【物理】北京市延庆区2019-2020学年高一下学期期末考试试题（解析版）
北京市延庆区2019-2020学年高一下学期期末考试试题
第Ⅰ卷
一、单项选择题（每小题3分 共45分）下列各题给出的四个答案中只有一个答案是正确的，请将正确答案选出。
1.如图所示，一物体从地面上A点抛出后仅在重力的作用下落至地面的B点，则运动过程中物体在最高点的速度方向是（ ）
A. 水平向左 B. 水平向右
C. 竖直向上 D. 竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】由于物体做斜抛运动，将运动分解到水平方向和竖直方向，水平方向做匀速运动，在最高中点时，竖直速度减小到零，因此在最高点，速度水平向右，B正确，ACD错误。
2.一物体做曲线运动，关于物体的速度、加速度及受力下列说法错误的是（ ）
A. 速度方向时刻改变
B. 加速度方向与速度方向一定不共线
C. 受力方向与速度方向一定不共线
D. 物体所受合力可能为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度方向时刻改变，故A正确，不符合题意；
BC．物体做曲线运动，受力方向与速度方向一定不共线，加速度方向与速度方向一定不共线，故BC正确，不符合题意；
D．物体做曲线运动，加速度一定不为零，则所受合力一定不为零，故D错误，符合题意。
3.一物体沿着相互垂直的x轴和y轴同时参与两个加速度不同的匀加速直线运动，关于合运动下列说法正确的是（ ）
A. 若物体的初速度为零，则合运动一定是匀加速直线运动
B. 若物体的初速度为零，则合运动一定是匀加速曲线运动
C. 若物体的初速度不为零，则合运动一定是匀加速直线运动
D. 若物体的初速度不为零，则合运动一定是匀加速曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】物体曲线运动的条件是合力的方向与运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。
AB．若初速度为零，x轴和y轴同时参与两个加速度不同的匀加速直线运动，但合加速度确定，即合力恒定不变，又初速度为零，相当于做初速度为零的匀加速直线运动，A正确，B错误；
CD．若初速度不为零，当沿x轴和y轴的两个分力的合力与初速度方向在一条直线上时，做匀加速直线运动，不在一条直线上时做匀加速曲线运动，由于没有确定初速度方向与合力方向关系，因此无法确定物体做曲线运动还是直线运动，CD错误。
4.设以初速度v0做平抛运动的物体竖直分位移与水平分位移的比值为k，运动时间为t，则下列说法正确的是（ ）
A. k与t成正比 B. k与t成反比
C. k与t2成正比 D. k是定值与t无关
【答案】A
【解析】
【详解】平抛运动在竖直方向的位移
水平方向的位移
由题意可知
可知k与t成正比，A正确，BCD错误。
故选A
5.将一个小球以初速度v0水平抛出，经时间t1小球的水平分速度和竖直分速度恰好大小相等，从抛出时刻经时间t2小球的水平分位移和竖直分位移恰好大小相等，忽略空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
A t1=t2 B. t1>t2 C. t1
W2
B. E1> E2 W1= W2
C. E1= E2 W1= W2
D. E1> E2 W1> W2
【答案】B
【解析】
【详解】由于下落的过程中，机械能守恒，若以地面为零势面，小球在M点时的机械能
若以桌面为零势面，小球在M点时的机械能
因此
无论那种情况，从N点到M点重力做功均为，即
因此B正确，ACD错误。
故选B。
13.对动能定理的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 物体所受合力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化
B. 某一个力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化
C. 因为重力做功改变重力势能，因此动能定理中的功不包括重力的功
D. 动能定理的研究对象是系统，因此对于单个物体动能定理不适用
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据动能定理，物体所受合力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化，而不是某一个力在一个过程中对物体做的功，A正确，B错误；
C．动能定理中的功包括物体所受的各种力所做的功，其中也包括重力做的功，C错误；
D．动能定理的研究对象往往是一个物体，如果对象是一个系统，动能定理不能简单的应用，还要注意系统内力做功有可能不为零，D错误。
14.如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹、比较两球的落地时间，并在不同的高度重复实验。我们发现每次实验两球都同时落地。这个实验能直接得到的结论是（ ）
A. 平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动
B. 平抛运动的加速度和自由落体加速度相等
C. 自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同
D. 自由落体的速度和平抛运动的速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】由于无论高度如何，两个小球都同时落地，因此直接结论就是相同时间内下落的高度相同，推论就是平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，从而可以推得平抛运动在竖直方向上的加速度就是自由落体加速度，故C正确，ABD错误。
故选C。
15.如图所示，光滑圆弧轨道AB与粗糙水平面BC平滑链接，一个小球从圆弧轨道的A点释放，经圆弧轨道AB和平面BC后从C点飞出，落在地面上D点，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B的过程机械能守恒
B. 从B到C的过程机械能守恒
C. 从C到D的过程机械能不守恒
D. 从A到D的整个过程机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】机械能守恒的条件只有重力做功，没有其它力做功，机械能守恒。
A．从A到B的过程中，只有重力做功，没有摩擦阻力，因此机械能守恒，A正确；
B．从B到C的过程中，摩擦阻力做负功，机械能减小，B错误；
C．从C到D的过程中，只有重力做功，机械能守恒，C错误；
D．从A到D的整个过程中，由于摩擦力做负功，机械能减小，D错误。
第Ⅱ卷
二、实验题（10分）
16.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05 s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。（当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m = 0.2 kg，结果保留3位有效数字）
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5 = ________m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp = _____J，动能减少量ΔEk = ____J；
（3）在误差允许范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp_____ΔEk（选填“>”、“<”或“=”），造成这种结果的主要原因是_________。
【答案】 (1). 3.48 (2). 1.24 . 1.28 (3). < 存在空气阻力
【解析】
【详解】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有
（2）重力势能的增加量
在t2时刻小球的速度
则从t2到t5时间内，动能的减小量为
（3）由上述计算得ΔEp < ΔEk，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能。
三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤（共45分）
17.延庆“创城”正在进行中，开车不违章，特别是在桥梁、隧道等路段不可超速。一辆质量是m=1000kg的小汽车以规定的速度v=10m/s通过一个半径为R=100m的拱桥，当汽车行驶到拱桥最高点时。（g=10m/s2）求：
（1）小汽车的加速度大小和方向。
（2）桥面对汽车的支持力大小。
【答案】（1）1m/s2，方向竖直向下；（2）9000N
【解析】
【详解】(1)根据
加速度
方向竖直向下。
(2)根据牛顿第二定律
解得
18.新冠疫情给全世界带来了灾难，我国的抗疫取得了显著成效，已经基本复工复产。特别是航天事业进展稳步。根据新闻报道：我国将在2020年7、8月用长征五号火箭来执行首次火星探测任务。如果火星的质量为M，半径是R，万有引力常量为G，探测卫星在火星表面附近环绕火星飞行时，求：
(1)探测卫星的飞行速度；
(2)探测卫星绕火星运行一圈所用时间。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)根据
解得运动速度
(2)根据
解得运动周期
19.如图所示，光滑曲线轨道ABCD，其中BC段水平，一质量为m=0.5kg的小球从轨道上距水平面BC高为h=0.8m的A点由静止释放，沿轨道滑至D点后飞出，最终落至水平轨道BC上的一点E，（g=10m/s2）求：
（1）小球滑至C点时的速度；
（2）小球落至E点时的动能。
【答案】（1）4m/s；（2）4J
【解析】
【详解】(1)从A到C的过程中，满足机械能守恒
解得
(2)整个过程中机械能守恒，因此
解得
20.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s．从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示．求：
(1)在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功W1、W2；
(2)前两秒内力F的总功WF及滑块所受合力的功W．
【答案】(1) 0.5 J －1.5 J (2) －1.0 J (3) 0
【解析】
试题分析：据图象知道物体的运动情况和受力情况，利用图象的意义求出位移，再求出功；利用功的代数和知识求出总功，利用动能定理求出合外力的功．
(1) 根据v-t图象的“面积”求出：第1秒内滑块的位移为x1＝0.5 m
第2秒内滑块的位移为x2＝－0.5 m
由W＝Fxcosα可得，W1＝0.5 J W2＝－1.5 J．
(2)前2秒内力F的总功WF＝W1＋W2＝－1.0 J
由动能定理可求合力的功
21.垃圾分类势在必行，在处理过程中，需要把分拣出来的某种可回收垃圾装入货箱集中处理。一个垃圾处理站用如图所示的水平传送带AB和斜面BC将装入货箱的某种可回收垃圾运送到斜面的顶端。传送带AB的长度L=11 m，上表面保持匀速向右运行，运行的速度v=12 m/s。传送带B端靠近倾角q=37°的斜面底端，斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各有一个机器人，A处机器人每隔Dt=1.0s将一个质量m=10 kg的货箱（可视为质点）轻放在传送带A端，货箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零，C点处机器人立刻将货箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0 m，传送带与货箱之间的动摩擦因数μ0=0.55，货箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的，g=10 m/s2（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求：
（1）斜面与货箱之间的动摩擦因数μ；
（2）从第一个货箱放上传送带A端开始计时，在t0=3.0s的时间内，所有货箱与传送带的摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）0.5；（2）1938.75J
【解析】
【详解】(1)假设货箱在传送带上一直加速运动，根据牛顿第二定律
从A到B所用时间，根据
解得
到达B点的速度
由于
假设成立，货箱在传送带上一直加速运动，转过B到达斜面底端时，由题意可知
在斜面减速上升过程中，根据动能定理
解得
(2)3s时间内，第一个货箱已越过B点，第二个货箱恰好到达B点，第三个货箱在传送带上运动时间为1s，因此
所有货箱与传送带的摩擦产生的热量
