1、河南省郑州市2019-2020学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）第卷（选择题 共48分）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1. 辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】AD物体做曲线运动时，合力指向轨迹内侧，故AD错误；BC汽车沿曲线由M向N行驶，做出速度方向如上图所示，速度逐渐减小，说明合力与速
2、度夹角为钝角，故C正确，B错误。故选C。2. 游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经 历的路程产生的影响是( )A. 路程变大，时间延长B. 路程变大，时间不变C. 路程变大，时间缩短D. 路程和时间均不变【答案】B【解析】【详解】游泳运动员实际参与了两个分运动，沿垂直于河岸方向的匀速运动和沿水流方向的匀速运动，两分运动同时发生，互不影响，因而渡河时间等于沿垂直于河岸方向分运动的时间；水流的速度突然变大时，对垂直河岸的运动没有影响，又游泳运动员的速度是恒定的，所以渡河的时间是不变的沿水流方向速度增大，相等时间内沿水流方向位移增大，路程增大，故B正确，ACD
3、错误3. 如图所示是洗衣机的脱水桶，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴匀速转动，衣服紧贴脱水桶的侧壁并随之转动。下列说法正确的是（）A. 衣服对桶壁的压力提供向心力B. 衣服所受重力和静摩擦力的合力为零C. 衣服所受的静摩擦力提供向心力D. 水滴受到的离心力大于它所需的向心力，所以沿切线方向甩出【答案】B【解析】【详解】ABC物体做匀速圆周运动的向心力由合力提供，衣服受重力、桶壁的支持力和静摩擦力，重力和静摩擦力平衡，合力为零，桶壁对衣服的支持力提供衣服做圆周运动的向心力，故AC错误，B正确；D水滴与衣服间的附着力小于水滴做圆周运动所需要的向心力，则水滴做离心运动，水滴沿切线方向甩出，脱水过程中，水
4、滴做离心运动，但是没有离心力这个物理量，故D错误。故选B。4. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：A. 太阳位于木星运行轨道的中心B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【答案】C【解析】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨
5、道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.5. 如图所示，以速度沿水平方向抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上，这段飞行所用的时间为（取）（）A. B. C. D. 2s【答案】A【解析】【详解】设物体垂直撞在斜面上时的速度为v，则水平分速度为竖直分速度为联立解得根据代入数据解得故选A。6. 如图所示，是地球赤道上空的近地卫星A和地球的同步卫星B的运动示意图。若它们的运动均可视为匀速圆周运动，比较这两个卫星的运动情况，以下判断正确的是（）A. 两卫星线速度的大小
6、关系为B. 两者向心加速度大小关系为C. 两卫星的运行速度均大于第一宇宙速度D. 同步卫星的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小【答案】B【解析】【详解】ABC根据可得因为rBrAR，则且两卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，选项AC错误，B正确；D同步卫星的周期和地球自转周期相同，根据可知，高度和速度都是固定的值，选项D错误。故选B。7. 如图所示,长0.5 m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3 kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s取g=10 m/s2,下列说法正确的是A. 小球通过最高点时,对杆的拉力大小是2
7、4 NB. 小球通过最高点时,对杆的压力大小是6 NC. 小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24 ND. 小球通过最低点时,对杆的拉力大小是6 N【答案】B【解析】【详解】AB设在最高点杆子表现为拉力，则有：代入数据得：F= -6N，则杆子表现为支持力，大小为6N所以小球对杆子表现为压力，大小为6N故A错误，B正确CD在最低点杆子表现为拉力，有：代入数据得：F=54N故C错误，D错误8. 如图，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动。从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力）。下列说法正确的
8、是（）A. 绳刚伸直时，球的速度最大B. 该过程中，球的机械能守恒C. 该过程中，重力对球做的功大于球克服弹性绳的拉力做的功D. 该过程中，球的动能和重力势能之和减小【答案】D【解析】【详解】A绳伸直前，球在做加速运动绳伸直以后，开始阶段，重力大于绳的拉力，合力向下，球的速度增大，球的动能增大，当重力与拉力相等时球的速度最大，动能最大，故A错误；B由于绳的拉力对球做负功，所以球的机械能减小，故B错误；C该过程由动能定理可知变形可得分析上述表达式可知重力对球做的功小于球克服绳的拉力做的功，故C错误；D由于只有重力和弹性绳的弹力做功，所以球、绳和地球组成的系统机械能守恒，则轻绳的弹性势能、小球的动
9、能和重力势能之和保持不变，因细绳弹性能一直增大，则小球的动能和重力势能之和一直减小，故D正确。故选D。9. 如图所示，质量相同的两球P、Q均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使球P沿水平方向弹出，球Q同时被松开而自由下落，则（）A. 两物体落地时速度相同B. 从开始至落地，重力对它们做功相同C. 下落过程中，两球的重力平均功率相同D. 下落至相同高度时，两球的重力瞬时功率不同【答案】BC【解析】【详解】A两球落地时的竖直速度相同，但是由于P有水平速度，则两物体落地的速度不相同，选项A错误；B根据W=mgh可知从开始至落地，重力对它们做功相同，选项B正确；C由于两球同时落时，且重力做功相同，
10、根据，所以重力做功的平均功率相同，故C正确；D由于下落至相同高度时竖直分速度相同，根据P=mgvy，所以两球的重力的瞬时功率相同，故D错误。故选BC。10. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）A. 周期不相同B. 线速度的大小不相等C. 角速度的大小相等D. 向心加速度的大小相等【答案】BC【解析】【详解】AC小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为，如图所示对小球根据牛顿第二定律得因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径，其中h为运动平面到悬点的距离，解得因为h相同，则角速度大小相
11、等，而根据知，角速度相等，周期相等，故A错误，C正确；B根据v=r知，两球的角速度相等，转动的半径不等，则线速度大小不等，故B正确；D根据a=r2知，转动的半径不等，角速度相等，则向心加速度大小不等，故D错误。故选BC。11. 水平路面上有一质量为1kg的玩具小车由静止开始沿直线启动。其运动的v-t图象如图所示，图中02s时间段图象为直线，2s后发动机的输出功率保持不变。已知玩具小车行驶中的阻力恒为2N，则下列说法正确的是（）A. 2s后牵引力功率为12WB. 玩具小车运动的最大速度C. 02s内牵引力所做的功为18JD. 24s内牵引力所做的功为60J【答案】BD【解析】【详解】A前2s小车
12、做匀加速直线运动，加速度大小为由牛顿第二定律可得代入数值可得由功率表达式可知故A错误；B玩具小车匀速运动时，牵引力等于阻力，此时速度最大，最大速度故B正确；C02s内位移牵引力所做的功为故C错误；D24s内功率恒定，牵引力所做的功为故D正确。故选BD。12. 如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为0.6g（g为重力加速度，取），该物体在斜面上能上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（）A. 重力势能增加了mghB. 动能损失了1.1mghC. 机械能损失了0.2mghD. 整个过程中物体的机械能守恒【答案】AC【解析】【详解】A物
13、体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了EP=mgh故A正确；B由动能定理可知，动能损失量为合外力做功的大小，即故B错误；D由牛顿第二定律得mgsin30+f=m06g解得摩擦力f=0.1mg此过程有除重力做功以外摩擦力做功，机械能不守恒，故D错误；C由功能关系知，机械能的损失量为E=fs=0.1mg2h=0.2mgh故C正确。故选AC。第卷（非选择题 共52分）二、实验题（本题共2小题，共14分。请按题目要求作答。）13. 在“探究平抛运动规律”的实验中，某同学将斜槽固定在桌子边缘，将贴有方格纸的方木板靠近斜槽固定，方格纸的横线与小球出射方向平行，每个格的边长。正确调整后进行实验
14、，让小球从斜槽上某一位置滚下。（1）通过实验得到小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点；以小球平抛运动的起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，下面图象中可能正确反映小球运动轨迹的是_；（2）某同学选取了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为_；B点的竖直分速度为_。（g取）【答案】 (1). A (2). 1.5m/s (3). 2.0m/s【解析】【详解】(1)1根据平抛运动规律得：水平方向有x=v0t竖直方向有y=gt2联立得 可知y-x图象是抛物线，故A正确，BCD错误；故选A。(2)23竖直方向有y=y2-y1=gT2根据图知y=（55-35）cm=1
15、0cm=0.1m可得 T=0.1s故小球平抛初速度小球过B点的竖直分速率 14. 如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则(1)小球通过光电门B时的速度表达式_；(2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为_（表达式用已给的物理量表达），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总是_（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减
16、少量，增加下落高度后，则（）_将（填“增加”、“减小”或“不变”）；(4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_。【答案】 (1). (2). (3). 小于 (4). 增加 (5). 错误【解析】【详解】(1)1 根据速度定义式可知小球通过光电门B时的速度。(2)2由机械能的表达式可知联立可得分析上面的表达式可知斜率等于。(3)34由于该过程中有阻力做功，重力势能一部分转化为内能，则动能增加量总是小于重力势能减小量，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则Ep-Ek将增加。 (4)5这种作法错误，
17、因为用公式计算与B点对应的小球的瞬时速度，加速度为重力加速度，这样已默认系统机械能守恒，无法进一步验证系统机械能守恒。三、计算题（本题共4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。15. 如图所示，玩具手枪的枪管AB水平对准竖直墙面的C点，向墙面发射一子弹，子弹击中C点正下方墙面的D点。已知A、C的距离为20m，子弹从枪口的出射速度为20m/s，不计空气阻力，重力加速度g取，求：（1）C、D两点间的距离；（2）子弹到达D点时的速度。【答案】（1）5m；（2）；速度方向与水平方向的夹角为且【解析】【详解】（1）
18、由平抛运动规律得代入数据得（2）由平抛运动规律由速度合成得设速度方向与水平方向的夹角为，则16. 为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速如图所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道已知弯道半径R=24m，汽车到达A点时速度vA=16m/s，汽车质量为1.5103kg，与路面间的动摩擦因数=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，若汽车进入弯道后刚好不发生侧滑求：（1）汽车在弯道上行驶时的向心力大小（2）汽车在弯道上行驶时的线速度大小（3）汽车在AB段汽车克服摩擦力做得功【答案】（1）汽车在弯道上行驶时的向心力大小为9103N（2）汽车在弯道上行驶时的线速度大
19、小为12m/s（3）汽车在AB段汽车克服摩擦力做得功8.4104 J【解析】试题分析：（1）最大静摩擦力提供向心力为：F=mg带入数据可得：F=9103N（2）由F=m可得v=12 m/s（3）A到B过程中，由动能定理有：W=mv2mv02得：W=8.4104 J所以，汽车克服摩擦力的功为8.4104 J17. 卡文迪许因为测出了万有引力常量而被称为“能称出地球质量的人”。在已知引力常量G时，通过观察绕地球做匀速圆周运动的卫星的运动学量，就可以求出地球的质量，现观察到一颗人造卫星绕地球运动的公转周期为T，距离地球表面的高度为H，若已知地球的半径为R，忽略地球自转。求：（1）地球的质量；（2）地
20、球表面的重力加速度；（3）地球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设地球的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力可得地球的质量为（2）在地球表面解得（3）根据万有引力提供向心力可得地球的第一宇宙速度18. 如图所示，物体A、B之间夹有一根被压缩且被锁定的轻弹簧，系统静止在光滑轨道abc上，其中bc是半径为的半圆形轨道。长为的传送带顺时针转动速度为，忽略传送带d端与轨道c点之间的缝隙宽度，物体B与传送带之间的动摩擦因数为，已知物体A，B可以看成质点，质量分别为2m、m，。（1）如果，开始时弹簧的弹性势能为，解除弹簧锁定后，物体A获得的速度大小为，求物体B
21、获得的速度大小，（2）在（1）的条件下，求物体B再次落到水平轨道ab上时的位置到e点的水平距离；（3）为了使物体B在运动中能到达传送带且不会从e点抛出，解除弹簧锁定后，求物体B获得的速度必须满足的条件。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设B获得的速度大小为，则解得（2）设物体B从解除锁定到运动至e点的速度为，由动能定理得解得物体B离开e点后做平抛运动，则有解得即物体B再次落到水平轨道ab上的位置到e点的水平距离为0.2m（3）设物体B恰好通过轨道最高点c时的速度为，则有解得物体B从解除锁定到运动至c点，由机械能守恒定律得解得设解除锁定后物体B的速度为时，刚好能运动到传送带的e端，即物体B运动到e点时速度为零，从释放到运动到e点的过程，根据动能定理得解得所以为了使物体B在运动中不会离开传送带和轨道解除弹簧锁定后B获得的速度必须满足的条件是
