【物理】广东省湛江市2018-2019学年高一下学期期末考试试题 (解析版)

湛江市2018—2019学年度第二学期期末调研考试
高一物理试卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，请把正确的答案序号填在答题卡相应的表格内） 1.首次测出万有引力常量的
科学家是
A. 开普勒
B. 牛顿
C. 爱因斯坦
D. 卡文迪许 【答案】D 【解析】
A.开普勒的提出了重要的开普勒三定律，故A 错误；
B.牛顿发现三大定律和万有引力定律，但并没有测出引力常量，故B 错误；
C.爱因斯坦提出了相对论和光电效应以及质能方程等，故C 错误；
D.卡文迪许利用扭秤测出了万有用力常数，故D 正确。

2.用起重机将物体匀速吊起一段距离,作用在物体上的各力做功的情况是( ) A. 重力做正功,拉力做负功,合力做功为零 B. 重力做负功,拉力做正功,合力做正功 C. 重力做负功,拉力做正功,合力做功
零
D. 重力不做功,拉力做正功,合力做正功 【答案】C 【解析】
试题分析：重力方向竖直向下，位移竖直向上，所以重力做负功，AD 错误 拉力方向竖直向上，位移竖直向上，故拉力做正功， 物体匀速上升合力为零，所以合力做功为零，B 错误，C 正确
3.如图所示，在同一平台上的O 点水平抛出的三个物体，分别落到a ，b ，c 三点，则三个物体运动的初速度a b c v v v ，，的关系和三个物体运动的时间a b c t t t ，，的关系分别是 ( ）
A. a b c a b c v v v t t t >>>>　
B. a b c a b c v v v t t t <<==
C. a b c a b c v v v t t t
D. a b c a b c v v v t t t >><<　
【解析】
三个物体都做平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，由h=
12
gt 2
可知下落的距离最大的物体的运动时间最长，所以运动时间的关系为t a ＞t b ＞t c ；水平位移：x c ＞x b ＞x a ，由x=v 0t 可知初速度的关系为v c ＞v b ＞v a 。

故选C 。

4.如图所示，两个物体与水平地面间的
动摩擦因数相等，它们的质量也相等.在甲图用力F 1拉物体，在乙图用力F 2推物体，夹角均为α，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移，设F 1和F 2对物体所做的功分别为W 1和W 2，物体克服摩擦力做的功分别为W 3和W 4，下列判断正确的是（ ）
A. 12F F =
B. 12W W =
C. 34W W =
D. 1324W W W W -=-
【答案】D 【解析】
由共点力的平衡可知：()11cos sin F mg F αμα=-，()22cos sin F mg F αμα=+，则
12F F <；由cos W Fx α=，位移大小相等，夹角相等，则有12W W <；由N f F μ=滑，可
知
，
，则有34
W W <；两物体都做匀速直线运动，合外力做功之和为零，则有1324
W W W W -=-，所以正确选项为D 。

5.上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是
A. 总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能
B. 摆球机械能守恒
C. 能量正在消失
D. 只有动能和重力势能的相互转化 【答案】A
根据能量守恒定律可知，能量不会消失，由题意可知，摆球的机械能由于阻力做功越来越小，故机械能不再守恒；减小的机械能转化为周围的内能；故A 正确
6.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A 和B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是 ( )
A. A 球的角速度等于B 球的角速度
B. A 球的线速度大于B 球的线速度
C. A 球的运动周期小于B 球的运动周期
D. A 球对筒壁的压力大于B 球对筒壁的压力 【答案】B 【解析】
小球A 和B 紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.小球在轨道上受力如图所示：
因为A 和B 的质量相同,小球A 和B 在两处的合力相同,即它们做圆周运动时的向心力是相同的即：2F m r ω=因为球A 运动的半径大于B 球的半径,F 和m 相同时,半径大的角速度小，故A 错误；再由向心力的计算公式2
F r
v m =因为球A 运动的半径大于B 球的半径,F 和m 相
同时, 半径大的线速度就大，故B 正确；由周期公式2T π
ω
=
,所以球A 的运动周期大于球B
的运动周期,故C 错误；根据受力可知轨道施加的支持力sin mg
N θ
=
由于质量和夹角都相等，所以受到的支持力也相等，根据牛顿第三定律可知球A 对筒壁的压力等于球B 对筒壁的压力,故D 错误；故选B
7.一轻杆一端固定质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是
A. 小球过最高点的最小速度是gR
B. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大
D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小
【答案】B
【解析】
A.由于杆可以表现为拉力，也可能表现支持力，所以小球过最高点的最小速度为0，故A错误；
时，靠重力提供向心力，杆子的弹力为零，故B正确；
B.当小球在最高点的速度v gR
CD. 杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度增大作用力越小，当表现为拉力时，速度增大作用力越大，故CD错误。

8.中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。

如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()
A. 卫星a的角速度小于c的角速度
B. 卫星a的加速度大于b的加速度
C. 卫星a运行速度大于第一宇宙速度
D. 卫星b的周期大于24 h
【答案】A
【解析】
A ．根据222
224=mM v G mr m r m ma r T r
πω=＝＝ ，可得3GM r ω=
，a 的轨道半径大于c 的轨道半径，因此卫星a 的角速度小于c 的角速度，选项A 正确； B ．由2
GM
a r =
，a 的轨道半径与b 的轨道半径相等，因此卫星a 的加速度等于b 的加速度，选项B 错误； C ．由GM
v r
=
，a 的轨道半径大于地球半径，因此卫星a 的运行速度小于第一宇宙速度，选项C 错误；
D ．由234r T GM
π=，a 的轨道半径与b 的轨道半径相等，卫星b 的周期等于a 的周期，为24 h ，选项D 错误。

二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分．以下各有多个选项正确，全对的每题得4分，选对不全的得2分，有选错或不选的得0分。

） 9.关于平抛运动，下列说法中正确的是 A. 是加速度不变的匀变速曲线运动
B. 是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的合运动
C. 是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合运动
D. 是速度大小不变的曲线运动 【答案】AB 【解析】
A.平抛运动只受重力，所以平抛运动为加速度不变的匀变速曲线运动，故A 正确； BC.平抛运动在水平方向上不受力，做匀速直线运动，在竖直方向上初速度为零，仅受重力，做自由落体运动，故B 正确，C 错误；
D.平抛运动的速度大小和方向都发生改变，故D 错误。

10.忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是 A. 电梯匀速下降 B. 物体自由下落
C. 物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
D. 物体沿着斜面匀速下滑
【答案】BC
【解析】
A.电梯匀速下降，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故A错误；
B.物体自由下落时只受重力，所以机械能守恒，故B正确；
C.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端时，斜面对物体不做功，只有重力做功，所以机械能守恒，故C正确；
D.物体沿着斜面匀速下滑，物体受力平衡，摩擦力和重力都要做功，所以机械能不守恒，故D错误。

11.关于功率公式
W
P
t
=和P＝Fv的说法正确的是( )
A. 由
W
P
t
=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B. 由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率
C. 由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制地增大
D. 由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】BD
【解析】
A、
W
P
t
=只能计算平均功率的大小，不能用来计算瞬时功率，A错误．
B、P Fv
=可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，B 正确．
C、从P Fv
=知，当F不变的时候，汽车的功率和它的速度是成正比的，当F变化时就不对了，C错误．
D、从P Fv
=知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，D正确．
故选BD．
12.如图所示，有一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为R A、R B、R C，
已知R B=R C=1
2
R A，若在传动过程中，皮带不打滑．则（）
A. A点与C点的角速度大小相等
B. A 点与C 点的线速度大小相等
C. B 点与C 点的角速度大小之比为2：1
D. B 点与C 点的向心加速度大小之比为1：4 【答案】BD 【解析】
试题分析：A 、C 两点是轮子边缘上的点，靠传送带传动，两点的线速度相等，而半径不等，所以角速度不等．故A 错误，B 正确．A 、B 两点共轴转动，具有相同的角速度．AC 两点线速度相等，根据v
R
ω=
，R A =2R C ，得：A 与C 的角速度之比为1：2，所以B 点与C 点的角速度大小之比为1：2，故C 错误．因为R B =R C ，B 点与C 点的角速度大小之比为1：2，
根据a=rω2
得：B 点与C 点的向心加速度大小之比为1：4，故D 正确．
故选BD
13.如图所示，两质量相等的卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有
A. T A >T B
B. E kA >E kB
C. S A =S B
D. 3322A B A B
R R T T =
【答案】AD 【解析】 根据2
222()Mm G
m r m r r T
πω== 知，轨道半径越大，周期越大，所以T A >T B ，故A 正确；由2
2Mm mv G r r
=
知：GM v r = ，所以v B >v A ，又因为质量相等，所以E kB >E kA ，故B 错误；根据开普勒第二定律可知，同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，所以C 错误；由开普勒第三定律知，D 正确．
14.如图所示，摆球质量为m ，悬线长为L ，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程
中空气阻力f 的大小不变，则摆球从A 摆到位置B 的过程中，下列说法正确的是
A. 重力做功为mgL
B. 悬线的拉力做功为0
C. 空气阻力f 做功为－mgL
D. 空气阻力f 做功为1
2
f L π-
【答案】ABD 【解析】
A.重力在整个运动过程中始终不变，所以重力做功为 W G =mgL ，故A 正确；
B.因为拉力在运动过程中始终与运动方向垂直，故拉力对小球不做功，即W F =0，故B 正确； CD.阻力所做的总功等于每个小弧段上f 所做功的代数和，即
1211
(...)ππ22
f W f x f x fs f L f L =-∆+∆+=-=-⋅=-，故C 错误，D 正确。

三、实验题
15.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W .当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________(填测量工具)和________(填“交流”或“直流”)电源．
(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是________． A ．放开小车，能够自由下滑即可 B ．放开小车，能够匀速下滑即可
C ．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
【答案】(1). 刻度尺；交流；(2). D
【解析】
第一空第二空. 实验还需要用刻度尺测量纸带，故还需要毫米刻度尺，打点计时器需要使用交流电源；
第三空.实验前要平衡摩擦力，把长木板一端适当垫高，轻推拖着纸带的小车，小车做匀速直线运动恰好平衡摩擦力，故ABC错误，D正确。

16.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00 cm，点A、C间的距离为s1=8.36 cm，点C、E间的距离为s2=9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m=1 kg。

(1)下列做法正确的有________．
A．图中两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J，打下C点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)
(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v ，量出下落距离s ，则以2
2
v 为纵坐标、以s 为横
坐标画出的图象应是下面的________．
(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是________．(写出一条即可)
【答案】 (1). AB ； (2). 1.25J ； 2.28m s
； (3). C ；
(4). 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力 【解析】
第一空.A.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，A 正确； B.为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，B 正确；
C.实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C 错误；
D.为了减小测量数据h 的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，D 错误。

第二空.重物减少的重力势能为：△E p =mgh =mg （s 0+s 1）=0.1kg×9.8m/s 2×（19.00+8.36）×10-2m≈1.25J
第三空.打下C 点时的速度：212(8.369.88)10m
m 2.28s s 440.02C s s v T -++⨯===⨯；
第四空.由机械能守恒定律得：212mgs mv =，整理得：22v gs =，22
v 与s
成正比，故C 正
确，ABD错误；
第五空.由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。

四、计算题（本题共3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17.质量为3 kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝0，随后以P＝4 W的额定功率沿平直公路前进，设汽车受恒定阻力，其大小为2．3N。

求：
（1）汽车的最大速度v m；
（2）汽车速度达到6m/s时其加速度多大？
【答案】（1）24m/s（2）1.5m/s2
【解析】
（1）当汽车达到最大速度v m时，牵引力F等于阻力f
∵P =Fv m= f v m，
∴
4
3
610
24m/s
2.510
m
P
v
f
⨯
===
⨯
（2）汽车速度v达到6m/s时，其牵引力为
F
4
610
6
P
v
⨯
==N = 1×104 N
根据牛顿第二定律：F－f = ma
故此时汽车加速度大小为a = F f
m
-
=
43
3
110 2.510
510
⨯-⨯
⨯
m/s2 = 1.5m/s2
18.宇航员在某星球表面做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成．将质量m=0.2 kg的小球，从轨道AB上高H处的某点由静止释放，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力大小为F，改变H的大小，可测出F 随H的变化关系如图乙所示，求：
(1)圆弧轨道的半径
(2)星球表面的重力加速度
【答案】(1)0.2m r =；(2)2m
5s g =
【解析】
(1)小球过C 点时有：2C v F mg m r += 由动能定理得：21(2)2C mg H r mv -= 解得：25mg F H mg r
=- 由图可知：当H 1=0.5m 时，F 1=0N ， 解得：0.2m r =；
(2)当H 2=1.0m 时，F 1=5N ，解得：2m 5s g =。

19.如图所示，一物体质量为m =2 kg ，在倾角为θ=37°的斜面上的A 点以初速度v 0=3 m/s 下滑，A 点距弹簧上端B 的距离为AB =4 m ．当物体到达B 后将弹簧压缩到C 点，最大压缩量BC =0.2 m ，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D 点，D 点距A 点AD =3 m ，挡
板及弹簧质量不计，g 取10 m/s 2，sin 37°
=0.6，cos 37°=0.8，求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)物体第一次到达B 点时的速度大小
(3)弹簧的最大弹性势能
【答案】(1)0.52；(2)m 4.87s ；(3)24.4J
【解析】
(1)物体由A 运动到D 过程中运用动能定理得：
20102
G f W W mv +=- 重力做功为：sin 3736J G AD W mgl ︒==
摩擦力做功为：cos37f W mg l μ︒
=-⋅
其中 5.4m l AB BC CD =++=
解得：0.52μ=；
(2)物体由A 运动到B 过程中运用动能定理得： 22011sin 37cos3722AB AB B mgl mg l mv mv μ︒︒-=
- 代入数据解得：m 4.87s
B v =； (3)弹簧压缩到
C 点时，对应的弹性势能最大，由A 到C 的过程根据能量守恒定律得： 2P 01cos37sin 372
m AC AC E mg l mv mgl μ︒︒+⋅=+ 代入数据解得：E pm =24.4 J 。