高一下学期物理人教版期末复习模拟试卷1

高一下学期物理人教版（2019）期末复习试卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。 1.城市用户的污水会通过地下管道输送到污水处理厂，工厂先将污水用水泵抽送至地面，再对污水进行净化处理。下列说法正确的是( ) A.当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，重力对污水做负功 B.当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，污水的重力势能增加 C.水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做正功 D.水泵将污水抽送至地面的过程中，污水的重力势能增加 2.某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子一角A向B发射一个乒乓球，一同学在桌边试着用一支吹管将球由处吹进球门垂直于BC，如图所示，该同学将吹管对准C用力吹，但球没有进入球门。于是该同学调整了实验方案，你认为可能成功的是( ) A.用更大的力在B处吹气 B.将吹管向左平移适当距离 C.将球门C沿直线CB向B点移动一小段距离 D.将吹管绕B点顺时针转动90°，正对着A吹气 3.中学生常用的学习用具修正带的结构如图所示，包括大、小齿轮和压嘴座等部件。大、小齿轮分别嵌合于大、小轴孔中并相互咬合，半径之比为2:1。两点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮半径的中点。当使用修正带时( ) A.角速度 B.线速度 C.向心加速度 D.转速 4.亭是一种中国传统园林建筑，常用来供游人避风雨、避晒、休憩和观景，如图甲所示。现把某圆亭的亭檐一侧看成一个弯曲轨道AB，如图乙所示，过轨道的最低点B的切线沿水平方向。现有几颗松果以不同的初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出落到水平地面上。空气阻图甲力不计，松果之间不发生相互碰撞，则( ) A.松果从A点运动到B点的过程，所受合力等于0 B.松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功小于动能的变化量 C.所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等 D.所有松果从B点飞出到落到水平地面上的落点相同 5.如图为甘肃临夏某处一游乐场的简化示意图。在水平地面上O点正上方的A点向水平地面搭建足够多个坡度不同的直滑道……，多名游玩者乘相同的滑橇从A点由静止开始分别沿这些滑道下滑，他们到达水平地面时均背向O点在地面上继续向前滑行直到停止。假设滑橇与滑道、地面间的动摩擦因数处处相同，且滑道与地面的连接处是圆滑的，则所有游玩者在水平地面上停止时的位置会共同落在哪一个形状上( ) A. B. C. D. 6.（多选）图甲为“海洋和谐号”游轮，它是目前世界上最大的游轮，假设其总质量，发动机额定输出功率，某次航行过程中，游轮从静止开始在海面上做直线运动，其加速度—时间图像如图乙所示，在时，发动机输出功率达到额定输出功率，此后保持不变，假设航行过程中游轮所受阻力恒定不变，则( ) A.20 s时游轮的速度大小为2 m/s B.游轮航行过程中所受的阻力大小为 C.游轮航行的最大速度为10 m/s D.当游轮的加速度为时，其速度为5 m/s 7.在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的墓地轨道，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。2022年1月22日，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2卫星后，成功将其送入墓地轨道。已知同步轨道和墓地轨道的轨道半径分别为，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于两点，如图所示，地球自转周期为，则下列说法正确的是( ) A.地球的质量为 B.北斗二号G2卫星在墓地轨道上运行的周期为 C.北斗二号G2卫星沿转移轨道从P点运行到Q点所用的最短时间为 D.北斗二号G2卫星在转移轨道上Q点时的速度大于在墓地轨道运行的速度 8.智能呼啦圈（图甲）轻便美观，深受大众喜爱，腰带外侧带有轨道，将滑轮置于轨道内，滑轮通过一根不可伸长的轻绳与配重连接，其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，下列说法正确的是( ) A.若以更大的转速匀速转动，则绳子上的拉力增大 B.若以更大的转速匀速转动，则身体对腰带的摩擦力增大 C.在增大转速的过程中，绳子对配重的拉力不会对配重做功 D.若增加配重的质量，保持配重转速不变，则绳子与竖直方向的夹角减小 9.（多选）如图所示，转笔是大部分同学都会的一个小游戏，在转笔时，重的一端到支撑点的距离要近一点，这样才能使笔在手指上更稳定地绕该点转动。假设重的一端的尾部是A点，轻的一端的尾部是B点，支撑点为，笔绕支撑点匀速转动，下列说法正确的是( ) A.相同时间内A点和B点转过的角度之比为3:2 B.相同时间内A点和B点走过的弧长之比为3:2 C.两点的向心加速度之比为2:3 D.相同时间内OA和OB扫过的面积不相等 10.（多选）天问一号从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( ) A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间 B.从P点转移到Q点的时间大于6个月 C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小 D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 11.（多选）如图所示，三角形ABC和三角形CDE是两个全等三角形，在A点和E点分别有两个小球，先后水平抛出两个小球，不计空气阻力，两小球恰好在C点相遇。已知，下列说法正确的是( ) A.小球Q后抛出 B.小球P和小球Q在空中运动的水平速度大小之比为1:3 C.小球P和小球Q在空中运动的时间之比为 D.在C点时两小球的速度方向与水平方向夹角相同 12.（多选）如图，足够长传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度（未与滑轮相碰）过程中( ) A.物块a的重力势能减少 B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加量 C.摩擦力对a做的功等于物块动能的增加量之和 D.任意时刻，各自重力的瞬时功率都不相等 二、非选择题：本题共6小题，共52分。 13.（8分）用如图1所示的实验装置来验证向心力公式.实验小组查得：在忽略空气阻力时，无论小球质量如何，无初速度释放摆线所系小球，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度大小相等.现实验小组用轻质细线系一个小球，细线的另一端系在拉力传感器上，将小球拉到细线伸直，然后从较高处无初速度释放小球，拉力传感器记录细线拉力，并传送给电脑绘出拉力图线.重力加速度为，小球可看作质点，实验步骤如下： A.测出小球质量m； B.测出细线长度L； C.将小球拉到细线水平伸直，然后无初速度释放小球，记录传感器拉力F并绘制图线； D.更换不同质量小球实验； E.输出拉力F与运动时间t图像如图3； F.将小球拉到细线伸直，小球无初速度释放点距最低点的高度差为h，如图2，然后释放小球记录传感器拉力并绘制图线； G.保持小球质量不变，更换不同长度细线，但保持小球无初速度释放点距最低点的高度差h不变，多次实验，记录传感器拉力F并绘制图线如图4，图中小球质量. （1）根据图3，可得最低点处细线拉力F与小球质量成_______（填“正”或“反”）比. （2）图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是______________. （3）根据图4，重新整理数据并完善图，使得与相关因素的图像为直线，图像横坐标应采用_______（“L”或“”），可知向心与圆周运动的半径成_______（填“正”或“反”）比. 14.（6分）在“验证机械能守恒定律实验”中，某同学为验证弹簧和小球组成的系统机械能守恒，设计了如下方案和实验步骤： ①如图所示，将一根轻质弹簧的下端竖直固定在水平桌面上，弹簧上端连接一质量为m的小铁球，铁球上固定有轻小的遮光条；一根带有插销孔的光滑透明塑料圆管竖直地套在小球和弹簧外，也固定于水平面上；塑料圆管侧面有平行于管轴的光滑槽，遮光条套在槽中，露出槽外，可沿槽光滑运动，小球直径略小于管径； ②塑料圆管上装上两个关于弹簧原长位置对称的光电门，调节光电门使遮光条通过光电门时能很好地遮挡光线； ③将小球拉到C处，用插销锁住，弹簧处于伸长状态（在弹性限度内）； ④接通光电门电源，拔出插销，记录下小球通过光电门时遮光条的遮光时间分别为，测出遮光条的宽度L； ⑤断开电源，整理仪器. （1）为完成实验，除了以上步骤，还需要测量的物理量或进行的步骤有：______________. （2）已知重力加速度为g，若小球和弹簧系统（含地球）的机械能守恒，则表达式为_______（用以上测量量和已知量的符号表示）. （3）实际上，在做该实验的时候，系统减少的重力势能会略多于增加的动能，可能的主要原因是：_______.（写出一个原因即可） 15.（8分）科学家对银河系中心附近的星体进行了多年的观察，发现与银河系中心的距离为r的星体，以速度v周绕银河系中心旋转，据此提出银河系中心可能存在一个大黑洞。若该黑洞确实存在，且其表面的物体速度达到光速c时恰好围绕其表面做匀速圆周运动。 （1）试写出该黑洞半径R的表达式（用表示）； （2）若，请根据以上数据估算该黑洞表面处的重力加速度（忽略黑洞自转）。 16.（12分）一种氢燃料汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，汽车行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g取。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为，达到额定输出功率后，保持功率不变又加速行驶了一段距离，达到最大速度，之后匀速行驶。求： （1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速运动的时间； （3）当汽车的速度为5 m/s时，汽车牵引力的瞬时功率。 17.（6分）如图所示，一长度为L的细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，P为地面上的一点，两点的连线与水平地面垂直。若小球恰好能在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，在小球做圆周运动的过程中，第一次在小球运动到最高点的瞬间剪断细线，第二次在小球运动到最低点的瞬间剪断细线，两次小球的落地点到P点的距离相等，求O点距水平地面的高度h。 18.（12分）如图所示，在倾角为30°的斜面上，有一质量为1 kg的小物块通过轻绳的牵拉压紧弹簧，弹簧被压缩了3 cm，弹簧的劲度系数为。现将轻绳烧断，物块被弹出，沿粗糙斜面向上运动了0.17 m后以1 m/s冲出斜面。不计空气阻力，重力加速度g取。求：（结果保留两位有效数字） （1）物块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ； （2）物块在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功 （3）物块离开斜面后，距斜面顶端的最大高度H 1.答案：D 解析：当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，重力对污水做正功，污水的重力势能减少，故选项AB错误；水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做负功，污水的重力势能增加，故选项C错误，D正确。 2.答案：B 解析：原方案中，吹管吹气只改变了球过B之后的沿BC方向的速度，而沿AB方向的速度不变，所以单纯沿BC方向吹气而施加力的作用不能使球落入球门中。用更大的力在B处吹气，只能加快BC方向速度变化，不能使球进入球门，故A错误；如果在球到达B点前吹气，到达BC直线所在处时乒乓球已经沿垂直AB方向运动了一段距离，根据运动的合成与分解的知识可知，球可能落入球门中，故B正确；将球门C沿直线CB向B点移动一小段距离，与原方案一样，不能落入球门，故C错误；将吹管绕B点顺时针转动90°，正对着A吹气，球只能做直线运动，不会进入球门，故D错误。 3.答案：D 解析：两点的运动属于齿轮传动，两点的运动属于同轴转动，。 4.答案：C 解析： 松果从A点运动到B点的过程 松果做曲线运动，所受合力不可能为零 A错误 松果受到摩擦力作用，由动能定理得，则此过程中重力所做的功大于动能的变化量 B错误 松果从B点飞出到落到水平地面的过程 松果从B点飞出后做平抛运动，平抛运动时间，则所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等 C正确 松果以不同的初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出时水平方向初速度不一定相等，又因为所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等，故所有松果从B点飞出到落到水平地面上的落点不一定相同 D错误 5.答案：A 解析：设滑道与水平地面的夹角为θ，游玩者在地面停止滑行时与O点相距L，由动能定理得，又，解得，故所有游玩者在地面停止滑行时与O点的距离相同，则所有游玩者在水平地面上停止时的位置会落在以O点为圆心的圆周上，故A正确，BCD错误。 6.答案：ACD 解析：由题图乙可知，在0~20 s内，游轮做匀加速直线运动，加速度为，游轮从静止开始运动，则20 s时游轮的速度大小为，故选项A正确；由牛顿第二定律得，又，得游轮航行过程中所受的阻力大小为，故选项B错误；当游轮达到最大速度时，有，得游轮航行的最大速度为，故选项C正确；当游轮的加速度为时，由牛顿第二定律得，又，解得，故选项D正确。 7.答案：C 解析：地球同步卫星的周期等于地球自转周期，对于地球同步卫星，根据万有引力提供向心力可得，解得地球的质量，A错误；根据开普勒第三定律有，可得北斗二号G2卫星在墓地轨道上运行的周期，B错误；由开普勒第三定律有，可得北斗二号G2卫星沿转移轨道从P点运动到Q点所用的最短时间，C正确；北斗二号G2卫星在转移轨道上Q点经过加速后，做离心运动，运动到墓地轨道，则在转移轨道上Q点时的速度小于在墓地轨道运行的速度，D错误。 8.答案：A 解析：设轻绳长为L，滑轮到腰带中心的距离为r。以配重为研究对象，配重受到重力和拉力，受力分析图如图甲所示，竖直方向上有，水平方向上有，联立可得，则，转速增大，则角速度ω增大，θ增大，绳子上的拉力增大，A正确。若增加配重的质量，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角θ不变，D错误。配重的转速增大，θ增大，配重做匀速圆周运动的半径增大，又，则配重的速度增大，动能增大；θ增大，配重高度上升，重力势能增大，配重机械能增大。根据功能关系，在增大配重转速的过程中，绳子对配重的拉力做的功等于配重机械能的增加量，所以绳子对配重的拉力做的功为正功，C错误。对腰带进行受力分析，受力分析图如图乙所示，竖直方向有，可知身体对腰带的摩擦力与配重的转速无关，B错误。 9.答案：CD 解析：两点同轴转动，角速度相同，相同时间内转过的角度相同，由，可知弧长之比、向心加速度之比均等于半径之比，即相同时间内A点和B点走过的弧长之比为2:3，两点的向心加速度之比为2:3。AB错误，C正确；相同时间内A点和B点转过的角度相同，但半径不等，所以相同时间内OA和OB扫过的面积不相等，D正确。 10.答案：BC 解析：天问一号发射后要脱离地球引力束缚，则发射速度要超过11.2 km/s，故选项A错误；由题图甲可知地火转移轨道的半长轴长度比地球轨道半径要大，根据开普勒第三定律可知，天问一号在地火转移轨道上运行的周期大于12个月，因此从P点转移到Q点的时间大于6个月，故选项B正确；同理，根据开普勒第三定律，并结合停泊轨道、调相轨道的半长轴长度关系可知，天问一号在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故选项C正确；天问一号在P点点火加速，做离心运动进入地火转移轨道，故在地火转移轨道上P点的速度比地球环绕太阳的速度大，但在到达Q点之后，要加速进入火星轨道，即，根据可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，即，所以，即天问一号在地火转移轨道上并不是每一点的速度都比地球绕太阳的速度大，故选项D错误。 11.答案：AC 解析：由，得，由题图知小球Q下落高度小，运动的时间短，所以应后抛出，选项A正确；因，由知小球P和小球Q在空中运动的时间之比为，选项C正确；由及时间比值可知小球P和小球Q的水平速度大小之比为，选项B错误；设在落点时小球速度方向与水平方向夹角为α，则，小球P的竖直分速度大，水平分速度小，故小球P的速度方向与水平方向夹角大，选项D错误。 12.答案：BC 解析：开始时，及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有，则上升下降的高度为，可知a重力势能的减少量为，故A错误；根据功能关系得，组成的系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于机械能的增加量，所以摩擦力对a做的功大于a的机械能增加量，因为系统重力势能不变，所以摩擦力对a做的功等于系统动能的增加量，故BC正确；任意时刻的速率相等，对b，克服重力做功的瞬时功率，对a有，故D错误。 13.答案：（1）正 （2）使小球到达最低点的速度相同 （3）；反 解析：（1）当小球到达最低点时细线拉力F达到最大，根据题图3可知，在最低点处小球质量加倍，细线拉力F也加倍，即最低点处细线拉力F与小球质量成正比. （2）题图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是使得小球到达最低点时的速度相同. （3）由题目所给信息，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度相等.在最低点，有，所以要使与相关因素的图像为直线，则图像横坐标应采用，可知与圆周运动的半径成反比. 14.答案：（1）测量两光电门之间的距离h （2） （3）存在阻力 解析：（1）要验证机械能是否守恒，需验证，所以需测出两光电门之间的距离h. （2）由于两光电门处弹簧的弹性势能相等，故，整理得. （3）存在阻力，有部分机械能转化为内能，所以动能增加量就会略少一些. 15.答案：(1) (2) 解析：(1)与银河系中心的距离为r的星体，以速度v围绕银河系中心旋转，设m为星体的质量，M为黑洞的质量，由万有引力提供向心力有 设质量为的物体绕黑洞表面做匀速圆周运动，则由万有引力提供向心力有 联立可得黑洞半径的表达式为 (2)对在该黑洞表面的物体有 由(1)得 代入数据联立解得重力加速度 16.答案：(1)40 m/s (2) (3) 解析：(1)当汽车的行驶速度最大时，加速度为0，此时汽车的牵引力等于阻力，即 汽车的最大行驶速度 (2)由牛顿第二定律得，汽车匀加速运动时的牵引力 当汽车达到额定功率时，匀加速运动结束，有 则匀加速运动的时间 (3)当汽车的速度为5 m/s时，汽车仍处于匀加速运动过程，此时牵引力的瞬时功率 17.答案： 解析：小球恰好能做完整的圆周运动，则小球通过最高点时细线的拉力为零，根据圆周运动规律和牛顿第二定律有 解得小球通过最高点时的速度大小 小球从最高点运动到最低点，根据机械能守恒定律有 解得小球通过最低点时的速度大小 剪断细线后小球做平抛运动，第一次剪断后： 第二次剪断后： 联立解得 18.答案：(1)0.61 (2)0.90 J (3)0.013 m 解析：(1)物块被弹出到沿粗糙斜面向上运动到斜面顶端，由动能定理得： 因为弹力大小和弹簧的形变量成正比，故做功 联立解得 (2)物块在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功 (3)物块离开斜面时的初始动能为 到最高点时的动能为 到达最高点时距斜面顶端的高度为H，则 解得 学科网（北京）股份有限公司 $$