1、福建省厦门市2018-2019学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、单项选择题: 1.下列关于物理学研究方法叙述中正确的是A. 实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了比值定义法B. 在研究运动的合成与分解时，采用了控制变量法C. 人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了等效替代的方法D. 卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法【答案】D【解析】【详解】A.实验探究匀速圆周运动向心力与物体运动的角速度、半径、质量的关系时，采用了控制变量法，故A错误。B.在研究运动的合成与分解时，采用了等效替代
2、法，故B错误。C.人们为了研究物体做功的快慢引入了功率，功率的定义采用了比值定义法，故C错误。D.卡文迪许巧妙地利用扭秤测出了铅球间的万有引力，得到了万有引力常量，实验采用了微小量放大法，故D正确。2.如图所示是一种修正带的齿轮传动装置，使用时大齿轮带动小齿轮转动，关于大齿轮上A、B两点和小齿轮上C点的运动判断正确的是A. A、C两点的角速度相等B. A、B两点的角速度相等C. A、B两点的线速度大小相等D. B、C两点的线速度大小相等【答案】B【解析】【详解】BCA、B两点是同轴转动，角速度大小相等，因为RARB，且v=R，所以vAvB，故B正确，C错误；ADA、C两点是齿轮传动，线速度大小
3、相等，所以B、C两点线速度大小不相等，又因为RARC，故A、C两点的角速度不等，故A D错误；3.如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度v0沿光滑水平面向左运动。在小球向左压缩弹簧的过程中A. 小球做匀减速运动B. 小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C. 小球克服弹力做功，机械能减少D. 小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大【答案】C【解析】【详解】A.小球向左压缩弹簧，形变量越来越大，故弹力越来越大，则根据牛顿第二定律可知，小球的加速度越来越大，做加速度变大的减速运动，故A错误；B.由于小球和弹簧组成的系统外力做功为零，故系统的机械能守恒，故B错误；C.弹力对小球做负功，即小球克服弹
4、力做功，所以小球的机械能减小，故C正确；D.小球和弹簧刚接触时速度最大，但此时弹力最小，加速度最小，故D错误。4.如图为厦门观音山梦海岸度假区的摩天轮，是游客喜爱的娱乐项目之一。假设摩天轮座与舱中的游客均可视为质点，座舱在竖直面内做匀速圆周运动A. 游客在各个位置的线速度都相同B. 所有游客加速度都相同C. 摩天轮转动时，游客始终处于平衡状态D. 游客经过最低点时处于超重状态【答案】D【解析】【详解】A匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故A错误；B匀速圆周运动向心加速度一直沿半径指向圆心，方向时刻变化，故B错误；C摩天轮转动时有沿半径方向加速度，所以游客不是处于平衡状态，故C错误；D游
5、客经过最低点时，加速度向上，所以处于超重状态，故D正确；5.2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。史瓦西半径公式R是一种估算黑洞大小的方法，公式中万有引力常量G6.671011Nm2/kg，光速c3.0108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6.01024kg，假如它变成一个黑洞，则该黑洞的半径约为A. 9106mB. 9103m C. 9m D. 9 103m【答案】B【解析】【详解】根据题意知，万有引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，光速c=3.0108m/s，天体的质量为M=6.0102
6、4kg，则由史瓦西半径公式：R=求出地球变成一个黑洞的半径=910-3m.A. 910-6m，与结论不相符，选项A错误；B. 910-3m ，与结论相符，选项B正确；C. 9m，与结论不相符，选项A错误； D. 9 103m，与结论不相符，选项A错误；6.如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放置于某一竖直墙面前，然后向墙面发射网球。假定网球水平射出，某两次射出的网球a，b运动轨迹如图虚线所示，碰到墙面时与水平方向夹角分别为30和60、若不考虑网球在空中受到的阻力，则a、b两球A. a球初速度较大B. a球在空中飞行的时间较长C. a球碰到墙面时速度较大D. a球速度变化量较大【答案】A
7、【解析】【详解】AB.在平抛运动过程中，有：hgt2；x=v0t；位移与水平方向夹角正切值为： ；速度与水平方向夹角的正切值为：。则有：tan=2tan。在平抛运动中，有：hxtan。两球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30和60，所以，由hgt2可得：，初速度：，可得：，所以a的初速度较大，而飞行的时间较小。故A正确，B错误；C.由于末速度：可知， ，所以两球碰到墙面时速度相等，故C错误；D.a飞行的时间较小，由v=gt可知a速度变化量较小。故D错误；7.小船横渡一条河，为尽快到达对岸，船头方向始终与河岸垂直，为避免船撞击河岸，小船先加速后减速运动，使小船到达河对岸时恰好不与河岸相撞。小船在静
8、水中的行驶速度如图甲所示，水的流速如图乙所示，则下列关于小船渡河说法正确的是A. 小船的运动轨迹为直线B. 小船渡河的河宽是150mC. 小船到达对岸时，沿河岸下游运动了60mD. 小船渡河的最大速度是13m/s【答案】B【解析】【详解】A.小船在静水中先做加速运动后做减速运动，具有加速度，故小船的运动轨迹为曲线，故A错误。B.研究垂直于河岸方向的运动，速度时间图象围成的面积表示位移，则小船渡河的河宽d=150m，故B正确。C.根据运动的等时性可知，小船沿河岸方向运动了30s，距离x=303m=90m，故C错误。D.根据矢量合成法则可知，小船在静水中的速度最大时，渡河速度最大，为，故D错误。8
9、.如图所示为一水平传送带，以5m/s的速率顺时针运转，AB间距为4m。现将1kg的小块经放在传送带的左端，小物块与传送带间的动摩擦因数0.5，重力加速度取10m/s2。小物块从传送带左端运动到右端的过程中A. 小物块一直做匀加速运动B. 传送带对小物块做功为20JC. 摩擦产生的热量为12.5JD. 电动机由于传送小物块多消耗的电能为12.5J【答案】C【解析】【详解】A.小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a=g=5m/s2，物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为：；匀加速直线运动的位移为：，然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动。故A错误。B.小物块运动到皮带右端时速度为v
10、=5m/s，根据动能定理得：传送带对小物块做功 W=mv2=152=12.5J，故B错误。C.物块匀加速运动过程，传送带的位移为：x带=vt=51m=5m；物块相对于传送带运动的位移大小为：x=x带-x1=5m-2.5m=2.5m；则摩擦产生的热量为 Q=mgx=12.5J，故C正确。D.电动机由于传送小物块多消耗的电能等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和，为 E多=mv2+Q=25J，故D错误。二、多项选择题: 9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其vt图象如图所示。已知汽车的质量为2103kg，汽
11、车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。则A. 汽车在前5s内的加速度为2m/s2B. 汽车在前5s内的牵引力为4103NC. 汽车的额定功率为60kWD. 汽车的最大速度为20m/s【答案】AC【解析】【详解】AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得：F-F阻=ma，F阻=0.1mg，解得F=6103N故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，P=Fv=610310W=60kW当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻，最大速度vm=30m/s，故C正确，D错误；10.摄影组在某大楼边拍摄武打片，导演在离地面高度H8m的房顶处架设轮轴，
12、轨道车通过细钢丝跨过轮轴拉着特技演员从地面”飞”到房顶，如图所示。特技演员的质量m50kg，人和车均可视为质点，重力加速度取10m/s2。若轨道车以速度v5m/s从A点匀速前进6m到达B点，则该过程中A. 特技演员上升的高度为4mB. 轨道车到达B点时特技演员的速度为3m/sC. 特技演员受钢丝绳拉力为500ND. 特技演员机械能增加了1225J【答案】BD【解析】【详解】A.由图可知，在这一过程中，连接轨道车的钢丝长度由8m伸长到10m，所以演员上升的距离为（10-8）m=2m，故A错误。B.设轨道车在B时细线与水平方向之间的夹角为，将此时轨道车的速度分解，此时钢丝的速度v丝=vcos=v=
13、3m/s，沿绳方向速度大小相同，v人=v丝=3m/s。故B正确。C.轨道车以速度v=5m/s从A点匀速前进，v丝=vcos，角度变化，v丝变化，所以人并非匀变速运动，拉力大小改变，不是定值，故C错误。D.对人根据动能定理得：合力做功W合=Ek=225J，以地面为势能零点，Ep=mgh=1000J。根据功能关系可知，钢丝在一过程中对演员做的功等于演员机械能的增量，即E=Ek+Ep=1225J，所以机械能增加1225J，故D正确。11.2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衛，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。该卫星发射过程为：先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到
14、桶圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道3。轨道1，2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略卫星质量的变化，则该卫星A. 在轨道3上的运行周期为24hB. 在轨道3上的运行速率大于7.9km/sC. 在轨道3上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度D. 在轨道2上由P点向Q点运动的过程中，地球引力对卫星做负功，卫星的动能减少【答案】ACD【解析】【详解】A在轨道3同步卫星轨道，故在轨道3上运行周期为24h，故A正确；B7.9km/s是地球第一宇宙速度大小，而第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是近地卫星运行速度，故同步轨道3上卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B
15、错误；C在同一点Q，卫星受到的万有引力相同，在轨道3上万有引力提供向心力，在轨道2上卫星在Q点做近心运动，则万有引力大于向心力，即， 则在轨道3上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度，故C正确；D卫星在轨道2上无动力运行时，由近地点P向远地点Q运动过程中，地球对卫星的引力做负功，势能增加，而卫星的机械能保持不变，故其动能减小，故D正确。12.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中其机械能和动能Ek随它离开地面的高度h的变化如图所示。取地面为零势能参考面，重力加速度g取10m/s2。由图中数据可知A. 物体的质量为1kgB. 物体上升的最大高度6mC. 从地面至h2m，物体
16、的动能减少30JD. 物体运动到最高点的过程中克服阻力做功60J【答案】AC【解析】【详解】根据能量守恒定律得：Ep=E总-Ek；A.由图知，h=4m时Ep=40J，由Ep=mgh得m=1kg，故A正确。B.由图知，动能随着上升高度线性减小，解得Ek=100-15h，当h=6m时，动能不为0，故B错误。C.h=2m时，Ek=70J，初动能为100J，物体的动能减少30J，故C正确。D.由Ek=100-15h可得动能为0时，h=m；总能量E=100-5h；当h=m时，E=J，初始总能量为100J，损失的能量即为物体运动到最高点的过程中克服阻力做功，有：100J-J=J，故D错误。三、实验题: 1
17、3.某实验小组采用图甲所示的装置探究动能定理。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情況，力传感器记录细绳对小车的拉力大小(1)下列措施中必要的是_A.使细绳与长木板平行B.实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力C.使小车质量远大于重物和力传感器的总质量(2)在正确的操作下，某次实验中力传感器的示数为F，小车的质量为M。打出的纸带如图乙所示。将打下的第一个点标为O，在离O点较远的纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻两计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、
18、x2、x3，则应选择从O点到_点(选填“A”、“B”或“C”)过程来探究动能定理。若在误差允许范围内满足关系式_(用题中所给字母表示)，则可认为合力对物体做的功等于物体动能的改变。【答案】 (1). AB (2). B (3). 【解析】【详解】第一空.实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力等于小车的合外力，故A正确；实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B正确；由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，故C错误。第二空.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量，则应选
19、择从O点到 B点过程来探究动能定理；第三空.从O点到 B点过程来由动能定理得 ，即.14.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。绕过轻质定滑轮的细线两端连接质量均为M的物块A和B，B上方放有一质量为m的铁环C(铁环C与物块B不粘连)。(1)开始时A、B、C由图示位置静止释放。物块B在穿过圆环D时，铁环C被圆环D挡住，而物块B穿过圆环D后继续下落。光电计时器E、F记录物块B从E到F的时间为t，测得EF间距为d，则物块B运动到圆环D处时的速度大小v_；测得铁环C到圆环D的高度差为h，当地重力加速度为g，本实验若在误差允许的范围内满足表达式_，则验证了机械能守恒定律(结果均用题中所给字母表示)
20、。(2)该同学为了能更加精确地验证机械能守恒定律，进行了多次实验。实验中M0.2kg，m0.05kg，d0.2m，当地重力加速度g取9.79m/s2。具体操作如下:改变物块B的释放位置，调整h值测出相对应的时间t在坐标纸中以为纵轴，以h为横轴建立坐标系，画出图象，如图乙所示;根据图中数据可求得g_m/s2，若在误差允许的范围内与当地重力加速度相等，则验证了机械能守恒定律(结果保留三位有效数字)。【答案】 (1). (2). (3). 9.76【解析】【详解】第一空.铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度；第二空.根据机械能守恒定律得 ；第三空.由化简得图象斜率为
21、 =54.2，代入数据可得g=9.76m/s2四、计算题: 15.如图所示，质量m10kg的物体放在水平面上，在水平拉力F100N作用下，从A点静止开始向右匀加速直线运动到B点，AB间距s8m。已知物体与水平面间的动摩擦因数以0.6，重力加速度g取10m/s2。求(1)物体在B点的速度大小;(2)从A到B拉力F的平均功率P。【答案】（1）8m/s（2）400W【解析】【详解】（1）对物体分析，从到，由动能定理得 代入数据得【或：对物体分析，由牛顿第二定律得根据匀变速运动规律有代入数据得】（2）拉力的平均功率 根据匀变速运动规律有 代入数据得【或：从到，拉力对物体做功根据匀变速运动规律有拉力的平
22、均功率，代入数据得】16.如图甲所示，宇航员在某星球上将一轻弹簧竖直固定在水平地面上，把物体轻放在弹簧上端，由静止释放。物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图乙所示(图中a0为已知量)。假设星球为质量均匀分布的球体，半径为R，万有引力常量为G。求(1)星球的质量M;(2)若发射一个探测器围绕该星球表面做匀速圆周运动，求探测器的环绕速度大小.【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）由图乙可知，当弹簧压缩量为0时，物体只受重力，则 对星球表面的物体 解得；（2）环绕星球表面的探测器 解得17.如图所示，一个质量M50kg的人站在水平地面上，手执一根不可伸缩的轻绳，绳的末端系一小球，使小球在竖
23、直面内做圆周运动。已知绳长L0.4m，小球质量m0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求:(1)若小球在最高点的速度v4m/s，则此时轻绳的拉力T1大小;(2)若小球恰好能通过最高点，当小球运动到最低点时，水平地面对人的支持力大小。【答案】（1）6N（2）512N【解析】【详解】（1）在最高点时，对小球受力分析有 代入数据得；（2）小球恰好能通过最高点，在最高点轻绳的拉力为零，对小球受力分析有 小球从最高点运动到最低点，由动能定理得 在最低点，对小球受力分析有 联立式解得轻绳的拉力，此时对人分析，水平地面对人的支持力 代入数据得。18.如图甲所示，水平面上A点处有一质量m0.5kg的小物块，
24、从静止开始在水平向右恒力F1作用下运动，通过B点时立即撤去力F1，物块恰好落到斜面P点。物块与水平面间的滑动摩擦力为f，f大小与物块离A点的距离d的关系如图乙所示。已知AB间距为2m，斜面倾角37，BP间距为3m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。(sin370.6，cos370.8)求 (1)物块通过B点时速度大小;(2)恒力F1大小(3)现将图甲装置置于风洞实验室中，斜面BC.处于风场中，且足够长。物块从B点以(1)同中的速度水平向右抛出，立即撤去力F1，同时物块受到大小为4N的风力F2作用，风力方向从水平向左逆时针到竖直向下范围内可调，如图甲所示。调整风力方向使物块从抛出至落到斜
25、面的时间最短，求该最短时间及在此条件下物块第一次落到斜面时的动能.【答案】（1）4m/s（2）4.5N（3）7.69J【解析】【详解】（1）物块从到，假设间距为，根据平抛运动规律有水平方向： 竖直方向： 代入数据，联立式解得；（2）由图乙可知摩擦力对物块做功为 物块从到，由动能定理有 代入数据，联立式解得（3）方法一：以点为坐标轴原点，水平方向为轴，竖直方向为轴，假设与轴方向成角，根据运动的合成与分解有水平方向： 竖直方向： 几何关系： 联立式解得 代入数据可得，要使最小，即要取最大值，而，故当时，最小， （11）联立（11）式解得 （12）（，）【或：把代入式中解得假设落到点，从到过程，由动能定理得，即 代入数据解得 （11）方法二：以点为坐标轴原点，沿斜面方向为轴，竖直斜面方向为轴，和均为定值，为使物块尽快落到斜面，故垂直斜面向下。方向： 方向： 时，解得或： 当时，把代入式中解得，而， 代入数据解得 【或：把代入式中解得，假设落到点，从到过程，由动能定理得，即 代入数据解得 】
