广东省佛山四校（佛山一中、石门中学、顺德一中、国华纪中）2018-2019学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）

广东省佛山四校（佛山一中、石门中学、顺德一中、国华纪中）2018-2019学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分 ）1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）a. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动b. 物体在变力作用下一定做曲线运动c. 做匀速圆周运动的物体任意时刻速度相同d. 做平抛运动的物体在相同时间内速度变化量相同【答案】d【解析】【详解】a. 物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项a错误；b. 当变力与速度方向共线时，物体在变力作用下也可能做直线运动，选项b错误；c. 做匀速圆周运动的物体任意时刻速度大小相同，但是方向不一定相同，选项c错误；d. 做平抛运动的物体加速度恒定为g，则在相同时间内速度变化量均为gt，相同，选项d正确.2.如图所示，小物体p放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（ ）a. 圆盘匀速转动时，摩擦力f等于零b. 圆盘转动时，摩擦力f方向总是指向轴oc. 当圆盘匀速转动时，摩擦力f的大小跟物体p到轴o的距离成正比d. 当物体p到轴o距离一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度成正比【答案】c【解析】【详解】a.木块p随圆盘一起绕过o点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，p受到的静摩擦力提供向心力，p受到的静摩擦力不可能为零。故a错误。b.只有当圆盘匀速转动时，p受到的静摩擦力才沿po方向指向转轴。故b错误。c.由f=m2r得，在p点到o点的距离一定的条件下，p受到的静摩擦力f的大小跟物体p到轴o的距离成正比，故c正确。d.根据向心力公式得到f=m2r，当物体p到轴o距离r一定时，摩擦力f的大小跟圆盘转动的角速度平方成正比，故d错误。3.如图所示，在水平力f作用下，物体b沿水平面向右运动，物体a恰匀速上升，那么以下说法正确的是（ ）a. 物体b正向右做匀减速运动b. 斜绳与水平成30时，c. 地面对b的摩擦力减小d. 物体b正向右做加速运动【答案】b【解析】【详解】ad.将b运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于a的速度，如图，根据平行四边形定则有：vbcos=va，所以减小，b的速度减小，但不是匀减速，故ad错误；b根据vbcos=va，斜绳与水平成30时，va：vb=：2，故b正确；c.在竖直方向上，对b有：mg=n+tsin，t=mag，减小，则支持力增大，根据f=fn，摩擦力增大，故c错误；4.如图为湖边一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为o，一人站在a点以速度沿水平方向仍一小石子，已知，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ）a. 若，则石块可以落入水中b. 若，则石块不能落入水中c. 若石子能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大d. 若石子不能落入水中，则越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大【答案】a【解析】小球落在o点下落的高度h=40m=20m，则运动的时间，初速度，可知石块可以落入水中，故a正确，b错误。若石块能落入水中，下落的高度一定，竖直分速度一定，结合平行四边形定则知，tan=，初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，故c错误。石块不能落在水中，石块竖直位移与水平位移的比值是定值，有tan=，速度与水平方向的夹角tan，可知tan=2tan，因为一定，则速度与水平方向的夹角一定，可知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定，与初速度无关。故d错误。故选a。5.铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度等于，则（ ）a. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压b. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压c. 这时铁轨对火车的支持力等于d. 这时铁轨对火车的支持力大于【答案】c【解析】【详解】cd.火车在水平面内运动，所以在竖直方向上受力平衡，所以铁轨对火车支持力fn的竖直分量与重力平衡，即fncos=mg，所以，fn，故c正确，d错误；ab.铁轨对火车的支持力fn的水平分量为fnsin=mgtan，火车在弯道半径为r的转弯处的速度，所以火车转弯时需要的向心力；支持力的水平分量正好等于向心力，故火车轮缘对内外轨道无挤压，故a b错误；6.科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为f1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为f2。通过天文观测测得火星的自转角速度为，设引力常数为g，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为（ ）a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】在两极：；在赤道上：；联立解得；由，且，解得。a. ，与结论相符，选项a正确；b. ，与结论不相符，选项b错误；c. ，与结论不相符，选项c错误；d. ，与结论不相符，选项d错误；7.如图所示，平直木板ab倾斜放置，板上的p点距a端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由a到b逐渐减小，先让物块从a由静止开始滑到b。然后，将a着地，抬高b，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从b由静止开始滑到a。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的是（ ）a. 物块经过p点的动能，前一过程较大b. 物块从顶端滑到p点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少c. 物块滑到底端的速度，前一过程较大d. 物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长【答案】d【解析】【详解】a.先让物块从a由静止开始滑到b，又因为动摩擦因数由a到b逐渐减小，说明重力沿斜面向下的分力在整个过程中都大于摩擦力。也就是说无论哪边高，合力方向始终沿斜面向下。物块从a由静止开始滑到p时，摩擦力较大，故合力较小，距离较短；物块从b由静止开始滑到p时，摩擦力较小，故合力较大，距离较长，物块从a由静止开始滑到p时合力做功较少，所以由动能定理，p点是动能较小；由b到p时合力做功较多，p点是动能较大。故a错误；b.由e=fs得知，无法确定f做功多少。即物块从顶端滑到p点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程不一定较少；故b错误；c.由动能定理，两过程合力做功相同，到底时速度大小应相同。故c错误；d.采用v-t法分析，第一个过程加速度在增大，故斜率增大，如图1，第二个过程加速度减小，故斜率变小，如图2，由于倾角一样大，根据能量守恒，末速度是一样大的，而总路程一样大，图象中的面积就要相等，所以第一个过程的时间长；故d正确。二、多项选择题（本题共5小题，每题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，漏选的得2分，错选或不选得0分）8.如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，a沿固定在地面上的光滑斜面下滑，b自由下落，最后到达同一水平面，取地面为零势能面，则（ ）a. 重力对两物体做功相同b. 重力的平均功率pa pbc. 到达底端时重力的瞬时功率相同d. 到达底端时两物体的机械能不相同【答案】ab【解析】【详解】a.两物体下落的高度，重力做功为：w=mgh，由于m、g、h都相同，则重力做功相同，故a正确；b.a沿斜面向下做匀加速直线运动，b做自由落体运动，a的运动时间大于b的运动时间，重力做功相同，由可知，pa pb，故b正确；c.由机械能守恒定律可知，mgh=mv2，得，则知到达底端时两物体的速度大小相等，到达底端时a重力的瞬时功率 pa=mgvsin。b重力的瞬时功率 pb=mgv，所以papb故c错误。d.两物体运动过程中只有重力做功，机械能守恒，两物体初态机械能相同，则到达底端时两物体的机械能相同，故d错误；9. 我国于2013年12月2日成功发射嫦娥三号探月卫星，并于12月14日在月面的虹湾区成功实现软着陆并释放出“玉兔”号月球车，这标志着中国的探月工程再次取得阶段性的胜利。如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在b处变轨进入半径为r、周期为t的环月轨道运行，已知万有引力常量为g。下列说法中正确的是a. 图中探月卫星正减速飞向b处b. 探月卫星在b处变轨进入环月轨道时必须点火减速c. 由题中条件可以算出月球质量d. 由题中条件可以算出探月卫星受到月球引力大小【答案】bc【解析】试题分析：探月卫星关闭动力后只收到月球的吸引力而逐渐靠近月球表面，此过程为加速过程，选项a错。进入圆形轨道之前为椭圆轨道，二者相切与b点，相对于圆轨道，原来的运动在b点为离心运动，所以，而对圆形轨道则有，可得，所以进入环月轨道要减速，选项b对。在环月轨道运行过程有，整理得月球质量，选项c对。由题中条件找不到卫星质量，而且所以的圆周运动公式中卫星质量都消去了，所以无法计算探月卫星受到月球引力大小，选项d错。考点：万有引力与航天10.如图所示，点l1和点l2称为地月连线上的拉格朗日点。在l1点处的物体可与月球同步绕地球转动。在l2点处附近的飞行器无法保持静止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕l2点绕行。我国中继星鹊桥就是绕l2点转动的卫星，嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面，若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为r1、r2，信号传播速度为c。则（ ）a. 鹊桥卫星在地球上发射时的发射速度大于地球的逃逸速度b. 处于l1点的绕地球运转的卫星周期接近28天c. 嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为d. 处于l1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2【答案】bd【解析】【详解】a.逃逸速度是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于逃逸速度，故a错误；b.根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故b正确；c.鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为r1、r2，到地表的距离要小一些，则嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为t要小于，故c错误；d、由a=r可知处于l1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于月球的向心加速度，由可知月球的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，则卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2，故d正确.11.某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的电功率达到最大值p，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g，有关此过程下列说法正确的是（ ）a. 升降机的速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小b. 升降机的最大速度v2c. 钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功d. 钢丝绳的最大拉力为【答案】abd【解析】【详解】a.升降机速度由v1增大至v2的过程中，电动机保持功率不变，由p=fv知，钢丝绳的拉力不断减小，故a正确；b.升降机的最大速度时，拉力等于重力，故有，故b正确；c.对整个过程运用动能定理得，钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故c错误；d.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由p=fv得，故d正确。12.如图所示，a、b两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，a放在固定的光滑斜面上，b、c两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c球放在水平地面上现用手控制住a，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知a的质量为4m，b、c的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放a后，a沿斜面下滑至速度最大时c恰好离开地面下列说法正确的是（ ）a. c刚离开地面时，b的加速度最大b. a获得最大速度为2gc. 斜面倾角30d. 从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b两小球组成的系统机械能守恒【答案】bc【解析】【详解】a.c刚离开地面时，a的速度最大，此时b的速度也是最大的，则b球的加速度为零，故a错误；c.c刚离开地面时，对a有：kx2=mg此时b有最大速度，即ab=aa=0对b有：t-kx2-mg=0对a有：4mgsin-t=0以上方程联立可解得：sin=0.5，=30 故c正确；b.初始系统静止，且线上无拉力，对b有：kx1=mg由上问知 x1=x2=，则从释放至c刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中a、b、c组成的系统机械能守恒，即：4mg（x1+x2）sin=mg（x1+x2）+（4m+m）vam2以上方程联立可解得：a球获得最大速度为 vam=2g，故b正确；d. 从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b两小球组成的系统由于弹簧的弹力对系统做功，则系统的机械能不守恒，选项d错误.三、实验与解答题（本大题共5小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.利用图示的实验装置探究合力做功与动能变化的关系。（1）为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，需要平衡阻力。关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是_（2）甲小组同学正确平衡了阻力，选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量m，取砝码的总重力值作为绳子的拉力值，按正确操作得到图示的一条纸带。在纸带上选取三个连续计时点a、b、c，测得它们到静止释放的起始点o的距离分别为sa、sb、sc，打点计时器的工作频率为f，已知当地重力加速度为g，从o到b的运动过程中，拉力对小车做功w=_，小车动能变化量ek=_。（3）乙小组同学也正确平衡了阻力，但并未保证选取的砝码和盘的总质量m远小于小车的质量m。在处理数据时，他们也取砝码和盘的总重力值作为绳子的拉力值，并采用图像法进行数据分析：在纸带上选取多个计数点，测量静止释放的起始点o到每个计数点的距离，并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从o点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功w。他们作出的图线为_。【答案】 (1). b (2). mgsb (3). (4). b【解析】(1)平衡摩擦时应不挂钩码，原理是让重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力，故b正确；(2)拉力做功等于重力势能的减少量，即，小车动能变化量；(3)由于已经平衡摩擦，所以拉力做功等于动能的增量，即图线应该为一条过原点的直线，故b正确，选b。14.如图甲所示，用落体法验证机械能守恒定律，打出如图乙所示的一条纸带，已知交流电的周期为0.02s。（1）根据纸带所给数据，打下c点时重物的速度为_m/s。（结果保留三位有效数字）（2）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙丙所示，由图象可知a的质量m1 _b的质量m2。（选填“大于”或“小于”） （3）通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m20.052 kg，当地重力加速度g9.78 m/s2，求出重物所受的平均阻力f _n。（结果保留两位有效数字）【答案】 (1). 2.25 (2). 大于 (3). 0.031【解析】【详解】第一空.c点的瞬时速度等于bd段的平均速度，则有：第二空.根据动能定理得：（mg-f）h=mv2则有：，知图线的斜率为：，b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2。第三空.根据动能定理知：（m2g-f）h=mv2则有：可知：代入数据解得：f=0.031n。15.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为r，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为t，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径。（2）若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为s。已知月球半径为r月，万有引力常量为g。试求出月球的质量m月。【答案】(1) (2)【解析】本题考查天体运动，万有引力公式的应用，根据自由落体求出月球表面重力加速度再由黄金代换式求解16.如图所示，一质量m=4kg的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道bc和水平粗糙轨道cd组成，bc与cd相切于c，圆弧bc所对圆心角37，圆弧半径r=2.25m，滑动摩擦因数=0.48。质量m=1kg的小物块从某一高度处的a点以v04m/s的速度水平抛出，恰好沿切线方向自b点进入圆弧轨道，最终与小车保持相对静止。取g10m/s2，sin37=0.6，忽略空气阻力，求:（1）a、b间的水平距离；（2）物块通过c点时，轨道对物体的支持力；（3）物块与小车因摩擦产生的热量。【答案】（1）1.2m（2）（3）13.6j【解析】【详解】（1）物块从a到b由平抛运动的规律得:tan= x= v0t 得x=1.2m（2）物块在b点时，由平抛运动的规律得： 物块在小车上bc段滑动过程中，由动能定