2019-2020学年高一物理下学期教学段考试题(含解析).doc

2019-2020学年高一物理下学期教学段考试题(含解析)一、选择题（本题有15小题，每小题3分，共45分。）1. 物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步下列关于物理学中运动与力发展过程研究的说法，正确的是( )A. 亚里士多德首先提出了惯性的概念B. 牛顿的三条运动定律是研究动力学问题的基石，都能通过现代的实验手段直接验证C. 牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来D. 力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位【答案】C【解析】试题分析：伽利略首先提出了惯性的概念，选项A错误；牛顿的三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第二、第三定律能通过现代的实验手段直接验证，牛顿第一定律不能通过现代的实验手段直接验证，选项B错误；牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来，选项C正确；力的单位“N”和加速度的单位“m/s2”都是导出单位，选项D错误。考点：物理学史2. 质量为m的小物体沿着半径为R的半球形金属球壳下滑，当滑到最低点时速率为v，如图所示，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时（ ）A. 加速度为B. 向心力为m（g+）C. 对球壳的压力为mD. 受到的摩擦力为m（g+）【答案】D【解析】A项：物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为R，向心加速度为，但是由于受摩擦力，水平方向还有切向加速度，故合加速大于，故A错误；B项：根据牛顿第二定律得知，物体在最低点时的向心力为：，故B错误；C项：根据牛顿第二定律得：，得到金属球壳对小球的支持力为： ，由牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大小为：，故C错误；D项：物体在最低点时，受到的摩擦力为：，故D正确。点晴：物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为R，向心加速度为，此时由重力和支持力提供向心力根据牛顿第二定律求出支持力，由公式f=N求出摩擦力。3. 人在距地面高为h、离靶面距离为L处将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，飞镖落在靶心正下方，如图所示。只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是( ) A. 适当减小v0 B. 适当提高hC. 适当减小m D. 适当减小L【答案】A【解析】水平方向，减小m对时间没有影响，竖直高度不变，C错；如果水平位移不变，初速度不变，运动时间不变，竖直高度不变，B错；适当减小初速度，运动时间增大，竖直高度增大，A对；减小水平位移，时间减小，竖直高度减小，D错4. 如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力，则轰炸机的飞行速度为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】炸弹离开飞机在空中运动时间为，击中目标时速度为，则由平抛运动规律有： ， ，由于炸弹垂直击中山坡A，则将此时炸弹的速度分解得：，联立解得：，故选项C正确。点睛：轰炸机沿水平方向匀速飞行，释放的炸弹做平抛运动，将其运动分解为水平和竖直两个方向研究，根据平抛运动的规律解答即可。5. 如图所示，图甲为水平传送带，图乙为倾斜传送带，两者长度相同，均沿顺时针方向转动，转动速度大小相等，将两个完全相同的物块分别轻放在图甲、乙传送带上的A端，两物块均由静止开始做匀加速运动，到B端时均恰好与传送带速度相同，则下列说法正确的是（ ）A. 图甲中物块运动时间小于图乙中物块运动时间B. 图甲、乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量相等C. 图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块动能的增加量D. 图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量【答案】D【解析】试题分析：设传送带长度为L，速度为v根据，知，相等，所以时间t相等，故A错误；物体与传送带间的相对位移，可知相对位移大小相等由，知加速度大小相等根据牛顿第二定律得：甲图中有，乙图中有，可得，摩擦生热，所以乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量较大，故B错误；图甲中只有摩擦力对物体做功，由动能定理知，传送带对物块做的功等于物块动能的增加量，乙中传送带重力都对物块做的功，且重力做负功，由动能定理知，乙中传送带对物块做的功大于物块动能的增加量，故C错误；根据功能原理可知，图甲、乙传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量，故D正确。考点：功能关系、机械能守恒定律【名师点睛】解决本题的关键要根据物体的运动情况，判断加速度关系、摩擦力关系要注意研究摩擦生热，要根据相对位移。6. 如图,一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球（可视为质点）相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内作匀速转动，测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加速度），下列说法正确的是（ ）A. 小球的线速度大小为gLB. 小球运动到最高点时处于完全失重状态C. 当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球作用力方向指向圆心OD. 轻杆在匀速转动过程中,轻杆对小球作用力的最大值为mg【答案】B【解析】试题分析：根据得：，A错误；小球做匀速圆周运动，加速度为g，所以小球在最高点的加速度为g，处于完全失重状态，B正确；当轻杆转到水平位置（图中虚线时，杆的力和重力的合力指向圆心，所以轻杆对小球的作用力方向不可能竖直向上，C错误；在最低点杆对小球的作用力最大，即，解得：，D错误；故选B。考点：圆周运动、牛顿第二定律。【名师点睛】本题主要考查了向心力公式的直接应用，知道匀速圆周运动合外力提供向心力，物体的加速度为g时处于完全失重状态；根据求解线速度，小球在最高点的加速度为g，处于完全失重状态，匀速圆周运动合外力提供向心力，在最低点对小球的作用力最大，根据向心力公式列式即可求解最大值，7. 如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】A选项中，拉力做功为：W=Fl；B选项中，拉力做功为：；C选项中，拉力做功为：D选项中，拉力做功为：故D图中拉力F做功最小。点晴：本题涉及恒力做功的求法，拉力F做功取决与力的大小、位移的大小和力与位移夹角的余弦三者的乘积，与是否有其他力做功无关。8. 质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上已知t=0时质点的速度为零在图中所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（ ）A. t1 B. t2 C. t3 D. t4【答案】B【解析】试题分析：由力的图象分析可知：在0-t1时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动在t1-t2时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动在t2-t3时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动在t3-t4时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动t4时刻速度为零则t2时刻质点的速度最大，动能最大故选B。考点：牛顿定律的应用【名师点睛】动能是状态量，其大小与速度大小有关，根据受力情况来分析运动情况确定速度的变化，再分析动能的变化是常用的思路。9. 如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段所受的摩擦力做的功为（ ）A. mgR B. mgR（1） C. mgR D. mgR【答案】B【解析】设物体在AB段克服摩擦力做的功为Wf对全过程应用动能定理：mgR-Wf-mgR=0；解得：Wf=mgR(1-),故选B.【点睛】解答此题的关键是熟练掌握动能定理及其应用，理解适用动能定理得条件10. 如图所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，轻绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，离地面高度为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. 1.5h C. 2h D. 2.5h【答案】B【解析】释放b后，在b到达地面之前，a向上加速运动，b向下加速运动，a、b系统的机械能守恒，若b落地瞬间速度为v，取地面所在平面为参考平面，则3mghmghmv2（3m）v2，可得vb落地后，a向上以速度v做竖直上抛运动，能够继续上升的高度h所以a能达到的最大高度为15h，B正确11. 一个排球在A点被竖直抛出时动能为20J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12J，设排球在运动中受到的阻力大小恒定，则（ ）A. 上升到最高点过程重力势能增加了20JB. 从最高点回到A点过程克服阻力做功4JC. 上升到最高点过程机械能减少了8JD. 从最高点回到A点过程重力势能减少了12J【答案】B【解析】由题意知整体过程中动能（机械能）减少了8J，则上升过程克服阻力做功4J，下落过程克服阻力做功4J；上升到最高点过程动能减少量为20J，克服阻力做功4J即机械能 减少4J，则重力势能增加了16J；故A错误；由题意知整体过程中机械能减少了8J，上升过程机械能减少4J，从最高点回到A点过程克服阻力做功4J故B正确；上升的过程中克服阻力做功4J即机械能 减少4J故C错误；从最高点回到A点过程动能增加了12J，机械能减少4J，则重力势能减少16J；故D错误；故选B。点睛：本题应根据动能定理可知总功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的减小量；除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，进行分析12. 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1581c”却很值得我们期待该行星的温度在0 到40 之间，质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则()A. 在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B. 如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍C. 该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍D. 由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化【答案】BD【解析】当卫星绕行星表面附近做匀速圆周运动时的速度即为行星的第一宇宙速度，由得 ，M是行星的质量，R是行星的半径，则得该行星与地球的第一宇宙速度之比为故A错误；由万有引力近似等于重力，得，得行星表面的重力加速度为，则得该行星表面与地球表面重力加速度之比为，所以如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍故B正确；根据万有引力提供向心力，列出等式可得： 行星“G1-58lc”公转周期为13个地球日将已知条件代入解得：行星“G1-58lc”的轨道半径与地球轨道半径r行G：r日地=，故C错误；根据相对论原理可知，由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化，选项D正确；故选BD.点睛：本题行星绕恒星、卫星绕行星的类型，建立模型，根据万有引力提供向心力，万有引力近似等于重力进行求解视频13. 如图所示，一根轻质细杆的两端分别固定着A、B两只质量分别为m和2m的小球，O点是一光滑水平轴，已知AO=L，BO=2L使细杆从水平位置由静止开始转动，当B球转到O点正下方时（ ）A. 因为A球质量小于B球质量，A球机械能减小量小于B球机械能增加量B. 到达竖直状态两球速率相等。C. A与B各自机械能都不守恒，但杆对A和B做功代数和为零则A与B和杆组成的系统机械能守恒D. 当A到达最高点时，杆对它为支持力且竖直向上【答案】CD【解析】试题分析：整个系统在运动过程中，只有动能和势能相互转化，故系统机械能守恒，故A球机械能增加量等于B球机械能减少量，故选项A错误，C正确；由于二者角速度相同，但是半径不同，故到达竖直状态时速率不同，故选项B错误；两球绕O做圆周运动，只有重力做功，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，由于，故当A到达最高点时，杆对它为支持力且竖直向上，故选项D正确。考点：机械能守恒定律、向心力【名师点睛】本题考查了求球的速度，分析清楚球的运动过程、应用机械能守恒定律、线速度与角速度的关系即可正确解题。14. 汽车发动机的额定功率为60kW，汽车总质量为5000kg汽车在水平面上行驶时，阻力恒为车重的五分之一（g取10m/s2）当汽车以额定功率启动后在水平面上直线行驶的过程中，对汽车运动情况描述正确的有（ ）A. 先做匀加速运动再做变加速运动最后做匀速运动B. 先做变加速直线运动再做匀速直线运动C. 汽车受到的阻力为1000ND. 汽车最大速度大小是6m/s【答案】BD【解析】A、B项：根据P=Fv知，功率减小，则牵引力减小，开始牵引力等于阻力，根据牛顿第二定律知，物体产生加速度，加速度的方向与速度方向相反，汽车做减速运动，速度减小，则牵引力增大，则牵引力与阻力的合力减小，知汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力再次等于阻力时，汽车做匀速运动故A错误，B正确；C项：汽车受到的阻力：，故C错误；D项：额定功率为60kW时，当牵引力等于阻力时，开始做匀速直线运动，故D正确。15. 如图所示,倾角=30的固定斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于D点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B，使滑轮左侧绳子始终与斜面平行，初始时A位于斜面的C点，C、D两点间的距离为L。现由静止同时释放A、B，物体A沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置为E点，D、E两点间距离为。若A、B的质量分别为4m和m，A与斜面之间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度为g，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，则（ ）A. A在从C至E的过程中，先做匀加速运动，后做匀减速运动B. A在从C至D的过程中，加速度大小C. 弹簧的最大弹性势能为D. 弹簧的最大弹性势能为【答案】BD【解析】试题分析：对AB整体，从C到D的过程受力分析，根据牛顿第二定律得：加速度为：，可知a不变，A做匀加速运动从D点开始与弹簧接触，压缩弹簧，弹簧被压缩到E点的过程中，弹簧弹力是个变力，则加速度是变化的，所以A在从C至E的过程中，先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做变减速运动，直到速度为零，故A错误，B正确；当A的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对AB整体应用动能定理得：解得：，则弹簧具有的最大弹性势能为：，故C错误，D正确故选BD考点：牛顿第二定律；动能定理二、实验题（本题有2小题，共16分。）16. 某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物快接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物快使弹簧压缩一段距离，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能(1)实验中涉及到下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物快接通打点计时器电源向左推物快使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_（填入代表步骤的序号）(2)图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50Hz由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s比较两纸带可知，_（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大【答案】 (1). ； (2). 1.29； (3). M【解析】试题分析：（1）实验中应先向物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为；（2）由M纸带可知，右侧应为与物块相连的位置；由图可知，两点间的距离先增大后减小；故2.58段时物体应脱离弹簧；则由平均速度可求得，其速度v=1.29m/s；因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大；由图可知，M中的速度要大于L中速度；故说明M纸带对应的弹性势能大；视频17. 用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：运用公式对实验条件的要求是：在打第一个点时重锤恰好由静止开始下落，为此所选择的纸带第1、2两个打点间的距离应接近_。 某同学实验步骤如下：A.用天平准确测出重锤的质量；B.把打点定时器架在铁架台上，并接上直流电源；C.将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点定时器的限位孔，使重锤靠近打点定时器；D.先释放重锤，后接通电源；E.取下纸带，再重复几次；F.选择纸带，测量纸带上某些点之间的距离G.根据测量结果进行计算你认为他实验步骤中多余的步骤是_，错误的步骤是_（均填序号）在本次验证机械能守恒定律的实验中，质量m=200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点时间间隔为0.100s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80m/s2打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB=_m/s（保留三位有效数字）；从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量Ep=_J，重锤动能增加量EK=_J（保留三位有效数字）；即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，该实验求得的Ep通常略大于Ek，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的主要原因是：_在该实验中实验者如果根据纸带算出相关各点的速度V，量出下落的距离h，以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是下图中的_就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是_。A. B. C. D. 【答案】 (1). 2mm； (2). A； (3). BD； (4). 2.91； (5). 0.856； (6). 0.847； (7). 存在空气阻力； (8). B； (9). g.点睛：解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量三、解答题（本题有3小题，共39分。）18. 细绳一端系着质量M=8kg的物体静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m=2kg的物体，M的中点与圆孔的距离r=0.2m，已知M与水平面间的动摩擦因数为0.2，现使此物体M随转台绕中心轴转动，问转台角速度在什么范围m会处于静止状态？（g=10m/s2）【答案】 【解析】试题分析：当所受的摩擦力与拉力反向时，角速度最小.则有：得：当所受的摩擦力与拉力同向时，角速度最大.得：所以：m处于静止状态时转台角速度的范围为：考点：圆周运动19. 节水喷灌示意图如图所示，喷口距地面h高，将水水平喷出，其喷灌半径可达8h，时间t内喷出水的质量为m，所用的水是水泵从地下3h深的井里抽取设水以相同的速率从喷口喷出，水泵效率为，不计空气阻力，试求：（1）水从喷口喷出的初速度v；（