甘肃省静宁县第一中学2018-2019学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）.doc

甘肃省静宁县第一中学2018-2019学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题1.2018年3月22日，一架中国国际航空ca03客机，从天津飞抵香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿约一平方米的大洞，雷达罩被击穿，所幸客机及时安全着陆，无人受伤。若飞机飞行的速度为150m/s，小鸟在空中的飞行速度非常小，与飞机的速度相比可忽略不计。已知小鸟的质量约为0.4kg，小鸟与飞机的碰撞时间为6.0104s则飞机受到小鸟对它的平均作用力的大小约为（）a. 108nb. 105nc. 103nd. 102n【答案】b【解析】【详解】可以认为撞击前鸟的速度为零，撞击后鸟与飞机的速度相等，飞机速度为：v700m/s，撞击过程可以认为鸟做匀加速直线运动，对鸟，由动量定理得：ftmv0，代入数据可得：f1.0105n，故b正确，acd错误。2.长度为l=0.5m轻质细杆oa,a端有一质量为m=3.0kg的小球,如图所示,小球以o点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,则此时细杆oa受到a. 6.0n的压力b. 6.0n的拉力c. 24n的压力d. 24n的拉力【答案】a【解析】【详解】小球以o点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为v1，则有：，得：因为，所以小球受到细杆的支持力，小球在o点受力分析：重力与支持力，解得：，所以细杆受到的压力，大小为6.0n，故a正确。3.如图所示,汽车甲通过定滑轮拉汽车乙前进,甲、乙分别在上下两水平面上运动,某时刻甲速度为v1,乙的速度为v2,则v1:v2为( )a. 1:cosb. sin:1c. cos:1d. 1:sin【答案】c【解析】【详解】将绳子拉乙车的端点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，在沿绳子方向的分速度等于汽车甲的速度。所以v2cos=v1则v1：v2=cos：1，故c正确。4.质量为m的木块位于粗糙的水平面上，若用大小为f的水平恒力拉木块，使其速度由0增大到v，这一过程合力做功w1,木块加速度为a1, ,然后拉力方向不变，大小变为恒为2f，又作用一段时间，使其速度由v增大到2v，这一过程合力做功w2,加速度为a2,下列关系正确的是（ ）a. w2=w1, a2=2a1,b. w2=2w1,a22a1c. w23w1,a2=2a1d. w2=3w1,a22a1【答案】d【解析】【详解】由牛顿第二定律得：f-ff=ma1；2f-ff=ma2，由于物体所受的摩擦力ff=fn=mg，即ff不变，所以；由动能定理：；，故选d.5.如图所示，圆心在o点、半径为r的光滑圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，oc与oa的夹角为60，轨道最低点a与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘c的两边，开始时m1位于c点，然后从静止释放,则下列说法正确的是（ ）a. 在m1由c点下滑到a点的过程中两球速度大小始终相等b. 在m1由c点下滑到a点的过程中，重力对m1做功功率先增大后减少c. 在m1由c点下滑到a点的过程中，m1机械能守恒d. 若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m13m2【答案】b【解析】【详解】m1由c点下滑到a点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故a错误；重力的功率就是p=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到a点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个c到a的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故b正确；在m1由c点下滑到a点的过程中m1对m2做正功，故m1的机械能减小，故c错误；若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gr（1-cos60）=m2gr，解得：m1=2m2，故d错误。6.如图所示，小车静止光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中( ) a. 小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒b. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒c. 小球向左摆到最高点时，小球与小车瞬时速度均为零d. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相同【答案】c【解析】【详解】ab、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，系统在水平方向动量守恒，系统总动量为零，小球与车的动量大小相等、方向相反，小球向左摆动时，小车向右运动，故选项a、b错误；c、小球向左摆到最高点时，小球的速度为零而小车的速度也为零，故选项c正确；d、系统只在在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反，故选项d错误；7.2000年1月26日我国发射了一颗地球同步卫星,其定点位置与东经98的经线在同一平面内,如图所示, 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1;然后点火,使其沿椭圆轨道2运行;最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于q点,轨道2、3相切于p点当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时( )a. 若设卫星在轨道1上的速率v1、卫星在轨道3上的速率v3,则v1v3b. 卫星要由轨道1变轨进入轨道2,需要在q点加速c. 若设卫星在轨道1上经过q点的加速度为a1q:卫星在轨道2上经过q点时的加速度为a2q,则a1qa2qd. 卫星要由轨道2变轨进入轨道3,需要在p点减速【答案】b【解析】【详解】a项：卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：，得，轨道3的半径比轨道1的半径大，则v1v3，故a错误；b项：卫星要由轨道1上的q点变轨到轨道2，要做离心运动，故需要在q点加速，故b正确；c项：根据牛顿第二定律得：，得： ，同一点r相同，则 a1q=a2q故c错误；d项：由轨道2变轨进入轨道3需要加速，使卫星做离心运动，因此需要加速。故d错误。8.c919大型客机是我国具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，假设地球是一个质量均匀分布的球体，客机在赤道上空绕地心做匀速圆周运动，空气阻力大小不变，不考虑油料消耗导致的客机质量变化，关于客机，下列说法正确的是a. 发动机的功率不变b. 客机作匀变速运动c. 客机处于平衡状态d. 客机所受地球引力等于向心力【答案】a【解析】【详解】a项：由于客机做匀速圆周运动，速率不变，所以牵引力与空阻力大小相等，由公式可知，发动机的功率不变，故a正确；b项：由于客机做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向时刻变化，所以客机作变加速运动，故b错误；c项：由于客机做匀速圆周运动，合力不为零，所以客机处于非平衡状态，故c错误；d项：客机所受地球引力与重力和向心力是合力与分力的关系，故d错误9.某同学设想驾驶一辆“陆地太空”两用汽车(如图)，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径r6400km。下列说法正确的是()a. 汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大b. 当汽车速度增加到79km/s，将离开地面绕地球做圆周运动c. 此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hd. 在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力【答案】b【解析】试题分析：汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力设汽车的质量为m，支持力为f，速度为v，地球半径为r，则由牛顿第二定律得， ，当汽车速度v减小时，支持力f增大，则汽车对对地面的压力增大，故a错误；7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故b正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小最小周期，v=7.9km/s，r=6400km，代入解得t=5087s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故c错误；在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故d错误10.质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图所示，其中oa段为直线，ab段为曲线，b点后为平行于横轴的直线。已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是 a. 时间内，汽车牵引力的功率保持不变b. 时间内，汽车的功率等于c. 时间内，汽车的平均速率小于d. 汽车运动的最大速率【答案】d【解析】【详解】a、时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率，牵引力的功率随时间均匀增加，a错误b、时间内汽车功率不变等于t1时刻的功率，可得 ，b错误c、时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，c错误d、汽车的最大速度 ，d正确11.如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径oa水平，ob竖直，一个质量为的小球自a的正上方p点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点b时恰好对轨道没有压力。已知pa=2.5r，重力加速度为g，则小球从p到b的运动过程中：a. 重力做功2.5b. 动能增加0.5c. 克服摩擦力做功d. 机械能减少15【答案】bc【解析】【详解】a、重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：1.5mgr，a错误；b、恰好到达b点有： ，由动能定理知由p运动b的过程中，合外力所做的功为：，故b正确；c、由p到b，由可得：克服摩擦力做功为：，故c正确；d、由以上分析知在由p运动到b的过程中，机械能的减少量为等于克服摩擦力所做的功，故为，d错误。12.如图所示的装置中，木块b放在光滑的水平桌面上，子弹a以水平速度射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内。然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块b的质量为m，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中a. 系统的动量不守恒，机械能守恒b. 系统的动量守恒，机械能不守恒c. 系统损失的机核能为d. 弹簧最大的弹性势能小于【答案】cd【解析】【详解】ab.由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，动量、机械能均不守恒，故ab错误;c.对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得，系统损失的机械能为，故c正确，d.由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹性势能小于最初的动能，故d正确。13.空降兵是现代军队的重要兵种一次训练中，空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下（初速度可看做0,未打开伞前不计空气阻力），下落高度h之后打开降落伞，接着又下降高度h之后，空降兵达到匀速，设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度平方成正比，比例系数为k，即f=kv2，那么关于空降兵的说法正确的是（ ）a. 空降兵从跳下到下落高度为h时，机械能损失小于mghb. 空降兵从跳下到刚匀速时，重力势能一定减少了mg（h+h）c. 空降兵匀速下降时，速度大小为mg/kd. 空降兵从跳下到刚匀速的过程，空降兵克服阻力做功为【答案】bd【解析】【详解】空降兵从跳下到下落高度为h的过程中，只有重力做功，机械能不变。故a错误；空降兵从跳下到刚匀速时，重力做功为：mg（h+h），重力势能一定减少了mg（h+h）。故b正确；空降兵匀速运动时，重力与阻力大小相等，所以：kv2=mg，得：故c错误；空降兵从跳下到刚匀速的过程，重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化，即：mg（h+h）-w阻=mv2。得：w阻=mg（h+h）-m（）2=mg（h+h）-故d正确。14.如图，斜面倾角为o，xap=2xpb，斜面上ap段光滑，pb段粗糙。一可视为质点的小物体由顶端a从静止释放，沿斜面下滑到底端b时速度为零，下列说法正确的是（）a. 小物体在ap段和pb段运动的加速度大小之比为1：2b. 小物体在ap段和pb段运动的时间之比为1：1c. 小物体在ap段和pb段合外力做功绝对值之比为1：1d. 小物体在ap段和pb段受合外力冲量大小之比为2：1【答案】ac【解析】【详解】a、已知，将逆向视为初速度为零的匀加速直线运动，根据，；所以小物体在段和段运动的加速度大小之比为1：2，故选项a正确；b、根据，加速度之比为1：2，所以小物体在段和段运动的时间之比为2：1，故选项b错误；c、根据动能定理知，段和段的动能变化绝对值相等，小物体在段和段合外力做功绝对值之比为1：1，故选项c正确；d、加速度之比为1：2，根据知小物体在段和段合外力之比为1：2，根据冲量，所以小物体在段和段受合外力的冲量大小之比为1：1，故选项d错误。二、实验题15.如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50hz，则碰撞前甲车速度大小为_m/s，碰撞后的共同速度大小为_m/s。已测得甲小车的质量m1=020kg，乙小车的质量m2=010kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为_kgm/s；碰后总动量为_kgm/s。【答案】06 04 012 012【解析】碰撞前x12cm，碰撞后x08cm，t002s，由v得碰前v甲06m/s；碰后v04m/s。碰前总动量p1=m1v1=0206 kgm/s =012kgm/s碰后的总动量：p2=（m1+m2）v2=0304 kgm/s =012kgm/s。16.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在b处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为m，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接打开气源，滑块从a处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过b处的速度，a、b之间的距离为d，重力加速度为g（1）调整光电门的位置，使得滑块通过b点时钩码没有落地滑块由a点运动到b点的过程中，系统动能增加量ek为 _，系统重力势能减少量ep为_（以上结果均用题中所给字母表示）（2）若实验结果发现ek总是略大于ep，可能的原因是_a存在空气阻力b滑块没有到达b点时钩码已经落地c测出滑块左端与光电门b之间的距离作为dd测出滑块右端与光电门b之间的距离作为d【答案】 (1). (2). (3). c【解析】【详解】（1）由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块通过光电门b速度为：；滑块从a处到达b处时m和m组成的系统动能增加量为：；系统的重力势能减少量可表示为：ep=mgd；比较ep和ek，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。（2）若存在空气阻力的，则有ek总是略小于ep，故a错误；滑块没有到达b点时钩码已经落地，拉力对滑块做的功会减小，ek应小于ep，故b错误；将滑块左端与光电门b之间的距离作为d，钩码下落的高度算少了，ek将大于ep，故c正确。将滑块右端与光电门b之间的距离作为d，钩码下落的高度算多了，ek将小于ep，故d错误。三、解答题17.如图所示，光滑的轨道固定在竖直平面内，其o点左边为水平轨道，o点右边的曲面轨道高度h0.45m，左右两段轨道在o点平滑连接。质量m0.10kg的小滑块a由静止开始从曲面轨道的顶端沿轨道下滑，到达水平段后与处于静止状态的质量m0.30kg的小滑块b发生碰撞，碰撞后小滑块a恰好停止运动。取重力加速度g10m/s2，求（1）小滑块a通过o点时的速度大小；（2）碰撞后小滑块b的速度大小（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能。【答案】（1）3m/s；（2）1m/s；（3）0.3j。【解析】【详解】（1）小滑块从曲线轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律得：代入数据解得，小滑块a通过o点时的速度：v03m/s；（2）碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv0mv1，代入数据解得 v11m/s；（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能：emv02mv12，代入数据解得e0.3j18.如图所示，一个质量为的小球以某一初速度从点水平抛出，恰好从竖直圆弧轨道的点沿切线方向进入圆弧轨道（不计空气阻力，进入圆弧轨道时无机械能损失）.已知圆弧轨道的半径，为轨道圆心，为轨道竖直直径，与的夹角，小球到达点时的速度大小.取，求：（1）小球做平抛运动的初速度大小；（2）点与点的高度差；（3）小球刚好能到达圆弧轨道最高点，求此过程小球克服摩擦力所做的功.【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】（1）对小球在点的速度进行分解，由平抛运动规律得；（2）对小球由点至点的过程由动能定理得，解得；（3）小球恰好经过点，在点由牛顿第二定律有，解得，小球由点至点过程由动能定理得，解得.19.宇航员驾驶宇宙飞船成功登上月球，他在月球表面做了一个实验：在停在月球表面的登陆舱内固定一倾角为30的斜面，让一个小物体以速度v0沿斜面上冲，利用速度传感器得到其往返运动的v-t图象如图