海南省海南枫叶国际学校2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）

海南省海南枫叶国际学校 2019-2021 学年高一物理下学期期中试题 （含解析） 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】做曲线运动的物体，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动， 速度一定是改变的；而做曲线运动的物体受到的合力、加速度以及速率都可以不变，如平抛 运动的合力与加速度不变，匀速圆周运动的速率不变，故 A、C、D 错误，B 正确； 故选 B。 2. 一船在静水中的速度是 10m/s，要渡过宽为 240m、水流速度为 8m/s 的河流，则下列说法 中正确的是（ ） A. 此船不可能垂直到达正对岸 B. 船垂直到达正对岸的实际航行速度 是 6m/s C. 此船过河的最短时间 30s D. 船头的指向与上游河岸的夹角为 53船可以垂直到达正对岸 【答案】B 【解析】 【分析】 船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实 际运动是这两个分运动的合运动，当船头指向不同，合速度不同，轨迹也不同，由于合运动 的时间等于沿船头方向分运动的时间，故渡河时间与水流速度无关，只与船头指向和船在静 水中速度有关 【详解】船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线 运动，实际运动是这两个分运动的合运动，由于船速大于水速，合速度可能与河岸垂直，可 能垂直到达正对岸，故 A 错误；根据速度的合成可得船垂直到达正对岸的实际航行速度是： ，故 B 正确；由于合运动的时间等于沿船头方向分运动的时间， 2108/6/vms 故当船头指向垂直与河岸时，沿船头指向分位移最小，渡河时间最短为： ，故 C 错误；船可以垂直到达正对岸时令船头的指向与上游河岸的 min240=1dtsv船 夹角为 ，则有： ，解得： ，故 D 错误所以 B 正确，ACD 错 84=105vco水船 037 误 【点睛】本题关键是将实际运动沿船头指向和水流方向进行分解，根据合运动与分运动的同 时性、独立性、等效性和同一性分析求解 3. 关于平抛运动，下列说法中正确的是（） A. 平抛运动是匀速直线运动 B. 平抛运动不是匀变速运动 C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体，最后落地时的速度方向一定竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】ABC平抛运动的初速度与合外力方向垂直，且加速度恒定为 g，是匀变速曲线运动， AB 错误，C 正确； D做平抛运动的物体，最后落地时由于有水平速度，则速度方向一定不是竖直向下，D 错误。 故选 C。 4. 如图， x 轴在水平地面内， y 轴沿竖直方向。图中画出了 3 个小球 a、 b、 c 做平抛运动的 运动轨迹。不计空气阻力，则（） A. a 的初速度比 b 的大 B. b 的落地速度比 c 小 C. a 的飞行时间比 b 的长 D. c 的初速度比 b 的大 【答案】A 【解析】 【详解】由图象可以看出， bc 两个小球的抛出高度相同， a 的抛出高度最小，根据2htg 可知， a 的运动时间最短， bc 运动时间相等；由图象可以看出， abc 三个小球的水平位移关 系为 a 最大， c 最小，根据 0 xvt 所以 a 的初速度最大， c 的初速度最小； bc 落地的速度 20gh 因 b 的初速度比 c 大，则 b 的落地速度比 c 大；故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 5. 甲沿着半径为 R 的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为 2R 的圆周跑道匀速跑步，在相同的 时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为 、 2和 v1、v 2，则1 ( ) A. 1 2，v 1v 2 B. 1 2，v 1v 2 C. 1 2，v 1v 2 D. 1 2，v 1v 2 【答案】A 【解析】 根据定义可知甲线速度的大小： ，角速度为： ，乙的线速度大小1 2Rvt12t ，角速度为： ，由此可知：所以 1= 2， v1 v2，故 A 正确， BCD 错2 4Rvt2t 误 6. 一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离 s，再使物体向左滑动距离 s， 正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为 Ff，则整个过程中摩擦力做功为() A. 0 B. 2 Ffs C. Ffs D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，物体运动过程可分两段，两段内摩擦力做功均为负功，为 ，fWFs 则全程摩擦力所做的功 ，故 B 正确，A、C、D 错误；2fWFs总 故选 B 【点睛】分析摩擦力的做功情况，分段求出摩擦力所做的功，再由求全程中摩擦力所做的总 功 7. 如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一小球从离弹簧一定高度处由静 止释放，在小球从开始接触弹簧到向下运动到最低点的过程中，下列判断正确的是（） A. 小球动能一直在减小 B. 小球重力势能一直在增加 C. 弹簧弹性势能一直在增加 D. 弹簧弹力先做负功后做正功 【答案】C 【解析】 【详解】从小球接触弹簧开始，开始时重力大于弹力，合力向下，向下做加速度逐渐减小的 加速运动，运动到某个位置时，弹力和重力相等，合力为零，加速度为零，速度最大，再向 下运动过程中，弹力大于重力，做加速度增大的减速运动，直到停止，故小球的动能先增加 后减小，重力势能一直减小，弹簧弹力一直做负功，则弹性势能一直变大，故 ABD 错误，C 正确； 故选 C。 8. 如图所示，运动员把质量为 m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为 h， 在最高点时的速度为 v，不计空气阻力，重力加速度为 g，则运动员踢球时对足球做的功为 （） A. mv2 B. mgh C. mgh+ mv2 D. mgh+mv2 1 1 【答案】C 【解析】 【详解】足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒， 足球到达最高点时，机械能为 E=mgh+ mv2，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的 1 机械能为 E=mgh+ mv2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球 1 做功：W=mgh+ mv2，故 ABD 错误，C 正确；故选 C 【点睛】本题可以对踢球的过程运用动能定理，足球动能的增加量等于小明做的功；同时足 球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒 二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有 多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 关于匀速圆周运动 的 说法，正确的是（） A. 匀速圆周运动的速度大小不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度 B. 匀速圆周运动的速度大小不变但方向时刻在变，所以有加速度 C. 匀速圆周运动 的 加速度的大小保持不变，所以是匀变速曲线运动 D. 匀速圆周运动的加速度的方向始终指向圆心在改变，所以不是匀变速运动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB匀速圆周运动的速度大小不变，但是方向不断改变，所以做匀速圆周运动的物 体有加速度，A 错误，B 正确； CD匀速圆周运动的加速度虽然大小不变，但是方向始终指向圆心在改变，所以不是匀变速 曲线运动，C 错误，D 正确。 故选 BD。 10. 如图所示，A 是静止在赤道上的物体，B、C 是同一平面内两颗人造卫星。B 位于离地高 度等于地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星，它们的旋转方向相同。已知地表的重力 加速度为 g，地球半径为 以下判断正确的是（）R。 A. C 的线速度一定小于 B 的线速度 B. C 的线速度一定大于 B 的线速度 C. C 的向心加速度一定小于 B 的向心加速度 D. C 的向心加速度一定大于 B 的向心加速度 【答案】AC 【解析】 【详解】AB万有引力提供向心力有 22GmMvr 得 vr 由于 C 的轨道半径大于 B 的，则 C 的线速度一定小于 B 的线速度，故 A 正确，B 错误； CD万有引力提供向心力有 2GmMar 得 2r 由于 C 的轨道半径大于 B 的，则 C 的向心加速度一定小于 B 的向心加速度，故 C 正确，D 错 误。 故选 AC。 11. 据报道：我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”于 2007 年在西昌卫星发射中心由“长 征三号甲”运载火箭发射升空。假设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。若已知该卫 星的运行周期、月球的半径、万有引力常量，则可求出 （ ） A. 月球的质量 B. 月球的密度 C. 探测卫星的质量 D. 月球表面的重力加速度 【答案】ABD 【解析】 【详解】卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，则卫星的运行半径等于月球的半径。 A已知卫星的运行周期 T、月球的半径 R、万有引力常量 G，据224MmGT 可求出月球的质量 M。故 A 项正确； B据月球的质量和月球的半径，结合 34R 可求出月球的密度。故 B 项正确； C根据 224MmGRT 等式左右两边的卫星质量被消去，求不出卫星的质量。故 C 项错误； D据月球的质量和月球的半径，结合 2gR 可求出月球表面的重力加速度。故 D 项正确。 故选 ABD。 12. 质量为 2kg 的物体被人由静止开始向上提升 2.5m 后速度达到 2m/s， g 取 10m/s2，则下 列判断正确的是（） A. 人对物体做的功是 50J B. 合外力对物体做功 4J C. 物体克服重力做功 50J D. 人对物体做的功等于物体增加的机 械能 【答案】BCD 【解析】 【详解】A物体向上做匀加速直线运动，物体的初速度的大小为 0，位移的大小为 2.5m， 末速度的大小为 2m/s，根据 v2-0=2ax 解得加速度 a=0.8m/s2 由牛顿第二定律可得 F-mg=ma 所以 F=mg+ma=21.6N 人对物体做功为 W=Fx=54J 故 A 错误； B合外力对物体做功 W 合 =F 合 x=max=20.82.5J=4J 故 B 正确； C重力做功为 WG=-mgh=-50J 所以物体克服重力做功为 50J，故 C 正确； D根据功能关系可知人对物体做的功等于物体增加的机械能，故 D 正确。 故选 BCD。 13. 如图所示为质量为 m 的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像， Oa 段为过原点的倾斜 直线， ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段， bc 段是与 ab 段相切的水平直线，则下述说 法正确的是（） A. 0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. t1t2时间内汽车牵引力做功为 mv22 mv12 C. t1t2时间内的平均速度大于 （ v1 v2） D. 在全过程中， t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 【答案】CD 【解析】 【详解】A0 t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力 F 大小恒定，但汽车的速度 v 逐渐增大， 所以其功率逐渐增大，选项 A 错误； B在 t1t2时间内，牵引力做正功，摩擦力做负功，合外力做功之和等于动能的改变量，所 以选项 B 错误； C根据“面积”法求位移， t1t2时间内汽车的位移 121svt 所以平均速度 122svvt 选项 C 正确； D在全过程中 t1时刻的斜率最大，加速度 a1也最大，根据 F1=f ma1 可知，此时牵引力 F1最大，此时刻的功率 P1也是在 0t1时间内最大的，在 t1时刻之后，汽 车的功率保持 P1不变，所以 P1是整个过程中的最大值，在 t2t3时间内牵引力等于摩擦力， 牵引力最小，所以选项 D 正确。 故选 CD。 三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演 算过程。 14. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球 A、B 处于同一高 度时，用小锤轻击弹性金属片，使 A 球水平飞出，同时 B 球被松开。他观察到的现象是：小 球 A、B_（填“同时”或“不同时” ）落地；让 A、B 球恢复初始状态，用较大的力敲击 弹性金属片，A 球在空中运动的时间将_（填“变长” 、 “不变”或“变短” ） ；上述现象 说明：平抛运动的时间与_大小无关，平抛运动的竖直分运动是_运动。 【答案】 (1). 同时 (2). 不变 (3). 初速度 (4). 自由落体 【解析】 【详解】1小锤轻击弹性金属片时，A 球做抛运动，同时 B 球做自由落体运动，通过实验可 以观察到它们同时落地； 2用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运 动时间仍不变； 34上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向 上做自由落体运动 15. 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源，可以提供输出 电压为 6V 的交流电和直流电，交电流频率为 50Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时 器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A按照图示的装置安装器材 B将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C用天平测出重锤的质量 D先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带 E测量纸带点间的距离 F根据测量点间的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能否等于其增加的功能 其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_（均填步骤前的选项字母） （2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其 中 O 点为起始点， A、 B、 C、 D、 E、 F 为六个计数点。根据纸带上的测量数据，可得出打 C 点 时重锤的速度为_m/s。 （保留 2 位有效数字） （3）他根据纸带上的数据算出各点的速度 v，量出下落距离 h，并根 为纵轴、 h 为横轴画 2v 出的图像应是图中的_（选填项字母） 。 A. B. C. D. （4）已知重锤质量为 m， O 到 C 的间距为 hoc， C 点的速度为 vc，若选取 O 到 C 这一过程验证 机械能守恒定律，则需要验证的表达式为（用字母表示）_。 【答案】 (1). C (2). BD (3). 2.0 (4). C (5). 21ocghv 【解析】 【详解】(1)1 2B打点计时器应接在交流电源上，因此 B 选项将打点计时器接到电源 的 “直流输出”错误，应接在“交流输出”上，故 B 错误，操作不当。 C因为本实验是比较 mgh、 的大小关系，故 m 可约去比较，不需要用天平，故 C 没有 21mv 必要。 D应先接通电源再释放纸带，故 D 操作不当。 故实验中没必要的操作是 C；操作不当的步骤是 BD。 (2)3匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出 C 点 的速度大小为 2C25.9017.8m/s.0/BDxvT (3)4重锤做自由落体运动，根据 2vgh 化简得 2 他继续根据纸带算出各点 的 速度 v，量出下落距离 h，并以 为纵轴、以 h 为横轴画出的图 2v 象，图象的斜率 kg 所以图象是一条过原点的倾斜直线，故选 C。 (4) 5选取 O 到 C 这一过程验证机械能守恒定律，则需要验证的表达式为 21occmghv 即 2oc 四、计算题：本题共 3 小题，共 38 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要 的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 一只鸟在距水面 20m 的上空以 5m/s 的速度水平飞行。突然它叼着的一条 0.1kg 的鱼从 口中掉落。不计空气阻力 g 取 10m/s2，求： （1）鱼从脱离到落至水面所用的时间； （2）鱼从脱离到撞击水面的过程中，水平方向的位移大小。 【答案】 （1）2s；（2）10m 【解析】 【详解】 （1）根据平抛运动规律 h= 21gt 得 20s21tg （2）鱼从脱离到撞击水面的过程中，水平方向的位移 x=vt=52m=10m 17. 如图所示，粗糙水平地面与半径为 R=0.5m 的粗糙半圆轨道 BCD 相连接，且在同一竖直 平面内， O 是 BCD 的圆心， BOD 在同一竖直线上。质量为 m=1kg 的小物块在水平恒力 F=15N 的作用下，从 A 点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到 B 点时撤去 F，小物块沿 半圆轨道运动恰好能通过 D 点，已知 A、 B 间的距离为 3m，小物块与地面间的动摩擦因数为 0.3，重力加速度 g 取 10m/s2。求： （1）小物块到达 D 时的速度 vD； （2）小物块运动到 B 点时所受圆轨道支持力的大小； （3）小物块由 B 点到 D 过程，摩擦力做的功。 【答案】 （1） m/s；（2）154N；（3）-23.5J5 【解析】 【详解】 （1）因为小物块恰能通过 D 点，所以在 D 点小物块所受的重力等于向心力，即2vmgR 可得 vD= m/s5 （2）小物块在水平面上从 A 运动到 B 过程中，根据动能定理，有 （ F-mg ） xAB= mvB2-0 1 解得 6m/sBv 在 B 点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得 2BNgR 联立解得小物块运动到 B 点时轨道对物块的支持力为 N=154N （3）小物块由 B 点到 D 过程，由动能定理 2212fDBmgRWvm 摩擦力做的功 3.5Jf 18. 汽车发动机的最大功率为 ，汽车的质量为 汽车在足够长的水60Pk 32.01kg 平路面从静止以 的加速度先做匀加速直线运动，当小车牵引力的功率达到最大 21./ams 时，保持最大功率不变变加速运动了 后小车的速度达到最大 ，已知汽车在行驶2tsmv 中所受路面阻力恒定为重力的 0.1 倍，重力加速度取 求： 210/gs （1）汽车在水平路面能达到的最大速度大小 ；mv （2）汽车在水平路面做匀加速运动能维持的时间 ；1t （3）汽车的瞬时速度为 时，汽车的加速度 大小；sincosinAC2a （4）小车在加速运动过程中的总位移 s 的大小 【答案】 （1） （2） （3） （4） 30/ms1520./m375 【解析】 【分析】 （1）当汽车的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大，根据 P=fv 求出汽车的最大速度； （2）根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合 P=Fv 求出匀加速运动的末速度，根据速度 时间公式求出汽车匀加速运动的时间； （3）根据 P=Fv 求得牵引力，根据牛顿第二定律求得加速度； （4）在匀加速阶段，根据运动学公式求得位移，达到额定功率后，整个过程中根据动能定 理求得通过的位移； 【详解】由题意知： 0.12fmgN （1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大，为： mPFvf 最大速度为： ； 43610/2.mvs （2）匀加速阶段，由牛顿第二定律得： 11fa 达到最大功率为： 1PFv 代入数据有： ， ，由 得匀加速时间为： ； 140N5/ms1vt15ts （3）当 时，有： ，代入数据解得：sincosinAC2PF240FN 由牛顿第二定律得： ，可以得到加速度为：22Ffa20./ams （4）匀加速位移为： 1.5vsm 变加速过程，由动能定理得： 22211Ptfsv 代入数据得： 26.5s 加速运动过程中的总位移为： 12375sm 【点睛】本题考查了汽车以恒定加速度启动问题，知道汽车在整个过程中的运动规律，结合 牛顿第二定律、运动学公式和功率的公式进行求解