1、河北省沧州市任丘市第一中学2019-2020学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、单选题（每题4分）1. 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是()A. 物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化；B. 若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零；C. 物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化；D. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零；【答案】C【解析】【详解】A物体做变速运动，合外力一定不为零，但是动能不一定变化，例如匀速圆周运动物体，故A错误；B若合外力对物体做功为零，则合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体的合外力，故B错误；C根据动能定理，物体的合
2、外力做功，它的速度大小一定发生变化，故C正确；D物体的动能不变，所受的合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，故D错误。故选C。2. 如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上的B点。若在A点将此小球以速度水平抛出，经落到斜面上的C点，则以下判断正确的是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】根据平抛运动的水平射程s=vt飞行时间则AB：ACh1：h2t12：t22由几何关系则t1：t2=2：1则AB：AC=4：1故B正确，ACD错误故选B。3. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方
3、红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为：（ ）A. a2a1a3B. a3a2a1C. a3a1a2D. a1a2a3【答案】D【解析】试题分析：东方红二号地球同步卫星和地球自转的角速度相同，由a=2r可知，a2a3；由万有引力提供向心力可得：，东方红一号的轨道半径小于东方红二号的轨道半径，所以有：a1a2，所
4、以有：a1a2a3，故ABC错误，D正确故选D考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用还要知道同步卫星的运行周期和地球自转周期相等4. 如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化为()A. mglB. mglC. mglD. mgl【答案】D【解析】【详解】将绳子下端向上提起使绳对折，上部分不动，下部分的重心上升的高度为，下部分的重力为，根据功能关系得知，人至少做功为：W=，故D正确，ABC错误。5. 一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于O点，
5、小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到点Q（如图所示），则力F做的功为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】小球运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可以看做是平衡状态。由平衡知识知随变化而变化。这是一个变力作用下曲线运动的问题。要求变力做的功，不能直接用定义式来求。此过程中，线的拉力也是变力，大小和方向均在变化，对于这个变力做功的情况要这样分析将圆孤分割成无限个小段，每个小段圆弧可以近似看成弦。小球在这段弧上运动的位移很短，可以看成拉力方向不变，符合力与位移垂直的条件，所以于是，只有重力和这两个力做功。重力做的功等于重力乘以重力方向上的位移，即动能的变化为零。故由动能
6、定理有即故选B。6. 航天飞机在完成对轨道哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是（）A. 在轨道上经过A点的速度小于经过B点的速度B. 在轨道上经过A点的速度小于在轨道上经过A点的速度C. 在轨道上运动的周期小于在轨道运动的周期D. 在轨道上经过A点的加速度小于在轨道上经过A点的加速度【答案】D【解析】【详解】A在轨道上由A点到B点，引力做正功，则动能增加，经过A点的速度小于经过B点的速度，选项A正确，不符合题意；B航天飞机从圆形轨道变轨到椭圆轨道，需要减速，发生近心运动才能实现，因此，故B正确，不符合题意；
7、C由开普勒第三定律可知航天飞机到地心的距离越大，周期越大，因此，故C正确，不符合题意；D航天飞机运动的加速度由万有引力提供，不管在轨道还是在轨道，在A点两者的受力是相等的，因此加速度相等，故D错误，符合题意。故选D。7. 如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为，小球B运动的速度大小为，轻绳与杆的夹角为。则（）A. B. C. 小球B减小的势能等于物块A增加的动能D. 当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最小【答案】B【解析】【详解】AB将物块A
8、的速度分解为沿轻绳方向和垂直于轻绳的方向，在沿轻绳方向的分速度等于小球B的速度。在沿轻绳方向的分速度为，所以故A错误，B正确。CA、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则小球B重力势能的减小等于系统动能的增加和物块A的重力势能的增加，故C错误。D除重力以外其他力做的功等于机械能的增量，物块A上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能增加，物块A上升到与滑轮等高后，拉力做负功，机械能减小。所以A上升到与滑轮等高时，机械能最大，故D错误。故选B。8. 如图所示，在加速向左运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么车对
9、人做功的情况是（）A 做正功B. 做负功C. 不做功D. 无法确定【答案】A【解析】【详解】由于人向左加速运动，可知车厢对人的合力向左，故可知车厢对人的合力做正功。故选A。9. 在2018年雅加达亚运会上，我国跳水运动员司雅杰摘得女子10米台金牌，彭建峰收获男子1米板冠军如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自由状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是()A. 运动员一直处于超重状态B. 运动员所受重力对其做的功在数值上小于跳板弹性势能的增加量C. 运动员的机械能守
10、恒D. 运动员的动能一直在减小【答案】B【解析】【详解】AD.运动员在此过程中受到重力与跳板弹力的作用，弹力从零开始增大，故运动员先加速后减速，即先失重后超重，动能先增大后减小，故A、D错误；B.由系统的机械能守恒知，运动员所受重力对其做的功在数值上等于跳板弹性势能的增加量与运动员初末动能之差，故B正确；C.因有弹力对运动员做负功，故其机械能减少，C错误10. 如图所示，一高度为h的楔形物块固定在水平地面上，质量为m的物体由静止开始从倾角分别为、的两个光滑斜面的顶端滑下，则下列说法中正确的是（ ）A. 物体滑到斜面底端的速度相同B. 物体滑到斜面底端时重力的功率不同C. 物体滑到斜面底端所用的
11、时间相同D. 物体滑到斜面底端过程中重力的功率相同【答案】B【解析】【详解】A根据题意得，物体下滑到底端时，速度方向不同，所以速度不同，A错误B根据动能定理，设到底端时速度为v，两次物体到底端速度，相同，而重力功率为，因为与竖直方向夹角不同，所以不同，重力功率不同，B正确C设斜面倾角为，有，所以运动时间：，所以运动时间不同，C错误D全程重力的平均功率：，因为时间不同，所以重力的功率不同，D错误二、多选题（每题4分）11. 如图所示，为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，左侧大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小
12、轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（）A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点线速度大小相等D. a点与d点的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】【详解】C由于皮带不打滑，因此a点与c点的线速度大小相等，即C正确；AB由于b、c、d都绕同一个转轴，一起转动，因此角速度相等，即根据联立可得，AB错误；D根据可得D正确。故选CD。12. 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，当地的重力加速度为g，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（）A.
13、 他的动能减少了FhB. 他的重力势能增加了mghC. 他的机械能减少了（Fmg）hD. 他的机械能减少了Fh【答案】D【解析】【分析】由题可知本题考查功能关系。【详解】A运动员进入水中后，克服合力做的功等于动能的减小量，故动能减小，故A错误；B运动员进入水中后，重力做功，故重力势能减小，故B错误；CD运动员进入水中后，除重力外，克服阻力做功Fh，故机械能减小Fh，故C错误，D正确。故选D。13. 如图所示为一长度为的长木板放在光滑的水平面上，在长木板的最右端放置一可视为质点的小铁块，对长木板施加一水平向右的恒力，当小铁块运动到长木板的最左端时，小铁块与长木板将要分离。已知长木板的质最为、小铁
14、块的质量为，恒力的大小为，小铁块与长木板之间的动摩擦因数为，小铁块与长木板分离时二者速度大小分别为、，上述过程小铁块与长木板的位移大小分别为、。则下列正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】ABD【解析】【详解】AC小铁块在摩擦力作用下前进的距离为，故对小铁块有故A正确，C错误；B长木板前进的距离为，对长木板有故B正确；D由以上两式得故D正确。故选ABD。14. 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮质量分别为M、m（Mm）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不
15、计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ）A. 两滑块组成系统的机械能守恒B. 重力对M做的功等于M动能的增加C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功【答案】CD【解析】试题分析：由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确考点：机械能守恒定律，动能定理的应用三、实验题15. (1)在研究平抛运动的实验中，下
16、列说法正确的是_A.必须称出小球的质量B.斜槽轨道必须是光滑的C.斜槽轨道末端必须是水平的D.应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下(2)如图，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=5.00cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0=_m/s（g取值为10m/s2），小球在b点的速率vb=_ m/s。（结果保留两位有效字）a点_抛出点（填“是”或“不是”）。【答案】 (1). CD (2). 2.0 (3). 2.8 (4). 不【解析】【详解】(1)1A、本实验与小球的质量无关，故A错误；B、该实
17、验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B错误；C、实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，故C正确；D、为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故D正确。故选CD。(2)234从图中看出，a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等，是x=4L，因此这4个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即y=gT2=2L初速度因此 vay=vbygT=2100.1=1m/s0则a点不是抛出点；16. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下
18、落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到_点来验证机械能守恒定律；(2)从O点到1问中所取的点，重物重力势能的减少量_J，动能增加量_J；（结果取三位有效数字）(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是如图中的（ ）A B C D【答案】 (1). B (2). 1.88 (3). 1.84 (4). A【解析】【详解】
19、(1)1验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能和增加的动能之间的关系，因在B点能够测出相应的h和v的数据，而在A、C两点无法测出v，故选B点(2)2减少的重力势能3B点的速度所以增加的动能(3)4在实验允许的误差范围内可认为则即与h成正比，图A正确。故选A。四、计算题17. 如图，与水平面夹角q60的斜面和半径R0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数m，g取10m/s2，求：(1)滑块在C点的速度大小vC；(2)滑块在B点的速度大小vB；(3)A、B两点间的高度
20、差h。【答案】(1)2m/s；(2)4m/s；(3)【解析】详解】(1)由题意得滑块通过最高点C时重力提供向心力则(2)由BC，根据动能定理得解得(3)由AB，根据动能定理得解得点睛：经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。18. 一辆汽车的质量是5103kg，发动机的额定功率为60kW，汽车所受阻力恒为5000N，如果汽车从静止开始以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车达到了最大速度，在整个过程中，汽车运动了125m求（1）汽车在额定功率下能达到的最大速度？（2）汽车在匀加
21、速运动阶段的位移？（3）在整个过程中，汽车发动机的牵引力做功多少？【答案】12m/s；64m；9.85105J【解析】【详解】(1)牵引力与阻力相等时汽车匀速运，此时速度最大，汽车行驶的最大速度为；(2)由牛顿第二定律可知在匀加速阶段有： 解得： 由可知到达额定功率时速度为： 由得：；(3)由动能定理得： 解得：19. 如图所示，传送带与水平面之间的夹角为，其上、两点间的距离为，传送带在电动机的带动下以的速度匀速运动，现将一质量为的小物体（可视为质点）轻放在传送带的点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从点传送到点的过程中（取），求(1)传送带对小物体做的功；(2)为传送物块电动机多消耗的电能【答案】(1)255J；(2)270J【解析】【详解】(1).小物体先沿传送带向上做匀加速运动，加速度为，根据牛顿第二定律有解得当小物体的速度达到传送带速度时发生的位移为说明小物体随传送带匀速运动了故传送带对小物体做功(2)小物体相对传送带发生的位移则摩擦生热 为传送物块电动机多消耗的电能