2019-2020学年高一物理下学期期末模拟试题(含解析) (II).doc

2019-2020学年高一物理下学期期末模拟试题(含解析) (II)一、选择题1. 下列关于重力势能的说法中,正确的是（ ）A. 在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少量不等于重力对物体所做的功B. 物体的重力势能是物体与地球所共有的,其大小与势能零点的选取有关C. 重力势能增加时,重力对物体做正功D. 重力势能有负值,是矢量【答案】B【解析】在任何情况下,物体重力势能的减少量都等于重力对物体所做的功，选项A错误； 物体的重力势能是物体与地球所共有的,其大小与势能零点的选取有关，选项B正确； 重力势能增加时,重力对物体做负功，选项C错误；重力势能有负值，但是势能合成不满足平行四边形法则，故不是矢量，是标量，选项D错误；故选B.2. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下。下列说法正确的是（ ）A. 从释放至落地瞬间，重力对两球做的功相同B. 落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度C. 落地前的瞬间A球重力的瞬时功率大于B球重力的瞬时功率D. 从释放至落地瞬间，两球重力的平均功率相同【答案】A【解析】根据W=mgh知，重力对两球做功相同。故A正确；根据动能定理两球下落时都只有重力做功，两球落地时的速率相同，故B错误；由于A、B落地时速度大小相等，根据P=mgvcos知，A球着地时重力的功率小于B球着地时重力的功率，故C错误；在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度a=gsin，且沿斜面方向的位移大于竖方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，而重力做功相同，根据P=W/t可知，重力做功平均功率不同，故D错误。故选A。点睛：解决本题的关键掌握重力做功的特点，以及知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法3. xx12月2日，“嫦娥三号”探测器顺利发射升空，在探测器上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为（ ）A. 重力做正功，重力势能减小B. 重力做正功，重力势能增加C. 重力做负功，重力势能减小D. 重力做负功，重力势能增加【答案】D【解析】试题分析：上升过程中重力的方向和位移的方向相反，故重力做负功，则重力势能增加，故选项D正确。考点：重力势能名师点睛；本题考查重力做功和重力势能的关系，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加。4. 如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（ ）A. 两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B. 两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C. 两球到达各自悬点的正下方时，A球损失的重力势能较多D. 两球到达各自悬点的正下方时，B球受到向上的拉力较大【答案】B【解析】试题分析：A球用绳连着，在下降的过程中，绳的拉力不做功，球A的机械能守恒B球用弹簧相连，在球B下降的过程中，弹簧要对球B做功，弹簧的弹性势能增加，球B的机械能不守恒，但整个系统的机械能守恒由此分析即可解：AB、两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还在同一个水平面上，根据重力做功的特点可知在整个过程中，A、B两球重力做的功相同，但是，A球下摆过程中，只有重力做功，B球在下落的过程中弹簧要对球做负功，根据动能定理得，A球到达最低点时速度要比B球的速度大，动能也要比B球的大，故A错误，B正确；C、两球质量相等，下降的高度相同，所以重力做功相同，损失的重力势能相同，故C错误D、由于在最低点时B的速度小，根据向心力的公式可知，B球需要的向心力小，所以绳对B的拉力也要比A的小，故D错误故选：B5. 如右图所示，在M点分别以不同的速度将质量相同的两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP：PQ=1：3，且不考虑空气阻力的影响下列说法中正确的是（ ）A. 两小球的刚着地时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：3B. 两小球下落过程的动能增量之比为1：3C. 两小球的速度变化量之比为1：3D. 两小球的初速度大小之比为1：4【答案】DB、根据动能定理知，合力做功相同，则动能的增量相同，故B错误C、由于运动的时间相同，加速度不变，则速度变化量相等，故C错误故选：D6. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 物体的动能增加了4mgh/5B. 物体的机械能减少了4mgh/5C. 物体克服阻力所做的功为mgh/5D. 物体的重力势能减少了mgh【答案】ACD【解析】试题分析：要知道并能运用功能关系合力做功量度动能的变化除了重力其他的力做功量度机械能的变化重力做功量度重力势能的变化解：A、根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为g，那么物体的合力为mg，w合=mgh，所以物体的动能增加了mgh故A正确B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，物体的动能增加了mgh，即机械能就减少了mgh故B不正确C、物体受竖直向下的重力和竖直向上的阻力，下落的加速度为g，根据牛顿第二定律得阻力为mg，所以阻力做功wf=fh=mgh所以物体克服阻力所做的功为mgh，故C正确D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，故D正确故选B7. 如图所示，一个质量为m的小球套在固定的与水平方向成600的倾斜光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与O点等高的位置（此时弹簧刚好为原长）由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧处于竖直时，小球速度恰好为零，此时小球下落的高度为h。若弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，在小球下滑过程中，下列说法正确的是（ ）A. 释放瞬间小球的加速度大小为gB. 小球的机械能先增大后减小C. 小球下滑到最低点过程中，弹簧的弹性势能为mghD. 当弹簧与杆垂直时，小球的动能最大【答案】AC【解析】试题分析：释放瞬间小球的加速度大小为，选项A正确； 小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，小球的机械能的变化等于弹力做功，从开始可知弹簧与杆垂直时，弹力做负功，机械能减小；再往下运动到弹簧与竖直方向夹角为300时，弹力做正功，机械能增加；再运动到竖直位置时，弹力做负功，机械能减小，故选项B错误；整个过程中由动能定理可知：，小球下滑到最低点过程中，弹簧的弹性势能为mgh，选项C正确；弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值故D错误；故选AC考点：牛顿第二定律；能量守恒定律【名师点睛】本题主要考查了机械能守恒定律的直接应用；关键是能分析小球在几个特殊位置的受力情况，结合机械能守恒定律和牛顿第二定律讨论解答。8. 如图所示，电梯质量为M，电梯地板上放置一个质量为m的物块，轻质钢索拉动电梯由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当上升高度为H时，速度达到v。不计空气阻力，重力加速度为g，在这个过程中（ ）A. 物块所受支持力与钢索拉力之比为m：MB. 地板对物块的支持力做的功等于C. 物块克服重力做功的平均功率等于D. 电梯及物块构成的系统机械能增加量等于【答案】BC【解析】设电梯的加速度为a，则物块所受的支持力为 ；钢索的拉力：，则物块所受支持力与钢索拉力之比为m：(M+m)，选项A错误；由动能定理： ,则地板对物块的支持力做的功等于，选项B正确；物块克服重力做功的平均功率等于 ，选项C正确；电梯及物块构成的系统机械能增加量等于,选项D错误；故选BC.点睛：本题考查动能定理的应用，运用动能定理解题关键选择好合适的研究对象和研究过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解。9. 如图所示，轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁，另一端紧靠质量为m的物块（弹簧与物块没有连接），在外力作用下，物块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点。现撤去外力，物块向右运动，离开弹簧后继续滑行，最终停止于B点。已知A、B间距离为x，物块与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A. 压缩弹簧过程中，外力对物块做的功为mg xB. 物块在A点时，弹簧的弹性势能为mgxC. 向右运动过程中，物块先加速，后减速D. 向右运动过程中，物块加速度先减少，后不断增大【答案】BC【解析】试题分析：根据功能关系可知，在压缩弹簧的过程中，外力做的功一方向将弹簧压缩了，贮存了一定的弹性势能，另一方向还克服摩擦做了功，故压缩弹簧过程中，外力对物块做的功将大于mg x，故选项A错误；松开手后，弹簧贮存的弹性势能，转化为摩擦力做的功，即Ep=W=mg x，故选项B正确；向右运动时，弹簧对物块向右一个作用力，使物块做加速运动，待离开弹簧后，物块受摩擦力的作用而做减速运动，所以选项C正确；向右运动时，离开弹簧后，物块的加速度是不变的，所以选项D错误。考点：功能关系，牛顿第二定律。10. 一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（ ）A. x2 = 5x1 v2 = 3v1 B. x1 = 9x2 v2 = 5v1C. x2 = 5x1 W2 = 8W1 D. v2 = 3v1 W2 = 9W1【答案】AC【解析】由于物体受的合力是2倍的关系，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度也是2倍的关系，即a2=2a1，所以物体的位移：，初速度为：，做的功为，物体的位移为，速度为：，做的功，故AC正确，BD错误。视频11. 如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上下列关于重力势能的计算，正确的是（ ） A. 重物的重力势能为24JB. 重物的重力势能为8JC. 重物从支架下落到地面重力势能减为零D. 因为没有选取零势面，无法计算重物的重力势能【答案】D【解析】重力势能是相对的，是相对于零势能面的，该题没有选择零势能面，所以无法计算重物的重力势能，故ABC错误，D正确；故选D。12. “打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量把撇出去的石头在水面上弹跳数次。下列说法正确的是（ ）A. 石头的机械能一直是守恒的B. 石头与水面接触时石头的机械能守恒，石头在空中飞行时石头的机械能减小C. 石头与水面接触时石头的机械能减小，石头在空中飞行时石头的机械能守恒D. 石头无论与水面接触还是在空中飞行，石头的机械能都减小【答案】C【解析】石头与水面接触时石头受到水的阻力做负功，则石头的机械能减小；石头在空中飞行时石头只有重力做功，则机械能守恒，选项C正确，ABD错误；故选C.13. 下列运动过程中，机械能守恒的物体是（）A. 在竖直平面内做匀速圆周运动物体B. 在水中下沉的物体C. 沿粗糙斜面匀速下滑的物体D. 自由下落的物体【答案】D.14. 如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处的切线水平现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放，小物体刚到达B点时的加速度为a，对B点的压力为N，小物体离开B点后的水平位移为x，落地时的速率为v，若保持圆心O的位置不变，改变圆弧轨道的半径R（不超过圆心离地的高度），不计空气阻力，下列图象正确的是（）A. B. C. D. 【答案】AD【解析】A、到圆弧轨道最低点时加速度，故加速度大小与R无关，故A正确；B、根据动能定理：，在B点根据牛顿第二定律：，联立可以得到：，根据半径R无关，故选项B错误；C、根据平抛运动，整理可以得到： ，可知选项C错误；D、根据动能定理可知：，由于高度不变，末速度大小不变，故选项D正确。二、实验题15. 如图所示，在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤拖着穿过打点计时器的纸带做自由落体运动，测量重锤的重力势能减少量和动能增加量，从而验证机械能守恒定律。（1）下列对实验过程的描述哪些是正确的_A.实验前必须要用天平称出重锤的质量；B.实验需要重复操作几次，打出多条纸带，从中挑选出头两个点之间间距大约为2mm的一条纸带进行测量；C.更换纸带后的每次操作都必须要先接通电源，后释放纸带；D.为获得重锤的动能，可以先用公式获得重锤的速度。（2）如果交流电频率是50Hz，实验得到的纸带如右图，O点为计时器打下的第一个点，A、B、C是纸带上连续的三个计时点，测得OA=9.51cm、OB=12.42cm、OC=15.70cm，若用OB段来验证机械能守恒定律，g取9.80m/s2。则单位质量重锤重力势能减少量为EP=_J/kg，单位质量重锤动能的增加量为Ek=_ J/kg。（保留均三位有效数字）【答案】 (1). （1）BC； (2). （2）1.22 (3). 1.20【解析】（1）实验要验证的关系是：，即，故不需要用天平称出重锤的质量，选项A错误；实验需要重复操作几次，打出多条纸带，从中挑选出头两个点之间间距大约为2mm的一条纸带进行测量，选项B正确；更换纸带后的每次操作都必须要先接通电源，后释放纸带，选项C正确；为获得重锤的动能，通过纸带上的点迹，根据球解速度，选项D错误；故选BC.（2）单位质量重锤重力势能减少量为；打B点时的速度： ；单位质量重锤动能的增加量为 。16. 某实验小组采用如图所示的装置探究“探究做功和物体动能变化间的关系”，图中桌面水平放置，小车可放置砝码，实验中小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面（1）实验的部分步骤如下： A在小车上放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细绳连接小车和钩码； B开始将小车停在_（填“靠近”或“远离”）打点计时器位置，小车拖动纸带，先接通电源待打点稳定后，再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开开关； C改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复第二步的操作。（2）如下图2所示为某次实验中得到的一条纸带，其中O 、A、B、C、是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则B点对应小车的速度vB_。要验证小车合外力的功与动能变化的关系，除钩码和砝码的质量、位移、速度外，还要测出的物理量为：_。【答案】 (1). （1）靠近； (2). （2） (3). 小车的质量【解析】（1） B开始将小车停在靠近打点计时器位置；（2）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可知B点的速度大小为：；验证合外力的功与动能变化间的关系的原理：mgx=Mv2，由此可知需要测量的物理量有：钩码质量m，小车的质量M，位移x，速度v则还需要测量的是小车的质量；17. (1)用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的_？A.天平 B. 弹簧秤 C.刻度尺 D.秒表(2)如图是实验中得到的一条纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 g9.80ms2，测得所用重物的质量为1.00kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_J，动能的增加量等于_J（取三位有效数字）。动能增加量小于重力势能的减少量的原因主要是：_。【答案】 (1). C (2). 7.62 (3). 7.56 (4). 重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用【解析】（1）在该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，也不需要弹簧秤同时实验中需要测量纸带上两点间的距离，所以需要刻度尺，所以选C。（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得C点的瞬时速度：，则动能的增加量： ，重力势能的减小量：Ep=mgh=19.800.7776J=7.62J；动能增加量小于重力势能的减少量的原因主要是：主要原因是重物下落受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用。三、解答题18. 小红一家自驾来东阳横店旅游，在“诸永”高速公路上，轿车在平直的路面上匀速行驶，速度表如图甲所示，她从车窗向外看，恰好看到交通标志牌上的标志（如图乙所示）求：（1）从标志牌处到东阳还需多长时间？（2）若轿车发动机的功率为5104W，则轿车在该路段行驶中所做的功是多少？（3）汽车在匀速行驶时所受的阻力是多少？【答案】 (1)0.8h (2)1.44108J (3)1800N【解析】（1）由标志牌知，到东阳的路程s=80km，由速度计知车速是100km/h，从标志牌到泉州的时间（2）轿车所做的功W=pt=5104W2880s=1.44108J（3）车匀速行驶时，车的牵引力 车匀速行驶处于平衡状态，车在水平方向上受牵引力F、阻力f作用，它们是一对平衡力，由平衡条件得：f=F=1800N点睛：本题解题的前提是知道交通标志牌的含义，会有交通标志牌求出路程s、由速度计求出汽车的速度v；解题的关键是掌握并灵活运用速度公式的变形公式、功的公式及变形公式、受力分析、平衡条件的应用19. 如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为6kg的小车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个质量为2kg的滑块A ， 在小车C的左端有一个质量为2kg的滑块B ， 滑块A与B均可看做质点现使滑块A从距小车的上表面高h=1.25m处由静止下滑，与B弹性碰撞后瞬间粘合在一起共同运动，最终没有从小车C上滑出已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为=0.5，小车C与水平地面的摩擦忽略不计，取g=10m/s2 求：（1）滑块A与B弹性碰撞后瞬间的共同速度的大小；（2）小车C上表面的最短长度【答案】（1）2.5m/s（2）0.375m【解析】【试题分析】(1)根据机械能守恒求解块A滑到圆弧末端时的速度大小，由动量守恒定律求解滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小；(2)根据系统的能量守恒求解小车C上表面的最短长度(1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为，由机械能守恒定律有：代入数据解得设A、B 碰后瞬间的共同速度为，滑块A 与B 碰撞瞬间与小车C 无关，滑块A 与B 组成的系统动量守恒， 代入数据解得(2)设小车C 的最短长度为L，滑块A 与B 最终没有从小车C 上滑出，三者最终速度相同设为，根据动量守恒定律有：根据能量守恒定律有：联立以上两代入数据解得【点睛】本题要求我们要熟练掌握机械能守恒、能量守恒和动量守恒的条件和公式，正确把握每个过程的物理规律是关键20. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，在自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R08 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m104 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m202 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x8t2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。g10 m/s2，求： （1）物块m2过B点时的瞬时速度v0；（2）BP间的水平距离；（3）判断m2能否沿圆轨道到达M点（要求写清计算过程）；【答案】（1）8 m/s（2）7.6 m（3）物块不能到达M点【解析】（1）由物块过B点后其位移与时间的关系x8t2t2得v08 m/s，加速度a4 m/s2（2）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为又，得vD4 m/s设平抛运动用时为t，水平位移为x，由Rgt2，x