重庆市主城四区2019-2020学年高一物理下学期期末联考试题.doc

重庆市主城四区2019-2020学年高一物理下学期期末联考试题

重庆市主城四区2019-2020学年高一物理下学期期末联考试题

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重庆市主城四区2019-2020学年高一物理下学期期末联考试题（含解析）
满分：100分考试时间：90分钟
第I卷选择题
一、选择题：本大题共12个小题，每小题4分，共48分。在每小题的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，第9~12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.下列物理量属于矢量的是（　　）
A. 动能 B. 功率 C. 向心加速度 D. 周期
【答案】C
【解析】
【详解】矢量既有大小又有方向，标量只有大小没有方向；
ABD．动能、功率、周期，都只有大小，没有方向，为标量，ABD错误；
C．向心加速度既有大小又有方向，为矢量，C正确。
故选C。
2. 关于力和运动，下列说法中正确的是 ( )
A. 物体在恒力作用下可能做曲线运动
B. 物体在变力作用下不可能做直线运动
C. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
D. 物体在变力作用下不可能保持速率不变
【答案】A
【解析】
【详解】物体在恒力作用下可能做曲线运动,例如平抛运动，选项A正确，C错误；物体在变力作用下也可能做直线运动，只要这个力方向与速度方向在同一条直线上，选项B错误； 物体在变力作用下也可能保持速率不变，例如匀速圆周运动，选项D错误．
3.如图所示，一辆可看成质点的小汽车从圆形广场M点经10s运动到广场N点，已知汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时2min，则下列说法正确的是（　　）

A. 由M点运动至N点，汽车速度的方向改变角度为15°
B. 由M点运动至N点，汽车与圆心O连线扫过角度为30°
C. 每行驶半周，汽车速度的方向改变角度为90°
D. 汽车运动过程中向心加速度保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB．汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时2min，由M点运动至N点，

解得汽车与圆心O连线扫过角度为

而汽车速度改变的角度等于圆周运动转过的角度，即汽车速度的方向改变角度为30°，A错误B正确；
C．每行驶半周，汽车速度方向正好相反，故汽车速度的方向改变角度为180°，C错误；
D．汽车做匀速圆周运动，向心加速度方向时刻指向圆心，大小恒定不变，所以向心加速度不是恒定的，D错误。
故选B。
4.如图所示，某同学将一木箱沿地面推行5 m，他推木箱的力与地面平行，木箱与地面间的动摩擦因数处处相同．他分别按下面两种情形推：①沿水平地面加速推行；②沿水平地面匀速推行．关于木箱受到的力做功情况，分析正确的是

A. 在①过程中，推力做功较多
B. 在②过程中，推力做功较多
C. 在①过程中，克服摩擦力做功较多
D. 在②过程中，克服摩擦力做功较多
【答案】A
【解析】
【详解】在①过程中，木箱加速运动，则
F1=f+ma
在②过程中木箱匀速运动，则
F2=f
根据W=Fscosθ可知，两次位移相同，则①过程中推力做功较多
故选A
5.做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍后仍做圆周运动，则（　　）
A. 卫星与地球之间的万有引力增大为原来的4倍
B. 卫星与地球之间的万有引力增大为原来的2倍
C. 卫星与地球之间的万有引力减小到原来的
D. 卫星与地球之间的万有引力减小到原来的
【答案】C
【解析】
【详解】设原来卫星与地球之间的万有引力为，则变化后卫星与地球之间的万有引力为

即卫星与地球之间的万有引力减小到原来的，ABD错误C正确。
故选C。
6.新冠肺炎疫情期间为了降低感染风险，人与人之间必须保持一定的距离。某馒头铺在有关部门的指导下营业，如图甲所示在店铺档口设置了一个简易传递轨道（图乙），能快速将馒头传递给顾客，然后扫码付款。传递斜面轨道全长1.8m，店员每隔2s放一包馒头，当从轨道顶端由静止释放第四包馒头时，第一包馒头恰好到达斜面底端。若不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（　　）

A. 馒头下滑过程中每秒内自身重力势能减少量相等
B. 馒头在斜面轨道上滑行的平均速度为0.225m/s
C. 传送一包较轻的馒头会增加顾客等待时间
D. 若让馒头滑下后继续沿光滑水平面运动，水平面上相邻两袋馒头间距保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．斜面光滑，设斜面的倾斜角为，下滑的位移与高度之间的关系为

由于馒头做是匀加速直线运动，所以每秒内馒头的位移不是均匀的，所以下降的高度不是均匀的，故减小的重力势能不相等，A错误；
B．根据题意可知一个馒头下滑时间为6s，斜面长为1.8m，故平均速度为

B错误；
C．下滑过程中，根据牛顿第二定律可得

故质量抵消，运动的快慢和质量无关，C错误；
D．由于斜面光滑，所以馒头达到斜面底端时，有

解得

即所有馒头沿光滑水平面运动的速度相等，相邻两袋馒头间距保持不变，D正确。
故选D。
7.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。某同学对这一现象解释正确的是（　　）

A. 若A点越靠近小球，小球在最低点获得的动能越大
B. 若A点越靠近小球，小球在最低点的角速度越小
C. 若A点越靠近小球，小球在最低点时惯性越大
D. 若A点越靠近小球，小球在最低点向心加速度越大
【答案】D
【解析】
【详解】细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根据

则拉力

可知钉子的位置越靠近小球，半径越小，根据v=ωr可知角速度越大；根据可知，向心加速度越大，向心力越大，则拉力越大，绳子越容易断；由于小球的速度不变，则动能不变；球的质量不变，则惯性不变。则选项ABC错误，D正确。
故选D。
8.如图所示，某同学通过实验得到了某物体在Oxy平面坐标系上的一条运动轨迹OP曲线。以下对该运动沿x轴方向和y轴方向的两个分运动和该物体受力情况给出的几种推理正确的是（　　）

A. 若该物体沿y轴方向为匀速直线运动，则物体所受合力一定指向x轴正方向
B. 该运动可分解为沿x轴方向匀速直线运动和沿y轴方向匀速直线运动
C. 该运动一定可分解为沿x轴方向匀加速直线运动和沿y轴方向匀加速直线运动
D. 该物体所受合力一定沿x轴方向，且该物体的运动一定为变速曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．合力指向轨迹的内侧，所以y轴方向为匀速直线运动，则物体所受合力一定指向x轴正方向，A正确；
B．若两个运动都是匀速直线运动，则物体受到的合力为零，不可能做曲线运动，B错误；
C．若两个方向都做匀加速直线运动，则合力指向第一象限，则不可能像x轴方向弯曲，C错误；
D．合力指向轨迹内侧，若y轴做匀减速直线运动，则合力可能指向第三象限，所以不一定沿x轴方向，若轨迹为圆，且合力恰好指向圆心，则做匀速圆周运动，D错误。
故选A。
9.下列几种情形，满足机械能守恒定律条件的有（　　）
A. 跳伞运动员带着张开的降落伞从高空中匀速降落
B. 运动场上，抛出的标枪只在重力的作用下运动
C. 一金属块在拉力的作用下沿光滑斜面匀速上升
D. 小球用细线悬挂起来不计阻力情况下的摆动过程
【答案】BD
【解析】
【详解】A．跳伞运动员匀速降落,阻力做负功，机械能不守恒，A错误；
B．抛出的标枪只在重力的作用下运动，只有重力做功，机械能守恒，B正确；
C．金属块沿光滑斜面匀速上升，动能不变，势能增大，机械能不守恒，C错误；
D．小球用细线悬挂起来不计阻力情况下的摆动过程，只有重力做功，机械能守恒，D正确。
故选BD。
10.如图所示，皮带轮甲的半径是皮带轮乙半径的2倍，皮带与两轮之间不打滑。已知皮带轮甲边缘上一点的向心加速度为0.10m/s2。甲轮上A点到转轴O1的距离为甲轮半径的一半，则下列选项正确的是（　　）

A. 皮带轮甲与皮带轮乙转速之比为1：1
B. 皮带轮乙与皮带轮甲的角速度之比为2：1
C. 皮带轮乙与皮带轮甲边缘某点加速度之比为2：1
D. 皮带轮甲上A点的向心加速度大小为0.20m/s2
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲乙两轮边缘的线速度相等，根据v=2πrn可知，皮带轮甲与皮带轮乙的转速之比为1：2，选项A错误；
B．甲乙两轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，皮带轮乙与皮带轮甲的角速度之比为2：1，选项B正确；
C．根据a=ωv可知皮带轮乙与皮带轮甲边缘某点加速度之比为2：1，选项C正确；
D．皮带轮甲上各点的角速度相同，根据a=ω2r可知，皮带轮甲边缘上一点的向心加速度为0.10m/s2，且rA=0.5r，则A点的向心加速度大小为0.05m/s2，选项D错误。
故选BC。
11.如图所示，某商场设有同起点线和终点线的步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是0.2m，自动扶梯与水平面的夹角为30°，自动扶梯前进的速度恒为0.8m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。若该楼层高为4.8m，则（　　）

A. 甲和乙同时到达楼上
B. 重力、支持力、摩擦力三个力一直对甲做功
C. 甲在竖直方向的速度大小为0.4m/s
D. 乙沿梯子斜坡方向速度大小为0.4m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A．甲用时间

乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼，则上楼的时间

选项A正确；
B．甲随扶梯匀速上升，不受摩擦力作用，则摩擦力做功为零，选项B错误；
C．甲在竖直方向的速度大小为
vy=vsin30°=0.4m/s
选项C正确；
D．乙的竖直速度为0.4m/s，则乙沿梯子斜坡方向速度大小为

选项D错误。
故选AC。
12.如图所示的容器中充满某种液体，容器底部有一竖直轻质弹簧，弹簧劲度系数为k，原长为l，质量为m的小球从液面静止开始下落，加速度为，下落H后小球与弹簧接触并压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球到达最低点。重力加速度为g，阻力恒定，则小球从开始下落至弹簧压缩量为x的整个过程中（　　 ）

A. 小球机械能减少
B. 小球下落动能最大时距容器底高
C. 小球和弹簧组成的系统机械能减少
D. 弹簧弹性势能的最大值为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球动能从零到零，重力势能减少，故其机械能减少，A错误；
B．在下落过程中，还未与弹簧接触时，小球受重力和水的阻力作用，根据牛顿第二定律可得

解得

与弹簧接触过程，当小球合力为零时，速度最大，故有

解得此时弹簧的弹力

故弹簧被压缩了

所以此时小球距离容器底部的距离为

B正确；
C．整个过程中，根据能量守恒，小球和弹簧组成的系统机械能减少量等于克服水阻力做功大小，所以

C正确；
D．根据能量守恒，对小球分析，小球减小的机械能等于克服阻力做功以及转化为弹簧的弹性势能，故

解得

D错误。
故选BC。
第II卷　非选择题
二、实验题：本大题共2个小题，共14分。
13.某研究小组使用如图所示实验装置研究平抛运动，使小球从斜槽滚下做平抛运动，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。

(1)在实验中，为了求平抛物体的初速度，需直接测的数据_____。
A．小球开始滚下时离地的高度和小球在空中飞行的时间
B．平抛运动轨迹上某点P离抛出点的水平距离和竖直距离
(2)实验步骤如下：
A．让小球多次从斜槽上_____位置由静止滚下，记下小球平抛运动途中经过的一系列位置
B．安装好器材，注意保持木板竖直和将斜槽末端调节_____，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=_____算出该小球的平抛初速度。为了_____（选填“减小误差”或“寻找规律”），实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。
D．取下白纸，以O为原点、过O点的竖直线为y轴、水平线为x轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛轨迹。
上述实验步骤的合理顺序是_____。
①ABCD ②BACD ③BADC ④CDBA
【答案】 (1). B (2). 同一 (3). 水平 (4). x (5). 减小误差 (6). ③
【解析】
【详解】(1)[1]小球做平抛运动，水平方向

竖直方向

解得

求平抛运动的初速度，需直接测量的数据是：运动轨迹上某点P的水平距离和竖直距离，A错误B正确。
故选B。
(2)A[2]为了保证小球做平抛运动获得的初速度相同，所以应从同一位置静止释放；
B[3]平抛运动的初速度是沿水平方向的，所以需要斜槽末端水平；
C[4]根据[1]可知；
[5]为了减小实验误差，应对多个点求v0的值，然后求它们的平均值；
D[6]实验过程中，先安装实验仪器，然后进行实验（重复多次），然后处理实验数据，故顺序为BADC，③正确。
14.利用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器（含电源）、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是_________；
A．刻度尺 B．天平（含砝码）
(2)实验中得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。
①实验开始，先________（选填“释放重物”或“接通电源”），数据分析时应选前两个点距离接近_________mm的纸带作为研究对象。
②已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，打点计时器打点的周期为T。从打O点到打B点的过程中，打到B点时重物下落速度vB=______，重物的重力势能变化量∆EP=______，动能的变化量∆Ek=________。
③多次实验结果显示，重力势能的减少量和动能的增加量之间存在误差，下列关于误差事实说法正确的是__________。
A．重力势能的减少量大于动能的增加量
B．重力势能的减少量小于动能的增加量
④关于误差产生原因的分析正确的是__________。
A．误差的产生属于偶然的，可以通过采用多次实验取平均值减小它
B．误差的产生在于存在空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力
【答案】 (1). A (2). 接通电源 (3). 2 (4). (5). (6). (7). A (8). B
【解析】
【详解】(1)[1]A．需要用到刻度尺测量打出的点间的距离，故A需要；
B．根据，在计算过程中质量相互抵消，所以不需要测量质量，即不需要天平，故B不需要。
故选A。
(2)①[2]由于实验过程非常短暂，为了充分利用纸带，所以应先接通电源后释放纸带；
[3]若物体做自由落体运动，则第1、2两点间的距离

数据分析时应选前两个点距离接近2mm的纸带作为研究对象；
②[4]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该过程中的平均速度，可得

[5]重力势能减少量为

[6]动能增加量为

③[7]由于重物在下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，重力势能的减少量大于动能的增加量，A正确B错误。
故选A。
④[8]实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，A错误B正确。
故选B。
三、计算题：本大题共4个小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。
15.2007年10月24日已经发射成功的嫦娥一号是我国首颗绕月人造卫星，嫦娥一号在近月轨道绕月飞行，可看成圆周运动。已知月球表面的重力加速度为g0，月球的半径为R，引力常量为G，在月球附近的物体受到的引力近似等于物体在月球表面的重力，求
(1)嫦娥一号近月绕行的速度；
(2)月球的质量。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)设嫦娥一号近月绕行的速度为v，根据

解得

(2)设近月面有一质量为m的物体，月球的质量为M月，由题意可知

解得

16.某次自行车越野赛中，骑手遇到了如图所示的人造壕沟ABC，A点所在的水平面与C点所在的水平面的高度差为0.8m，A点与C点的水平距离为6m，骑手沿A所在平面水平飞出，可到达C所在的水平面，如飞跃掉入壕沟，任务挑战失败。人车质量为60kg，可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
（1）自行车速度至少多大才能挑战成功；
（2）若自行车恰好安全到达C点，求在C点的动能；
（3）求恰好到达C点时重力的瞬时功率。

【答案】（1）15m/s；（2）J；（3）W
【解析】
【详解】（1）根据得
s
根据得
m/s
即自行车速度至少为15m/s才能飞跃壕沟
（2）设在C点的动能为Ek，由动能定理可得

解得
J

（3）到达C点的竖直速度
m/s
根据得
W
17.如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=2kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画出）。轨道上有一点P，OP的连线与竖直方向的夹角为60°；g取10m/s2。
(1)若小球顺利通过最高点，求在B点的最小速度；
(2)若小球顺利通过B点后落到水平地面上C，求A、C间的最小距离；
(3)若小球恰好能通过B点，求经过P点时它对轨道的压力大小和方向。

【答案】(1)m/s；(2)m；(3)N，沿OP方向
【解析】
【详解】(1)小球若以最小速度顺利通过最高点，则重力充当向心力，根据

得

(2)小球通过最高点B后做平抛运动，在竖直方向上

得

则A、C间的最小距离为

(3)从P点到B点由动能定理可得

解得
m/s
在P点对小球进行受力分析得

解得
N
根据牛顿第三定律可知对轨道压力N，沿OP方向
18.2022年北京冬奥会上设置了跳台滑雪项目，这是一项勇敢者的运动。运动员在滑雪道上端滑下获得一定速度从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。某质量为60kg的运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图甲所示，测得AB两点间距离为40m，斜坡与水平面夹角为30°，g取10m/s2。
（1）若不计空气阻力，求运动员在空中运动的时间和在A点的初速度v0；
（2）若不计空气阻力，求该运动员在空中离坡面的最大距离；
（3）若考虑空气阻力，该运动员从A点飞出通过姿态调整，经2.5s仍落在B点，其竖直方向和水平方向的速度随时间变化情况如图乙a、b图线所示，求运动员克服阻力所做的功？

【答案】（1）2s；m/s；（2）m；（3）J
【解析】
【详解】（1）设从A点运动到B点竖直位移为h，水平位移为x，已知AB长s
由几何关系得
m
根据

得
s
由几何关系可得
m
根据

解得
m/s
（2）如图所示，沿斜面方向和垂直斜面方向建立直角坐标系，沿垂直斜面初速度的分量为，重力加速度g垂直斜面的分量为。设所求最大距离为H
根据得

解得
m
（3）由图像可知，该运动员初速度为vA=18m/s，落到B点水平方向的速度m/s，竖直方向的速度m/s，则

设空气阻力对运动员做的功为Wf，运动员竖直下落的高度为h=20m
根据动能定理得

解得
J