2019湖南怀化市高一物理下学期期末试卷(带解析)精品教育.doc

湖南怀化市2019年高一物理下学期期末试卷
（带解析）
2019-2019学年湖南省怀化市高一(下)期末物理试卷
一、选择题(本题共13小题，每小题4分，共52分.每个小题给出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的)
1.一质点做曲线运动，速率逐渐减小.关于它在运动过程中P点时的速度v和加速度a的方向，下列描述准确的图是( )
A. B. C. D.
2.若一个物体的运动可以分解为两个独立的分运动，则正确的说法是( )
A.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动也是匀变速直线运动，则物体的合运动一定是匀变速直线运动
B.若两个分运动都是匀速直线运动且不共线，则物体的合运动一定是匀速直线运动
C.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的合运动一定是曲线运动
D.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，合运动可以是直线运动
3.关于物理学的研究方法，以下说法错误的是( )
A.开普勒通过大量的数据和观测记录，从而发现了行星运动的三大定律
B.牛顿发现了万有引力定律并用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值
C.在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法
D.如图是三个实验装置，这三个实验都体现了微量放大的思想
4.经典力学适用于解决( )
A.宏观高速问题
B.微观低速问题
C.宏观低速问题
D.微观高速问题
5.下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)( )
A.
将箭搭在弦上，拉弓的整个过程
B.
过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程
C.
在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程
D.
手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程
6.做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是( )
A.线速度不变
B.动能不变
C.加速度不变
D.物体做匀变速运动
7.我国自行研制的新一代ZBL﹣09 8×8轮式步兵装甲车已达到国际领先水平，已成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备.该装甲车在平直的公路上从静止开始加速，经过较短的时间t和距离s速度便可达到最大值vm.设在加速过程中发动机的功率恒定为P，装甲车所受阻力恒为f，以下说法不正确的是( )
A.装甲车加速过程中，牵引力对它做功为Pt
B.装甲车的最大速度vm=
C.装甲车加速过程中，装甲车做加速度变小的加速直线运动
D.装甲车的质量 m=
8.2019年2月11日，美国“激光干涉引力波天文
台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波，这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并.若某黑洞的半径R约为4.5km，黑洞质量M和半径R的关系满足 = (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )
A.1011 m/s2
B.1012 m/s2
C.1013 m/s2
D.1014 m/s2
9.为纪念中国航天事业的成就，发扬航天精神，自2019年起，将每年的4月24日设立为“中国航天日”.在46年
前的这一天，中国第一颗人造卫星发射成功.至今中国已发
射了逾百颗人造地球卫星.关于环绕地球做圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )
A.卫星的向心加速度一定小于9.8m/s2
B.卫星的环绕速度可能大于7.9km/s
C.卫星的环绕周期一定等于24h
D.卫星做圆周运动的圆心不一定在地心上
10.一个运动员进行体能训练，用了100s时间跑上20m高的高楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是( )
A.10 W
B.100 W
C.1 kW
D.10 kW
11.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在
竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T ﹣v2图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.当地的重力加速度为
B.轻质绳长为
C.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 +b
D.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 +a
12.某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭
圆轨道1运行，近地点为Q，远地点为P.当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min.关于飞船的运行过程，
下列说法中正确的是( )
A.飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等
B.飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速度
C.轨道2的半径大于地球同步卫星的轨道半径
D.飞船在轨道1上运行经过P点的加速度小于在轨道2上运行经过P点的加速度
13.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为 g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体( )
A.机械能损失了 mgh
B.克服摩擦力做功 mgh
C.动能损失了mgh
D.重力势能增加了 mgh
二、实验题(本题共10个小空，每空2分，共20分.)
14.(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中不需要的
是.(写器材编号)
A.秒表
B.天平
C.白纸
D.重垂线
E.刻度尺
(2)在研究物体做平抛运动时，应通过多次实验确定若干个点，描绘出平抛运动的轨迹.在实验中的下列操作正确的是.
A.实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平
B.每次实验中小球必须由静止释放，初始位置不必相同
C.每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽不必光滑
D.在实验时，尽量选用质量小一点的小球
(3)某同学用频闪照相法“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标丢失了一部分，剩余部分如图所示，图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表5cm，A、B和C是轨迹图线上依次经过的3个点，如果取g=10m/s2，那么：根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度v0=
m/s.若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：x= cm，y= cm.
15.在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，如图甲所示，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，图乙中O点为打出的起始点，且速度为零.(其中一段纸带图中未画出)选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G 作为计数点.其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示.已知打点计时器打点周期为T=0.02s.(g取10m/s2)
(1)图乙中纸带的端与重物相连(填左或右);
(2)打点计时器打下计数点E时，物体的速度vE=
m/s;
(3)从起点0到打下计数点E的过程中物体的重力势能减少量△EP= J(结果保留3位有效数字)，此过程中物体动能的增加量△EK= J (结果保留3
位有效数字).
(4)实验的结论是.
三、计算题(本大题有3小题，共28分.解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位.)
16.一物体被水平抛出，到落地时间为2s，水平位移为40m，空气阻力不计，g取10m/s2.求：
(1)物体平抛初位置离地多高;
(2)物体平抛初速度的大小.
17.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA=8.0×104km和r B=1.2×105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用，结果可用根式表示.求：
(1)岩石颗粒A和B的线速度之比;
(2)岩石颗粒A和B的周期之比.
18.如图所示，光滑水平面与竖直面的半圆形导轨在B点相连接，导轨半径为R，一个质量为m的静止的木块在A处
压缩轻质弹簧，释放后，木块获得向右的初速度，当它经过B点进入半圆形导轨瞬间对导轨的压力是其重力的9倍，之后沿半圆导轨向上运动，恰能通过轨道最高点C，不计空气阻力，试求：
(1)弹簧对木块所做的功;
(2)木块从B到C过程中摩擦力所做的功;
(3)木块离开C点落回水平地面时的动能.
2019-2019学年湖南省怀化市高一(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共13小题，每小题4分，共52分.每个小题给出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的)
1.一质点做曲线运动，速率逐渐减小.关于它在运动过程中P点时的速度v和加速度a的方向，下列描述准确的图是( )
A. B. C. D.
【考点】曲线运动.
【分析】当物体速度方向与加速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，加速度指向曲线凹的一侧;当加速度与速度方向夹角小于90度时物体做加速运动;当加速度的方向与速度方向大于90度时物体做减速运动;分析图示情景然后答题.
【解答】解：A、由图示可知，加速度方向与速度方向夹
角小于90度，物体做加速运动，故A错误;
B、由图示可知，加速度的方向不能是沿曲线的切线方向，故B错误;
C、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故C正确;
D、由图示可知，速度方向应该是沿曲线的切线方向，故D错误;
故选：C.
2.若一个物体的运动可以分解为两个独立的分运动，则正确的说法是( )
A.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动也是匀变速直线运动，则物体的合运动一定是匀变速直线运动
B.若两个分运动都是匀速直线运动且不共线，则物体的合运动一定是匀速直线运动
C.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的合运动一定是曲线运动
D.若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，合运动可以是直线运动
【考点】运动的合成和分解.
【分析】当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动.
【解答】解：A、若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动也是匀变速直线运动，则物体的合运动的加速度是恒定的，但合运动的初速度与加速度不一定共线，故合运动不一定是匀变速直线运动，故A错误;
B、若两个分运动都是匀速直线运动且不共线，根据平行四边形定则，合运动的速度是固定不变的，故合运动一定是匀速直线运动，故B正确;
C、D、若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，当两个分运动共线时，合运动的加速度与初速度共线，则合运动是直线运动，故C错误，D正确;
故选：BD.
3.关于物理学的研究方法，以下说法错误的是( )
A.开普勒通过大量的数据和观测记录，从而发现了行星运动的三大定律
B.牛顿发现了万有引力定律并用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值
C.在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了控制变量法
D.如图是三个实验装置，这三个实验都体现了微量放大的思想
【考点】加速度与力、质量的关系式;万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定.
【分析】根据物理学史的知识判断AB选项;根据各物理规律在推出过程中采用了哪些常用物理方法判断CD选项;重点明确：微元法、放大法、比值定义法、控制变量法以及理想模型等方法的应用.
【解答】解：A、开普勒通过研究第谷的大量的数据和观测记录，从而发现了行星运动的三大定律，故A正确;
B、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值;故B错误;
C、在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，由于涉及三个变量，所以应用了控制变量法，故C正确;
D、如图是三个实验装置，左侧的实验是使用放大法显示桌面的微小形变;中间的实验为使用放大法显示玻璃瓶的微小形变;右侧的实验使用放大法显示扭丝的微小形变，这三个实验都体现了微量放大的思想，故D正确;
本题选择错误的，故选：B
4.经典力学适用于解决( )
A.宏观高速问题
B.微观低速问题
C.宏观低速问题
D.微观高速问题
【考点】经典时空观与相对论时空观的主要区别.
【分析】经典力学的局限性是宏观物体及低速运动.当达到高速时，经典力学就不在适用
【解答】解：经典力学适用于低速运动、宏观物体.
故选C.
5.下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)( )
A.
将箭搭在弦上，拉弓的整个过程
B.
过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程
C.
在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程
D.
手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程
【考点】机械能守恒定律.
【分析】解答本题应明确物体机械能守恒的条件为：系统只有重力或弹簧弹力做功;或者判断系统是否只有动能和势能的相互转化.
【解答】解：A、将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对箭做功，故机械能不守恒，故A错误;
B、过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故机械能不守恒，故B错误;
C、在一根细线的中央悬挂着一物体，双手拉着细线慢慢分开的过程，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故C错误;
D、笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力做功，故机械能守恒，故D正确.
故选：D.
6.做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是( )
A.线速度不变
B.动能不变
C.加速度不变
D.物体做匀变速运动
【考点】匀速圆周运动;线速度、角速度和周期、转速.
【分析】将题中的几个物理量分为矢量和标量，矢量方向或者大小的变化都叫矢量变化，标量没有方向，考虑大小就行.匀速圆周运动的物体的加速度不断变化，不是匀变速运动.
【解答】解：A、线速度是矢量，速度方向是切线方向，时刻改变，故A错误;
B、动能是标量，没有方向，由于匀速圆周运动的线速度大小不变，所以动能不变.故B正确;
C、向心加速度是矢量，方向不断变化，故C错误;
D、匀速圆周运动的物体的加速度是不断变化的，所以物体做的运动不是匀变速运动，故D错误;
故选：B.
7.我国自行研制的新一代ZBL﹣09 8×8轮式步兵装甲车已达到国际领先水平，已成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备.该装甲车在平直的公路上从静止开始加速，经过较短的时间t和距离s速度便可达到最大值vm.设在加速过程中发动机的功率恒定为P，装甲车所受阻力恒为f，以下说法不正确的是( )
A.装甲车加速过程中，牵引力对它做功为Pt
B.装甲车的最大速度vm=
C.装甲车加速过程中，装甲车做加速度变小的加速直线运动
D.装甲车的质量 m=
【考点】功率、平均功率和瞬时功率;功的计算.
【分析】根据W=Pt求出牵引力做功的大小，当速度最大时，牵引力与阻力相等，根据P=Fv=fv求出最大速度的大小，根据牵引力的大小，结合牛顿第二定律求出加速度.根据动能定理求出装甲车的质量.
【解答】解：A、因为在运动的过程中，功率不变，知牵引力做功W=Pt.故A正确.
B、当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm知，最大速度vm= .故B正确.
C、当装甲车的速度为v时，牵引力：F= ，随速度的增大而减小;根据牛顿第二定律得，a= ，随牵引力的减小而减小，
所以当装甲车的速度增大时，加速度减小，装甲车加速过程中，装甲车做加速度变小的加速直线运动.故C正确.
D、根据动能定理得，Pt﹣fs= ，则装甲车的质量：m= .故D不正确.
本题选择不正确的，故选：D
8.2019年2月11日，美国“激光干涉引力波天文
台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波，这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并.若某黑洞的半径R约为4.5km，黑洞质量M和半径R的关系满足 = (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )
A.1011 m/s2
B.1012 m/s2
C.1013 m/s2
D.1014 m/s2
【考点】万有引力定律及其应用.
【分析】根据物体与该天体之间的万有引力等于物体受到的重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度.结合题目所给的信息求解问题.
【解答】解：黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，
对黑洞表面的某一质量为m物体有：，
又有，
联立解得g= ，
带入数据得重力加速度的数量级为1013m/s2，故C正确，
ABD错误.
故选：C.
9.为纪念中国航天事业的成就，发扬航天精神，自2019
年起，将每年的4月24日设立为“中国航天日”.在46年
前的这一天，中国第一颗人造卫星发射成功.至今中国已发
射了逾百颗人造地球卫星.关于环绕地球做圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )
A.卫星的向心加速度一定小于9.8m/s2
B.卫星的环绕速度可能大于7.9km/s
C.卫星的环绕周期一定等于24h
D.卫星做圆周运动的圆心不一定在地心上
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律分析答题;地球的第一宇
宙速度为7.9km/s，是人造地球卫星的最大环绕速度，也最
小发射速度;卫星绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供
向心力，赤道上的物体是引力的分力充当向心力.
【解答】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G =ma，解得，向心加速度：a= ，地球表面的物体的向心加速度为9.8m/s2，所有卫星的轨道半径r都大于地球半径，则所有卫星的向心加速度都小于9.8m/s2，故A正确;
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G =m ，解
得：v= ，当卫星轨道半径r等于地球半径时的线速度为7.9km/s，这是卫星的最大环绕速度，因此卫星的环绕速度不可能大于7.9km/s，故B错误;
C、只有同步卫星的周期为24h，卫星的周期有可能大于24h等于或小于24h，故C错误;
D、卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星的圆心在地心上，故D错误;
故选：A.
10.一个运动员进行体能训练，用了100s时间跑上20m高的高楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是( )
A.10 W
B.100 W
C.1 kW
D.10 kW
【考点】功率、平均功率和瞬时功率.
【分析】运动员的体重可取50kg，人做功用来克服重力做功，故人做功的数据可尽似为重力的功，再由功率公式可求得功率.
【解答】解：学生上楼时所做的功
W=mgh=50×10×20(J)=10000J;
则他做功的功率P= = =100W;
故选：B.
11.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T
﹣v2图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.当地的重力加速度为
B.轻质绳长为
C.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 +b
D.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为 +a
【考点】向心力.
【分析】在最高点，小球靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出T﹣v2的关系式，结合图线的斜率和纵轴截距求出当地的重力加速度和绳长.根据牛顿第二定律求出v2=c时，轻质绳的拉力大小.
【解答】解：A、在最高点，根据mg+T=m 得：T= ，可知纵轴截距的绝对值为a=mg，解得当地的重力加速度g= ，图线的斜率，解得绳子的长度L= ，故B错误.
C、当v2=c时，轻质绳的拉力大小为：T= = ，故CD错误.
故选：A.
12.某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q，远地点为P.当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min.关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是( )
A.飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等
B.飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速
度
C.轨道2的半径大于地球同步卫星的轨道半径
D.飞船在轨道1上运行经过P点的加速度小于在轨道2上运行经过P点的加速度
【考点】万有引力定律及其应用.
【分析】飞船变轨时，需加速，使得万有引力等于向心力，机械能增大.飞船在圆轨道上运行时，航天员处于完全失重状态.根据万有引力提供向心力得出周期、线速度与轨道半径的关系，通过周期的大小得出轨道半径的大小，从而得出线速度的大小.根据飞船变轨前后所受的万有引力，根据牛顿第二定律比较加速度的大小.
【解答】解：A、经过点P时点火加速，外力对飞出做正功，飞船的机械能增加，因此在轨道2上运动时的机械能较大，故A错误;
B、在轨道1上运行过程飞船机械能守恒，P点处重力势能大，因此动能小，在P点的速度小于Q点的速度，故B正确;
C、同步卫星的周期为24小时，大于90min，因此同步卫星轨道半径大，故C错误;
D、无论在轨道1还是轨道2，飞船通过P时仅受万有引力，因此加速度相同，故D错误.
故选：B.
13.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为 g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体( )
A.机械能损失了 mgh
B.克服摩擦力做功 mgh
C.动能损失了mgh
D.重力势能增加了 mgh
【考点】功能关系.
【分析】重力势能的增加量等于克服重力做的功;动能的变化量等于合外力做的功;机械能变化量等于除重力外其余力做的功.由此分析即可.
【解答】解：AB、设物体所受的摩擦力大小为f.根据牛顿第二定律得 mgsin30°+f=ma=m• g，解得摩擦力f= mg，由数学知识可知，物体上滑的距离为2h，所以克服摩擦力做功 Wf=f•2h= mgh，根据功能关系可知，机械能损失了 mgh，故A正确，B错误.
C、由动能定理可知，动能损失量等于物体克服合外力做的功，大小为△Ek=F合•s=ma•2h=m•
g•2h= mgh，故C错误.
D、物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故D错误.
故选：A
二、实验题(本题共10个小空，每空2分，共20分.)
14.(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中不需要的是
AB .(写器材编号)
A.秒表
B.天平
C.白纸
D.重垂线
E.刻度尺
(2)在研究物体做平抛运动时，应通过多次实验确定若干个点，描绘出平抛运动的轨迹.在实验中的下列操作正确的是AC .
A.实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平
B.每次实验中小球必须由静止释放，初始位置不必相同
C.每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽不必光滑
D.在实验时，尽量选用质量小一点的小球
(3)某同学用频闪照相法“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标丢失了一部分，剩余部分如图所示，图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表5cm，A、B和C是轨迹图线上依次经过的3个点，如果取g=10m/s2，那么：根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度v0= 1.5 m/s.若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：x= ﹣15 cm，y= ﹣5 cm.
【考点】研究平抛物体的运动.。