四川省绵竹中学2018-2019学年高一物理下学期期末模拟试题四（含解析）

四川省绵竹中学2018-2019学年高一物理下学期期末模拟试题四（含解析）一、选择题（本题共11道小题，每小题4分，共44分）1.“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，乘客重力的冲量为零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】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，选项a错误；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，即，所以重力大于支持力，选项b正确；转动一周，重力的冲量为i=mgt，不为零，c错误；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，根据p=mgvcos可知重力的瞬时功率在变化，选项d错误故选b2.为了进一步探究课夲中的迷你小实验,某同学从圆珠笔中取出轻弹簧,将弹簧一端竖直固定在水平桌面上,另一端套上笔帽,用力把笔帽往下压后迅速放开,他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计空气阻力,忽略笔帽与弹簧间的摩擦,在弹簧恢复原长的过程中a. 笔帽一直做加速运动b. 弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等c. 弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等d. 弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率【答案】cd【解析】弹簧恢复原长的过程中，笔帽向上加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，故a错误；笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽作正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，时间相同，根据功率的定义，故d正确；弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，故b错误；由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力等于对笔帽的弹力，作用时间相同，冲量大小相等，故c正确，故选cd.3.如图所示，小球甲从a点水平抛出的同时小球乙从b点自由释放，两小球先后经过c点时速度大小相等，方向间夹角为=45，已知bc高h，不计空气的阻力。由以上条件可知a. 甲小球做平抛运动初速度大小为b. 甲、乙两小球到达c点所用时间之比1:2c. a、b两点的高度差为d. a、b两点的水平距离为【答案】a【解析】a、乙球到达c点的速度 ,则甲球到达c点的速度,根据平行四边形定则知,甲球平抛运动的初速度 ，故a正确；b、对甲有: ，对乙球有 则 故b错误.c、已知bc高h ，ac两点的高度差 ,则a、b的高度差 故c错误；d、a、b的水平距离 ,故d错误.综上所述本题答案是：a4.物体在恒定合外力f作用下由静止开始运动，经时间t，发生的位移为x，关于f在t时刻的功率p,下列说法中正确是a. f的大小一定时，p与t成正比b. f的大小一定时，p与x成正比c. t一定时，p与f的大小成正比d. x一定时，p与f的大小成正比【答案】a【解析】【详解】由可知，f的大小一定时，p与t成正比；t一定时，p与f的平方成正比，选项a正确，c错误；由可知，f的大小一定时，p与x的平方根成正比；x一定时，p与 的大小成正比，选项bd错误。5.一个物体在某高度由静止开始竖直下落，在运动过程中所受的阻力恒定。若用f、v、x和e分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能。（b、c、d三图中的曲线均为抛物线）。则下列图像中正确的是 （ ）a. b. c. d. 【答案】ac【解析】【详解】下落过程中，小球受恒定的阻力和重力作用，合外力不变，故a正确。小球做初速度为0的匀加速运动，故v-t图象是直线，故b错误。根据s=at2，位移s与t2成正比，故c正确。机械能随时间变化的表达式：e=e0-fs=e0-fat2，故d正确。故选acd。【点睛】对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质6.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得x与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10 ms2，根据图象可求出( )a. 物体的初速率b. 物体与斜面间的动摩擦因数c. 取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值d. 当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑【答案】c【解析】【详解】a、由图可知，当=90时物体做竖直上抛运动，位移为x=1.80m；由竖直上抛运动规律可知:v02=2gh，代入数据解得v0=6m/s，故a错误.b、当=0时，位移为 x=2.40m；由动能定理可得：，代入数据解得：=0.75，故b错误.c、由动能定理得：，解得：，当+=90时，sin(+)=1；此时位移最小，x=1.44m；故c正确.d、若=30时，物体的重力沿斜面向下的分力为，最大静摩擦力为,小球达到最高点后,不会下滑，故d错误.故选c.【点睛】本题综合考查动能定理、受力分析及竖直上抛运动；并键在于先明确图象的性质，再通过图象明确物体的运动过程；结合受力分析及动能定理等方法求解7.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h 处以初速度的水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为l.已知火星半径为r，万有引力常量为g，不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是( )a. 火星表面的重力加速度b. 火星的第一宇宙速度为c. 火星的质量为d. 火星的平均密度为【答案】bc【解析】【详解】某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为l，根据分位移公式，有：l=v0t；h=gt2，解得：，故a错误；火星的第一宇宙速度为：，故b正确；由gmg，解得火星的质量为：，故c正确；火星的平均密度为：，故d错误；故选bc。8.如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30和45、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有 ()a. 质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用b. 质量为m的滑块均沿斜面向上运动c. 绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力d. 系统在运动中机械能均守恒【答案】bd【解析】【详解】a.两个滑块都受到重力、支持力和拉力，下滑趋势是重力的作用效果，故a错误；b.由于2m的物体的重力的下滑分量总是较大，故质量为m的滑块均沿斜面向上运动，故b正确；c.根据牛顿第三定律，绳对质量为m滑块的拉力均等于该滑块对绳的拉力，c错误；d.系统减小的重力势能完全转化为动能，无其他形式的能量参与转化，故机械能守恒，故d正确；故选bd。【点睛】本题关键受力分析后判断滑块的运动规律：对两个滑块受力分析，先加速静止不动，得到两边对细线的拉力大小，得到运动情况；机械能是否守恒的判断可以从能量转化的角度来分析。【考点】功能关系；牛顿定律的应用9.（多选题）如图所示，将一质量为m的摆球用长为l的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，细绳与竖直方向成角，下列说法中正确的是（）a. 摆球受重力、拉力和向心力的作用b. 摆球受重力和拉力的作用c. 摆球运动周期为d. 摆球运动的角速度有最小值，且为【答案】bcd【解析】a、摆球只受重力和拉力作用向心力是根据效果命名的力，是几个力的合力，也可以是某个力的分力,故a错误、b正确；c、摆球的周期是做圆周运动的周期，摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的。即，所以，故c错误；d、，所以，当时，最小值为，故d正确。点睛：此题要知道向心力的含义，能够分析向心力的来源，知道向心力可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，此题中重力沿着水平方向的分力提供力小球做圆周运动所需的向心力。10.如图所示的传动装置中，b、c两轮固定在一起绕同一轴转动，a、b两轮用皮带传动，三轮半径关系是ra=rc=2rb若皮带不打滑，则a、b、c三轮边缘上三点的角速度之比和线速度之比为（ ）a. 角速度之比1：1：2b. 角速度之比1：2：2c. 线速度之比1：1：2d. 线速度之比1：2：2【答案】bc【解析】试题分析：由于a轮和b轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故va=vb，则va：vb=1：1，由角速度和线速度的关系式v=r可得a：b=1：2；由于b轮和c轮共轴，故两轮角速度相同，即b=c，故b：c=1：1，a：b：c=1：2：2；由角速度和线速度的关系式v=r可得：vb：vc=rb：rc=1：2，则va：vb：vc=1：1：2，故选bc考点：角速度；线速度11.如图所示，两个倾角分别为的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于同一高度处，其中b小球在两斜面之间，a、c两小球在斜面顶端若同时释放，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.下列关于时间的关系正确的是a. t1 t2 t3b. t1 t3 t2c. t1 t1，t2 t2，t3 t3d. t1t1，t2t2，t3t3【答案】bd【解析】【详解】由静止释放，b球做平抛运动，a、c两球做匀加速直线运动，对b球，根据得：，对于a、c两球，加速度a=gsin，根据得：所以有：所以t1t3t2；若同时沿水平方向抛出，a、c两球做类平抛运动，b球做平抛运动，抓住小球在竖直方向上或沿斜面方向上的运动规律与静止释放时相同，根据等时性有：t1=t1，t2=t2，t3=t3故b、d正确。二、实验题（本题共2道小题,第12题6分,第13题9分，共15分）12.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度，测得所用重物的质量为1.00kg实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作o，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点a、b、c作为测量的点，如图2所示经测量知道a、b、c各点到o点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm （1）根据以上数据，计算重物由o点运动到b点，重力势能减少了_j，动能增加了_j（最后结果要求保留三位有效数字）（2）假设物体下落做匀加速运动，则物体在下落过程中的实际加速度为_【答案】 (1). 8.43 (2). 8.00 (3). 9.00【解析】试题分析：纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值，根据根据求解加速度（1）重力势能减小量在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有，则动能增加量（2）根据得13.物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验步骤如下：用天平测出滑块a、b的质量分别为300g和200g安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把a、b两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为t=0.2s照片如图：该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，a、b两滑块均在080cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块b恰好通过x=55cm处，滑块a恰好通过x=70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态请问：（1）以上情况说明碰后_（选填a或b）物体静止，滑块碰撞位置发生在_cm处；（2）滑块碰撞时间发生在第一次闪光后_s；（3）设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是_kgm/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是_kgm/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是_【答案】 (1). a (2). 60 (3). 0.1 (4). -0.2 (5). -0.2 (6). 碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和【解析】(1) 由图可知，a只有两个位置有照片，则说明a碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后a静止，故碰撞发生在x=60cm处；(2) 碰撞后a向左做匀速运动，设其速度为va，所以vat=20，碰撞到第二次闪光时a向左运动10cm，时间为t，有vat=10，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t+t=t，得 (3) 设向右为正方向，碰撞前，b的速度大小为： a的速度则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和p1=mbvb+mava=0.20.5-0.31=-0.2kgm/s碰撞后，a静止，b速度 则碰撞后两滑块的动量pb=-mbvb=-0.21=-0.2kgm/s以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和。点晴：本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律列式即可求解。三、计算题（本题共4道小题,第14题10分,第15题12分,第16题12分,第17题17分,共51分）14.汽车在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后车向前滑动了,车向前滑动了已知和的质量分别为和两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求(1)碰撞后的瞬间车速度的大小(2)碰撞前的瞬间车速度的大小【答案】（1）3m/s （2）4.25m/s【解析】试题分析：两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前a车的速度。（1）设b车质量为mb，碰后加速度大小为ab，根据牛顿第二定律有 式中是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间b车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 联立式并利用题给数据得 （2）设a车的质量为ma，碰后加速度大小为aa。根据牛顿第二定律有 设碰撞后瞬间a车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 设碰撞后瞬间a车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有 联立式并利用题给数据得 故本题答案是： （1） （2）点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。15.如图所示，位于竖直平面上的圆弧轨道光滑，半径为r，ob沿竖直方向，上端a距地面高度为h，质量为m的小球从a点由静止释放，到达b点时的速度为，最后落在地面上c点处，不计空气阻力，求： (1)小球刚运动到b点时的加速度为多大，对轨道的压力多大；(2)小球落地点c与b点水平距离为多少。【答案】（1）2g;3mg (2) 【解析】试题分析：（1）在b点时：；由牛顿第二定律：，解得：；由牛顿第三定律可知；小球运动到b点时对轨道压力为3mg；（2）小球从b点做平抛运动：；，解得：考点：牛顿定律及平抛运动的规律。16.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为30，其上a、b两点间的距离为l5 m，传送带在电动机的带动下以1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的a点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小