黑龙江省哈尔滨六中2018-2019学年高一下学期期末物理试题

哈尔滨市第六中学20182019学年度下学期期末考试高一物理试题一．选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列说法中符合物理学发展史实的是（）A.开普勒在牛顿定律的基础上，推导出了行星运动的定律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的定律C.开普勒总结出了行星运动的规律，并且找出了行星按照这些规律运动的原因D.牛顿总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量【答案】B【解析】【详解】ABC．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出了行星按照这些规律运动的原因；选项AC错误，B正确；D．牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项D错误；2.下列说法正确的是（）A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.物体在恒力作用下一定做直线运动C.物体在变力作用下一定做曲线运动D.垂直速度方向的合力不为零时，物体一定做曲线运动【答案】D【解析】【详解】AB．在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，故AB错误；C．物体在变力作用下有可能做曲线运动，也可能做直线运动，如变力只是大小变化方向不变，并且力和速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故C错误；D．如果垂直于速度方向的合力不为零时，力和速度不在同一直线上，则物体一定做曲线运动，故D正确；3.一小船在静水中的速度为2v，要渡过一条宽度为d的河流，已知河水流速为v，则小船渡河（）A.最小位移为d B.最小位移为2dC.相对河岸最小速度 D.相对河岸最大速度为【答案】A【解析】【详解】AB.由于小船在静水中的速度为2v大于水的速度v，故小船过河最短路程为d，故A正确，B错误；C.两速度的合速度是相对河岸的速度，当两速度方向相反时，合速度最小，等于v，即相对河岸最小速度为v，故C错误；D．当两速度方向一致时，合速度最大，为3v，即相对河岸最大速度为3v，故D错误。故选A。4.如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D；而在C点以初速度沿BA方向平抛的小球也能击中D点。已知∠COD=60°，两小球初速度之比为（）（小球视为质点)A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设圆的半径为R，从题中可知小球1的水平距离和竖直距离都是R，由平抛运动的公式有，解得由图可知小球2的水平位移为竖直位移为联立解得则有故选A。5.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(  )A.＋mg B.－mgC.＋mg D.－mg【答案】A【解析】【分析】【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有即在产生拉力瞬间速度为之后人在安全带作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得联立解得故选A。【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向。6.质量为m的汽车，其发动机额定功率为P，当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【详解】当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力由功率所以上坡时的速度故ABC错误，D正确。故选D。7.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b、a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（）A.h B.2h C.1.5h D.2.5h【答案】C【解析】【详解】设a球上升高度h时，两球的速度大小为v，根据ab系统的机械能守恒得：3mgh=mgh+•（3m+m）v2，解得：，此后绳子恰好松弛，a球开始做初速为的竖直上抛运动，再对a球，根据机械能守恒：mgh+=mgH，解得a球能达到的最大高度：H=1.5h，故C正确，ABD错误。8.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时OA=0.3m，OB=0.4m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1m时速度大小为3m/s，则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为（取g=10m/s2）()A.11J B.16J C.18J D.9J【答案】C【解析】【详解】A球向右运动0.1m时，由几何关系得，B上升距离此时细绳与水平方向夹角的正切值则得由运动的合成与分解知识可知：B球的速度为解得以B球为研究对象，由动能定理得代入数据解得绳对B球的拉力所做的功为18J。故选C。9.如图所示，质量均为m的a､b两球固定在轻杆的两端，杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动，已知两球距轴O的距离L1>L2,现在由水平位置静止释放，在a下降过程中()A.a､b两球角速度相等 B.a､b两球向心加速度相等C.杆对a､b两球都不做功 D.a､b两球机械能之和保持不变【答案】AD【解析】【详解】A．a、b两球围绕同一个固定轴转动，角速度相等，故A正确；B．根据a=ω2r可知，因L1>L2，则a的向心加速度大于b的向心加速度，故B错误；C．在a下降过程中，b球的动能增加，重力势能增加，所以b球的机械能增加，根据重力之外的力做功量度物体机械能的变化，所以杆对b做正功，球a和b系统机械能守恒，所以a机械能减小，所以杆对a做负功，故C错误；D．两小球看成一个系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D正确；【点睛】本题是轻杆连接的模型问题，对系统机械能是守恒的，但对单个小球机械能并不守恒，运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可．10.如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R（R为地球半径）。下列说法正确的是（）A.a、b的线速度大小之比是B.a、b的周期之比是C.a、b的角速度之比是D.a、b的向心加速度大小之比是9：4【答案】CD【解析】【详解】A．两卫星均做匀速圆周运动向心力选不同的表达形式分别分析，由得故A错误；B．由得故B错误；C．由得故C正确；D．由得故D正确。故选CD。11.有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图所示，则下列说法正确的是（）A.a的向心加速度等于重力加速度gB.c在4h内转过的圆心角为C.b在相同时间内转过的弧长最长D.d的运动周期有可能是23h【答案】C【解析】【详解】A．地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同、角速度相同，可知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大，由得卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B．c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角故B错误；C．由，解得可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，则又a和c的角速度相同，由公式可知所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确；D．由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。故选C。12.如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则（）A.小球以后将向右做平抛运动B.小球将做自由落体运动C.此过程小球对小车做的功为D.小球在弧形槽内上升的最大高度为【答案】BCD【解析】【分析】【详解】AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得由能量守恒守恒，得联立得即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，故A错误，B正确；C．对小车运用动能定理得，小球对小车做功故C正确；D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则联立解得故D正确。故选BCD。二．非选择题：共50分13.如图为某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，图中小车是由挂在小车前端一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验都要把小车拉到同一位置再释放小车，小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．打点计时器工作频率为50Hz．（1）实验中木板略微倾斜，这样做（）A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为_______m/s．（保留三位有效数字）【答案】①.CD②.2.00【解析】【详解】第一空.实验中木板略微倾斜，这样做是为了平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功，使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动；故选CD．第二空.各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，利用公式：可得.14.某学习小组利用如图所示装置验证机械能守恒定律．(1)实验中，应先通电还是先释放纸带?_______．(2)如图所示，a、b、c以及d、e、f分别是连续相邻的三个打点，c、d间还有一些点图中未画出，用刻度尺分别测得a、c间距为,d、f间距为，b、e间距为．(3)已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g，若重锤质量为m，从b到e过程，重锤重力势能的减少量为=_______，动能的增加量=_______．(4)为了验证机械能守恒定律，本实验是否需要测量重锤质量?_______【答案】①.应先通电②.mgx3③.④.不需要【解析】【详解】第一空.实验操作时，应先接通打点计时器的电源后释放纸带使小车运动；第二空.从b到e的过程中，重力势能的减小量△Ep=mgh=mgx3；第三空.b点的速度，而e点的速度，则动能的增加量；第四空.该实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要测量重锤的质量．15.如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点．一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2．求：（1）小物块运动到C点时速度的大小；（2）小物块运动到C点时，对半圆型轨道压力的大小；（3）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功．【答案】（1）4m/s（2）9N（3）0.3J【解析】【详解】（1）从A到C，小物块的机械能守恒．解得：vc=4m/s（2）C点，小物块做圆周运动．解得：FN=9N根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小FN＇=9N（3）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有物块从C到D，由动能定理得：解得：Wf=0.3J【点睛】此题较简单，考查牛顿第二定律及动能定理的应用；关键是分析物理过程，选择合适的物理规律列出方程解答.16.如图，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上，一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁定．现解除锁定，小物块与弹簧分离后以一定的水平速度v1向右从A点滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC．已知B点距水平地面的高h2=0.6m，圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高，C点的切线水平，并与长L=2.8m的水平粗糙直轨道CD平滑连接，小物块恰能到达D处．重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计．求：(1)小物块由A到B的运动时间t；(2)解除锁定前弹簧所储存的弹性势能Ep；(3)小物块与轨道CD间的动摩擦因数μ．【答案】（1）（2）2J（3）0．5【解析】【详解】（1）小物块由A运动到B的过程中做平抛运动，有h1－h2=gt2得（2）根据图中几何关系可知，h2＝h1（1－cos∠BOC）得∠BOC＝60°设小滑块从A点离开时速度大小为v则解得v＝2m/s根据能转化与守恒可知，弹簧储存的弹性势能Ep＝mv2＝2J（3）根据功能关系有：mgh1＋Ep=