黑龙江省齐齐哈尔市2020-2021学年高一下学期期末考试物理试题

黑龙江省齐齐哈尔市2020-2021学年高一下学期期末考试物
理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．物体做自由落体运动的过程中，下列说法不正确的是
A．物体处于完全失重状态B．物体的重力势能越来越小
C．物体的加速度保持不变D．物体的速度变化量保持不变
2．质量为2t的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平路面上能以15m/s的最大速度匀速行驶，则汽车在该水平路面行驶时所受的阻力为
A．2×10³N B．1.5×10³N C．5×10³N D．6×10³N
3．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，实施变轨后卫星的线速度减小到原来的1
2
，
此时卫星仍做匀速圆周运动，则（）
A．卫星的向心加速度减小到原来的1 2
B．卫星的角速度减小到原来的1 2
C．卫星的周期增大到原来的8倍
D．卫星的半径增大到原来的2倍
4．甲乙两汽车在同一平直公路上同向运动，其v-t图象如图所示．已知两车在3T时刻并列行驶，下列说法正确的是
A．在T时刻两汽车也并列行驶
B．在T时刻甲车在后乙车在前
C．甲车加速度大小先增大后减小
D．.甲车加速度大小先减小后增大
5．站在水平地面上的运动员把质量为500g 的足球踢出后，某人观测足球在空中的飞行情况，估测出上升最大高度为10m，在最高点速度为20m/s，g=10m/s²，则运动员踢球时对足球做功约为
A．100J B．50J C．150J D．无法计算
6．木块甲、乙分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。

夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。

系统置于水平地面上静止不动。

现用F=1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。

力F作用后木块所受摩擦力情况是（）
A．木块甲所受摩擦力大小是12.5 N
B．木块甲所受摩擦力大小是11.5 N
C．木块乙所受摩擦力大小是9 N
D．木块乙所受摩擦力大小是7 N
二、多选题
7．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（）
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零
C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零
D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
8．一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/s²B．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 9．如图所示，1为同步卫星，2为近地卫星，3为赤道上的一个物体，它们都在同一平面内绕地心做圆周运动．关于它们的圆周运动的线速度、角速度、和向心加速度，下列说法正确的是
A ．23v v =>1v
B ．13=ωω<2ω
C ．1a <23a a =
D ．2a >1a >3a
10．如图所示，物块用一不可伸长的轻绳跨过小滑轮与小球相连，与小球相连的轻绳处于水平拉直状态。

小球由静止释放运动到最低点过程中，物块始终保持静止，不计空气阻力。

下列说法正确的有（ ）
A ．小球刚释放时，地面对物块的摩擦力为零
B ．小球运动到最低点时，地面对物块的支持力可能为零
C ．上述过程中小球的机械能守恒
D ．上述过程中小球重力的功率一直增大
11．如图所示，一个质量为m 的物体静置在倾角ɑ=30°固定光滑斜面底端，在平行于斜面向上的恒力F 作用下沿斜面加速运动，上升了高度h ，其加速度为14
g ，在此过程中
A ．物体动能增加了
12
mgh B ．物体动能增加了32
mgh C ．物体机械能增加了32mgh D ．物体克服重力做功mgh
三、实验题
12．某中学实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz.
(1)实验中木板略微倾斜，这样做________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车
做匀速运动
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同-位置再释放小车，把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，......；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出，根据第4次实验的纸带(如图2所示，图2
中的点皆为计时点)求得小车获得的速度为________m/s (保留三位有效数字)．
13．图甲为“验证机械能守恒定律”的装置图，实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.8m/s²，测得所用重物的质量为2.0kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图乙所示，那么：
(1)打点计时器打下点B时，物体的速度B v=________m/s(保留两位有效数字)；
(2)从起点O到计数点B的过程中重力势能减少量ΔE p=________J，此过程中物体动能的增加量△E k=_________ J；(g=9.8m/s²)(以上两空均保留两位有效数字)
(3)通过计算发现△E p≠ΔE k，这是因为_________________________________.
四、解答题
14．一辆质量为m的汽车，在牵引力F作用下由静止开始运动了x距离后关闭发动机，又运动了L距离后停了下来，求：汽车受到的阻力大小．
v水平抛出一个小球，小球落到星球表15．宇航员站在某星球表面，从高h处以初速度
面时，与抛出点的水平距离是L，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：该星球的质量M．
16．如图所示，一个质量m=4kg的物块以v=2m/s水平速度滑到一静止的平板车上，已知平板车质量M=16kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.1，其它摩擦不计(取
g=10m/s²)，求：
(1)当物块与平板车相对静止时，物块的速度及滑行时间；
(2)要使物块不能从平板车右端滑落，平板车至少多长．
17．如图所示，一质量m＝0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数μ＝0.1的水平轨道上的A点．现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P＝10.0 W．经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点以5m/s的速度沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器．已知轨道AB的长度L＝2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角α＝37°，圆形轨道的半径R＝0.5 m．(空气阻力可忽略，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：
(1) 滑块运动到D点时压力传感器的示数；
(2) 水平外力作用在滑块上的时间t.
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A. 做自由落体运动的物体具有向下大小为g 的加速度，物体处于完全失重状态，故A 正确；
B. 物体做自由落体运动的过程中，高度不断下降，根据重力势能公式E P =mgh ，可知，物体的重力势能不断减小，故B 正确；
C. 因只受重力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度为g ，保持不变，故C 正确；
D. 物体的速度变化量△v=gt，逐渐增大，故D 错误．
本题选择错误答案，故选D
2．A
【解析】72km/ℎ=20m/s ，当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，根据P =Fv =fv 知，所受阻力为f =P v =
3000020N =1500N ，B 正确．
3．C
【详解】
D ．卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有： 22222()mM v G m mr mr ma r r T
πω＝＝＝＝
可得线速度v ，可知线速度减为原来的12时，半径增加为原来的4倍，故D 正确； A ．向心加速度2GM a r
＝
知，半径增加为原来的4倍，向心加速度减小为原来的116，故A 错误；
C ．周期T =知，半径增加为原来的4倍，周期增加为原来的8倍，故C 错误；
B ．角速度ω知，半径增加为原来的4倍，角速度减小为原来的18倍，故B 错误． 故选D ．
4．B
【解析】
AB.对于v-t图来说，图像与横坐标所围面积代表物体位移，而由题甲乙两车在3T时刻相遇，T到3T时间段内甲的位移大于乙的位移，即甲车在乙车的后面，在T时刻，甲车仍在乙车后面，并未相遇，故A错误，B正确；
CD.对于v-t图，图像斜率大小代表加速度大小，正负代表加速度方向，由图可知，甲的斜率先正后负，但大小不变，故C错误，D错误．
故选 B.
5．C
【解析】
运动员对球做功转化为球的初始机械能，从球飞出到最高点，由机械能守恒可得：
W=E初=mgh+1
2
mv2=0.5×10×10+
1
2
×0.5×202=150J，运动员对足球做功为150J．
故选C
6．C
【详解】
AB．由于弹簧被压缩了2cm
x∆=，故弹簧的弹力
400N/m0.02m8N
F k x
=∆=⨯=
对于甲来说弹簧对它的力是向左的，大小为8N，而甲静止，则甲最大的静摩擦力为：
f甲=50N×0.25=12.5N>F
则甲静止，则甲受到的摩擦力与F等大方向
f甲=F=8N
故甲受到的摩擦力为8N，方向水平向右，选项AB均错误；
CD．对乙，其最大静摩擦力
f乙=60N×0.25=15N
它受向右的8N的弹力，还有向右的1N的拉力，故两力的合力大小为9N，方向水平向右，也小于其最大静摩擦力，乙也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N，方向水平向左，选项C正确，D错误。

故选C。

7．BD
【详解】
A．由公式
2
v F mg m R
+= 知，只有速度
v =时，小球在圆周最高点时所受的向心力为重力，A 错误；
B ．速度
v =时，小球在圆周最高点时绳子的拉力为零，B 正确；
C ．若小球刚好能在竖直平面内作圆周运动，则其在最高点的速率
v =C 错误；
D ．由公式
2
v F mg m R
-= 知小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球的重力，D 正确；
故选BD 。

【名师点睛】
在最高点和最低点，重力和绳子拉力的合力提供向心力，都指向圆心。

根据向心力公式，可求出最高点的最小速度；可知最低点的拉力大于重力。

8．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．
9．BD
【解析】
A. 物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，根据v=rω，则v 1>v 3，
卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据2
2GMm v m r r
=，解得v =知轨道半径越大，线速度越小，则v 2>v 1.所以v 2>v 1>v 3，故A 错误；
B. 物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，
根据ω=知轨道半径越大，角速度越小，则ω2>ω1.所以ω1=ω3<ω2，故B 正确； C. 物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，而加速度a=rω2， 则a 1>a 3，
卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据
2GMm ma r =，2GM a r =，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a 2>a 1，
所以a 2>a 1>a 3，故C 错误，D 正确；
故选BD.
点睛：题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动的物体3、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星1；物体3与近地卫星2转动半径相同，物体3与同步卫星1转动周期相同，近地卫星2与同步卫星1同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．
10．AC
【详解】
A ．小球刚释放时，小球速度为零，此时绳子的拉力为零，对物块分析可知，受到的摩擦力为零，故A 正确；
B ．小球运动到最低点时，若地面对物块的支持力为零，此时绳子的拉力对物块有向右的分力，不可能静止，故B 错误；
C ．在下落过程中，只有重力做正功，小球机械能守恒，故C 正确；
D ．刚释放时，速度为零，小球重力的功率为零，到达最底端时，沿重力方向的速度为0，故重力的功率为零，故功率先增大后减小，故D 错误。

故选AC 。

【点睛】
对小球的运动过程分析，然后对物体进行受力分析，根据物块始终处于静止即可判断，根据重力做功的情况分析重力势能的变化情况；根据功率公式确定重力在初末状态的功率，从而确定功率的变化情况。

11．ACD
【解析】
AB ．沿斜面加速运动，上升高度h 时物体的速度22124sin 30h v g gh =⨯
⨯=，物体增加的动能E k = 21122
mv mgh =，故A 正确，B 错误； C ．物体重力势能增加了mgh ，动能增加了12mgh ，所以机械能增加了32
mgh ，故C 正确； D ．物体上升高度h ，克服重力做功mgh ，故D 正确．
故选ACD.
12．（1）CD （2）2.00
【解析】
(1)使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB 错误，CD 正确；
故选CD.
(2)各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm 时做匀速直线运动，t=1/f=1/50=0.02s ，
利用公式：v=x/t 可得：v=0.04/0.02=2.00m/s.
点睛：根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响．分析答题；根据纸袋上的数据可以判定，各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，利用公式：v ＝x/t 可得出结论．
13．（1）0.98 （2）0.98； 0.96； （3）重物克服阻力做功
【解析】
(1)利用匀变速直线运动的推论
v B = 0.07060.0314220.02
AC x T -=⨯=0.98m/s ； (2)重物由O 点运动到B 点时，重物的重力势能的减少量△E p =mgh=2.0×9.8×0.0501J=0.98J. E kB =
212B mv =0.96J (3)由上数据可知，△E p >△E k ，原因是下落时存在阻力做功；
14．Fx f x L
=
+ 【解析】
【详解】
加速过程由动能定理： 212
Fx fx mv -=
减速过程由动能定理 2012
m fL v -=- 解得：
Fx f x L
=
+ 15．22022hR v M GL = 【详解】
小球平抛过程
212
h gt = 0L v t =
以星球表面物体m 为研究对象：
2
GMm mg R = 解得：
22022hR v M GL
= 点睛：由平抛运动的水平、竖直方向的规律可求出星球表面的重力加速度g ，根据重力等于万有引力，可求星球的质量．
16．（1）0.4m/s ，1.6s ； （2）1.6m ；
【详解】
（1）对物块由牛顿第二定律：
μmg=ma1
v′=v−at
对车由牛顿第二定律：
μmg=Ma2
v′=a2t
解得：
v′=0.4m/s，t=1.6s；（2）由功能关系：
μmgL=1
mv2−
1
（m+M）v′2
解得
L= 1.6m
点睛：根据牛顿第二定律分别求出物块和小车的加速度，根据速度时间关系和位移时间关系求出物块与平板车相对静止时，物块的速度及滑行时间；由功能关系求出物块刚好不能从平板车右端滑落时平板车的长度．
17．（1）25.6 N （2）0.4s
【解析】
试题分析：（1）滑块由C点运动到D点的过程，机械能守恒：
滑块在D点的速度
在D点，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律，有：
滑块受到的支持力
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力，方向竖直向下
（2）滑块离开B点后做平抛运动，恰好在C点沿切线方向进入圆弧形轨道
由几何关系可知，滑块运动在B点的速度为
滑块由A点运动B点的过程，根据动能定理，有：解得：水平外力作用在滑块上的时间
考点：动能定理，圆周运动的规律，机械能守恒定律。