安徽省马鞍山市2020-2021学年高一（下）期末物理试题Word版含解析

马鞍山市2020~2021年第二学期期末教学质量监测高一物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填涂在答题卡指定位置上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，用0.5mm黑色签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。一、选择题（共50分，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~15题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.关于曲线运动，以下说法中正确的是（）A.在恒力作用下的物体不可能做曲线运动B.曲线运动一定是变速运动C.做曲线运动的物体所受合力可以为零D.曲线运动的速度大小一定变化【答案】B【解析】【分析】【详解】A．在恒力作用下物体可以做曲线运动，如平抛运动只受重力，是恒力，故A错误；B．曲线运动速度的方向沿轨迹的切线的方向，所以曲线运动的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；C．曲线运动是变速运动，有加速度，由牛顿第二定律知，合力不为零，故C错误；D．曲线运动的速度方向一定变化，其大小不一定变化，如匀速圆周运动，故D错误。故选B。2.质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是A.的速率为B.的速率为C.绳的拉力等于D.绳的拉力小于【答案】B【解析】【详解】AB．将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解，如图所示物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等，则有故B正确，A错误；CD．小车向右运动，所以减小，不变，所以逐渐变大，说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知，物体P受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿绳向上的拉力T，沿斜面和垂直斜面建立正交轴，沿斜面方向由牛顿第二定律可得可得故CD错误。故选B。3.如图所示为“感受向心力”的实验，一根轻绳一端拴着小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做匀速圆周运动，通过拉力来感受向心力。下列说法正确的是（）A.只减小角速度，拉力增大B.只增加线速度，拉力减小C.只更换一个质量较大的小球，拉力增大D.突然放开绳子，小球仍做曲线运动【答案】C【解析】【分析】【详解】ABC．由题意，根据向心力公式根据牛顿第二定律，则有只减小旋转角速度，拉力减小；只增加线速度，拉力增大，只更换一个质量较大的小球，拉力增大，故AB错误，C正确；D、突然放开绳子，小球受到的合力为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故D错误；故选C。4.一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为，如果让木板在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A.在通过轨道最高点时，木板给砝码的支持力大于砝码的重力B.在经过轨道最低点时，砝码对木板的压力最大，所以砝码所受摩擦力最大C.匀速圆周运动的速率不能超过D.在通过轨道最低点时，木板给砝码的支持力小于砝码的重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A．在通过轨道最高点时，向心加速度竖直向下，砝码处于失重状态，木板对砝码的支持力小于砝码的重力，故A错误；B．在最低点，向心加速度竖直向上，砝码对木板的压力最大，此时水平方向上没有力，所以摩擦力为零，故B错误；C．木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受合外力提供向心力，砝码受到重力mg、木板支持力FN和静摩擦力Ff作用，重力mg和支持力FN在竖直方向上，因此只有当砝码所需向心力在水平方向上时静摩擦力才可能有最大值，此时木板和砝码运动到与圆心在同一水平面上，最大静摩擦力必须大于或等于砝码所需的向心力，即解得故C正确；D．在通过轨道最低点时，向心加速度向上，砝码处于超重状态，所以木板给砝码的支持力大于砝码的重力，故D错误。故选C。5.两颗人造卫星A、绕地球做匀速圆周运动，周期之比为，则（）A.轨道半径之比B.线速率之比C.角速率之比D.向心加速度之比【答案】A【解析】【分析】【详解】根据万有引力提供向心力，有解得依题意，可得，，，故选A。6.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】【详解】地球的质量根据万有引力定律，在地球表面可得根据题意，在矿井底部，地球的有效质量为则可得可得故选A。7.蹦极时，体验者站在高处，用原长为的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起。忽略空气阻力的影响，从开始运动到第一次下落到最低点的过程，以下说法正确的是（）A.体验者能体验失重感的位移为B.下落后，体验者开始做减速运动C.当体验者下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大D.到达最低点的瞬间，体验者的重力势能为零【答案】C【解析】【分析】【详解】A．当人下落的高度等于橡皮绳达到原长后，橡皮绳开始伸长，开始重力大于弹力，向下做加速度减小的加速运动，当重力与弹力相等时，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，做加速度增大的减速运动，到达最低点时，加速度最大，速度为零。所以第一次下落超过20m后，游客才开始做减速运动，游客能体验失重感的位移也大于20m；故AB错误；C．整个的过程中只有重力和绳子的拉力做功，当游客下落到最低点时，橡皮筋的弹性势能等于游客减少的重力势能，此时弹性势能最大。故C正确；D．重力时能的大小与零势能免得选取有关，故第一次到达最低点的瞬间，人的重力势能不一定为零，故D错误。故选C。8.如图所示，a、b两小球通过轻质细线连接跨在光滑轻质定滑轮(视为质点)上．开始时，a球放在水平地面上，连接b球的细线伸直并水平．现由静止释放b球，当连接b球的细线摆到竖直位置时，a球对地面的压力恰好为0.则a、b两球的质量之比()A.3∶1B.2∶1C.3∶2D.1∶1【答案】A【解析】【详解】连接b球的细线摆到竖直位置时，由机械能守恒定律对小球b对球a：T=mAg联立解得：故选A。9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则以下说法正确的是（）A.汽车在前5s内的牵引力为5×102NB.汽车速度为25m/s时的加速度为5m/s2C.汽车的额定功率为100kWD.汽车的最大速度为80m/s【答案】C【解析】【详解】A．由图像可知匀加速直线运动的加速度为m/s2=4m/s2根据牛顿第二定律得F−f=ma解得牵引力为F=f＋ma=0.1×1×104N＋1×103×4N=5×103N，故A错误；BC．汽车的额定功率为P=Fv=5000×20W=100kW当汽车的速度是25m/s时，牵引力F′=N=4×103N此时汽车的加速度a′==m/s2=3m/s2故B错误，C正确；D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为vm=m/s=1×102m/s故D错误。故选C。10.如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是（）A.物体重力所做的功是mghB.合力对物体做的功是C.推力对物体做的功是D.阻力对物体做的功是【答案】D【解析】【详解】A．在上升过程中，重力做功为，故A错误；B．根据动能定理得，合力做功等于动能的变化量，则合力做功为，故B错误；C．水平恒力F对小车做的功是Fs，故C错误；D．根据动能定理得则推力做功Fs，阻力做功为故D正确。故选D。11.如图所示，倾角为、长度为的光滑斜面，一质量为的小物块从斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度取，则（）A.整个过程中重力做功B.整个过程中合外力做功C.整个过程中重力做功的平均功率是D.小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．整个过程中重力做功为A错误；B．物块下滑过程只有重力做功，故整个过程中合外力做的功等于重力做的功，即，B正确；C．下滑过程据牛顿第二定律及运动学公式可得联立解得下滑时间为整个过程中重力做功的平均功率为C正确；D．小物块滑到斜面底端时的速度大小为小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率为D错误。故选BC。12.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（）A.该弯道的半径B.当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压【答案】AB【解析】【详解】A．当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，受力分析如图根据牛顿第二定律解得转弯半径为A正确；B．根据上述分析可知质量在等式两边约去，当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变，B正确；C．当火车速率大于v时，火车有离心的趋势，所以外轨将受到轮缘的挤压，C错误；D．当火车速率小于v时，火车有向心的趋势，所以内轨将受到轮缘的挤压，D错误。故选AB。13.科学家通过天文望远镜在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双星系统。若双星的质量分别为和，双星间距离为，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，引力常量为。则（）A.双星的轨道半径之比B.双星的线速度之比C.双星的向心加速度之比D.它们的运动周期为【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．双星绕连线的某点做圆周运动的周期相等，所以角速度也相等；做圆周运动的向心力由它们间的万有引力提供，向心力大小相等，由解得双星的轨道半径之比为r1：r2=M2：M1故A正确；B．由v=ωr得双星的线速度之比为v1：v2=r1：r2=M2：M1故B错误；C．由a=ω2r得双星的向心加速度之比为a1：a2=r1：r2=M2：M1故C错误；D．由可得解得选项D正确。故选AD。14.河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（）A.船渡河的最短时间是60sB.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5m/s【答案】BD【解析】【详解】AB．当船头垂直河岸渡河时，过河时间最短故A错误，B正确；CD．因河水的速度是变化的，故船相对于岸的速度的大小和方向均是变化的，船在河水中航行的轨迹不是一条直线，当船在河中心时，船速最大故C错误，D正确。故选BD。15.如图所示，直立弹射装置的轻质弹簧顶端原来在点，与管口的距离为，现将一个重力大小为的钢珠置于弹簧顶端，再把弹簧压缩至点，压缩量为，释放弹簧后钢珠被弹出，钢珠运动到点时的动能为，不计一切阻力，下列说法中正确的是（）A.弹射过程，弹簧和钢珠组成的系统机械能守恒B.弹簧恢复原长时，弹簧的弹性势能全部转化为钢珠的动能C.钢珠弹射所到达的最高点距管口的距离为D.弹簧被压缩至点时的弹性势能为【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．弹射过程，只有钢珠的重力和弹簧的弹力做功，故弹簧和钢珠组成的系统机械能守恒，A正确；B．弹簧恢复原长时，弹簧的弹性势能全部转化为钢珠的机械能（动能和重力势能），B错误；C．钢珠运动到点时的动能为，继续上升过程据动能定理可得解得故钢珠弹射所到达的最高点距管口的距离为，C错误；D．钢球从Q到最高点过程，弹性势能全部转化为重力势能，重力势能增加，故弹簧被压缩至点时的弹性势能为，D正确。故选AD。二、非选择题（本题共6小题，共50分）16.三个同学根据不同的实验条件，做了“探究平抛运动规律”的实验。（1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明___________。（2）乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道、分别用于发射小铁球、，其中的末端切线水平，的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁、（图中未画出）。现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道、的末端射出。实验时观察到球击中球，仅改变弧形轨道的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明___________。（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，重力加速度取。则该小球做平抛运动的初速度大小为___________。【答案】①.平抛运动在竖直方向上为自由落体运动②.平抛运动在水平方向上为匀速直线运动③.1【解析】【分析】【详解】(1)[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；(2)[2]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。(3)[3]平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；已知L=2.5cm=0.025m在竖直方向由△h=L=gT2可得T=0.05s水平方向匀速直线运动由x=2L=v0t可得v0=1m/s17.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点、、、、，测出点距起点的距离为，点、间的距离为，点、间的距离为，取，测得重物的质量为。（1）选取、两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是___________，打下点时重物的速度大小是___________。（结果保留三位有效数字）（2）根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落距离，则以为纵坐标、以为横坐标画出的图像应是下面的___________。A.B.C.D.【答案】①.2.68②.2.28③.C【解析】【分析】【详解】（1）[1]重物减少的重力势能为[2]打下C点时的速度（2）[3]由机械能守恒定律得整理得与s成正比故选C。18.如图为某游乐设施，水平转盘中央有一根可供游客抓握的绳子，质量为的游客，到转轴的距离为，游客和转盘间的动摩擦因数为，设游客受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为。（1）当游客不抓握绳子时，为保证游客不滑动，转盘的角速度最大不能超过多少？（2）当转盘的角速度时，游客抓住绳可使自己不滑动，则人拉绳的力至少是多大？【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）当游客受到摩擦力达到最大静摩擦时即将滑动得（2）由题意得19.在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。是一个微粒源，能持续水平向右发射初速度不同的微粒。高度为的探测屏竖直放置，离点的水平距离为，上端与点的一高度差也为，已知重力加速度为。求：（1）微粒打在探