湖南省师范大学附属中学高一下册考试物理试题含解析【精品】

南省师范大学附属中学2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题
一、单项选择题
1. 关于能量和能源，下列说法正确的是
A. 由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B. 在利用能源的过程中，能量在总量上逐渐减少
C. 能量耗散说明能量在转化过程中有方向性
D. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
【答案】C
【解析】A、自然界的能量守恒，但能源需要节约，同时为了提高生活质量，故A错误；
B、在利用与节约能源的过程中，能量在数量并没有减少，故B错误；
C、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了，所以转化具有方向性，故C正确；
D、人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故D错误。

点睛：能量是守恒的，但能源需要节约；能量耗散具有方向性；能量不能被创造，也不会消失。

2. 如图是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间，如果网球离开球拍后，沿图中虚线做曲线运动，则图中能正确表示网球在相应点速度方向的是
A. v1
B. v2
C. v3
D. v4
【答案】B
【解析】依据曲线运动特征可知：物体做曲线运动时，任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向上，所以图中能正确表示网球在相应点速度方向的是，故B正确。

点睛：掌握物体做曲线运动的速度方向，知道速度方向是曲线上该点的切线方向上。

3. 电脑中用的光盘驱动器，采用恒定角速度驱动光盘，光盘上凹凸不平的小坑是存贮的数据，请问激光头在何处时，电脑读取数据的速率比较大
A. 内圈
B. 外圈
C. 中间位置
D. 与位置无关
【答案】B
【解析】试题分析：同一光盘，由于共轴，则角速度相等，当半径越大时，转动的速度也越大．即外圈半径大，线速度就大，读取数据速率就大．故B正确，ACD错误；
故选B
4. 关于功，下列说法正确的是
A. 功只有大小而无方向，所以功是标量
B. 力和位移都是矢量，所以功也是矢量
C. 功的大小仅由力决定，力越大，做功越多
D. 功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多
【答案】A
【解析】试题分析：功是标量，只有大小没有方向，所以A正确，B错误；力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，所以C、D错误。

考点：功的概念
【名师点睛】本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况．
5. 如图所示，将小球从空中的A点以速度v水平向右抛出，不计空气阻力，小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B点．若使小球的落地点位于挡板和B点之间，下列方法可行的是
A. 在A点将小球以小于v的速度水平抛出
B. 在A点将小球以大于v的速度水平抛出
C. 在A点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
D. 在A点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
【答案】D
【解析】试题分析: A、B、根据得，水平位移为．则知在A点将小球抛出时，落地时平抛运动的时间相等，初速度小于v时，水平位移减小，可能撞在挡板上，或落在挡板左侧．初速度大于v时，水平位移增大，小球将落在B点右侧，故A、B错误．C、由，知在A点正下方某位置将小球抛出时，落地时平抛运动时间缩短，若初速度小于v，则水平位移减小，可能撞在挡板上，或落在挡板左侧．故C错误．D、在A点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出时，小球能越过挡板，水平位移可以减小，能落在挡板和B点之间，故D正确．故选D．
考点：考查平抛运动．
【名师点睛】解决本题的关键要掌握其研究方法：运动的分解法，将平抛运动分解为水平和竖直两个方向进行研究，再由运动学公式列式分析．
6. 对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是
A. 线速度不变
B. 加速度不变
C. 周期不变
D. 所受合外力不变
【答案】C
【解析】物体做匀速圆周运动时，相等时间内通过的弧长相等，则线速度大小保持不变，周期也保持不变；它的速度、加速度与合外力的大小保持不变而它们的方向时刻都在变化．所以线速度、加速度、合力都是变化的，故C正确，ABD错误。

点睛：匀速圆周运动是线速度大小保持不变的圆周运动，它的线速度、角速度、周期都保持不变；它的速度、加速度、与合外力的大小保持不变而它们的方向时刻都在变化。

7. 已知引力常量G与下列哪些数据，一定可以计算出地球密度
A. 地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B. 月球绕地球运行的周期及月球绕地球转动的轨道半径
C. 做圆周运动的人造地球卫星的绕行周期
D. 若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
【答案】D
【解析】A、已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：，，所以只能求出太阳的质量，故A错误；
B、已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：
，地球质量，可以求出地球质量，但不知道地球半径，故B错误；
C、已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式：，由于不知道轨道半径，故无法求出质量与密度，故C正确；
D、已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式，，根据密度定义得：，故D正确。

点睛：本题考查了万有引力定律在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式解题。

8. 如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，若以桌面为参考平面(零势能面)，那么小球落地时的重力势能是
A. mgH
B. －mgh
C. 0
D. mgh
【答案】B
【解析】根据题意，以桌面为参考平面，则落点时重力势能为：，故选项B正确。

点睛：本题关键是明确重力势能的定义公式中高度是相对与零势能面而言的，物体在参考平面下方，重力
势能是负值。

9. 以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是
A. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值
B. 太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力
C. 牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间
D. 开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在轨道上各个地方的速率均相等
【答案】A
【解析】A、牛顿发现万有引力定律后，并没能测得万有引力常量，而是由卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，故A正确；
B、行星对太阳的引力和太阳对行星的引力都是万有引力，性质相同，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，适用自然界中任何物体，故C错误；
D、开普勒发现行星沿椭圆轨道绕太阳运动，但行星在椭圆轨道上各个地方的速率不相等，故D错误。

点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

10. 在排球测试中，竖直向上垫出一排球，后来排球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于排球的速度．下列说法正确的是
A. 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B. 上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功
C. 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
D. 上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
【答案】D
【解析】A、重力是保守力，做功的大小只与小球的初末位置有关，与小球的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，故上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，故A、B错误；
点睛：重力做功只与初末的位置有关，与经过的路径无关，上升和下降的过程中阻力的方向不同，物体运动的时间也不同，根据可以判断功率的大小。

11. 如图所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上，长为L的细线一端固定，另一端连接质量为m的小球，小球在斜面上做圆周运动，A、B分别是圆弧的最高点和最低点，若小球在A、B点做圆周运动的最小速度分别为v A、v B，重力加速度为g，则
A. v A＝0
B. v A＝
C. v B＝
D. v B＝
【答案】D
【解析】在A点，对小球，临界情况是绳子的拉力为零，小球靠重力沿斜面方向的分力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，解得A点的最小速度为：，对AB段过程研究，根据机械能守恒得：，解得B点的最小速度为：，故D正确。

点睛：本题考查了牛顿第二定律和机械能守恒的综合运用，通过牛顿第二定律求出最高点的临界速度是解决本题的关键。

12. 如图所示，足够长传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮，与木块b相连，b的质量为m，开始时a、b及传送带均静止，且a不受传送带的摩擦力作用，现将传送带
逆时针匀速转动，则在b上升h高度(b未与滑轮相碰)的过程中，不正确
．．．的是
A. 物块A的质量为
B. 摩擦力对a做的功等于物块a、b构成的系统机械能的增加
C. 摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加之和
D. 任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小不相等
【答案】D
【解析】试题分析：开始时ab静止，则，解得，选项A正确；根据能量守恒得，系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量．因为，则系统重力势能不变，所以摩擦力做功等于系统动能的增加．故BC正确．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小分别为和mgv,因故，选项D错误；故选ABC．
考点：能量守恒定律；功率
【名师点睛】本题是力与能的综合题，关键对初始位置和末位置正确地受力分析，以及合理选择研究的过程和研究的对象，运用能量守恒进行分析。

二、填空题
13. 如图所示，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论斜面B
倾角怎样变化，小球最后总能达________(选填“同高”或“不同高”)的位置，在物理学中，把这一事实说成是
有某个量是守恒的，并且把这个量叫________．
【答案】(1). 同高(2). 能量
【解析】在不计空气阻力和摩擦的情况下，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论斜面B倾角怎样变化，小球最后总能达相同的高度的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫能量，即能量守恒。

14. 长为L＝0.5 m的轻杆，其一端固定于O点，另一端连着质量m＝1 kg的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点时速度v＝2 m/s时，小球受到细杆的作用力大小为__________ N，是
__________(选填“拉力“或”支持力“)．(g＝10 m/s2)
【答案】(1). 2 (2). 支持力
【解析】小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力，假定弹力向下，由向心力公式得，解得，为负值，因而杆对球为支持力。

点睛：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。

三、实验题
15. 在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，需要进行的操作有：
A．通过调节使斜槽的末端保持______
B．每次释放小球的位置必须______(选填“相同”或“不同”)
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线
(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中，忘记了小球抛出点的位置O，如图所示，A为物体运动一段时间后的位置．g取10 m/s2，根据图象，可知小球抛出点的位置O的坐标为__________．
【答案】(1). 水平(2). 相同(3). (－20，－5)
【解析】(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向，所以一定要使得斜槽的末端保持水平，为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以每次释放小球的位置必须相同，当将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线．
(2)做平抛运动的物体在竖直方向上，是初速度为零的匀加速直线运动，所以根据逐差法，可得
，小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球的初速度为：，C点竖直方向的速度，则从抛出点到A点的时间为，所以抛出点距离A点的水平位移为，抛出点的横坐标为，抛出点离A点的竖直位移为，则抛出点的纵坐标为。

点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。

16. 用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．
(1)下列物理量需要测量的是______(填写字母代号)．
A．重锤质量
B．重力加速度
C．重锤下落的高度
D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图乙是实验得到的一条纸
带，A、B、C、D、E为相邻的连续点．根据测得的x1、x2、x3、x4写出重锤由B点到D点动能增量的表达式______．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的减少量．
【答案】(1). C(2). (3). 小于
【解析】(1)重锤下落的高度用刻度尺直接测量，而与下落高度对应的重锤的瞬时速度则需要利用匀变速直线运动的规律公式计算得到；
(2)重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式为，动能增量
由于重锤下落时要克服阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故实验中动能增量总是小于重力势能的减少量。

点睛：本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，要学会根据可能产生误差的原因进行分析。

四、计算题
17. 如图所示，质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为60 m的弯路时，车速为20 m/s.此时汽车转弯所需要的向心力大小为多大？若轮胎与路面间的最大静摩擦力为3×104 N，计算安全拐弯的速度不能超过多大？(保留两位有效数字)
【答案】30 m/s
【解析】根据向心力公式：
当速度最大时，向心力由最大静摩擦力提供，由，求得。

点睛：本题关键找出向心力来源，将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若最大静摩擦力恰好提供向心力，则车速达到最大。

18. 如图所示，质量为M＝0.2 kg的木块放在水平台面上，水平台面比水平地面高出h＝0.2 m，木块距水平台面的右端L＝1.7 m．质量为m＝0.1M的子弹以v0＝180 m/s 的速度水平射向木块，当子弹以v＝90 m/s 的速度水平射出时，木块的速度为v1＝9 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)．若木块落到水平地面时的落地点到水平台面右端的水平距离为l＝1.6 m，求：(g取10 m/s2)
(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；
(2)设木块长度远小于L，求木块与水平台面间的动摩擦因数μ.
【答案】(1) 8.1 J(2) μ＝0.5
【解析】（1）对子弹：从开始到射出木块，由动能定理得：，
代入数据解得：，
对木块：由动能定理得，子弹对木块所做的功：，
代入数据解得：；
（2）设木块离开台面时速度为v2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理得：
,
木块离开台面后平抛，由平抛规律得：，，
代入数据解得：；
五、多项选择题
19. 一质量为2 kg的物体放在光滑的水平面上，原处于静止状态，现用与水平方向成60°角的恒力F＝10 N 作用于物体上，历时5 s，则
A. 力F对物体的冲量大小为25 N·s
B. 力F对物体的冲量大小为50 N·s
C. 物体的动量变化量为25 kg·m/s
D. 物体所受重力的冲量大小为0
【答案】BC
【解析】A、力F对物体的冲量大小，故B正确，A错误；
C、根据动量定理得，则动量的变化量，C 正确；
D、物体所受重力的冲量，D错误。

点睛：解决本题的关键掌握冲量的表达式，以及掌握动量定理的运用，知道合力的冲量等于动量的变化量。

20. 如图质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为F f.经过时间t，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端，则
A. 此时物块的动能为(F－F f)(x＋l)
B. 这一过程中，物块对小车所做的功为F f(x＋l)
C. 这一过程中，物块和小车产生的内能为F f l
D. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx
【答案】AC
【解析】A、对物块分析，物块的位移为，根据动能定理得，所以物块到达小车最右端时具有的动能为，故A正确；
B、对小车分析，小车的位移为x，所以物块对小车所做的功为，故B错误；
C、物块与小车增加的内能，故C正确；
D、根据能量守恒定律得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：
，则，故D错误。

点睛：本题关键是明确滑块和小车的受力情况、运动情况、能量转化情况，然后结合功能关系进行分析。

21. 如图所示，A、B两小球用轻杆连接，A球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动，B球处于光滑水平面内，不计球的体积．开始时，在外力作用下A、B两球均静止且杆竖直．现撤去外力，B开始沿水平面向右运动．已知A、B两球质量均为m，杆长为L，则下列说法中正确的是
A. A球下滑到地面时，B球速度为零
B. A球下滑到地面过程中轻杆一直对B球做正功
C. A球机械能最小时，B球对地的压力等于它的重力
D. 两球和杆组成的系统机械能守恒，A球着地时的速度为
【答案】ACD
【解析】A、A球下滑到地面时，A速度竖直，沿杆速度为零，即B球速度为零，故A正确；B、开始时，B 球静止，B的速度为零，当A落地时，B的速度也为零，因此在A下滑到地面的整个过程中，B先做加速运动，后做减速运动，因此，轻杆先对B做正功，后做负功，故B错误；
C、A球机械能最小时，B球动能最大，即加速度等于零，轻杆作用力为零，故C正确；
D、A球落地时，B的速度为零，在整个过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：
，解得：，故D正确.
点睛：本题考查了机械能守恒定律的应用，知道A、B组成的系统在运动的过程中机械能守恒、A球落地时，B的速度为零是正确解题的关键。

22. 2015年12月10日，我国成功将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道．如图所示是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，已知地球半径为R，地球表面重力加速度g，卫星远地点P距地心O 的距离为3R，则
A. 卫星在远地点的速度小于
B. 卫星经过远地点时的速度最小
C. 卫星经过远地点时的加速度小于
D. 卫星经过远地点时加速，卫星有可能再次经过远地点
【答案】ABD
......
..................
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用
【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，以及知道变轨的原理，当万有引力小于向心力，做离心运动，当万有引力大于向心力，做近心运动．
23. 如图，固定斜面倾角为30°，C为斜面的最高点．轻弹簧一端固定在挡板A上，处于原长时另一端在B 处，C、B两点间的高度差为h.质量为m的木箱(可看做质点)与斜面的动摩擦因数为，当地重力加速度为g，木箱从斜面顶端C无初速下滑，下列选项正确的是
A. 箱子从C点刚运动到B点这一过程损失的机械能为mgh
B. 箱子最终将停在斜面上B点的下方
C. 箱子在斜面上运动的总路程等于4h
D. 箱子在运动过程中弹簧的最大弹性势能一定大于mgh
【答案】AB
【解析】A、箱子从C点刚运动到B点的过程中，由能量的守恒可知损失的机械能为摩擦力所做的功，对问题受力分析，受重力支持力和摩擦力，摩擦力为：，沿斜面方向上的位移为：，所以摩擦力所做的功为：，选项A正确；
B、因为，所以箱子与弹簧碰撞反弹上升至速度为零时会再次下滑，最后会在重力、支持力、弹簧的弹力和摩擦力的作用下处于静止状态，最终位置会低于B点，所以选项B正确；
C、假设箱子最终会停在B点，设此过程中箱子通过的路程为s，由能量守恒则有：，代入数据得，对B的解答可知，箱子最终会停在B点以下，所以总路程会大于4h，C选项错误；
D、根据前面的分析，要想让弹簧的弹性势能等于，则弹簧的最大形变量应为，但是因弹簧的劲度系数未知，所以无法判定弹簧的最大形变量是多少，所以弹簧的最大弹性势能不一定大于，故选项D错误。

点睛：该题主要考察了功能关系，应用功能关系解答物理问题时，要注意对过程的分析，分析清楚在运动过程中有哪些力做功，以及这些力做功做功的特点，尤其是有摩擦力做功时，会有一定的机械能转化为内能，导致机械能不再守恒．这是在解题过程中应特别注意的一点。

六、计算题
24. 一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮，两端拴有A、B两物体，A、B质量分别为m1＝2 kg，m2＝3 kg.B物块开始时静止于地面上，A离地高度H＝1 m．现将A抬高h1＝1.25 m，由静止释放，绳子绷直一瞬间断开，并给B一个竖直向上的瞬时冲量I，经观察，B此后上升的最大高度为h2＝0.2 m，(不考虑一切阻力，取g＝10 m/s2)求：
(1)瞬时冲量I的大小；
(2)A落地的速度．(可用根号表示)
【答案】(1) 6 N·s(2)
【解析】试题分析：（1）B做竖直上抛运动，以竖直向上的方向为正方向，由动量定理，由于时间极短，所以。

（2）A先做自由落体运动，由于绳子给A的作用力，冲量大小也为I，方向竖直向上。

有动量定理得，之后A自由下落，
由机械能守恒解得。

考点：机械能守恒定律
【名师点睛】本题考查了系统机械能守恒的基本运用，知道对于A、B物体，由于拉力做功，单个物体机械能不守恒。

25. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变)，斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2 kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D 点，已知光滑圆轨道的半径R＝0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，其动摩擦因数μ＝0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2，求：
(1)滑块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力；
(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能；
(3)滑块在BC上通过的总路程．
【答案】(1) 60 N，方向竖直向下(2) 1.4 J(3) 2.25 m
【解析】试题分析：（1）滑块从A点到B点，由动能定理可得：
解得：3m/s (2分）
滑块在B点由牛顿第二定律：
解得：F=60N（1分）
由牛顿第三定律可得：物块对B点的压力F′=F=60N；
（2）滑块从A点到D点，该过程弹簧弹力对滑块做的功为W，由动能定理可得：
解得：(2分）
（3）滑块最终停止在水平轨道BC间，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，由动能定理可得：
解得：s="2.25m" (2分）
考点：本题考查了动能定理。