2019-2020学年安徽省宣城市高一下期末物理试卷

安徽省宣城市2018-2020学年高一下学期期末考试物理试题一、选择题1.关于曲线运动的下列说法中正确的是（）A.曲线运动不一定是变速运动B.质点在某点的速度方向是在曲线上该点的切线方向C.曲线运动的速度大小和方向都在时刻在改变D.曲线运动一定是变加速运动【答案】B【解析】【详解】A.曲线运动速度方向一定变化，故一定属于变速运动，A错误；B.质点在某点的速度方向是在曲线上该点的切线方向，B正确；C.曲线运动的速度方向一定变化，但速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，C错误；D.平抛运动是曲线运动，其过程中只受重力作用，加速度恒定，为匀加速运动，D错误．2.一只船在静水中的速度为，它要横渡一条宽的河，水流速度为，下列说法正确的是（）A.过河时间可能是B.过河时间可能是C.这只船可能垂直于河岸抵达正对岸D.这只船对地的速度一定是【答案】A【解析】【详解】AB、当船头与岸垂直时，过河时间最短，最小时间，当船头方向指向其它方向，渡河时间大于10s，故B错误，A正确；C、由已知小船在静水中速度v1=3m/s，河宽d=30m，水速v2=4m/s，因v2>v1，由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸，故船不可能垂直于河岸抵达正对岸，因此这只船不可能垂直于河岸到达对岸，故C错误；D、当两速度互相垂直时，根据平行四边形定则知，合速度为5m/s，其它情况不等于5m/s，故D错误；故选A．【点睛】根据平行四边形定则判断合速度的方向能否垂直河岸，从而确定能否垂直渡河．当船头的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，根据等时性求出最短的时间，从而判断渡河时间的可能值．3.如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为；金星转过的角度为（均为锐角），则由此条件不可求得的是：

A.水星和金星绕太阳运动的周期之比B.水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比C.水星和金星到太阳的距离之比D.水星和金星的密度之比【答案】D【解析】【详解】试题分析：根据在相同时间内水星转过的角度为,金星转过的角度为，则可求得水星的角速度与金星角速度之比为；根据，可得,所以可求出水星和金星到太阳的距离之比；根据,可求得水星和金星绕太阳运动的周期之比；根据，则，知道水星和金星到太阳的距离之比后，可求得水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比．选项A是错误的．考点：万有引力定律及牛顿定律．4.如图甲所示，一长为l的轻绳一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度二次方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g.下列判断正确的是()A.图线的函数表达式为F＝m＋mgB.重力加速度g＝C.若绳长不变，用质量较小的球做实验，，则图线上b点的位置不变D.若绳长不变，用质量较小的球做实验，则得到的图线斜率更大【答案】BC【解析】【详解】A项：小球在最高点，根据牛顿第二定律有：，解得：，故A错误；B项：当F=0时，根据表达式有：，解得：，故B正确；C项：当F=0时，，可知b点的位置与小球的质量无关，绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变，故C正确；D项：根据知，图线的斜率，绳长不变，用质量较小的球做实验，斜率更小，故D错误．5.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（）A.重力势能增加了 B.重力势能增加了mghC.动能损失了mgh D.机械能损失了【答案】BD【解析】【详解】物体在斜面上能够上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，所以重力势能增加mgh，故A正确；设物体所受的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律得mgsin30°+f=ma，解得：，所以克服摩擦力做功为：，故C错误；根据动能定理得动能损失了：，联立以上解得：，故B正确；机械能损失等于摩擦力做功即，故D错误．所以AB正确，CD错误．6.如图所示，宇航员站在某星球表面上的倾角为的斜面顶端处，沿水平方向以初速度抛出一个小球．经时间小球落在斜面上的某一点处．设空气阻力不计，该星球半径为，万有引力常数为．则以下正确的是（）A.该星球表面的重力加速度为B.该星球表面的重力加速度为C.该星球的质量D.该星球的质量【答案】C【解析】【详解】小球从P到Q的过程中由平抛运动规律得：水平位移竖直位移：由位移关系得：解得AB错误；星球表面物体所受重力等于万有引力，得解得C正确D错误．故选C.7.质量为的物体（可视为质点）在水平外力的作用下，从开始在平面直角坐标系（未画出）所决定的光滑水平面内运动．运动过程中，方向的位移时间图像如左图所示，方向的速度时间图象如右图所示．则下列说法正确的是（）A.时刻，物体的速度大小为B.物体初速度方向与外力的方向垂直C.物体所受外力大小为D.4秒内外力做的功为【答案】CD【解析】【详解】A．由图甲图得到物体在x方向做匀速直线运动，速度大小为t=0时刻，y方向物体的分速度为，物体的速度大小为故A错误；B．物体在x方向做匀速直线运动，合力为零，y方向做匀减速直线运动，合力沿−y轴方向，而物体的初速度不在x轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直，故B错误；C．由乙图的斜率等于加速度，得到物体的加速度大小为所受外力F的大小为故C正确；D．

4s内，y方向物体的位移为外力做的功为故D正确；故选CD．【点睛】位移图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动．速度图象倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动．根据两图象的形状求出物体在x方向和y方向的初速度，再进行合成，求出物体t=0时刻的速度．x方向物体的合力为零，物体所受的合力在y方向．由速度图象的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求出外力F，根据做功公式求出4s内外力做的功．8.如图所示，轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁，另一端紧靠质量为m的物块（弹簧与物块没有连接），在外力作用下，物块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点，现撤去外力，物块向右运动，离开弹簧后继续滑行，最终停止与B点，已知A、B间距离为x，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是A.压缩弹簧过程中，外力对物体做的功为μmgxB.物块在A点时，弹簧的弹性势能为μmgxC.向右运动过程中，物块先加速，后匀减速D.向右运动过程中，物块加速度先减少后不断增大再不变【答案】BD【解析】【详解】AB．撤去外力后物块向右运动，最终停止于B点．整个的过程中弹簧的弹力和地面的摩擦力做功，弹簧的弹性势能转化为内能，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能为；而压缩弹簧过程中，外力对物块做的功和摩擦力对物体做的功的和转化为弹簧的弹性势能，为，所以外力对物块做的功一定大于，A错误B正确；CD．物块需要一定的过程中，开始时弹簧的弹力大于地面的摩擦力，物块做加速度减小的加速运动；当弹簧的弹力小于摩擦力后物块开始减速，加速度随弹力的减小而增大，做加速度增大的减速运动；当物块离开弹簧后，只受到摩擦力的作用，加速度的大小不再发生变化，C错误D正确．故选BD.9.2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）A.脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小B.脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变C.脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变D.若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量【答案】AC【解析】【详解】根据万有引力提供向心力，距离关系为：，有：，联立解得：，因为双星间的距离减小，则双星相互公转的周期逐渐变小，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力，即m1r1=m2r2，可知轨道半径比等于质量之反比，因质量不变，所以脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变，故C正确；由上可知，不知道双星间的距离，也就无法求出总质量，故D错误．所以AC正确，BD错误．10.如图为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平.当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为θ时，轮船的加速度大小为a，轻绳的拉力对船做功的功率为P，汽车受到的阻力大小为Ff，轮船的速度大小为v，则下列说法不正确的是()A.此时汽车的加速度为a车＝acosθB.此时绳的拉力大小为FT＝C.此时汽车速度为v车＝D.此时汽车牵引力的功率P车＝P＋(Ff＋macosθ)vcosθ【答案】C【解析】【详解】A．船和车在沿绳方向的加速度大小相同，将船的加速度分解成沿绳和垂直于绳，则汽车的加速度a车＝acosθ故A项正确，不符合题意；B．对船，由瞬时功率的公式可得：解得：绳的拉力大小为FT＝故B项正确，不符合题意；C．船和车在沿绳方向的速度大小相同，将船的速度分解成沿绳和垂直于绳，则汽车的速度v车＝故C项错误，符合题意；D．对车受力分析，由牛顿第二定律可得：汽车的功率：P车＝联立解得：此时汽车牵引力的功率P车＝P＋(Ff＋macosθ)vcosθ故D项正确，不符合题意．二、实验题11.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：________．a．通过调节使斜槽的末端保持水平b．每次释放小球的位置必须不同c．每次必须由静止释放小球d．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降e．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触f．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的所示，则小球平抛的初速度的计算式为________（用表示）．（3）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．点不是抛出点，轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度=________，抛出点的坐标________，________（取）【答案】(1).ace;(2).;(3).4;(4).-80;(5).-20;【解析】【详解】（1）要保证小球做平抛运动，必须通过调节使斜槽的末端保持水平，故a正确；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，故b错误；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故c正确；只要描出小球的位置即可，记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，故d错误；为避免摩擦影响小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故e正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，不是用直尺将点连成折线，故f错误；故选ace；（2）由图示可知，a、b、c、d三个点间的水平位移均相等，为x=2L，这4个点是等时间间隔点．

在竖直方向上，相邻两点间的位移差△y=3L-2L=2L-L=L；

由匀变速运动的推论△y=gt2，可得：L=gt2，

在水平方向上：x=2L=v0t，解得：v0=2；

（3）根据△y=gT2，T=0.1s，则平抛运动的初速度v0==4m/s．

A点在竖直方向上的分速度vyA==3m/s．

平抛运动到A的时间t==0.3s，

此时在水平方向上的位移x=v0t=1.2m，在竖直方向上的位移y=gt2=0.45m，

所以抛出点的坐标x=-0.80m，y=-0.20m．

点睛：（1）本题考查平抛物体的运动规律．要求同学们能够从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题；（2）解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及分运动和合运动具有等时性．12.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某小组采用如图甲所示的装置．（1）关于此次实验下面说法合理的是________（单选题）A．实验中若采取垫高木板一端作为平衡摩擦力的方法，改变小车质量重新做实验时必须重新平衡摩擦B．实验中要调节滑轮的高低，使滑轮和小车之间的细线保持水平C．若使用沙桶和沙的总重力作为计算做功的恒力，用小车、沙桶和沙的总质量作为计算动能改变中的质量，实验中沙桶和沙的总质量必须远小于小车的质量D．若在小车前端加装力传感器，用传感器的示数作为做功的恒力，实验中沙桶和沙的总质量可以不必远小于小车的质量（2）某同学实验时测出了小车位移，算出了与之对应的速度，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为，则小车运动的加速度表达式为________．【答案】(1).D(2).【解析】【详解】（1）设小车的质量为M，此时木板与水平面的夹角为，当平衡摩擦力时重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力，即，改变小车的质量M后，等式依然成立，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故B错误；沙桶和沙减少的重力势能等于小车、沙桶和沙增加的动能之和，故实验中不需要沙桶和沙的总质量必须远小于小车的质量，故C错误；在实验中可以用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故D正确；选D.（2）根据速度位移公式得：，解得：，则斜率k=2a，解得：.13.为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门．有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H．则：

（1）小球经过光电门B时的速度vB表达式为_____；

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出-H的变化图象如图乙所示，当图线斜率k=________时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中机械能守恒；

（3）实验中发现动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek将_______增加（选填“增加”、“减小”、“不变”）．【答案】(1).d/t(2).(3).增加【解析】【详解】【分析】由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容；解：(1)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故；(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有：；即，解得：，结合图象，则有：；(3)由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，,则将增加；三、计算题14.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响．（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T．【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）根据题给条件由万有引力公式可得:则：（2）由公式可得:【点睛】本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解．15.如图所示的结构装置可绕竖直的轴转动，假如绳长，水平杆长，小球的质量．重力加速度．（1）使绳子与竖直方向夹角为60°角，该装置以多大的角速度转动才行？（2）此时的拉力多大？【答案】（1）（2）【解析】【详解】【分析】对小球受力分析，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小；根据平行四边形定则求出绳子的张力；解：（1）小球绕杆做圆周运动，其轨道平面在水平面内，轨道半径代入数据解得：由牛顿第二定律得代入数据解得：（2）绳子的拉力16.某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的图象，已知小车在内做匀加速直线运动，内小车牵引力的功率保持不变，在末停止遥控让小车自由滑行，小车质量，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：（1）小车所受的阻力是多大？（2）在内小车牵引力的功率是多大？（3）小车在加速运动过程中的总位移是多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】【分析】在10s末撤去牵引力后，小车只在阻力作用下做匀减速运动，根据速度图象的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求解阻力；在7～10s时间内，小车做匀速运动，牵引力与阻力平衡，由公式P=Fv