福建省福州市外国语学校2018_2019学年高一物理下学期期中试题（含解析）.docx

厦门外国语学校2018-2019学年第二学期期中考试高一物理试题一单项选择题（每小题只有一个选项正确，每小题4分，共计32分）1.下列关于功、功率的说法，正确的是（）A. 只要力作用在物体上，则该力一定对物体做功B. 由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率C. 摩擦力一定对物体做负功D. 由P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】D【解析】只有同时满足功的两个条件，力才做功，即：物体受力，同时在力的方向上发生了位移，故A错误；公式P=W/t只能计算平均功率，不能计算瞬时功率，故B错误；恒力做功的表达式W=FScos，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；据 P=Fv可知，当功率恒定时，牵引力与速度成反比，故D正确。故选D。点睛：解答此题的关键是：理解做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离二者缺一不可；理解平均功率和瞬时功率的概念，会用控制变量法讨论；同时要明确恒力做功的求法2.河宽400 m，船在静水中速度为4 m/s，水流速度是3 m/s，则船过河的最短时间是A. 140 sB. 133 sC. 120 sD. 100 s【答案】D【解析】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而，故D正确，ABC错误；故选D。点睛：利用渡河问题来考查矢量合成与分解是常见的一种题型。关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河。3.如图所示，滑板运动员以速度v0从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响下列说法中正确的是（）A. h一定时，v0越大，运动员在空中运动时间越长B. h一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大C. 运动员落地瞬间速度与高度h无关D. 运动员落地位置与v0大小无关【答案】B【解析】根据知，运动员在空中运动的时间由高度决定，与初速度无关，故A错误。落地时竖直分速度vy，则运动员落地的速度v=，初速度越大，落地瞬间速度越大，故B正确。落地时速度方向与水平方向夹角的正切值，可知落地的速度方向与高度有关，故C错误。水平位移由初速度和高度共同决定，则运动员落地的位置与初速度有关，故D错误。故选B。点睛：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移落地的速度方向与初速度和高度有关4.一小石子从高为10 m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为()A. 5 m/sB. 10 m/sC. 15 m/sD. 20 m/s【答案】B【解析】试题分析：运动的过程中小石子的机械能守恒，取地面为零势能面。设小石子在离地高度为h时动能等于重力势能，根据机械能守恒可得：mgh=mgh+mv2，由于动能和重力势能相等，则有：mgh=mv2，代入数据解得：v=m/s=10m/s；故选：B。考点：机械能守恒定律；自由落体运动。5.“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（）A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B. 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客的向心加速度不变D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】【详解】A、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故选项A错误；B、圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力，向心力指向下方，所以，则支持力，所以重力大于支持力，故选项B正确；C、摩天轮转动一周的过程中，根据可知乘客的向心加速度大小不变，但是加速度方向时刻在变化，故选项C错误；D、运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故选项D错误。6.甲、乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动，如图所示，已知两人的质量m甲m乙，下列判断正确的是（）A. 甲、乙的线速度大小相等B. 甲、乙的角速度大小相等C. 甲、乙的轨迹半径相等D. 甲受到的向心力比较大【答案】B【解析】甲、乙两名溜冰运动员做匀速圆周运动，是共轴转动，角速度相同，故B正确；弹簧测力计对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，则向心力相等，根据牛顿第二定律得：m甲R甲2=m乙R乙2；解得：；已知m甲m乙，所以乙做圆周运动的半径较大，故CD错误；甲、乙两名溜冰运动员角速度相同，根据公式v=r，由于转动半径不同，故线速度不相等，故A错误；故选B。7.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为下列说法正确的是A. 运动员踢球时对足球做功B. 足球上升过程重力做功mghC. 运动员踢球时对足球做功D. 足球上升过程克服重力做功【答案】C【解析】足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为,由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为,足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功：,故A错误，C正确；足球上升过程重力做功,足球上升过程中克服重力做功：，故BD错误；故选C.【点睛】根据动能定理，足球动能初始量等于小明做的功；小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，运用机械能守恒求解足球在最高点B位置处的动能8.如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得：，由题有：，可得：，质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得：，得克服摩擦力所做的功为，故选项C正确，A、B、D错误。二多项选择题（每小题有两个及其以上选项正确，每小题4分，共计16分）9.在空气某点将三个相同小球以相同的速率v分别斜向上抛出、竖直上抛和竖直下抛，均不计空气阻力，则从抛出到落地（ ）A. 三个小球的加速度相同B. 三个小球所受的重力做功相同C. 三个小球空中运动的时间相同D. 斜向上抛出小球能达到的高度最大【答案】AB【解析】由于阻力不计，故三个小球在空中均只受重力，故加速度均为g，故A正确；因三个小球初末位置的高度差均相同，因此重力做功相同，故B正确；三个小球的落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，故C错误；由于斜上抛的物体到达最高点时有水平速度，因此根据机械能守恒可知，竖直上抛的小球能达到的高度最大，故D错误。故选AB。点睛：本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒，然后根据竖直方向上的运动决定时间和最大高度10.如图所示是自行车转动机构的示意图，假设脚踏板每2s转1圈，要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量的物理量是（）A. 大齿轮的半径B. 小齿轮的半径C. 后轮的半径D. 链条的长度【答案】ABC【解析】脚踏板每2s转1圈，则脚踏板的角速度，则大齿轮的角速度为设后轮的半径为R，因为大小齿轮的线速度相等，所以，小齿轮和后轮的角速度相等，则线速度，所以还需要测量大齿轮半径，小齿轮半径，后轮的半径R故选ABC【点睛】根据脚踏板的转速从而求出脚踏板的角速度，抓住脚踏板和大此轮的角速度相等求出大齿轮的角速度通过大小齿轮的线速度相等求出小齿轮的角速度，根据小齿轮的角速度与后轮的速度相等求出自行车的线速度11.在一次冰壶比赛中，运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面抛出，由于摩擦阻力的作用，冰壶的动能随位移变化图线如图所示，已知冰壶质量为19kg,g取2，则以下说法正确的是 A. B. C. 滑行时间t=5sD. 滑行时间t=10s【答案】D【解析】由动能定理得，由图知，代入得，解得，A错误B正确；设冰壶的初速度为v，则有：，得，由得滑行时间，C错误D正确12.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，已知两物体距轴O的距离L1L2 ， 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】a、b两球围绕同一个固定轴转动，角速度相等，故A正确；根据a=2r可知，因L1L2，则a的向心加速度大于b的向心加速度，故B错误；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；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；故选AD。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三实验探究题（本题共两小题，总分12分）13.用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中_的方法；A理想实验法B等效替代法C控制变量法D演绎法（2）图中是在研究向心力的大小F与_的关系。A质量mB角速度D半径r（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为_A.1：9B.3：1C.1：3D.1：1【答案】 (1). C (2). B (3). B【解析】【分析】该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合v=r，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。【详解】(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。故选C。(2)图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系。故选B。(3)根据Fn=mr2，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=r，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1。故选B。【点睛】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。14.某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块（带遮光条）用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连，每次滑块都从A处由静止释放。 (1)下列实验要求中不必要的一项是_（请填写选项前对应的字母）。A应将气垫导轨调至水平B应使细线与气垫导轨平行C应使A位置与光电门B间的距离适当大些D应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量（2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，测量结果如图所示，则d_ mm. (3)实验时，已知滑块（带遮光条）的质量M，钩码质量m，A、B间的距离L，遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t，重力加速度为g，则满足的关系式_（用M、m、g、L、d、t表示）即可验证从A到B过程系统机械能守恒。【答案】 (1). D (2). 8.477mm (3). 【解析】（1）验证系统机械能守恒，应将气垫导轨调至水平，使细线与气垫导轨平行，为了减小误差，A位置与光电门的距离适当大一些实验中不需要满足钩码重力等于绳子的拉力，则不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故ABC正确，D错误本题选不必要的步骤，故选D（2）螺旋测微器测量遮光条宽度d8mm+0.01mm47.7=8.477 mm.（3）滑块通过光电门的瞬时速度，则系统动能的增加量Ek(M+m)v2=(M+m)()2系统重力势能的减小量Ep=mgL，则系统机械能守恒满足的表达式为：mgL=(M+m)()2点睛：解决本题的关键知道实验的原理，抓住系统重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度四计算题（本题共4小题，总分40分）15.一质量为m=1kg的物体从高h=1.5m，长L=3m的光滑斜面的顶端，由静止开始沿斜面滑下，设物体下滑过程中机械能总量不变。取，求：（1）物体滑到斜面底端的速度v的大小；（结果可用根式表示）（2）全程重力做功WG；（3）求物体具有的机械能E。（以地面作为零势能参考面）【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】解：(1)选取地面为零势能面，根据机械能守恒定律得出：解得： (2)全过程中重力做功为：(3)选取地面为零势能面，物体具有机械能为：16.如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r20 cm处放置一小物块，其质量为m2 kg，物块与圆盘间的动摩擦因数0.5.当圆盘转动的角速度2 rad/s时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10 m/s2.求：(1) 物块的线速度大小；(2) 物块的向心加速度大小；(3) 欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？【答案】（1）0.4 m/s （2）0.8 m/s2 （3）5 rad/s【解析】【详解】解：(1) 当时，滑块的线速度： (2) 当时，滑块的向心加速度：(3) 当物块刚要发生滑动时最大静摩擦力充当向心力，设此时圆盘转动的角速度为由牛顿第二定律得解得：，故圆盘转动的角速度不能超过17.如图是货场装卸货物的示意图，图中吊车向左运动的速率 v恒定，使悬吊着的货物也以同一速率 v做水平方向上的匀速运动。当货物距货车 x时，吊车上的卷扬机突然启动，使货物在水平方向上仍以 v匀速运动的同时，又沿竖直方向向上做加速度为 a的匀加速运动.(1)若货物的总质量为 M，求卷扬机启动前、后吊绳上的拉力各是多大？(2)以卷扬机启动瞬间物体所在位置为坐标原点 O，水平向左为+x方向，竖直向上为+y方向，请在如图坐标系中画出货物运动的大致轨迹.(3)为使货物到达货车时至少提升 h高度，则v最大值为多少？【答案】(1), (2)【解析】【详解】(1)卷扬机启动前货物无竖直方向加速度，由平衡条件得： ，卷扬机启动后货物有竖直向上的加速度，由牛顿第二定律得:，解得：(2)货物在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，故货物的实际运动是匀变速曲