内水平作用力F做功为1J B. 第2秒内水平作用力F的平均功率为1W C. 第3秒内水平作用力F的平均功率为2W D. 0～3秒内水平作用力F所做总功为3J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由W=Fs，在速度时间图像中，图线所围成的面积表示位移大小，所以在第1s内，水平拉力为1N，位移为‎0.5m，所以力F做功为0.5J，A错误；‎ B．第2s内物体的位移为‎0.5m，水平拉力为3N，则做功为1.5J，根据可知F的平均功率为1.5W，B错误；‎ C．第3s内物体的位移为‎1m，水平拉力为2N，做功为2J，根据可知F的平均功率为2W，C正确；‎ D．由以上分析可知，0到3s内物体做功为4J，D错误。‎ 故选C。‎ 二、双选题（本题共4小题，每小题4分，共16分；在每小题给出的四个选项中有两项是符合题目要求的，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。）‎ ‎13. ‎2016年10月19日凌晨3点31分，天宫二号在离地球393公里的近圆轨道上绕地球500多圈后与神舟十一号在太空牵手，完成了交会对接。由于组合体运行的轨道处有极稀薄的气体，若组合体只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，将组合体的轨道看作圆周。则组合体在之后的运动过程中，下列判断正确的是：（　　）‎ A. 卫星的高度将逐渐降低 B. 由于气体阻力做负功，卫星动能将逐渐减少 C. 由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D. 卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于受到稀薄气体的阻力作用，卫星的轨道半径减小，则卫星的高度将逐渐降低，故A正确；‎ B．根据得，半径减小，则速度增大，所以动能增大，故B错误；‎ C．由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，故C错误；‎ D．根据动能定理可知引力与空气阻力对卫星做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎14. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 摩擦力对物体做功，其机械能一定减少 B. 合外力对物体做正功，其机械能一定减少 C. 做变速运动的物体可能没有力对它做功 D. 物体速度增加时，其机械能可能减少 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦力对物体做正功时，其机械能可能会增加，例如在水平传送带上做加速运动的物体，A错误；‎ B．合外力对物体做正功，其动能增加，其机械能不一定减少，例如自由落体运动物体机械能不变，B错误；‎ C．做变速运动的物体可能没有力对它做功，例如匀速圆周运动，C正确；‎ D．物体速度增加时，其机械能可能减少，例如沿粗糙斜面加速下滑的物体，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎15. 如图所示，在2010年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ ‎，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则（　　）‎ A. 如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同 B. 不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的 C. 运动员落到雪坡时的速度大小是 D. 运动员在空中经历的时间是 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动员竖直位移与水平位移之比：，则有飞行的时间，故D正确；竖直方向的速度大小为：vy＝gt＝2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小：，故C错误；设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；故选BD．‎ ‎16. 如图所示，固定的粗糙竖直杆上套有小物块a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b，虚线cd水平。现由静止释放两物块，物块a从图示位置上升，并恰好能到达c处。在此过程中，若不计绳和定滑轮之间的摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 摩擦力对a做的功等于物块a、b系统机械能的变化量 B. 物块a到达c点时加速度为零 C. 绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量 D. 绳拉力对物块a始终做正功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据功能关系可知，摩擦力对a做的功等于物块a、b系统机械能的变化量，故A正确； B．物块a从A到达C的过程中，速度先增加后减小，则加速度先向上后向下，即物块到达C点时的加速度不为零，故B错误；‎ C．从A到C，物块a的动能变化量为零，根据功能关系可知，a物体受重力和拉力、摩擦力作用，绳拉力对物块a做的功等于物块a的重力势能的增加量和摩擦生热，故C错误；‎ D．物块a从图示位置上升，并恰好能到达C处。在此过程中，绳的拉力与位移的夹角始终小于90°，则拉力对a做正功，故D正确。‎ 故选AD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共48分）‎ 三、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎17. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为‎9.80m/s2，测得所用重物的质量为‎1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么：‎ ‎(1)纸带的_____端与重物相连；‎ ‎(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_____；‎ ‎(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=_____，此过程中物体动能的增加量△Ek=_____（取g=‎9.8m/s2）；‎ ‎(4)通过计算，数值上△Ep_____△Ek（填“＞”“=”或“＜”，这是因为_____；‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). ‎0.98m/s (3). 0.49J 0.48J ‎ ‎(4). 这是因为实验中有阻力做功 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连 ‎(2)利用匀变速直线运动的推论某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 ‎(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量 物体动能的增加量 ‎(4)由上数据可知 原因是下落时存在阻力做功 四、计算题（每小题12分，共36分）‎ ‎18. 有一台最大功率为Pm=2.4×104W的起重机，将一个质量为m=‎1000kg的物体竖直向上吊起，不计空气阻力，取重力加速度g=‎10m/s2，则 ‎(1)若起重机以最大功率工作时，物体最终能达到的最大速度为多少？‎ ‎(2)若物体以v=‎1m/s的速度匀速上升，起重机的实际功率是多少？‎ ‎(3)若物体从静止气以a=‎2m/s2的加速度匀加速上升，则维持此加速度的时间是多少？‎ ‎【答案】(1)‎2.4m/s；(2)1×104W；(3)1s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当牵引力等于重力时，速度最大，根据P=mgvm知，最大速度 ‎ ‎(2)当物体匀速上升时 F=mg=1×104N 则起重机的实际功率 ‎ P=Fv=1×104×1W=1×104W ‎(3)根据牛顿第二定律得 F﹣mg=ma 解得 ‎ F=mg+ma=10000+2000N=1.2×104N 则匀加速运动的末速度 ‎ 可知 ‎ ‎19. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道轨道的B点与水平地面相切，其半径为R质量为m的小球由A点静止释放．求：‎ ‎（1）小球滑到最低点B时小球速度v的大小；‎ ‎（2）小球刚到达最低点B时轨道对小球支持力FN的大小；‎ ‎（3）小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面恰达最高点D，D到地面的高度为h（已知h＜R），则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf．‎ ‎【答案】（1）（2）3mg（3）mg（R-h）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球从A滑至B的过程，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎(2) 小球刚到达最低点B时，由重力和支持力的合力提供向心力 由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ FN=3mg ‎(3)对小球从A运动到D的整个过程，由动能定理得：mgR-mgh-Wf=0 解得：‎ Wf=mg（R-h）‎ ‎20. 一位同学为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x，通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，求：‎ ‎(1)月球表面的重力加速度；‎ ‎(2)月球的质量；‎ ‎(3)环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)依题意可知，月球表面的物体做平抛运动 故月球表面的重力加速度 ‎(2)由得，月球质量 ‎(3)由及可得，环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度