嘉兴市重点名校2019-2020学年高一下学期期末质量检测物理试题含解析

嘉兴市重点名校2019-2020学年高一下学期期末质量检测物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1． (本题9分)如图所示，转动自行车的脚踏板时，关于大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的A 、B 、C 三点的向心加速度的说法正确的是( )
A ．由于2a r ω=，所以A 点的向心加速度比
B 的点大
B ．由于2v a r =，所以B 点的向心加速度比
C 的点大 C ．由于a v ω=，所以A 点的向心加速度比B 的点小
D ．以上三种说法都不正确
【答案】C
【解析】
【详解】
A 、因A 、
B 两点线速度相等，根据向心加速度公式2
v a r
=，又因A 的半径大于B 的半径，可知A 点的向心加速度小于B 点的向心加速度，故A 错误；
B 、B 点与
C 点绕同一转轴转动，角速度相等，根据2a R ω=可知半径大的向心加速度大，则C 的加速度大，故B 错误；
C 、因A 、B 两点线速度相同，根据v r ω=可知A 点的角速度小于B 点的角速度，则由a v ω=可知A 点的向心加速度比B 点的向心加速度小，故C 正确；
D 、由题意可知D 错误；
故选C ．
【点睛】
自行车的链条不打滑，A 与B 的线速度大小相等，B 与C 绕同一转轴转动，角速度相等，由v ωr =研究A
与B 角速度的关系；由向心加速度公式2
2n v a ωr ωv r
===，研究向心加速度的关系． 2． (本题9分)如图所示的时间轴上标出的是下列哪些时间或时刻( )
A ．第4 s 初
B ．第3 s 末
C ．第3 s
D ．前3 s
【答案】D
【解析】
【详解】
从时间轴上来看表示的是从0到3是一段距离，表示的是时间间隔，即前3s 的时间，故D 正确，ABC 错误．
3． (本题9分)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 ．若以地面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是
A ．mgh ，减少mg(H －h)
B ．mgh ，增加mg(H ＋h)
C ．0，增加mg(H －h)
D ．0，减少mg(H ＋h)
【答案】D
【解析】
【详解】
以地面为零势能参考平面，则小球落地时的重力势能为：
E p1=0
整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为：
()•p E mg h mg H h ∆=∆=+
ABC.由上分析可知，ABC 错误；
D.由上分析可知，D 正确。

4． (本题9分)如图所示，汽车在一段丘陵地匀速率行驶，由于轮胎太旧而发生爆胎，则图中各点最易发生爆胎的位置是在（ ）
A．a处
B．b处
C．c处
D．d处
【答案】A
【解析】
【详解】
在最低点，有
2
v
N mg m
-=
R
解得
2
v
N mg m mg
=+>
R
轨道半径越小，支持力越大．在最高点，有：
2
v
-=
mg N m
R
解得
2
v
=-<
N mg m mg
R
知在最低点处压力大，且半径越小，压力越大，所以a处最容易爆胎．故A正确，BCD错误．
故选A．
5．(本题9分)关于加速度和速度的关系，下面说法正确的是（）
A．加速度大，则速度也大
B．速度变化量大，加速度也越大
C．物体的速度变化越快，则加速度越大
D．加速度为0，则速度一定为0
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A加速度越大，速度变化越快，速度不一定大．故A错误．B速度变化量大，即△v大，由加速度公式，
a=△v /△t ，时间不一定，则加速度不一定大．故B 错误．C 、物体的速度变化越快，则加速度一定越大．故C 正确；D 加速度为零时，速度不一定为零，比如匀速直线运动，加速度为零，速度不为零．故D 错误． 点评：加速度描述物体速度变化的快慢，加速度越大，速度变化越快．加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量．加速度与速度不一定相同．加速度为零时，速度不一定为零．加速度越来越小，速度可能越来越大．
6． (本题9分)“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来．假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿态，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受向上风力的大小．已知人体所受风力大小与受风面积成正比．人水平横躺时受风面积最大，此时人所受风力大于重力；站立时受风面积最小，此时人所受风力小于重力；如图所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为H ，表演者由静止以站立身姿从A 位置下落，经过B 位置时调整为水平横躺身姿（不计调整过程的时间和速度变化），运动到C 位置速度恰好减为零。

已知AB 段距离大于BC 段距离，关于表演者下落的过程，下列说法正确的是（ ）
A ．从A 至
B 过程表演者的平均速度大于从B 至
C 过程表演者的平均速度
B ．从A 至B 过程表演者的运动时间等于从B 至
C 过程表演者的运动时间
C ．从A 至B 过程表演者加速度的绝对值大于从B 至C 过程表演者加速度的绝对值
D ．从A 至C 的过程中，重力对表演者做的功等于表演者克服风力做的功
【答案】D
【解析】从A 到B 过程中的初速度为零，末速度为v ，从B 到C 过程中的初速度为v ，末速度为v ，故平均速度都为2v v =，A 错误；因为两个过程中的平均速度相同，而AB 段距离大于BC 段距离，根据公式x t v =可知AB 段的运动时间大于BC 段的运动时间，B 错误；根据公式v at =可知AB 段的加速度小于BC 段的加速度的绝对值，C 错误；根据动能定理可得
000G f W W -=-=，故重力对表演者做的功等于表演者克
服风力做的功的大小，D 正确．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7． (本题9分)如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O 点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使其做圆周运动，图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是( )
A．a处为拉力，b处为拉力
B．a处为拉力，b处为推力
C．a处为推力，b处为拉力
D．a处为推力，b处为推力
【答案】AB
【解析】
【详解】
小球做圆周运动，在最高点和最低点时，由合力提供向心力；在最高点，小球受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图
根据牛顿第二定律得到，
2
1
1
v
F mg m
r
+=；
当F1＜0，为支持力，向上；
当F1＞0，为拉力，向下；
当F1=0，无弹力；
由牛顿第三定律知，在a处杆对球可能为拉力，也可能为推力．
球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图
由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；故AB正确，CD错误．
8．(本题9分)如图所示，蹦极是一项有趣的极限运动，轻质弹性绳的一端固定，另一端和运动员相连，运动员经一段自由下落后绳被拉直，整个过程中空气阻力不计，绳的形变是弹性形变，绳处于原长时的弹性势能为零．则在运动员从静止开始自由下落，直至最低点的过程中，下列表述正确的是
A ．运动员的机械能守恒
B ．弹性绳的弹性势能先增大后减小
C ．运动员与弹性绳的总机械能守恒
D ．运动员动能最大时绳的弹性势能不为零
【答案】CD
【解析】
【详解】
AC 、运动员开始自由下落，接着从弹性绳开始伸直到最低点的过程中，先是拉力增加但还是小于重力，合外力向下，运动员向下做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最增大，动能增大，此后拉力继续增加大于重力，合外力向上，运动员开始做加速度增大的减速运动，速度减小，动能减小，所以运动员的机械能不守恒，但运动员与弹性绳的总机械能守恒，故A 错误，C 正确；
B 、运动员开始自由下落，弹性绳的弹性势能不变，从弹性绳开始伸直到最低点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，故B 错误；
D 、当加速度为零时，速度最增大，动能增大，绳的弹性势能不为零，故D 正确；
故选CD ．
9． (本题9分)一个质点正在做匀加速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s ，分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.4m ；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8m ，由上述条件可知
A ．质点运动的加速度是0.2 m/s²
B ．质点运动的加速度是0.4 m/s²
C ．第1次闪光时质点的速度是0.2m/s
D ．第1次闪光时质点的速度是0.3 m/s 【答案】AD
【解析】
AB. 根据x 3−x 1=2aT 2得，加速度a= 31220.80.4221
x x T --=⨯=0.2m/s 2，故A 正确，B 错误； C. 第2次、第3次闪光时间间隔内的位移x 2=x 1+aT 2=0.4+0.2×1m=0.6m ，则第2次闪光的瞬时速度v 2= 120.40.6221
x x T ++=⨯=0.5m/s ， 则第1次闪光时质点的速度v 1=v 2−aT=0.5−0.2×1=0.3m/s.故C 错误，D 正确．
故选AD.
点睛：根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出质点的加速度，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第2次闪光的速度，从而结合速度时间公式求出第1次闪光时的速度．
10． (本题9分)已知引力常数G 与下列哪些数据，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的轨道半径
C ．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期
D ．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
【答案】CD
【解析】
【详解】 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：
2224GMm m r r T π⋅=，则23
24r M GT
π=，所以只能求出太阳的质量；故A 错误．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：2224Gmm m r r T π''⋅'=''，地球质量23
24r m GT π'='
，可以求出地球质量，但不知道地球半径，求不出地球密度；故B 错误．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：2224Gmm m R R T π""⋅="，地球质量2324R m GT π="，根据密度定义得：23m V GT πρ=="，故C 正确．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112 Gmm m g R =，2
gR m G
=，根据密度定义得：34m g V GR ρπ==，故D 正确． 11． (本题9分)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，“北斗二号系统定位精度由10米提升至6米。

若在北斗卫星中有a 、b 两卫星，它们均环绕地球做匀速圆周运动，且a 的轨迹半径比b 的轨迹半径小，则
A ．a 的周期小于b 的周期
B ．a 的线速度小于b 的线速度
C ．a 的加速度小于b 的加速度
D ．a 的角速度大于b 的角速度
【答案】AD
【解析】
【详解】
北斗卫星绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力：
22
2224Mm v G m m mr ma r T r
πω==== A.由上可得周期为：
23
4r T GM
π= a 的轨道半径小，所以a 的周期小.故选项A 符合题意.
B. 由上可得线速度为：
GM v r
= a 的轨道半径小，所以其线速度大.故选项B 不符合题意.
C. 由上可得加速度为：
2
M a G r = a 的轨道半径小，所以加速度大.故选项C 不符合题意.
D. 由上可得角速度为：
3GM r
ω= a 的轨道半径小，所以角速度大.故选项D 符合题意.
12． (本题9分)如图所示，a 为地球赤道上的物体，b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球同步卫星．则下列说法正确的是（ ）
A ．角速度的大小关系是ωa ＜ωb
B ．向心加速度的大小关系是a a ＞a b
C ．线速度的大小关系是v a ＞v b
D ．周期的大小关系是T a ＞T b
【答案】AD
【解析】
【详解】
A ．ac 角速度相同，所以ωa =ωc ，而r b ＜r c ，根据
ω=3 GM r
可知：ωc ＜ωb ，所以ωa =ωc ＜ωb ，故A 正确；
B ．a 与c 的角速度相等，由a=ω2r ，得：a a ＜a c ，b 与c 都是万有引力提供向心力，则： a=2 GM r
，
所以a c ＜a b ．故a a ＜a b ．故B 错误；
C ．ac 比较，角速度相等，由v=ωr ，可知v a ＜v c ，b 与c 都是万有引力提供向心力，则： 2
2mM v G m r r
＝， 即GM v r
，所以v c ＜v b ．故v a ＜v b ．故C 错误； D ．卫星c 为同步卫星，所以T a =T c ，根据
T=2π/ω
及ωc ＜ωb ，可知T c ＞T b ，所以T a =T c ＞T b ，故D 正确。

故选AD 。

【点睛】
本题涉及到两种物理模型，即ac 转动的周期相等，bc 同为卫星，其动力学原理相同，要两两分开比较，最后再统一比较．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．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】刻度尺； 交流； D
【解析】
【详解】
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。

14．某实验小组为了验证“合力做功与动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置。

(已知图中力传感器能显示该处所受拉力大小)。

(1)关于该实验，下列说法近确的是____________
A 该实验不需要平衡摩擦力
B ．准备器材时，可不满足砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量
C ．实验时应使细线与长木板平行
(2)让小砂桶带动滑块做加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L 和打这两点时滑块的速度大小v 1与v 2(v 1<v 2)。

细线的拉力F 由安装在滑块上的力传感器测出，为了验证合力做功与动能变化的关系，还需测量的物理量为_________；则本实验最终要验证的数学表达式为_________________(用题中所给的字母和需测量的物理量的字母表示)。

【答案】BC 滑块和力传感器的总质量m 22211122
FL mv mv =
- 【解析】
【详解】
（1）[1]实验时需使得绳子的拉力等于滑块的合外力，则实验中需平衡摩擦力且细线和长木板平行，由于力传感器可直接读出绳子上的拉力，不需要保证砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量，故BC 正确，A 错误；
（2）[2][3]根据动能定理可知为验证合力做功与动能变化的关系还需测量出滑块和力传感器的总质量m ，则表达式为： 22211122
FL mv mv =- 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)如图所示，质量的小球，沿高的光滑曲面顶端由静止开始下滑至底端，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）重力做功；
（2）小球下滑至曲面底端时的速度大小。

【答案】（1）
（2）
【解析】
【分析】
根据功的定义式和机械能守恒定律解题即可。

【详解】
（1）重力做功
； （2）由机械能守恒定律，有：， 代入数据得：。

【点睛】 本题主要考查了对功的定义的理解和机械能守恒定律的理解，较为简单。

16．游乐园的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由长度为L 的钢丝绳竖直悬吊在空中，到转轴的水平距离为r 。

秋千匀速转动时，绳与竖直方向夹角为θ，其简化模型如图所示。

座椅的质量为m ，大小忽略不计。

重力加速度为g ，不计空气阻力。

在秋千匀速转动的过程中，求:
(1)钢丝绳所受拉力F 的大小:
(2)秋千匀速转动的角速度ω
(3)质量不等的两名游客分别乘坐在左、右两个座椅里，设此时钢丝绳与竖直方向的夹角分别为1θ、2θ，试比较1θ、2θ大小，并说明理由.
【答案】（1）cos mg F θ= （2）tan =sin g r L θωθ
+（3）12=θθ
【解析】
【详解】
（1）根据平行四边形定则知，钢丝绳的拉力大小为：cos mg F θ
=。

（2）座椅做匀速圆周运动的半径为：R=r+Lsinθ，
由mgtanθ=mω2R
得：tan =sin g r L θωθ
+ （3）由（2）可知，mgtanθ=mω2R ，解得tanθ=ω2R ，角速度和半径相等，则钢丝绳与竖直方向的夹角θ1=θ2。

17．如图，水平光滑的地面上有A 、B 、C 三个可视为质点的木块，质量分别为1 kg 、6kg 、6kg.木块A 的
左侧有一半径R=0.2 m 的固定的光滑半圆弧轨道，一开始B 、C 处于静止状态，B 、C 之间的弹簧处于原长．给
木块A 一个水平向右的初速度，大小为v 1=8 m/s ，与木块B 碰撞后，A 被反弹，速度大小变为v 2=4 m/s.(重力加速度g 取10 m/s 2)求：
（1）A 过圆弧轨道的最高点时受到轨道的压力；
（2）弹簧具有的最大弹性势能．
【答案】（1）30N （2）6J
【解析】
【详解】
(1)木块A 从最低点到最高点的过程，由动能定理得
－m A g·2R=12m A v A 2－12
m A v 22 最高点有F+m A g=m A 2A v R
得：F=30N
（2）根据动量守恒定律得m A v 1=m B v B －m A v 2
解得v B =2 m/s
弹簧压缩至最短时，B 、C 速度相同，有m B v B =(m B ＋m C )v
解得v=1 m/s
弹簧具有的最大弹性势能E p=1
2
m B v B2－
1
2
(m B＋m C)v2
得：E p=6J。