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2019-2020学年高一物理下学期期末考试试题(含解析) (IV)一、单选题 1. 下列说法中不正确的是( )A. 物体有加速度时，速度一定在变化B. 速度为零，加速度一定为零C. 物体速度增大时，加速度可能在减小D. 物体加速度方向可能与速度方向相反【答案】B【解析】试题分析：由可知，一段时间内若加速度，则，即物体有加速度时，速度一定在变化，故A正确；速度为零时加速度不一定为零，如竖直上抛运动，物体运动到最高点时，速度为零，但加速度为g，不等于零，故B错误；只要加速度的方向与速度的方向相同，物体就做加速运动，与加速度的大小无关，故C正确；物体加速度方向可以与速度方向相反，此时物体做减速运动，故D正确。考点：对加速度概念的认识和理解2. 做匀变速直线运动的质点在第一个1 s内的平均速度比它在第一个3 s内的平均速度大4.5 m/s，以质点的运动方向为正方向，则质点的加速度为()A. 4.5 m/s2 B. 4.5 m/s2C. 2.25 m/s2 D. 2.25 m/s2【答案】B【解析】试题分析：据中点时刻的速度等于这段时间内的平均速度，由题意得v=v1.5v0.5=4.5m/s，则a=vt=4.51.50.5m/s2=4.5m/s2。故选B考点：变速直线运动的速度与时间的关系点评：本题主要考查了加速度的定义式，关键知道匀变速直线运动的中点时刻速度等于这段时间内的平均速度。3. 如图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最小的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：先将相互垂直的两个F进行合成，则为2F，再与第三个力F合成，即有合力的大小为21F；将方向相反的两个力合成，则合力为0，再与第三个力F合成，则有合力大小为F；将任意两力进行合成，可知，这三个力的合力为零；将左边两个力进行合成，再与右边合成，则有合力的大小31F，故C最小。考点：考查了力的合成【名师点睛】三力合成时，若合力能为零则三力可以组成三角形，分析题中数据可知能否为零；若不为零，则进行两两合成，从而分析最大的可能情况4. 如图所示，光滑斜面倾角为30，轻绳一端通过两个滑轮与A相连，另一端固定于天花板上，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量已知物块A的质量为m，连接A的轻绳与斜面平行，挂上物块B后，滑轮两边轻绳的夹角为90，A、B恰保持静止，则物块B的质量为()A. 22m B. 2m C. M D. 2m【答案】A【解析】【详解】设绳上的张力为F，对斜面上的物体A受力分析可得：F=mgsin300=12mg对B上面的滑轮受力分析如图则mBg=2F=22mg，所以mB=22m。故A项正确，BCD三项错误。5. 如图所示，两人以大小相同的速度同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)从出发到相遇的过程中，描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是()A. 瞬时速度 B. 位移C. 路程 D. 平均速度【答案】A【解析】【详解】两人以大小相同的速度同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇。在此过程中，始末位置相同，则位移相等；运动轨迹的长度相同，则路程相同；位移相等，所用时间相等，则平均速度相同。从出发到相遇过程中，两人的瞬时速度方向大多不同。故描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是瞬时速度。本题答案选A。【点睛】矢量有大小有方向，矢量的相同应是大小和方向均相同。6. 如下图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个半圆，练功人从A点出发沿相关路线进行(不能重复)，在最后又到达A点求在整个过程中，此人所经过的最大路程和最大位移分别为()A. 0；0 B. 2R；2RC. (32)R；2R D. (22)R；2R【答案】C【解析】路程是指物体所经过的路径的长度，沿图中路线走完一遍的路程s=2R+R+2R=（3+2）R；当人离A点最远的时候，位移最大，所以当人在C点的时候，离A最远，此时的位移是最大的，即为2R，故C正确；故选C。点睛：位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关，与经过的路径无关；路程是指物体所经过的路径的长度.7. 如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为Ff且保持不变，当绳AO段与水平面夹角为时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于( )A. P0mvFfm B. P0mvcos2FfmC. Ffm D. P0mv【答案】A【解析】【详解】小船的实际运动为合运动，可将小船的运动分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图：则v车=vcos，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，绳中拉力F=P0v车=P0vcos对船受力分析如图：根据牛顿第二定律可得：FcosFf=ma，解得：a=P0mvFfm。故A项正确，BCD三项错误。8. 如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径R6400 km，地面上行驶的汽车重力G3104N，在汽车的速度可以达到需要的任意值，且汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是()A. 汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大B. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于3104NC. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重的感觉【答案】C【解析】试题分析：对汽车研究，根据牛顿第二定律得：mgN=mv2R，则得N=mgmv2R，可知，速度v越大，地面对汽车的支持力N越小，则汽车对地面的压力也越小，故A错误由上可知，汽车和驾驶员都具有向下的加速度，处于失重状态，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力，而驾驶员的重力未知，所以驾驶员对座椅压力范围无法确定，故B错误，C正确如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，驾驶员具有向下的加速度，处于失重状态，故D错误故选C考点：牛顿第二定律;失重【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律的应用问题；解决本题的关键搞清圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解只要抓住加速度的方向，就能判断是超重还是失重现象。9. 水平传送带以速度v匀速转动，一质量为m的小木块A由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带间的动摩擦因数为，如图所示，在小木块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为 ()A. mv2 B. 2mv2 C. 14mv2 D. 12mv2【答案】D【解析】相对滑动时木块的加速度ag，从放上至相对静止所用时间tvavg.此过程中传送带对地的位移x1vtv2g.木块对地位移为x2v2tv22g.摩擦力对木块做的功等于木块动能的增加，E1W1mgx212mv2.传送带克服摩擦力做的功W2mgx1mv2.此过程中传送带克服摩擦力做功将传送带能量转化为木块的动能及内能，由能量守恒定律，内能为EW2W1mg(x1x2)12mv2，故D正确10. 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N.由此可推知，该行星的半径与地球半径的比值为()A. 0.5 B. 2 C. 3.2 D. 4【答案】B【解析】试题分析：在忽略地球自转的情况下，万有引力等于物体的重力：在地球表面有：同样在行星表面有：以上二式相除可得：代入数据可得：故该行星的半径与地球的半径之比约为2所以选B正确，A、C、D错误。考点：万有引力定律及应用【名师点睛】重力与万有引力的联系和区别万有引力指一切物体相互之间都有吸引力 重力就是由于地球的吸引而使物体受到的力。万有引力存在宇宙任意物体之间,地面附近的物体都会受到重力的作用,离地球很远时几乎不受地球的重力。重力是万有引力一个分力另一分力是向心力万有引力指向地心,重力指向竖直向下但是由于向心力很小（一般都不到1N）,一般认为重力和万有引力大小基本相等在地球极点,没有向心力,这时万有引力等于重力或在忽略自转的情况下万有引力等于物体所受的重力，这是经常用的方法要注意掌握。11. 皮带传动装置中，小轮半径为r，大轮半径为2r.A和B分别是两个轮边缘上的质点，大轮中另一质点P到转动轴的距离也为r，皮带不打滑则()A. A与P的角速度相同B. B与P的线速度相同C. A的向心加速度是B的12D. P的向心加速度是A的14【答案】D【解析】A、A，B两点线速度相等，B，P两点角速度相等，A，B的半径不等，则A，B的角速度不等，则A，P的角速度不同，故A错误；B、.B，P的角速度相等，半径不等，根据v=r，B，P的线速度不同，故B错误；C、A，B的线速度相等，根据a=v2r知，A的向心加速度是B的2倍，故C错误；D、P、B角速度相等，根据ar2知B的向心加速度是P的2倍，A的向心加速度是B的2倍，则P的向心加速度是A的14，故D正确。点睛：解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点线速度相等，共轴转动的点，角速度相等，以及掌握线速度与角速度的关系，向心加速度与线速度、角速度的关系。12. 关于离心现象，下列说法不正确的是()A. 脱水桶、离心器是利用离心现象工作的B. 汽车限制速度可防止离心现象造成危害C. 做匀速圆周运动的物体，当向心力突然增大时做离心运动D. 做匀速圆周运动的物体，当合外力消失时，将沿切线做匀速直线运动【答案】C【解析】试题分析：A、脱水桶，离心器都是利用离心现象工作的，故A正确B、汽车限制速度，使得需要的向心力小于最大静摩擦力，可防止离心现象，故B正确；C、做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然增大时，做近心运动，而不是离心运动故C不正确D、匀速圆周运动的物体，当合外力消失时，他将沿切线做匀速直线运动，故D正确；本题选择不正确的，故选：C二、多选题13. 关于摩擦力，下列说法中正确的是()A. 两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力B. 受静摩擦作用的物体一定是静止的C. 滑动摩擦力方向可能与运动方向相同D. 物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度【答案】CD【解析】试题分析：两物体相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势，是产生摩擦力必不可少的三个条件，缺少任何一个都不会有摩擦力产生，选项A错误；静摩擦力产生在存在相对运动趋势的两个相互接触的物体之间，物体不一定静止，选项B错误；滑动摩擦力方向和物体间相对运动的方向相反，可能与运动方向相同，选项C正确；物体间正压力一定时，静摩擦力的大小随着外力和物体的运动状态的变化而变化，但有一个限度，即最大静摩擦力，选项D正确。考点：摩擦力14. 如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，下面说法正确的是( )A. 物块A受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力B. 物块A受重力、支持力、向心力和指向圆心的静摩擦力C. 物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着A所在圆周的切线方向D. 物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向【答案】AD【解析】试题分析：隔离物体分析，该物体做匀速圆周运动；对物体受力分析，如图，受重力G，向上的支持力N，重力与支持力二力平衡，然后既然匀速转动，就要有向心力（由摩擦力提供），指向圆心的静摩擦力；故A正确，B错误；若没有摩擦力，则物体将想离开圆心的方向运动，所以物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向，故C错误，D正确。考点：向心力【名师点睛】本题要注意物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，而不能把匀速圆周运动当成平衡状态！向心力是效果力，由合力提供，不是重复受力。15. 如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是()A. 弹簧与杆垂直时，小球速度最大B. 弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C. 小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD. 小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh【答案】CD【解析】试题分析：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A错误；小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确。考点：机械能守恒定律【名师点睛】弹簧与杆垂直时，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律分析即可求解。视频16. 在同一水平直线上的两位置分别沿同一水平方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力要使两球在空中相遇，则必须()A. 先抛出A球B. 先抛出B球C. 同时抛出两球D. A球的水平速度应大于B球的水平速度【答案】BD【解析】两球在同一水平线上，到相遇点的竖直高度相同，要使两球在空中相遇，两球一定同时抛出，因A球的水平位移大些，因此抛A球的水平速度应大些，与两球质量无关，故选项C、D正确三、实验题 17. 某实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验(1)图乙为实验中选取的一条合适的纸带，O点为打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E为打点计时器打出的五个连续的点，测出这五点到O点的距离分别为xA、xB、xC、xD、xE，打点计时器所接交流电的频率为f，当地的重力加速度为g，若利用OD段验证机械能守恒定律，要验证的表达式为_(2)如果采用此装置测定当地的重力加速度，可根据纸带上的打点间隔算出打下每个点时重物运动的时间t，测出对应时间内重物下落的距离x，根据测得的距离x和算出的时间t，在平面直角坐标系中做出xtt的图象，如果图线的斜率是k，则当地的重力加速度为_【答案】 (1). gxD=xExC2f28 (2). 2k【解析】若利用OD段验证机械能守恒定律，要验证的表达式为mgxD=12mvD2，即：gxD=12(xExC2f)2=(xExC)2f82 ；(2)如果机械能守恒，则重物做自由落体运动，则x=12gt2，即有xt=12gt，因此xtt图线是一条过原点的直线，图线的斜率为当地重力加速度的一半，即12g，如果图线的斜率是k，则当地的重力加速度为2k。18. 在“探究平抛运动规律”的实验中：(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹，A通过调节使斜槽的末端保持_B每次释放小球的位置必须_(“相同”或者“不同”)C每次必须由_释放小球(“运动”或者“静止”)D小球运动时不应与木板上的白纸相接触E将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成_(“折线”或“直线”或“光滑曲线”)(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中，忘记了小球抛出点的位置O，如图所示，A为物体运动一段时间后的位置g取10 m/s2，根据图象，可知平抛物体的初速度为_；小球抛出点的位置O的坐标为_【答案】 (1). 水平 (2). 相同 (3). 静止 (4). 光滑曲线 (5). 2 m/s (6). (20，5)【解析】(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向，所以一定要使得斜槽的末端保持水平，为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以每次释放小球的位置必须相同，当将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线(2)做平抛运动的物体在竖直方向上，是初速度为零的匀加速直线运动，所以根据逐差法y=gT2，可得T=yg=0.1s，小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球的初速度为：v0=xT=2m/s，C点竖直方向的速度vCy=hAE2T=2m/s，则从抛出点到A点的时间为t=tC-T=(0.2-0.1)s=0.1s，所以抛出点距离A点的水平位移为xA=v0t=20.1m=0.2m=20cm，抛出点的横坐标为x=-20cm，抛出点离A点的竖直位移为y=12gt2=5cm，则抛出点的纵坐标为y=-5cm。点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。四、计算题19. 高铁列车上有很多制动装置在每节车厢上装有制动风翼，当风翼完全打开时，可使列车产生a10.5 m/s2的平均制动加速度同时，列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等单独启动电磁制动系统，可使列车产生a20.7 m/s2的平均制动加速度所有制动系统同时作用，可使列车产生最大为a3 m/s2的平均制动加速度在一段直线轨道上，列车正以v0324 km/h的速度匀速行驶时，列车长接到通知，前方有一列车出现故障，需要该列车减速停车列车长先将制动风翼完全打开让高速行驶的列车减速，当车速减小了13时，再通过电磁制动系统同时制动(1)若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是多少？(2)若制动风翼完全打开时，距离前车只有2 km，那么该列车最迟在距离前车多远处打开剩余的制动装置，才能保证不与前车相撞？【答案】(1)6 000 m(2)1 220 m【解析】（1）由题意可得v0=324km/h=90m/s打开制动风翼时，a1=0.5m/s2，v1=23v0=2390m/s=60m/s在此过程中行驶的距离：x1=v02v122a1=4500m； 再打开电磁制动后，共同作用的加速度为a=0.5m/s2+0.7m/s2=1.2m/s2 在此过程中行驶的距离：x2=v122a1=1500m；高铁列车在此过程中行驶的总距离：x=x1+x2=6000m（2）设最迟需要在距离前车x处打开其他制动装置，由题意知，此时减速需要最大制动加速度，即a=3m/s2，x=v22a，减速之前有：x0-x=v02v22a1由以上两式可解得：x=1220m。点睛：本题考查匀变速直线运动中追及相遇问题，要注意明确题意，根据已知条件进行分析，从而选择合适的物理规律求解。20. 如图为一可视为质点的物体，在倾角30的固定斜面上，向下轻轻一推，它恰好匀速下滑已知斜面长度为L5 m求：欲使物体由斜面底端开始，沿斜面冲到顶端，物体上滑时的初速度至少为多大？(g取10 m/s2)【答案】10 m/s【解析】试题分析：物体沿斜面匀速下滑时，受重力、支持力和滑动摩擦力，受力平衡，由平衡条件可求出物体所受的滑动摩擦力大小；当物体沿斜面上滑时，受重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力大小不变，方向相反，再根据牛顿第二定律和运动学公式求上滑的最大距离解：物体沿斜面匀速下滑时，受重力、支持力和滑动摩擦力，合力为零，由平衡条件，有：平行斜面方向：fmgsin=0垂直斜面方向：Nmgcos=0故物体所受的滑动摩擦力大小为：f=mgsin，当物体沿斜面向上滑动时，受重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力大小不变，方向相反，根据牛顿第二定律有：mgsinf=ma解得：a=2gsin，方向沿斜面向下根据公式v2=2ax解得：=10m/s答：欲使物体由斜面底端开始，沿斜面冲到顶端，物体上滑时的初速度至少为10m/s【点评】本题要求的是空间距离，运用动能定理求解比较简单，也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解21. 宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起设两者的质量分别为m1和m2，两者相距为L.求：(1)双星的轨道半径之比；(