重庆市四区2020-2021学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）

1、 可修改重庆市四区2020-2021学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。16题为单项选择题，710题为多项选择题。)1.明代出版的天工开物一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图)，记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮半径的大小关系如图，则()A. 齿轮A的角速度比C的大B. 齿轮A、B的角速度大小相等C. 齿轮B与C边缘的线速度大小相等D. 齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大【答案】D【解析】【详解】AB齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度。而B与C是同轴传动，角速度相等，所以

2、齿轮A的角速度比C的小，AB错误；CB、C两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大，C错误；D齿轮A、B边缘的线速度相等，根齿轮B比C边缘的线速度大，所以齿轮A边缘的线速度比C边缘的大，D正确2.如图所示，某人在对面的山坡上水平抛出两个质量不等的小石块，分别落在A、B两处。不计空气阻力，则落到A处的石块()A. 初速度大，运动时间短B. 初速度大，运动时间长C. 初速度小，运动时间短D. 初速度小，运动时间长【答案】A【解析】【详解】物体做平抛运动，运动的时间，因落到A处的石块的竖直高度大，则运动时间长；根据可知因落到A处的石块的水平位移小，则初速度小

3、，故选D.3.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】根据船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解。【详解】设船渡河时的速度为，当船头指向始终与河岸垂直，则有：，当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：，而回头时的船的合速度为：，由于去程与回程所用时间的比值为k，所以小船在静水中

4、的速度大小为：，故B正确，ACD错误。4.如图所示，质量相同的甲、乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断不正确的是()A. 两物块到达底端时动能相同B. 两物块到达底端时速度相同C. 乙物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率在增大D. 两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率【答案】B【解析】【详解】AB根据动能定理得，mgRmv2，知两物块到达底端动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同。故A正确，B错误；C乙做匀加速直线运动，速度逐渐增大，重力的瞬时功率Pmgvs

5、in ，则重力的瞬时功率增大，故C正确；D两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率。故D正确。5.人骑自行车下坡，坡长l500 m，坡高h8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为()A. 4000 JB. 3800 JC. 5000 JD. 4200 J【答案】B【解析】由动能定理3800J，阻力做负功为-3800J，B对；6.2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接

6、，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ）A. 周期变大B. 速率变大C. 动能变大D. 向心加速度变大【答案】C【解析】【详解】对于绕地球运行的航天器，地球对它的外有引力提供向心力，则，由公式可知，半径不变，周期不变，速率不变，向心加速度不变。由于质量增加，所以动能增大，故C正确，ABD错误。7.如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A. 从P到M所用的时间等于B. 从Q到N阶段，

7、机械能逐渐变大C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小D. 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功【答案】CD【解析】【详解】A根据开普勒第二定律知，海王星在近日点P的速度最大，在远日点Q的速度最小，则海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，由轨迹的对称性，则PM段的时间小于MQ段的时间，而运行的周期为T0，所以P到M所用的时间小于，故A错误。B从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误。C从P到Q阶段，由机械能守恒知，海王星的势能逐渐增大，则海王星运动的速率逐渐减小，故C正确。D根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。8.

8、如图所示，圆a和椭圆b是位于地球赤道平面上的卫星轨道，其中圆a是地球同步轨道。现在有A、B两颗卫星分别位于a、b轨道运行，假设运行方向与地球自转方向相反。已知A、B的运行周期分别为T1、T2，地球自转周期为T0，P为轨道b的近地点。则有()A. 卫星A是地球同步卫星B. 卫星B在P点时动能最大C. T0T1D. T1T2【答案】BC【解析】【详解】A圆a是地球同步轨道，卫星A的运行方向与地球自转方向相反所以不是地球同步卫星，所以A项错误；B卫星B在椭圆轨道上，在近地点P速度最大动能最大，所以B项正确；C根据万有引力提供向心力可得，得出周期 可知距离地面高度相等，周期相同，所以C项正确；D椭圆轨

9、道与圆轨道对比周期，根据开普勒第三定律常数，卫星A的半长轴大于卫星B的半长轴，所以，D项错误。9.图甲为0.1 kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图象，如图乙所示。g取10m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是()A. 图乙中x4B. 小球从B到C损失了0.125 J的机械能C. 小球从A到C合力做的功为-1.05JD. 小球从C抛出后，落地点到A的距离为0.8 m【答案】ACD【解析】【详解】A当h0.8 m时小球在C点，由于小球恰能到达最高点C，故 ，所以

10、gr100.4 m2s-24 m2s-2，故选项A正确；B从A到C过程，动能减小量为，重力势能的增加量为 则机械能减小0.25J，由于A到B过程中压力大于B到C过程中的压力，则A到B过程中的摩擦力大于B到C过程中的摩擦力，可知B到C的过程克服摩擦力做功较小，知机械能损失小于0.125J，故B错误。；C小球从A到C，由动能定理可知，故选项C正确；D小球离开C点后做平抛运动，故2rgt2，落地点到A的距离xvCt，解得x0.8 m，故选项D正确。10.如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中，(重力加

11、速度大小为g)()A. 小环滑到大圆环最低点时处于失重状态B. 小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态C. 此过程中小环的机械能守恒D. 小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于(mM)g【答案】BCD【解析】【详解】AB小环滑到大环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态。故A错误，B正确；C由于大环固定不动，对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故C正确；D小环从最高到最低，由动能定理得：，小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：，联立得：F=5mg，对大环分析，有：T=F+Mg=5mg+Mg（m+M）g，故D正确。二、非选择题(共6小题，共

12、60分。)11.某物理小组对轻弹簧弹性势能进行探究，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，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，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块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，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

13、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】【详解】（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；12.利用下图装置做“验证机械能守恒

14、定律”实验。(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A动能变化量与势能变化量B速度变化量与势能变化量C速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_。A交流电源B刻度尺C天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep_，动能变化量Ek_。(4)大多

15、数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_。A利用公式vgt计算重物速度 B利用公式计算重物速度C存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确_。【答案】 (1). AB (2). mghB (3). (4). C (5). 该同学的判断不正确【解析】【分析】验证机械能守恒，即验证动能增加量和重力势能的减小量是否相等

16、根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材；根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出B点的速度，从而得出动能的增加量；如果v2-h图象为直线，仅表示合力恒定，与机械能是否守恒无关。【详解】解：(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量和重力势能的变化量，故A正确，B、C、D错误；故选A；(2)打点计时器需接交流电源，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，不需要用天平测量质量，实验时需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度，以及计算出瞬时速度，故A、B正确，C、D错误；故

17、选AB；(3)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量，B点的瞬时速度，则动能的增加量 (4)实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故C正确，A、B、D错误；故选C；(5)该同学判断依据不正确；在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据，可得，则此时图象就是过原点的一条直线，所以要想通过图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。13.如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k46 N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m1kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数为0.2，开始时弹簧未发生形变，长度

18、为l00.5 m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g10 m/s2，物块A始终与圆盘一起转动。则：(1)圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？(2)当角速度缓慢地增加到4 rad/s时，弹簧的伸长量是多少？(弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘)。(3)在角速度从零缓慢地增加到4rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为f，试通过计算在坐标系中作出f-2图象。【答案】(1) (2) (3)见解析【解析】【详解】（1）设盘的角速度为时，物块A将开始滑动，此时物块的最大静摩擦力提供向心力，则有：，解得：，（2）设此时弹簧的伸长量为，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有：，

19、代入数据解得：（3）在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力，f2，f随着角速度平方的增加而增大；当时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力为定值，为14.如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103kg 的汽车，正以20 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图乙所示(在t15s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持80 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自保持不变。求：(1)汽车在AB段及BC段上运动时所受的阻力f1和f2。(2)BC路段的长度。【答案】(1)4 000N8 000N(2)137.5m【解析】【详解】(1)汽车在AB段时，有Pf1v1，则f1 4 000 N；汽车在BC段时，有t15 s时汽车匀速行驶，有Pf2v2，则：f28 000 N。(2)由图像可知汽车在5s-15s时在BC段行驶，则从B到C，根据动能定理：