【全国百强校】云南省云天化中学2020-2021学年高一下学期期末考试物理试题

【全国百强校】云南省云天化中学2020-2021学年高一下学期期末考试物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定不为零B．物体受到的合外力变化，一定做曲线运动C．曲线运动在相同时间内速度变化量一定不相等D．曲线运动不可能是匀变速运动2．一艘轮船以一定的静水船速、船头垂直河岸向对岸行驶，河水匀速流动（河道是直的），如图所示，轮船渡河通过的路程和所用时间与水流速度的关系是（）A．静水船速越大，则路程越长，所用时间也越长B．静水船速越大，则路程越长，所用时间不变C．水流速度越大，则路程越长，所用时间不变D．水流速度越大，路程和时间均不变3．物体做平抛运动，下列说法正确的是（）A．加速度的方向时刻改变B．速度的变化率不断增大C．任意一段时间内速度变化量的方向均竖直向下D．相同时间内速率变化量相同4．如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动，如果OB＝AB，则绳OB与绳BA的张力之比为（）A．2∶1B．3∶2C．5∶3D ．5∶25．质量为m 的小球用长为L 的悬线固定在O 点，在O 点正下方0.5L 处有一光滑圆钉C ，如图所示，今把小球拉到悬线呈水平后无初速度释放，当悬线碰到圆钉C 前后瞬间，下列说法错误的是（ ）A ．小球的线速度之比为1:1B ．小球的角速度之比为1:2C ．小球的向心加速度之比为1:2D ．悬线对小球的拉力之比为1:26．如图所示，圆轨道与椭圆轨道相切于A 点，B 点是椭圆轨道的远地点．人造地球卫星在圆轨道上运行的速率为1v ，在椭圆轨道上运行经过B 点时速率为2v ，在圆轨道上运行的加速度大小为1a ，在椭圆轨道上A 点的加速度大小2a ，则（ ）A ．12v v =B ．12v v <C ．12a a =D ．12a a < 7．土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为61.210km ⨯，已知引力常量11226.6710/kg G N m -=⨯⋅，则土星的质量约为A ．17510kg ⨯B ．26510kg ⨯C ．33710kg ⨯D ．36410kg ⨯8．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P ，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小为P 2，并保持此功率继续在平直公路上行驶．设汽车行驶时所受的阻力恒定，则能正确反映从减小油门开始汽车的速度随时间变化的图象是( )A．B．C．D．二、多选题9．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则A．3t0时刻的瞬时功率为200 5F t mB．3t0时刻的瞬时功率为200 15F t mC．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为200 234F tmD．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为200 256F tm10．关于功和能，下列说法中正确的是（）A．功是物体能量多少的量度B．物体在只受重力作用时，机械能一定不变C．做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程D．各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量可能增加11．如图所示，质量均为m的a､b两球固定在轻杆的两端，杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动，已知两球距轴O的距离L1>L2,现在由水平位置静止释放，在a下降过程中( )A．a､b两球角速度相等B．a､b两球向心加速度相等C．杆对a､b两球都不做功D．a､b两球机械能之和保持不变12．如图所示，一光滑细杆固定在水平面上的C点，细杆与水平面的夹角为30，一原长为L的轻质弹簧，下端固定在水平面上的B点，上端与质量为m的小环相连，当把小环拉到A点时，AB与地面垂直，弹簧长为2L，将小环从A点由静止释放，当小环运动到AC的中点D时，速度达到最大．重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．下滑过程中小环的机械能先增大再减小B．小环到达AD的中点时，弹簧的弹性势能为零C．小环刚释放时的加速度等于gD三、实验题13．某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力，步骤如下：①按图组装好器材，使连接物块A的细线与水平桌面平行；②缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块A恰好开始运动；③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m；④用天平测出物块A的质量M；(1)该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为_____________________；当地重力加速度为g）(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A与桌面间的动摩擦因数为________________，测量结果与真实值相比____________________．（填”偏大”“偏小”“相等”）14．(1)在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有_____________A．用天平称出重物的质量B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通电源，释放纸带E．用停表测出重物下落的时间(2)在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中．①需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是_______________=计算出瞬时速度v A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v gtB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=v，C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ,并通过2/2h v g =计算出高度hD ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v②已知当地重力加速度为g ，使用交流电的频率为f .在打出的纸带上选取连续打出的五个点A 、B 、C 、D 、E 如图所示．测出A 点距离起始点O 的距离为0s ，A 、C 两点间的距离为1s ，C 、E 两点间的距离为2s ，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式______________________________，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减少量，出现这样结果的主要原因是__________________________________．四、解答题15．一根长为l 的细线，一端固定于O 点，另一端拴一质量为m 的小球，当小球处于最低点平衡位置时，给小球一定的初速度0v ，要使小球能在竖直平面内作圆周运动并通过最高点，（重力加速度为g ）(1)0v 至少应多大？(2)小球在最低点和最高点受到绳子作用的拉力差是多少？16．第11届本田中国节能竞技大赛2017年10月在广东国际赛车场举行，某公司研制开发的某型号小汽车质量3210kg m =⨯，额定功率40kW P =，当这辆车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f 是车重的0.2倍，g 取210m/s ．求： (1)若这辆小汽车从静止开始，保持以23m/s 的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(2)若这辆小汽车从静止开始，保持额定功率做加速运动，20s 后达到最大速度，最大速度是多少？此过程中汽车发生的位移是多少？17．已知某半径与地球相等的星球的第一宇宙速度是地球的12倍．地球表面的重力加速度为g．在这个星球上用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上，小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动．小球质量为m，绳长为L，悬点距地面高度为H．小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S求：(1)星球表面的重力加速度？(2)细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？(3)细线所能承受的最大拉力？参考答案1．A【解析】做曲线运动的物体，加速度不为零，则受到的合外力一定不为零，选项A正确；物体受到的合外力变化，不一定做曲线运动，例如弹簧振子的振动，选项B错误；曲线运动在相同时间内速度变化量可能相等，例如平抛运动，选项C错误；曲线运动也可能是匀变速运动，例如平抛运动，选项D错误；故选A.2．C【解析】设河宽为d，船垂直于河岸的速度为v2，则渡河时间为：t=d，由此可知，渡河v2时间与船在静水中速度有关，当静水船速越大，所用时间也越短，则路程越短，故AB错误；由上分析可知，时间与水速无关，如果水速越大，则船的合速度也越大，因渡河时间不变，则船在水中运动的路程就越大，故C正确，D错误。

故选C。

【点睛】因为船垂直于河岸方向的速度不变，而水流方向是垂直于这个方向的，在这个方向上没有分速度，所以不论水速多大时间不变；水速越大，水流方向的位移就越大．3．C【详解】物体做平抛运动，加速度的方向始终竖直向下，选项A错误；速度的变化率等于加速度，则速度的变化率恒定不变，选项B错误；任意一段时间内速度变化量∆v=g∆t，方向竖直向下，选项C正确；相同时间内竖直速度变化相同，水平速度不变，则相同时间内速率变化量不相同，选项D错误；故选C.【点睛】解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，即在水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，加速度恒定为g，相同时间内速度的变化量相同．4．B【解析】由于A、B用一条绳连接，所以在运动过程中角速度相等，根据F=mω2R,对A：F1=mω22R AB对B：F2−F1=mω2R AB所以绳OB 与绳BA 的张力之比为F 2F 1=32 ，故B 正确； 故选：B5．D【解析】【详解】当悬线碰到圆钉C 前后瞬间，小球水平方向不受力，故小球的线速度不变，故A 正确；小球通过最低点时，线速度不变，做圆周运动的半径减半，根据ω=v/r 知，则角速度之比1：2，故B 正确；小球的向心加速度a=v 2/r ，半径减半，故小球的向心加速度之比为1:2，故C 正确；根据牛顿第二定律：F −mg ＝ma ，故绳子的拉力F ＝mg +ma ，因向心加速度之比为1:2，故悬线对小球的拉力之比不等于1:2，故D 错误；此题选择错误的选项，故选D ．【点睛】本题关键要抓住细绳碰到钉子前后线速度不变，转动半径变化，再由圆周运动的规律，比如向心力公式进行分析．6．C【详解】根据开普勒行星运动第二定律，则在椭圆轨道上运动时2=A B v v v >；从圆轨道到椭圆轨道，在A 点要加速，则在椭圆轨道上A 点的速度v A 大于圆轨道上的速度v 1，故无法比较卫星在圆轨道上的速度v 1和在椭圆轨道上运行经过B 点时速率为v 2 的大小，选项AB 错误；根据2=Mm G ma r 可得2GM a r=，则在圆轨道上运行的加速度大小a 1等于在椭圆轨道上A 点的加速度a 2，选项C 正确，D 错误；故选C.7．B【解析】卫星绕土星运动，土星的引力提供卫星做圆周运动的向心力设土星质量为M ：2224GMm m R R T ，解得2224R M GTπ= 带入计算可得：263326-1124 3.14(1.210105106.671016243600M kg ⨯⨯⨯⨯=≈⨯⨯⨯⨯⨯）（），故B 正确，A 、C 、D 错误；故选B ．8．B 【解析】试题分析：开始时汽车以速度v 0匀速运动，牵引力F=f ；当汽车的功率减小一半并保持该功率继续行驶时，根据，则开始的牵引力减为原来的一半，根据，汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐变大，加速度逐渐减小，最后当牵引力再次等于阻力时，汽车将以v 0/2做匀速运动.选项B 正确．考点：此题考查的是功率的概念、在不同功率下的变速运动及运动图像． 9．BD 【详解】 AB .3t 0时速度v =a 1·2t 0+a 2t 0=F m·2t 0+03F m ·t 0=005F t m3t 0时刻瞬时功率P =3F 0·v =20015F t m故A 错，B 对；CD.0~2t 0内，力F 0做的功W 1=F 0·12·0F m ·（2t 0）2=2202F t m2t 0~3t 0内位移x 2=a 1·2t 0·t 0+12·03F m ·20t =2002F t m +20032F t m =20072F t m2t 0~3t 0内水平力3F 0做的功W 2=3F 0x 2=2200212F t m0~3t 0内平均功率P =1203W W t＋=200256F t m C 错，D 对． 10．BC【详解】功是物体能量转化的量度，做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程，选项A 错误，C 正确；物体在只受重力作用时，也只有重力做功，则机械能一定不变，选项B 正确； 根据能量守恒定律，各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量保持不变，选项D 错误；故选BC. 11．AD 【详解】A ． a 、b 两球围绕同一个固定轴转动，角速度相等，故A 正确；B ．根据a=ω2r 可知，因L 1>L 2，则a 的向心加速度大于b 的向心加速度，故B 错误；C ．在a 下降过程中，b 球的动能增加，重力势能增加，所以b 球的机械能增加，根据重力之外的力做功量度物体机械能的变化，所以杆对b 做正功，球a 和b 系统机械能守恒，所以a 机械能减小，所以杆对a 做负功，故C 错误；D ．两小球看成一个系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故D 正确； 【点睛】本题是轻杆连接的模型问题，对系统机械能是守恒的，但对单个小球机械能并不守恒，运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可． 12．ACD 【解析】 【详解】小环受重力、支持力和弹簧弹力，弹簧弹力做功，故环的机械能不守恒，小环和弹簧系统的机械能守恒，小环到达AD 的中点时，弹性绳的伸长量最短，弹性势能最小，小环机械能最大，故下滑过程中小环的机械能先增大再减小，故A 正确；小环到达AD 的中点时，弹性绳，伸长量不为0，故弹性势能不为零，故B 错误；在A 位置，环受重力、弹簧拉力、支持力，根据牛顿第二定律，有：mgsin30°+Fsin30°=ma ，在D 点，环的速度最大，说明加速度为零，弹簧长度为2L ，故：mgsin30°-Fcos60°=0，联立解得：a=g ，故C 正确；小环和弹簧系统的机械能守恒，在D 点速度最大，此时橡皮绳长度等于初位置橡皮绳的长度，故初位置和D 位置环的机械能相等，故：mg （2Lcos60°）=12mv 2，解得：故D 正确；故选ACD ．本题为力学综合问题，关键正确的受力分析，根据牛顿第二定律列式分析，注意环的机械能不守恒，是环和弹簧系统的机械能守恒． 13．mg mM偏大 【详解】（1）根据共点力平衡可知，最大静摩擦力f=mg ； （2）根据共点力平衡可知，μMg=mg 解得μ＝m/M实验测得的是最大静摩擦因数，当物块A 开始运动后，只需小于mg 的拉力就可以使得物块A 保持运动运动，则测得的滑动摩擦因数比真实值偏大.14．AE D 212011()24s s mg s s m f +⎛⎫+= ⎪⎝⎭或者212011()24s s g s s f +⎛⎫+= ⎪⎝⎭空气阻力；纸带与限位孔之间的摩擦 【解析】 【详解】（1）此实验中要验证的表达式是mgh=12mv 2，质量m 可从两边消掉，则不需要测量重物的质量，选项A 没必要；把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来，故B 正确；把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定 的高度，故C 正确．接通电源，释放纸带，故D 正确；打点计时器是计时仪器，不需要秒表测量时间，故E 错误；故选AE ；（2）该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，其中ABC 三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC 错误，D 正确．故选D ．（3）匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，因此C 点速度为：1212()44c s s s s fv T ++== 根据机械能守恒定律有：mg （s 0+s 1）=212C mv即：()21201124s s mg s s m f +⎛⎫+= ⎪⎝⎭或者21201()1()[]24s s f g s s ++=为所需要验证的公式；由于重物下滑过程中需要克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量． 【点睛】我们做验证实验、探究实验过程中，不能用验证的物理规律和探究的物理结论去求解问题；纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能，因此要熟练应用匀变速直线运动规律来解决问题．15．(1)0=v (2) 6F mg ∆= 【解析】 【详解】（1）根据机械能守恒：22011222mv mg l mv =⋅+ 在最高点：2v mg m l=解得0=v（2）最低点：20v F mg m l-=6F mg = 0F =最高则6F mg ∆=16．(1) 43t s = (2) max 10/v m s =,175s m = 【解析】 【详解】（1）由0.2f mg =可知3410f N =⨯ 根据牛顿第二定律：F f ma -= 解得：41.010F N =⨯P Fv =解得v 4m/s = 由v at = 解得43t s =（2）速度最大时：max P fv = 解得：max 10/v m s = 由动能定理：2max 102Pt fs mv -=- 解得：175s m = 【点睛】本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求能对两种启动方式进行动态分析，尤其是恒定功率运动时汽车做加速度减小的加速运动，求解位移只能用动能定理；注意公式p=Fv ，p 指实际功率，F 表示牵引力，v 表示瞬时速度．17．(1)01=4g g 星 (2)0v =(3)201[1]42()s T mg H L L =+- 【详解】（1）由万有引力等于向心力可知22Mm v G m R R =2MmGmg R = 可得2v g R=则014g g 星＝（2）由平抛运动的规律：212H L g t -=星 0s v t =解得0v =（3）由牛顿定律，在最低点时：2v T mg m L-星＝解得：20 1142()sT mgH L L⎡⎤=+⎢⎥-⎣⎦【点睛】本题考查了万有引力定律、圆周运动和平抛运动的综合，联系三个问题的物理量是重力加速度g0；知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．。