2020-2021学年河北省保定市高碑店第三中学高一（下）期末考试物理试题（解析版）

高一下学期期末试题（物理）一、单选题（共7题；共28分）1.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）A.10m/s2 B.100m/s2 C.1000m/s2 D.10000m/s2【1题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】纽扣在转动过程中由向心加速度故选C。2.如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的小球，分别从相同的高度，沿不同的轨道运动到同一水平面上，下列说法正确的是（）A.甲球重力做功最多B.乙球重力做功最多C.丙球重力做功最多D.三个小球重力做功相等【2题答案】【答案】D【解析】【详解】甲、乙、丙三个小球质量相同，并且下落高度相同，根据可知，重力做功相同，故D正确，ABC错误。故选D。3.A、B两物体的速度之比为2∶3，质量之比为1∶3，则A、B两物体的动能之比为（）A.2∶9 B.4∶9 C.4∶27 D.27∶4【3题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】根据动能的表达式则故选C。4.人造地球卫星发射的成功是人类伟大的创举，标志着人类已经具备探索外太空的能力，你认为下列四图中不可能是人造地球卫星轨道的是（）A. B.C. D.【4题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】人造地球卫星是由万有引力提供向心力，让其做圆周运动，则它圆周轨道的圆心是地球的地心，所以ACD正确，不符合题意；B错误，符合题意；故选B。5.两个相互垂直共点力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动一段位移。如果F1对物体做功4J，F2对物体做功3J，则F1和F2的合力对物体做功为（）A.1J B.5J C.7J D.-1J【5题答案】【答案】C【解析】【详解】功是标量，所以合力做功等于各分力做功的代数和，所以合力对物体做功为故选C。6.质量为m的物体，在距地面h高处以g的加速度由静止开始竖直下落到地面。下列说法中正确的是（）A.物体的重力势能减少mghB.物体的动能增加mghC.克服阻力做功为mghD.物体机械能减少mgh【6题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．物体的重力势能减少量为A错误；B．设阻力为，由牛顿第二定律可得解得：；由动能定理可得联立解得：，B错误；C．阻力做功为因此克服阻力做功为，C正确；D．由能量守恒定律可得，物体的机械能减少量等于克服阻力做的功，即物体的机械能减少，D错误；故选C。7.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b、a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（）A.h B.2h C.1.5h D.2.5h【7题答案】【答案】C【解析】【详解】设a球上升高度h时，两球的速度大小为v，根据ab系统的机械能守恒得：3mgh=mgh+•（3m+m）v2，解得：，此后绳子恰好松弛，a球开始做初速为的竖直上抛运动，再对a球，根据机械能守恒：mgh+=mgH，解得a球能达到的最大高度：H=1.5h，故C正确，ABD错误。二、多选题（共3题；共18分）8.下列有关功和能的叙述正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.合外力对物体做功为零，物体机械能一定守恒C.系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒D.体育课上，学生由下蹲屈腿状态跳离地面，地面对学生的支持力没有做功，是肌体内力做功，体内化学能转化为机械能和内能【8题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．做匀速运动的物体，其机械能不一定守恒，如匀速竖直下落的物体动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，故A错误；B．物体所受的合外力为零时，合力对物体做功为零，机械能不一定守恒，比如物体匀速上升时机械能增加，故B错误；C．系统机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功，故C正确；D．学生由下蹲屈腿状态跳离地面，地面对学生的作用力没有位移，地面对学生的支持力没有做功，是肌体内力做功，体内消耗的化学能一部分转化为机械能，一部分会以散热的方式消耗，故D正确。故选CD。9.如图，两小球M、N从同一高度同时分别以v1和v2初速度水平抛出，经过时间t都落在了倾角θ=37°的斜面上的A点，其中小球N垂直打到斜面上。sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（）A.初速度v1、v2大小之比为8：9B.初速度v1、v2大小之比为9：16C.若v1、v2都变为原来的2倍，则两球在空中相遇，从抛出到相遇经过的时间为D.若v1、v2都变为原来的2倍，则两球在空中相遇，从抛出到相遇经过的时间为2t【9题答案】【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．两球抛出后都做平抛运动，两球从同一高度抛出落到同一点，它们在竖直方向的位移相等，小球在竖直方向做自由落体运动，由于竖直位移h相等，它们的运动时间相等；对球M解得球N垂直打在斜面上，则有则故A正确，B错误；CD．当飞行时间为t时，MN两点的水平距离为若v1、v2都变为原来的2倍，则两球在空中相遇，则有解得从抛出到相遇经过的时间为故C正确，D错误。故选AC。10.水平路面上有一质量为1kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图象如图所示，图中0~2s时间段图象为直线，2s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2N，则下列说法正确的是（）A.2s后牵引力功率为12WB.玩具小车运动的最大速度C.0~2s内牵引力所做的功为18JD.2~4s内牵引力所做的功为60J【10题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．前2s小车做匀加速直线运动，加速度大小为由牛顿第二定律可得代入数值可得由功率表达式可知故A错误；B．玩具小车匀速运动时，牵引力等于阻力，此时速度最大，最大速度故B正确；C．0~2s内位移牵引力所做的功为故C错误；D．2~4s内功率恒定，牵引力所做的功为故D正确。故选BD。三、实验探究题（共2题；共18分）11.某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。【11题答案】【答案】①.1.0②.2.0

③.9.7【解析】【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为[2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得（2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得代入数据可得12.某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。（1）下列叙述正确的是_______。A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出（2）实验中，某同学得到了一条如图乙所示的纸带。纸带上的点分布如图所示，A、D间的点距几乎是均匀的，E、J间的点距不均匀，下列说法正确的是（）A.纸带的左端与小车相连B.纸带的右端与小车相连C.利用E、J之间点的间距来计算小车的速度D.利用A、D之间点的间距来计算小车的速度（3）若根据多次实验得到的数据画出W与v的关系的图像，则符合实际的是图中的______。A．B.C.D.【12题答案】【答案】①D②.BD③.C【解析】【详解】（1）[1]AB.本实验中，橡皮筋对小车的力是变化的，难以测量它对小车做功的具体数值，但在绘制W-v图像时，不一定需要功的具体数值，纵坐标也不必以“焦耳”为单位。在图中选取合适的长度，以它为单位，代表一条橡皮筋对它做的功；当用两条橡皮筋时，所做的功就用两个单位表示……也正因为如此，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故AB错误；C.为了使橡皮筋对小车的力就是小车所受合外力，所以需要将长木板安装打点计时器的一端适当垫高从而平衡摩擦力，故C错误；D.由于木板长度有限，小车运动时间较短，为了能够在纸带上尽可能多地获取数据，应先接通电源再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故D正确。故选D。（2）[2]AB.纸带上点距越大的区域表示小车速度越大，所以小车是从左往右运动，即纸带的右端与小车相连，故A错误，B正确；CD.计算小车的速度时应选取纸带上点距均匀部分的点的间距，即E、J之间的点的间距，故C错误，D正确。故选BD。（3）根据动能定理可知所以W-v图像应是过原点且开口向上的抛物线，故C正确。故选C。四、综合题（共3题；共36分）13.两个对称的与水平面成60°角的粗糙斜轨与一个半径R＝2m，张角为120°的光滑圆弧轨道平滑相连。一个小物块从h＝3m高处开始，从静止开始沿斜面向下运动，物体与斜轨接触面间的动摩擦因数为μ＝0.2，g取10m/s2。（1）请你分析一下物块将怎样运动?（2）计算物块在斜轨上通过的总路程。【13题答案】【答案】（1）物块最后在圆弧左右两端点间来回往返运动，且在端点的速度为0；（2）20m【解析】【分析】【详解】（1）物块最后在圆弧左右两端点间来回往返运动，且在端点的速度为0；（2）物块由释放到最后振动过程到圆弧的左端点或右端点过程，根据动能定理代入数据解得物块在斜轨上通过的总路程为14.2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获控制，进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。“鹊桥”可为卫星、飞船等飞行器提供数据中继和测控服务，并实现科学数据实时下传至地面。若已知月球的质量为M，引力常量为G，月球的半径为R，“鹊桥”卫星绕月球转n圈所用的时间为t，求：(1)“鹊桥”卫星的周期T；(2)“鹊桥”卫星离月球表面的高度h；(3)“鹊桥”卫星的线速度v。【14题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由题意知，“鹊桥”卫星绕月球转n圈所用的时间为t，则其周期为(2)根据万有引力提供向心力，有解得(3)根据解得15.如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离d=2.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点。一质量m=1.2kg的小物块，它与水平轨道和半圆形轨道间的动摩擦因数均为μ=0.20。小物块在F=12N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，g取10m/s2，试求：（1）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功；（2）若半圆形轨道是光滑的，其他条件不变，求当小物块到达D点时对轨道的压力大小；（3）若半圆形轨道是光滑的，要使小物块能够到达D点，力F的作用距离的最小值。【15题答案】【答案】（1）9.6J；（2）48N；（3）1.45m【解析】【分析】【详解】（1）对小物块在A到