江西省新余一中2019-2020学年高一下学期第二次段考物理试题含解析

新余一中2021--2021年度高一年级下学期物理测试卷一、选择题〔共10小题，每题4分，共40分，在每题给出的四个选项中，第1~6小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分〕1.列车在通过桥梁、隧道的时候，要提前减速．假设列车的减速过程可看作匀减速直线运动以下与其运动相关的物理量(位移x、加速度a、速度v、动能Ek)随时间t变化的图象，能正确反映其规律的是A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】匀变速直线运动的加速度一定，速度随时间均匀变化，根据匀变速直线运动的速度公式、位移公式，可分析速度时间图象、位移时间图象形状，根据速度公式与动能的公式可得到动能与时间的关系式，可分析动能时间图象的形状．【详解】由火车减速过程中位移与时间的关系可知，位移时间图象为开口向下的二次函数图线，故A错误；由于火车做匀减速运动，故加速度恒定不变，故B错误；火车减速过程速度与时间的关系式，可知速度时间关系为一次函数图线且斜率为负，故C正确；由动能公式可得，火车在减速过程中，动能与时间的关系表达式为：，即为二次函数关系，故D错误．应选C．2.诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是目前世界上的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯〞缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯〞进入太空．现假设有一“太空电梯〞悬在赤道上空某处，相对地球静止，如下图，那么关于“太空电梯〞，以下说法正确的选项是〔〕A.“太空电梯〞各点均处于完全失重状态B.“太空电梯〞各点运行周期随高度增大而增大C.“太空电梯〞上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比D.“太空电梯〞上各点线速度与该点离地球球心距离成正比【答案】AD【解析】【详解】A．“太空电梯〞各点随地球一起做匀速圆周运动，重力提供向心力，各点均处于完全失重状态，故A正确；B．“太空电梯〞相对地球静止，各点做圆周运动的周期都等于地球自转周期，各点运行周期相等，故B错误；CD．“太空电梯〞相对地球静止，各点角速度ω相等，各点线速度v=ωr与该点离地球球心距离r成正比，故C错误，D正确。应选AD．3.如下图,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘,细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移,光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度匀速运动,当光盘由位置运动到图中虚线所示的位置时,细线与竖直方向的夹角为,此时铁球A.竖直方向速度大小为B.竖直方向速度大小为C.竖直方向速度大小为D.相对于地面速度大小为【答案】B【解析】【详解】线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，那么合运动的速度大小为v，由数学三角函数关系，那么有：，而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故B正确，AC错误；球相对于地面速度大小为，故D错误．【点睛】对线与CD光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有逆着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为CD光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解．4.如下图，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈的斜面上，撞击点为斜面上端与曲面末端B相连，A、B间的高度差为h，B、C间的高度差为H，不计空气阻力，那么h与H的比值为A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】根据动能定理求出B点的速度，结合平抛运动竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间，从而得出竖直位移的表达式，求出h与H的比值.【详解】对AB段，根据动能定理得，，解得:，根据得,那么，解得;应选D.【点睛】此题考查了动能定理和平抛运动的综合运用，解决此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，结合运动学公式灵活求解.5.浙江省诸暨陈蔡镇是我省有名的板栗产地．如图为老乡敲打板栗的情形，假设某一次敲打时，离地4m处的板栗被敲打后以4m/s的速度水平飞出．板栗的质量为20g，(忽略空气阻力作用，以地面为零势能面)，那么关于该板栗以下说法正确的选项是〔〕C.在离地高1m处的势能是其机械能的5/24D.有可能击中离敲出点水平距离为5m的工人【答案】C【解析】分析】由公式求出板栗的重力势能，机械能等于动能与势能之和，求出在离地高为1m处的重力势能那么可知是为机械能的多少倍．【详解】A项：以地面为零势能面，板栗相对参考平面的高度为h=4m，所以重力势能为，故A错误；B项：由于板栗做平抛运动过程中机械能守恒，所以落地时的机械能等抛出时的机械能即为，故B错误；C项：在离地高为1m处的重力势能为所以在离地高1m处的势能是其机械能的，故C正确；D项：板栗竖直方向做自由落体运动，由公式得，板栗水平方向的位移为：，所以不可能击中离敲出点水平距离为5m的工人，故D错误．故应选：C．【点睛】解决此题关键理解平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，且在运动过程中机械能守恒．6.“太空涂鸦〞技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾〞弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾〞散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。以下说法正确的选项是()A.攻击卫星在轨运行速率大于7.9km/sB.攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小C.攻击卫星完成“太空涂鸦〞后应减速才能返回低轨道上D.假设攻击卫星周期，结合万有引力常量就可计算出地球质量【答案】C【解析】，得，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径最小等于地球半径时，速度最大等于第一宇宙速度．故攻击卫星在轨运行速率小于，只有周期，缺少其它量，解不出地球质量，故D错误。应选C。7.如下图，从水平地面上同一位置先后抛出的两个质量相等的小球P、Q，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同，不计空气阻力，那么以下说法正确的选项是〔〕A.P、Q的飞行时间相等B.P与Q在空中不可能相遇C.P、Q落地时的重力的瞬时功率相等D.P落地时的动能大于Q落地时的动能【答案】AC【解析】【详解】A．不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知上升和下落的时间相等，而下落过程时间可知下落时间相等，那么两球运动的时间相等，故A正确；

B．因两球抛出时间不同，那么有可能二者同时出现在相交的位置，可能相遇，故B错误；C．落地时重力的瞬时功率P=mgvy=mg2t因为两球运动的时间相等，所以两球落地时重力的瞬时功率相等，故C正确；D．根据速度的合成可知，P的初速度小于Q球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，那么知P在落地时的速度比Q在落地时的小，P落地动能小于Q的落地动能，故D错误。应选AC。8.如图甲、乙中是一质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。当t=0时，汽车刚启动〔汽车的运动可看成匀加速直线运动〕。图丙是车内横杆上悬挂的手拉环的图像，测得θ=30°。根据题中提供的信息，能估算出的物理量是〔〕A.汽车的长度B.4s内汽车牵引力所做的功C.4s末汽车的速度D.4s末汽车合外力的瞬时功率【答案】ACD【解析】【详解】C．根据题图丙，通过对手拉环受力分析如下图：结合牛顿第二定律可知mgtanθ=ma汽车的加速度为a=gtanθ=m/s2所以，t=4s末汽车的速度v=at=m/s故C符合题意；A．根据图甲、乙可知，汽车的长度等于4s内汽车的位移，即故A符合题意；D．因为4s末汽车的瞬时速度可求出，汽车的合外力F=ma也可求出，所以汽车在4s末的瞬时功率为P=Fv也可估算，故D符合题意；B．因为不知汽车与地面间的摩擦力，所以无法估算4s内汽车牵引力所做的功，故B不符合题意。应选ACD。9.一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球外表，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，现在最低点处给小球一初速度，使其绕O点在竖直平面内做圆周运动，通过传感器记录下绳中拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示，F1的大小等于7F2，引力常量为G，各种阻力不计，那么〔〕A.该星球外表的重力加速度为B.卫星绕该星球的第一宇宙速度为C.该星球的质量为D.小球通过最高点的最小速度为零【答案】AC【解析】【详解】A．设砝码在最低点时细线的拉力为F1，速度为v1，那么设砝码在最高点细线的拉力为F2，速度为v2，那么由机械能守恒定律得mg2r+mv22=mv12解得又F1=7F2所以该星球外表的重力加速度为故A正确；B．根据万有引力提供向心力得卫星绕该星球的第一宇宙速度为故B错误；C．在星球外表，万有引力近似等于重力解得故C正确；D．小球在最高点受重力和绳子拉力，根据牛顿运动定律得所以小球在最高点的最小速故D错误。应选AC．10.如下图，半径为R，外表光滑的半圆柱体固定于水平地面上，其圆心在O点。位于竖直面内的光滑曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于半圆柱面顶点B.质量为m的小滑块从距B点高为R的A点由静止释放，那么小滑块〔〕A.将沿半圆柱体外表做圆周运动B.将从B点开始做平抛运动C.落地点距离O点的距离为D.落地时的速度大小为【答案】BD【解析】【详解】A.根据动能定理得：，解得滑块到达B点的速度为：，当小球在B点支持力为零时，有：，解得：得：，那么水平位移为：，故C错误；

D.滑块落地时的竖直分速度为：，根据平行四边形定那么知，落地的速度为：，故D正确。第二卷〔非选择题共60分〕二、填空题〔共3小题，共18分。把答案直接填在横线上〕11.“神舟十号〞飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如下图的实验能够进行的是〔〕A.宇航员生活废水过滤处理实验B.研究动能与重力势能转化规律实验C.用弹簧拉力器测力D.血浆与血细胞自然分层实验【答案】C【解析】【详解】飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，飞船内的一切物体都处于完全失重状态，与重力相关的现象都消失了，故C正确，ABD错误。12.小刚同学用如图实验装置研究“机械能守恒定律〞．他进行如下操作并测出如下数值．①用天平测定小球质量为0.50kg；②用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm；③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门距离为82.05cm；④电磁铁先通电，让小球吸在开始端；⑤电磁铁断电时，小球自由下落；⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s，由此可算得小球经过光电门的速度；⑦计算得出小球重力势能减小量△Ep＝J，小球的动能变化量△Ek＝2，结果保存三位有效数字〕，从实验结果中发现△Ep___△Ek〔填“稍大于〞、“稍小于〞或“等于〞〕，试分析可能的原因．【答案】4.02；4.00；稍大于；空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等；【解析】【详解】小球重力势能减小量;小球下落的平均速度为，小球的动能变化量；从实验结果中发现△Ep稍大于△Ek，原因是空气阻力的影响或高度测量中忽略了小球的尺度等．Ep=kx2

〔式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧长度的变化量〕．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧的伸长量为d．②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H．③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L．〔1〕A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量，这个物理量是______；请用m、d、g表示所示的物理量______．〔2〕如果Ep=kx2

成立，那么：A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x=______；B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x=______．【答案】(1).确定弹簧的劲度系数k(2).(3).(4).【解析】【详解】、B两位同学做所示实验的目的是测量弹簧的劲度系数k，当小球静止时，有，可得；同学所做乙实验：将弹簧压缩x后释放小球，小球上升的最大高度为H，此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能，根据机械能守恒得：

解得；B同学的实验：将弹簧压缩x后释放小球，有：小球离开桌面后，以初速度做平抛运动，那么有：

，可得三、论述·计算题〔共4小题，共42分。解容许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〕14.“抛石机〞是古代战争中常用的一种设备．如下图,某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程．所用抛石机长臂的长度L=2m,质量m=1.0kg的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态,与水平面间的夹角现对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,水平抛出前,石块对长臂顶部向上的压力为2.5N,抛出后垂直打在倾角为45°的斜面上,不计空气阻力,重力加速度g取试求斜面的右端点A距抛出点的水平距离．【解析】【分析】根据牛顿第二定律求解石块做平抛运动的初速度；根据石块被抛出后做平抛运动，垂直打在450角的斜面上，可知竖直速度，从而求解时间，结合平抛运动的规律即可解答.【详解】石块在长臂顶部时，根据牛顿第二定律可得：解得v0=5m/s石块被抛出后做平抛运动，垂直打在450角的斜面上，那么vy=v0=5m/s那么vy=gt可得t=0.5s，那么水平方向：x=v0t=2.5m

竖直方向：L+Lsin300-h=gt2，

h=1.75m

斜面的右端点A距抛出点的水平距离：s=x-htan45015.在半径R=5000km某星球外表，宇航员做了如下实验．实验装置如图15甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求：〔1〕.圆轨道的半径．〔2〕.该星球的第一宇宙速度．【答案】r＝H＝0.2m；5km/s【解析】【详解】〔1〕小球过点时有：对小球从出发到点，由动能定理得：联立①②得：由图可知：当时，，解得：当时，，解得：〔2〕对该行星外表的附近的卫星有：解得：16.如下图，半径R圆弧轨道固定在水平地面上，O为该圆弧的圆心，轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块，小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道。此后小物块将沿圆弧轨道下滑，AO连线与水平方向的夹角θ=45°，在轨道末端C点紧靠一质量M=3kg的长木板，木板上外表与圆弧轨道末端的切线相平，木板下外表与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3，g取10m/s2。求：(1)小物块刚到达C点时的速度大小；(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力；(3)要使小物块不滑出长木板，木板长度L至少为多少？【答案】(1)4m/s；(2)50N，方向竖直向下；(3)4m【解析】【详解】(1)小物块从A到C，根据机械能守恒有mg2R=解得m/s(2)小物块刚要到C点，由牛顿第二定律有解得FN=50N由牛顿第三定律，小物块对C点的压力50N，方向竖直向下。(3)设小物块刚滑到木板右端时到达共同速度，大小为v，小物块在长木板上滑行