2018-2019学年福建厦门高一下学期期末物理考试试卷含答案

厦门市2018-2019学年度第二学期高一年级质量检测物理试题一、单项选择题：1.下列关于物理学研究方法叙述中正确的是A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了比值定义法B.在研究运动的合成与分解时，采用了控制变量法C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了等效替代的方法D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法【答案】D【解析】【详解】A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了控制变量法，故A错误。B.在研究运动的合成与分解时，采用了等效替代法，故B错误。C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了比值定义法，故C错误。D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法，故D正确。2.如图所示是一种修正带的齿轮传动装置，使用时大齿轮带动小齿轮转动，关于大齿轮上46两点和小齿轮上C点的运动判断正确的是A.A,。两点的角速度相等 B.月、8两点的角速度相等C.A,8两点的线速度大小相等 D.B、。两点的线速度大小相等【答案】B【解析】【详解】BC.A.8两点是同轴转动，角速度大小相等，因为尼＞后，且哼此访所以以＞除,故B正确，C错误；AD.A,。两点是齿轮传动，线速度大小相等，所以尻。两点线速度大小不相等，又因为兄>R,故小。两点的角速度不等，故AD错误；3.如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度％沿光滑水平面向左运动。在小球向左压缩弹簧的过程中TOWA.小球做匀减速运动B.小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C.小球克服弹力做功，机械能减少D.小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大【答案】C【解析】【详解】A.小球向左压缩弹簧，形变量越来越大，故弹力越来越大，则根据牛顿第二定律可知，小球的加速度越来越大，做加速度变大的减速运动，故A错误；B.由于小球和弹簧组成的系统外力做功为零，故系统的机械能守恒，故B错误：C.弹力对小球做负功，即小球克服弹力做功，所以小球的机械能减小，故C正确；D.小球和弹簧刚接触时速度最大，但此时弹力最小，加速度最小，故D错误。4.如图为厦门观音山梦海岸度假区的摩天轮，是游客喜爱的娱乐项目之一。假设摩天轮座与舱中的游客均可视为质点，座舱在竖直面内做匀速圆周运动A.游客在各个位置的线速度都相同B.所有游客加速度都相同C.摩天轮转动时，游客始终处于平衡状态

D.游客经过最低点时处于超重状态【答案】D【解析】【详解】A.匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故A错误；B.匀速圆周运动向心加速度一直沿半径指向圆心，方向时刻变化，故B错误；C.摩天轮转动时有沿半径方向加速度，所以游客不是处于平衡状态，故C错误;D.游客经过最低点时，加速度向上，所以处于超重状态，故D正确：5.2019年4月10口，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大,引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。史瓦西半径公式一是一种估算黑洞大小的方法，公式中万有引力常量G=6.67Xl()fN・m2/kg,光速c=3.OXlO^m/s,天体的质量为加已知地球的质量约为6.0X10、g,假如它变成一个黑洞，则该黑洞的半径约为A.9X10"m9X1()71n9mA.9X10"m9X1()71n9m9XlOrn【答案】B【解析】【详解】根据题意知，万有引力常量6^6.67X10-uN-m7kg2,光速c=3.OX10sm/s,天体的质量为的6.0X10”kg,则由史瓦西半径公式：住求出地球变成一个黑洞的半径=9X10%2x6.67xl0-nx6.0xl024

=9X10%a球初速度较大C.aa球初速度较大C.a球碰到墙面时速度较大【答案】Aa球在空中飞行的时间较长D.a球速度变化量较大【解析】【详解】AB.在平抛运动过程中，有：h=ygt2；A-Fof；位移与水平方向夹角正切值为:tana=-=-^-.速度与水平方向夹角的正切值为：匕邛=弋=弋。则有：tanf=2tan。。X2g/ vygt在平抛运动中，有：/?=x・tana=X."2。两球碰到墙面时与水平方向夹角分别为300和2/?. tan300 1 1 /f/T x60,，所以,=1工高=彳，由仁+g广可得：'=」？=一，初速度：产土，可得：h2 tan600 3 2 t. V/?. 3 t所以a的初速度较大，而飞行的时间较小。故A正确，B错误;vC.由于末速度一产前可知,匕।vycos600vC.由于末速度一产前可知,*=尊如=i'所以两球碰到墙面时速度相等，故C错误；D.a飞行的时间较小，由△片g△片可知＜2速度变化量较小。故D错误;.小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速运动，使小船到达河对岸时恰好不与河岸相撞。小船在静水中的行驶速度如图甲所示，水的流速如图乙所示，则卜.列关于小船渡河说法正确的是A.小船的运动轨迹为直线.小船渡河的河宽是150mC.小船到达对岸时，沿河岸下游运动了60nlD.小船渡河的最大速度是13m/s【答案】B【解析】【详解】A.小船在静水中先做加速运动后做减速运动，具有加速度，故小船的运动轨迹为曲线，故A错误。B.研究垂直于河岸方向的运动，速度时间图象用成的面积表示位移，则小船渡河的河宽at—x30xl0m=150m,故B正确。2C.根据运动的等时性可知，小船沿河岸方向运动了30s,距离.尸30X3m=90m,故C错误。D.根据矢量合成法则可知，小船在静水中的速度最大时，渡河速度最大，为J100+9nls=J109ni/s,故D错误。8.如图所示为一水平传送带，以5m/s的速率顺时针运转，四间距为仇。现将1kg的小块经放在传送带的左端，小物块与传送带间的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度取lOm//。小物块从传送带左端运动到右端的过程中A.小物块一直做匀加速运动B.传送带对小物块做功为20JC.摩擦产生的热量为12.5JD.电动机由于传送小物块多消耗的电能为12.5J【答案】C

【解析】【详解】A.小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：衣丝这二〃炉5m/s',物块mv5速度增加至与皮带速度相同时所用时间为：^=-=-=15：匀加速直线运动的位移为：a3v252x=—= =2.5m<L=4m,然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动。故A12a2x5错误。B.小物块运动到皮带右端时速度为片5m/s,根据动能定理得：传送带对小物块做功监9卬*LX1X5112.5J,故B错误。2 2C.物块匀加速运动过程，传送带的位移为：AF4Q5Xlm=5m；物块相对于传送带运动的位移大小为：5m=2.5m；则摩擦产生的热量为小〃侬△产12.5J,故C正确。D.电动机由于传送小物块多消耗的电能等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和，为=Lr/+e25J,故D错误。2二、多项选择题：9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其r-亡图象如图所示。已知汽车的质量为2X103kg,2X103kg,汽车受到的阻力为车重的0・1倍,重力加速度g取10m/s）则A.汽车在前A.汽车在前5s内的加速度为2m/s:B.汽车在前5s内的牵引力为4义10太C.汽车的额定功率为C.汽车的额定功率为60kWD.汽车的最大速度为20m./s【答案】AC【解析】【详解】AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度。=V=W=2m/s:由牛顿第二定律得:△/ 5尸-尸阴二zaa,户用=0.1侬，解得后6乂10和.故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，Fk6Xl（）3xi0W=60kW.当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即尸二尸用，最大速度P阻力大小相等，即尸二尸用，最大速度P60000 …2000=30m.s,故C正确，D错误:10.摄影组在某大楼边拍摄武打片，导演在离地面高度H=8m的房顶处架设轮轴，轨道车通过细钢丝跨过轮轴拉着特技演员从地面“飞”到房顶，如图所示。特技演员的质量m=50kg,人和车均可视为质点，重力加速度取lOm/s）若轨道车以速度v=5m/s从A点匀速前进6m到达B点,则该过程中A.特技演员上升的高度为4mB.轨道车到达B点时特技演员的速度为3m/sC.特技演员受钢丝绳拉力为500ND.特技演员机械能增加了1225J【答案】BD【解析】【详解】A.由图可知，在这一过程中，连接轨道车的钢丝长度由8nl伸长到10m,所以演员上升的距离为（10-8）m=2m,故A错误。B.设轨道车在6时细线与水平方向之间的夹角为〃，将此时轨道车的速度分解，此时钢丝的速度/纹=0COS。二片3m/s,沿绳方向速度大小相同，vA=r«=3m/so故B正确。C.轨道车以速度归5m/s从A点匀速前进，v后的os。，角度变化，心变化，所以人并非匀变速运动，拉力大小改变，不是定值，故C错误。D.对人根据动能定理得：合力做功#’合二△瓦二225J,以地面为势能零点，瓦二侬ZfIOOOJ。根据功能关系可知，钢丝在一过程中对演员做的功等于演员机械能的增量，即△后瓦+“二1225J,所以机械能增加1225J,故D正确。11.2019年5月17口，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衡，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。该卫星发射过程为：先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在尸处变轨到桶圆轨道2上，最后由轨道2在。处变轨进入同步卫星轨道3。轨道1,2相切于尸点，轨道2、3相切于。点。忽略卫星质量的变化，则该卫星A.在轨道3上的运行周期为24hB.在轨道3上的运行速率大于7.9km/sC.在轨道3上经过0点的向心加速度大于在轨道2上经过0点的向心加速度D.在轨道2上由尸点向0点运动的过程中，地球引力对卫星做负功，卫星的动能减少【答案】ACD【解析】【详解】A.在轨道3同步卫星轨道，故在轨道3上运行周期为24h,故A正确：B.7.9km/s是地球第一宇宙速度大小，而第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是近地卫星运行速度，故同步轨道3上卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；C.在同一点卫星受到的万有引力相同，在轨道3上万有引力提供向心力，在轨道2上卫星在。点做近心运动，则万有引力大于向心力，即%>C句2，则在轨道3上经过0点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度，故C正确：D.卫星在轨道2上无动力运行时，由近地点尸向远地点0运动过程中，地球对卫星的引力做负功，势能增加，而卫星的机械能保持不变，故其动能减小，故D正确。12.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中其机械能石总和动能属随它离开地面的高度人的变化如图所示。取地面为零势能参考面，重力加速度g取lOm/s）由图中数据可知A.物体的质量为lkgB.物体上升的最大高度6mC.从地面至方=2m,物体的动能减少30JD.物体运动到最高点的过程中克服阻力做功60J【答案】AC【解析】【详解】根据能量守恒定律得：及二£总-&A.由图知，足4nl时瓦二40J,由瓦二侬力得zzplkg,故A正确。B.由图知，动能随着上升高度线性减小，解得属二100-15力，当属6m时，动能不为0,故B错误。C.庆2nl时，瓦二70J,初动能为100J,物体的动能减少30J,故C正确。J，初TOC\o"1-5"\h\z20 20 200J，初D.由其二100T5力可得动能为。时，足一m：总能量斤100-5力：当足一m时，后——3 3 3始总能量为100J,损失的能量即为物体运动到最高点的过程中克服阻力做功，有：200 100100J--J=-J,故D错误。三、实验题：13.某实验小组采用图甲所示的装置探究动能定理。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情*兄，力传感器记录细绳对小车的拉力大小力传感器重物小车纸带打点计时器力传感器重物小车纸带打点计时器甲 乙(1)下列措施中必要的是 A.使细绳与长木板平行B.实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力C.使小车质量远大于重物和力传感器的总质量(2)在正确的操作下，某次实验中力传感器的示数为尸，小车的质量为K打出的纸带如图乙所示。将打下的第一个点标为0，在离0点较远的纸带上依次取出氏C三个计数点。己知相邻两计数点间的时间间隔为7,测得小氏C三点到0点的距离分别为盛、生、X3,则应选择从。点到点(选填、"8”或)过程来探究动能定理。若在误差允许范围内满足关系式 (用题中所给字母表示)，则可认为合力对物体做的功等于物体动能的改变。【答案】(1).AB(2).B(3).Fxy=-M[-2I2T)【解析】【详解】第一空.实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力等于小车的合外力，故A正确；实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B正确；由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，故C错误。第二空.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出6点的速度，从而得出动能的增加量，则应选择从0点到6点过程来探究动能定理：第三空.从。点到8点过程来由动能定理得尸X,-2t2T)14.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。绕过轻质定滑轮的细线两端连接质量均为”的物块1和88上方放有一质量为卬的铁环。(铁环。与物块8不粘连)。

（D开始时乩氏。由图示位置静止释放。物块6在穿过圆环。时，铁环。被圆环，挡住，而物块5穿过圆环。后继续下落。光电计时器A厂记录物块6从E到厂的时间为3测得所间距为d,则物块6运动到圆环〃处时的速度大小——；测得铁环。到圆环。的高度差为力,,则验证了机械能守当地重力加速度为g,本实验若在误差允许的范围内满足表达式恒定律（结果均用题中所给字母表示）o⑵该同学为了能更加精确地验证机械能守恒定律，进行了多次实验。实验中M=0.2kg,m=0.05kg,d=0.2m,当地重力加速度g取9.79m/s＞具体操作如下:①改变物块6的释放位置，调整分值②测出相对应的时间t,则验证了机械能守③在坐标纸中以1为纵轴，以方为横轴建立坐标系，画出图象，如图乙所示;④根据图中数据可求得8=m/s\若在误差允许的范围内与当地重力加速度相等，则验证了机械能守恒定律（结果保留三位有效数字）。【答案】 (1).y(2).mg/?=g(2仞+机)(3).9.76【解析】【详解】第一空.铁环。运动到圆环，处时的速度大小即为铁环被挡住后，A,6匀速运动的速,d度厂一；第二空.根据机械能守恒定律得mg/z=g(2M ；第三空.由烦W(2M+〃吧［化简得A/黑)，2mg图象斜率为(2M+加)小$.2,代入数据可得交9.76/二四、计算题：15.如图所示，质量s=10kg的物体放在水平面上，在水平拉力4100N作用下，从火点静止开始向右匀加速直线运动到8点，月8间距s=8m。已知物体与水平面间的动摩擦因数以〃=0.6,重力加速度g取l(Ws)求(1)物体在8点的速度大小；⑵从A到8拉力厂的平均功率产。【答案】(1)8m/s(2)400W【解析】【详解】(1)对物体分析，从A到3,由动能定理得(尸一〃〃吆)§=!〃?廿一0①代入数据得u=8〃?/s【或：对物体分析，由牛顿第二定律得尸一/〃根据匀变速运动规律有荷=2as代入数据得u=8〃?/s】

（2）拉力厂的平均功率7=尸工②-0+v根据匀变速运动规律有u= ③2代入数据得A=400W【或：从4到3,拉力对物体做功1匕.=/5根据匀变速运动规律有s=-at22-W拉力厂的平均功率p=:，代入数据得A=400W】.如图甲所示，宇航员在某星球上将一轻弹簧竖直固定在水平地面上，把物体轻放在弹簧上端，由静止释放。物体的加速度a与弹簧的压缩量才间的关系如图乙所示（图中a为已知量）。假设星球为质量均匀分布的球体，半径为尼万有引力常量为G。求乙乙⑴星球的质量M⑵若发射一个探测器围绕该星球表而做匀速圆周运动，求探测器的环绕速度大小.【答案】（1）“=笠（2）v=【解析】【详解】（1）由图乙可知，当弹簧压缩量为0时，物体只受重力，则〃吆=〃心。①对星球表面的物体一二”=mg ②R-解得〃=等=哈;⑵环绕星球表面的探测器鬻二十解得l，=解得l，=.如图所示，一个质量M=50kg的人站在水平地面上，手执一根不可伸缩的轻绳，绳的末端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。已知绳长£=0.4m,小球质量s=0.2kg,重力加速度g取lOm/s）求：⑴若小球在最高点的速度F=4m/s,则此时轻绳的拉力7；大小；⑵若小球恰好能通过最高点，当小球运动到最低点时，水平地面对人的支持力大小。【答案】（1）6N（2）512N【解析】【详解】（1）在最高点时，对小球受力分析有7；+〃吆=等①代入数据得（=6N；（2）小球恰好能通过最高点，在最高点轻绳的拉力为零,对小球受力分析有〃吆=mv1~L对小球受力分析有〃吆=mv1~L小球从最高点运动到最低点，由动能定理得〃7g（2L）=L加片一L〃学③2在最低点,对小球受力分析有尸-〃吆=/77V；在最低点,对小球受力分析有尸-〃吆=/77V；联立②③④式解得轻绳的拉力F=6〃7g,此时对人分析，水平地面对人的支持力=Mg+尸⑤

代入数据得Ey=512N。18.如图甲所示，水平面上1点处有一质量卬=0.5kg的小物块，从静止开始在水平向右恒力£作用下运动，通过8点时立即撤去力凡，物块恰好落到斜面尸点。物块与水平面间的滑动摩擦力为尤f大小与物块离月点的距离d的关系如图乙所示。己知月6间距为2m,斜面倾角=37°,步间距为3m,重力加速度g取10m/s,,不计空气阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求(1)物块通过8点时速度大小；(2)恒力£大小(3)现将图甲装置置于风洞实验室中，斜面员:处于风场中，且足够长。物块从6点以(1)同中的速度水平向右抛出，立即撤去力£,同时物块受到大小为4N的风力E作用，风力方向从水平向左逆时针到竖直向下范围内可调，如图甲所示。调整风力方向使物块从抛出至落到斜面的时间最短，求该最短时间及在此条件下物块第一次落到斜面时的动能.【答案】(1)4m./s(2)4.5N(3)7.69J【解析】【详解】(1)物块从8到尸，假设6尸间距为L，根据平抛运动规律有水平方向：x=LcQsO=vBt①竖直方向：y=Lsin,6=-gt2②代入数据，联立①②式解得喙=4ni/s；(2)由图乙可知摩擦力对物块做功为w,=-g(/；+A)d③物块从A到3,由动能定理有1d+叼=!〃"一0④

代入数据，联立③④式解得K=4.5N(3)方法一:以3点为坐标轴原点，水平方向为x轴，竖直方向为)'轴，假设尼与一x轴方向成。角，根据运动的合成与分解有._., 16COS<7,=水平方向：x=vj = r⑤2m皿士+4 1(Esina+mg),_竖直方向：y=-- —r⑥2Hl几何关系：tand=)⑦x联立⑤⑥⑦式解得 1(月sina联立⑤⑥⑦式解得 1(月sina+mg)1 +一2 m 212代入数据可得"20+4(4sm”3c°sa)'(4 3 、而4sina+3cosa=5—sina+—cosa=15 5 )L=0.3s£cosa 尸、匕=乙一二 1⑨m(Asina+〃?g)与vv= —Z⑩m纥=］八户=?〃(片+片)(11)Acosa-⑧- tan