四川省成都北大附中为明学校2019-2020学年高一物理下学期期中测试试题.doc

四川省成都北大附中为明学校2019-2020学年高一物理下学期期中测试试题

四川省成都北大附中为明学校2019-2020学年高一物理下学期期中测试试题

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四川省成都北大附中为明学校2019-2020学年高一物理下学期期中测试试题（含解析）
一、单项选择题（共6小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，每小题3分，共18分。）
1.如图，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 重力对人做负功 B. 摩擦力对人做正功
C. 支持力对人做正功 D. 合力对人做功为零
【答案】AD
【解析】
试题分析：由于人做的是匀速直线运动，故人受到的力是平衡力，其合力为0，故合力对人做的功也为0，D是正确的；人站在扶梯上，只受重力和支持力，人没有在水平方向的运动趋势，故他不受摩擦力的作用，所以也就谈不上摩擦力对人的做功问题，故B是不对的；由于人受到的重力方向是竖直向下的，而人的运动方向是向上的，重力与人的运动方向相反，故重力对人做负功，A是正确的；支持力是向上的，该力与人的运动方向相同，故支持力对人做正功，C是不对的．
考点：力的平衡问题，合力的概念，正功和负功的判断，摩擦力．
2.大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动，对此有以下说法，其中正确的是（　　）

A. 游客处于一种平衡状态 B. 游客做的是一种变速运动
C. 游客做的是一种匀变速运动 D. 游客的加速度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A． 游客随轮的转动而做匀速圆周运动，合力提供向心力，不是平衡状态，故A错误；
BC． 游客随轮的转动而做匀速圆周运动，加速度方向指向圆心，时刻改变，是一种变加速曲线运动，故B正确C错误；
D．加速度方向始终指向圆心，方向时刻改变，故D错误。
故选B。
3.关于功和功率的说法中,正确的是(  )
A. 由可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B. 因为功有正功和负功之分，所以功是矢量
C. 由可知，汽车的功率与它的速度成正比
D. 正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
【答案】D
【解析】
【详解】由可知，只要知道W和t就可求出在时间t内的平均功率，选项A错误；功虽然有正功和负功之分，但是功无方向，是标量，选项B错误；由P=Fv可知，在牵引力一定的情况下，汽车的功率与它的速度成正比，选项C错误；正功表示做功的力与位移方向夹角小于90°，则为动力，负功表示做功的力与位移方向夹角大于90°，则为阻力，选项D正确.
4.如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体受重力为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为(　　)

A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
根据牛顿第二定律得：，，解得：，选C.
5.中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（　　）

A. 运动的时间都相同
B. 速度的变化量都相同
C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为v0，则
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在竖直方向做自由落体运动，根据自由落体运动

得，小面圈下落高度一定，所以运动时间都相同，故A正确，不符合题意；
B．根据加速度的定义式

可知小面圈速度的变化量为

所以小面圈速度的变化量都相同，故B正确，不符合题；
CD．小面圈落到锅的左边缘时

解得

落到左边缘处的末速度为

小面圈落在锅的右边缘处时

落到右边缘处末速度为

则初速度满足

落入锅中时，最大速度和最小速度

故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
故选C。
6.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A. 卫星的角速度为 B. 卫星的线速度为
C. 卫星的加速度为 D. 卫星的周期为
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据万有引力提供向心力可得：，又，所以，A错误
B、因为，所以，B正确
C、因为，C错误
D、因为，D错误
二、不定项选择题（第7~10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共4小题，每小题6分，共24分。）
7.用长L=0.6m的绳一端系着装有m=0.5kg水的小桶（小桶质量忽略不计），在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”。。则（　　）

A. 最高点水不流出的最小速度为
B. 最高点水不流出的最小速度为
C. “水流星”在最高点时处于超重状态，在最低点时处于失重状态
D. 若过最高点时速度为，此时水对桶底的压力等于2.5N
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．最高点水不流出，重力完全提供向心力

解得

故A正确，B错误；
C．“水流星”在最高点加速度竖直向下，故处于失重状态；“水流星”在最低点，加速度竖直向上，处于超重状态，故C错误；
D．在最高点

解得

故D正确。
故选AD。
8.如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s的初速度沿水平方向抛出．小球经过1s落地．不计空气阻力，g取10 m/s2，则可求出（ ）

A. 小球抛出时离地面的高度是5m
B. 小球落地时的速度方向与水平地面成30°角
C. 小球落地时的速度大小是15m/s
D. 小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5m
【答案】AD
【解析】
【详解】根据h=gt2得，所以高度h=×10×1m＝5m．故A正确．小球落地时竖直方向上的速度vy=gt=10m/s，设小球落地时速度与水平方向的夹角为θ，则，所以夹角不等于30°，故B错误．则落地的速度，故C错误．小球在水平方向上的位移x=v0t=5m．故D正确．
9.我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为，设起飞过程中发动机的推力恒为； 弹射器有效作用长度为100m，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s，弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则（ ）
A. 弹射器的推力大小为
B. 弹射器对舰载机所做的功为
C. 弹射器对舰载机做功的平均功率为
D. 舰载机在弹射过程中的加速度大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】设发动机的推力为，弹射器的推力为，则阻力为，根据动能定理可得，，故解得，A正确；弹射器对舰载机所做的功为，B正确；舰载机在弹射过程中的加速度大小为，根据公式可得运动时间为，所以弹射器对舰载机做功的平均功率为，故C错误，D正确．
【考点定位】动能定理，牛顿第二定律，运动学公式，功率和功的计算
【方法技巧】在运用动能定理解题时，一定要弄清楚过程中有哪些力做功，做什么功？特别需要注意重力做功和路径无关，只和始末位置高度有关，摩擦力、阻力做功和路径有关．

10.一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h。重力加速度为g，关于此过程，下列说法中正确的是（　　）
A. 提升过程中手对物体做功m（a＋g）h
B. 提升过程中合外力对物体做功mah
C. 提升过程中物体克服重力做功mgh
D. 提升过程中物体的重力势能增加m（a＋g）h
【答案】ABC
【解析】
【详解】A． 设人对物体的拉力为F，由牛顿第二定律得
F-mg=ma
即
F=m（g+a）
则在提升过程中手对物体做功为
WF=Fh=m（a+g）h
故A正确；
B． 根据牛顿第二定律可知物体受到的合力为F合=ma，故
F合h=mah
故B正确；
C． 提升过程中物体克服重力做功mgh，故C正确；
D． 提升过程中物体克服重力做功mgh，重力势能增加mgh，故D错误。
故选ABC。
三、实验题（本题共2小题，共16分）
11.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.

(1)本实验采用的科学方法是_______。
A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是______。
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)通过图示实验可以得到的结论是_____________。
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
【答案】 (1). A (2). D (3). C
【解析】
【详解】(1)[1]在这两个装置中控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向心力与质量之间的关系，故采用的控制变量法，所以A是正确的
(2)[2]控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向心力与质量之间的关系，所以D是正确的.
(3)[3]通过控制变量法得到结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比,所以C是正确的
12.在“研究小球做平抛运动”的实验中：
(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端切线必须是水平的，这样做的目的是_____。
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线

(2)在做“研究平抛运动”实验中，引起实验结果偏差较大的原因可能是_________。
①安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
②确定轴时，没有用重垂线
③斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
④空气阻力对小球运动有较大影响
A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④
(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为，是摄下的三个小球位置，如果取，那么照相机拍摄时每_________曝光一次；小球做平抛运动的初速度的大小为_________。
【答案】 (1). B (2). B (3). 0.1 (4). 1.5
【解析】
【详解】(1)[1]斜槽末端切线必须是水平的，这样做的目的是保证小球飞出时初速度水平，故选B。
(2)[2]①当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后做斜抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差；
②确定轴时，没有用重垂线，就不能调节斜槽末端切线水平，和①类似，所以②会引起实验误差；
③只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以③不会引起实验误差；
④空气阻力对小球运动有较大影响时，物体做的就不是平抛运动了，平抛的规律就不能用了，所以④会引起实验误差。综上所述会引起实验误差的有①②④，故ACD错误，B正确。
故选B。
(3)[3]在竖直方向上，根据

得

[4]则小球初速度为

四、计算题（本题共4小题，共42分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.质量m=2kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图（a）、（b）所示，求：
(1)物体所受的合力；
(2)物体的初速度；
(3)t=8s时物体的速度。

【答案】(1)1N，方向沿y轴正方向；(2)3m/s，方向沿x轴正方向；(3) 5m/s，与x轴正方向的夹角为53°
【解析】
【分析】

【详解】
(1)物体在x方向：ax=0；y方向
ay==0.5 m/s2
根据牛顿第二定律
F合=may=1N
方向沿y轴正方向。
(2)由题图可知vx0=3 m/s，vy0=0，则物体的初速度为v0=3m/s，方向沿x轴正方向。
(3)由题图知，t=8 s时，vx=3 m/s，vy=4 m/s，物体的合速度为
v==5m/s
设速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则
tan θ=，θ=53°
即速度方向与x轴正方向的夹角为53°。

14.汽车发动机的额定功率P=60kW，若其总质量m=5t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为f=5.0×103N，若汽车启动时保持额定功率不变，求：
(1)汽车所能达到的最大速度vmax是多大？
(2)当汽车加速度为2m/s2时，速度是多大？
(3)当汽车速度是6m/s时，加速度是多大？
【答案】(1)12m/s；(2)4m/s；(3)1m/s2
【解析】
【详解】(1)汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大。所以，此时汽车的牵引力为
F1=f=5.0×103N
则汽车最大速度为
vmax=m/s=12m/s
(2)当汽车加速度为2m/s2时，设牵引力为F2，由牛顿第二定律得
F2－f=ma
F2=f＋ma=5.0×103 N＋5.0×103×2 N=1.5×104 N
汽车的速度为
v==4m/s
(3)当汽车的速度为6 m/s时，牵引力为
F3==1×104 N
由牛顿第二定律得
F3－f=ma′
汽车的加速度为
a′==1m/s2
15.如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m＝1kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑，同时在斜面正上方有一小球以速度v0水平抛出，经过0.4 s，小球恰好垂直斜面落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。空气阻力不计，已知 sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1)小球水平抛出的速度v0的大小；
(2)小滑块的初速度v的大小。

【答案】(1)3m/s；(2)5.35m/s
【解析】
【详解】(1)设小球落入凹槽时竖直速度为，则有

因此有

(2)小球落入凹槽时的水平位移

则滑块的位移为

根据牛顿第二定律，滑块上滑的加速度为

根据公式可得

16.如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R＝0.2 m的光滑1/4圆形轨道，BC段为高为h＝5 m的竖直轨道，CD段为水平轨道．一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时速度的大小为2 m/s，离开B点做平抛运动(g＝10 m/s2)，求：

(1)小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C点的水平距离；
(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小；
(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ＝45°的斜面(如图中虚线所示)，那么小球离开B点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远．如果不能，请说明理由．
【答案】(1)2 m　(2)6 N　(3)能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m
【解析】
①.小球离开B点后做平抛运动，

解得：
所以小球在CD轨道上的落地点到C的水平距离为2m
②.在圆弧轨道的最低点B，设轨道对其支持力为N
由牛二定律可知：
代入数据，解得
故球到达B点时对圆形轨道的压力为3N
③．由①可知，小球必然能落到斜面上
根据斜面的特点可知，小球平抛运动落到斜面的过程中，其下落竖直位移和水平位移相等
，解得：
则它第一次落在斜面上的位置距B点的距离为．