内容正文:
高一期末检测
物理试题
本试卷共15题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于曲线运动与运动合成,下列说法正确的是( )
A.合速度大小不变的曲线运动一定是匀速圆周运动
B.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动
C.曲线运动的合外力一定不为零且与速度不共线
D.平抛运动速度变化量方向时刻改变
2.某幼儿玩具如图所示,装载着积木的小车沿等距螺旋轨道向下匀速率运动,该轨道各处弯曲程度相同,在此过程中( )
A.小车所受合力为零 B.小车向心力发生变化
C.小车和积木总的机械能保持不变 D.小车对积木做正功
3关于功率的理解,下列说法正确的是( )
A.做功时间越短,功率一定越大
B.功率越大,物体做功一定越多
C.功率是描述物体做功快慢的物理量
D.汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,发动机实际功率为零
4.用力拉着一个物体从空中的点运动到点的过程中,物体克服重力做功3 J,拉力做功8 J,空气阻力做功,下列说法正确的是( )
A.物体的重力势能增加了4.5 J B.物体的重力势能减少了3 J
C.物体的动能增加了4.5 J D.物体的机械能增加了8 J
5.如图所示为测量汽车实时速度的传感器原理图。其中与轮胎共轴的圆盘在电机的带动下转动,运用霍尔元件作为检测传感器,将霍尔传感器安装在靠近圆盘的固定位置上,并在圆盘上均匀安装8个磁片,当磁片转到霍尔元件附近时,霍尔元件输出低电平信号。当转盘转动时,行车电脑可以方便地计算出转盘的运转速度,进而显示出车速等信息。已知某辆汽车在公路上匀速行驶,在1 s内,计算机检测到3个低电平信号(在这1 s初刚好检测到一个信号)。汽车轮胎的半径为.根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.汽车的轮胎转过了 B.汽车此时的速度为
C.汽车轮胎边缘的向心加速度为 D.磁片的向心加速度为
6.如图所示,矩形金属框MNQP竖直放置,其中MN、PQ足够长,且PQ杆光滑,一根轻弹簧一端固定在点,另一端连接一个小球,小球穿过PQ杆,金属框绕MN轴匀速转动,小球相对PQ杆静止。则以下说法中正确的是( )
A.小球可能受到重力、弹簧拉力、PQ杆的弹力以及向心力共四个力的作用
B.若转动的角速度增大,弹簧的长度将减小
C.若转动的角速度减小,弹簧的长度不变
D.若转动的角速度不同,PQ杆对小球的弹力大小一定不同
7.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,点为弹簧在原长时物块的位置。物块由点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达点。在从到的过程中,物块( )
A.加速度逐渐减小 B.经过点时的速度最大
C.所受弹簧弹力始终先做正功后做负功 D.所受弹簧弹力做的功小于克服摩擦力做的功
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.二十四节气是中华民族的文化遗产之一,如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,下列关于地球绕太阳公转说法正确的是( )
A.夏至时加速度最小 B.夏至时的角速度比秋分时的角速度小
C.冬至时线速度最大 D.可根据地球的公转周期求出地球的质量
9.关于卫星变轨与能量,正确的是( )
A.加速变轨、轨道抬高、机械能增加 B.减速变轨、轨道降低、动能增大
C.高轨道卫星比低轨道卫星机械能小 D.同一卫星椭圆轨道近地点动能最大
10.如图所示,倾角的传送带以大小为的速度顺时针匀速运行,一质量为1 kg的工件(视为质点)以大小为的初速度从传送带的底端冲上传送带,并恰好能到达传送带的顶端,随即滑回端。工件与传送带间的动摩擦因数为,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.工件沿传送带上滑的时间为2.5 s
B.工件返回端时的速度大小为
C.工件在传送带上的整个过程中,摩擦力对工件做的功为
D.工件在传送带上的整个过程中,因摩擦产生的热量为15 J
三、非选择题:共54分。
11.(8分,每空2分)某同学利用斜槽装置探究钢球的平抛运动规律。将钢球从斜槽轨道固定高度处由静止释放,使钢球从轨道末端水平飞出。实验装置后方竖直固定背板,背板上可张贴白纸与复写纸,另有一块能上下平移的接收挡板;钢球平抛后落在挡板上,通过复写纸在白纸上留下落点痕迹。多次微调挡板高度,每次均从斜槽同一位置静止释放钢球,记录下平抛路径上多个迹点。取钢球飞出轨道末端时的球心位置为坐标原点,规定水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向建立平面直角坐标系,将所有有效迹点用平滑曲线连接,即可描绘出钢球完整的平抛运动轨迹。
(1)对于本实验,下列说法正确的是__________。(2分)
A.斜槽轨道必须光滑
B.每次必须从同一高度由静止释放钢球
C.挡板必须等间隔上下移动
(2)(4分)如图丙所示,该同学在坐标纸上描绘小球做平抛运动的轨迹(图中未画出),并在其上选取了、、三点。已知坐标纸竖边为竖直方向,坐标纸每小格边长为5 cm,重力加速度取,则可以计算出小球平抛运动的初速度大小为__________(2分),点速度大小为__________(2分)。
(3)平抛运动起点的坐标( , )cm(2分)。
12.(8分,每空2分)某实验小组在探究平抛运动的特点时,用了如图甲所示的装置进行实验。请回答下列问题:
(1)在实验过程中,下列做法正确的有__________。(2分)
A.实验时必须减少小球与斜槽间的摩擦
B.小球必须从斜槽同一高度由静止释放
C.小球放置在槽口处轨道上多个位置能保持静止,说明轨道水平
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
(2)乙同学按照合理操作通过实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上选取一些点。以平抛起点为坐标原点,测量它们的水平坐标和竖直坐标。在直角坐标系中描绘出图像,下列哪幅图能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线( )。(2分)
A. B. C. D.
(3)甲同学在做平抛运动实验时得出如图乙所示的小球运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,重力加速度取。则点__________(选填“是”或“不是”)(2分)小球做平抛运动的抛出点,小球做平抛运动的初速度大小为__________(结果保留两位有效数字)(2分)。
13.(8分)我国“天问系列”深空探测计划正稳步推进,未来将实现对火星的载人探测。某宇航员随火星着陆器成功着陆火星表面后,开展了一系列在轨科学实验:在火星北极区域,宇航员用高精度弹簧秤测得一个质量为的标准砝码重力大小为。已知火星半径为,引力常量为。
(1)求火星的质量。(4分)
(2)若火星的自转周期为,宇航员前往火星赤道区域再次测量该标准砝码的重力。请通过完整受力分析判断:若仍沿用北极处的计算方法(即根据赤道处测得的重力大小)推算出的火星质量,与真实值相比是偏大还是偏小?并简要说明推导理由。(4分)
14.(14分)汽车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。如图所示,已知某汽车的质量为,额定功率为48 kW,该汽车在坡度为()的长直公路上从静止开始以的牵引力启动,行驶,运动中所受阻力大小恒为车重力的0.1倍,取,求:
(1)汽车所能达到的最大速度。(4分)
(2)汽车能保持匀加速运动的时间。(5分)
(3)汽车在匀加速运动的过程中发动机做的功。(5分)
15.(16分)如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形导轨在点相切,半圆形导轨的半径为。一个质量为的物体将弹簧压缩至点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的9倍,之后向上运动恰能到达最高点,、、三点在同一竖直线上。(不计空气阻力)试求:
(1)物体到达点时的速度大小。(6分)
(2)物体在点时弹簧的弹性势能。(3分)
(3)物体从点运动至点的过程中克服摩擦力做的功。(7分)
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高一物理(人教版——四校区)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
C
C
C
C
ABC
ABD
AC
单项选择题(共28分,每题4分)
1.答案:C
解析:曲线运动的条件是合外力不为零,且合外力与速度方向不在同一直线上。速度大小不变的曲线运动不一定是匀速圆周运动;两个匀变速直线运动合运动可能为直线运动;平抛运动加速度恒定,速度变化量方向保持不变。
2.B
【详解】A.装载着积木的小车做匀速率曲线运动,所以必有合力提供向心力,因此合力不为零,故A错误;
B.小车做曲线运动,向心力始终指向圆心,因此方向时刻发生变化,故B正确;
C.小车和积木匀速率下降,动能不变,势能逐渐减小,所以机械能逐渐减小,故C错误;
D.对积木分析,根据动能定理
知小车对积木的功,即小车对积木做负功,故D错误。
3.C
【详解】A.根据
可知,力对物体做的功越多,功率不一定越大,选项A错误;
B.功率是描述物体做功快慢的物理量,选项B错误;
C.单位时间内做功越多功率一定越大,选项C正确;
D.汽车行驶时,当牵引力与阻力相等时合力为零,此时发动机的实际功率为
不等于零,选项D错误。
故选C。
【名师点睛】本题考查功率的概念,重点掌握单位时间内所做的功叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量,记住功率的表达式。
4.C
【详解】AB.物体克服重力做功3J,根据重力做功与重力势能变化的关系,重力势能增加3J,AB错误;
C.动能变化等于各个力做功的代数和
动能增加4.5J,C正确;
D.机械能变化等于除重力外其他力做功之和
机械能增加7.5J,D错误。
故选C。
5.答案:C
【详解】A.由题意可知,圆盘上均匀分布了8个磁片,当传感器检测到3个信号时,圆盘转过的角度为90°,A选项错误;
B.汽车轮胎边缘与圆盘之间属于同轴转动,此时汽车的速度为
解得,B选项错误;
C.由向心加速度公式得
解得,C选项正确;
D.由于不知道圆盘的半径,所以无法求得圆盘上磁片的向心加速度,D错误。
6.C
【详解】A.小球受到重力、弹簧的拉力,PQ杆对球不一定有弹力,故A错误;
BC.设弹簧原长为,弹簧与水平方向的夹角为,则弹簧对小球的拉力为
则对小球竖直方向有
可得为定值,与转动的角速度无关,可知小球高度不变,弹簧长度不变,故B错误,C正确;
D.当角速度较小时,杆对小球的弹力背离转轴,有
角速度较大时,杆对小球的弹力指向转轴,有
可知角速度取两个不同值时,PQ杆对小球的弹力大小可能相同,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置,所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间,加速度为零时弹力和摩擦力平衡,所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大,A错误;物体在平衡位置处速度最大,所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置,B错误;从A到O过程中弹力方向与位移方向相同,弹力做正功,从O到B过程中弹力方向与位移方向相反,弹力做负功,C正确;从A到B过程中根据动能定理可得,即,即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功,D错误.
多项选择题(共18分,每题6分)
8.ABC
【详解】A.由得
可知夏至时地球距离太阳最远,即r大,因此加速度最小,故A正确;
BC.由开普勒第二定律可知地球在近日点运行速度最大,在远日点速度最小,冬至时地球在近日点运行速度最大,夏至时地球在远日点运行速度最小;又因,夏至时的r最大,最小,因此夏至时的最小,故BC正确;
D.由
可知根据地球的公转周期计算的是中心天体太阳的质量,不能计算地球的质量,故D选项错误;
故选ABC。
9. 答案:ABD
解析:卫星轨道越高,引力势能增加量大于动能减少量,整体机械能越大,C 错误
10.AC
【详解】A.工件所受重力沿传送带向下的分力大小为
滑动摩擦力大小为
当工件的速度大于传送带的速度时,工件受到沿传送带向下的滑动摩擦力,因此工件向上做匀减速运动,根据牛顿第二定律可得,上滑的加速度大小为
工件从A端上滑至与传送带速度相同的时间
此后工件继续向上做匀减速运动,上滑的加速度大小为
从工件与传送带达到共同速度至工件到达B端的时间为
因此工件沿传送带上滑的时间为
故A正确;
B.A、B两端的距离为
设工件返回A端时的速度大小为,则有
解得
故B错误;
C.根据动能定理可知,工件在传送带上滑行的过程中,摩擦力对工件做的功
故C正确;
D.工件从B端下滑至A端的时间为
工件在传送带上滑行的过程中,因摩擦产生的热量为
故D错误。
故选AC。
非选择题(共54分)
11.(8分)【答案】(1)B (2) 1.5 2.5 (3) -5, 5
【解析】(1)A.只要每次从同一位置释放,即使斜槽粗糙,摩擦力做功相同,初速度依然相同,不需要斜槽光滑,故A错误;
B.为了保证钢球每次平抛的初速度相同,每次必须从同一高度由静止释放,故B正确;
C.挡板只需要记录多个位置即可,不需要等间隔上下移动,故C错误;
故选B。
(2)[1]水平方向A→B和B→C的位移差Δx=0.15m,竖直方向位移差
由匀变速直线运动规律
解得
平抛初速度
B点竖直分速度等于AC段竖直平均速度
B点合速度
抛出点到B点的时间
(3)水平方向有
竖直方向有
12.(1)BC(2分)
(2)C(2分)
(3)不是 2m/s(2分)
13.【答案】(1) (2)偏小。理由见解析。
【解析】(1)在火星北极,物体不受自转影响,重力等于弹簧秤的拉力。
根据重力公式: (1分)
解得: (1分)
在火星表面,万有引力近似等于重力: (1分)
解得月球质量: (1分)
(2) 结论:偏小(1分)
理由:在赤道处,万有引力 提供物体的重力 和随火星自转所需的向心力 ,即:
,由于向心力分去了部分万有引力,导致赤道处的重力小于北极处的重力 。若仍按 计算,由于 ,则计算出的 必然小于真实值 。(3分)
14.【答案】(1)
(2) S
(3)
【详解】(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力分为两部分,即(2分)
当时,速度最大,则有(1分)
代入数据解得(1分)
(2)当汽车以恒定的牵引力启动,根据牛顿第二定律可得(1分)
又(1分)
当时,汽车输出功率不再增大,此时有(2分)
代入数据解得(1分)
(3)汽车在匀加速运动过程中的位移(2分)
发动机做的功(2分)
代入数据可得(1分)
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在B点根据牛顿第二定律得
(2分)
由牛顿第三定律
(2分)
解得物体到达B点时的速度大小
(2分)
(2)从A点到B点,由系统机械能守恒可得,物体在A点时弹簧的弹性势能为
(2分)
(1分)
(3)物体恰好到达最高点C,重力提供向心力,则有
(2分)
从B点到C点,由动能定理可得
(3分)
联立解得克服摩擦力做的功为
(2分)
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