【物理】福建省宁德市2018-2019学年高一下学期期末质量检测试题 （解析版）

【物理】福建省宁德市2018-2019学年高一下学期期末质量检测试题 （解析版）

福建省宁德市2018—2019学年第二学期期末高一质量检测 物理试题 第Ⅰ卷（选择题 共48分）‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.下列说法正确的是 A. 爱因斯坦建立了相对论 B. 开普勒发现万有引力定律 C. 牛顿测出了万有引力常量 D. 卡文迪许发现行星运动三大定律 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A.爱因斯坦建立了相对论，故A正确 B.牛顿发现万有引力定律，故B错误 C.卡文迪许测出了万有引力常量，故C错误。‎ D.开普勒发现行星运动三大定律，故D错误。‎ ‎2.下列物体的运动过程，满足机械能守恒的是 A. 火箭加速上升 B. 潜水运动员在水中匀速下落 C. 物体从空中自由下落（不计空气阻力）‎ D. 游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A.火箭加速上升时，动能增大，重力势能增大，故机械能增大，故A错误；‎ B.潜水运动员在水中匀速下落，动能不变，重力势能减小，故总机械能减小，故B错误；‎ C.物体从空中自由下落（不计空气阻力）时只有重力做功，机械能守恒，故C正确；‎ D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动时，动能不变，重力势能改变，故机械能不守恒，故D错误。‎ ‎3.在光滑的水平面上，质量为m的小球在细绳拉力作用下，以速度v做半径为R的匀速圆周运动，小球向心加速度大小和所受拉力大小分别是 A. ， B. ， C. ， D. ，‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 小球所受的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，向心加速度，故选B。‎ ‎4.如图所示，物体在大小为10N、方向与水平地面成角的拉力F作用下，水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功是 A. 20J B. 30J C. J D. 60J ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据做功公式有：J，故选B。‎ ‎5.小球在光滑的水平桌面上以速度v做匀速直线运动，当它受到沿桌面向外的水平力F作用时，如图所示，小球运动的轨迹可能是 A. Oa B. Ob C. Oc D. Od ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由图可知，在没有受到外力作用时小球在水平桌面上做匀速直线运动，当有外力作用时，并且力的方向向下，应该指向圆弧的内侧，故小球的运动方向可能是Od；故选D。‎ ‎6.一艘小船船头垂直河岸航行，船行驶到河中间，水流速度突然变为原来的2倍，过河时间将 A. 保持不变 B. 变为原来的2倍 C. 缩短为原来的 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 船沿河的运动和垂直于河岸的运动相互独立，因此当水速突然增大时，在垂直河岸方向上的运动速度不变，所以横渡的时间不变。故选A。‎ ‎7.如图所示，两个相同的小球A、B离地面高度相同，A沿光滑斜面静止下滑，B自由下落，不计空气阻力。两球到达地面的过程中，下列说法正确的是 A. 两球重力做的功不相等 B. 落地时两球的动能不相等 C. 两球重力做功的平均功率相等 D. 落地时两球重力做功的瞬时功率不相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A.根据，知重力对两球做功相同。故A错误；‎ B.根据动能定理两球下落时都只有重力做功，且重力做功相同，则落地时两球的动能相等，故B错误；‎ C.在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度，且沿斜面方向的位移大于竖方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，而重力做功相同，故重力做功平均功率不同，故C错误；‎ D.‎ 两球落地时的速率相同，自由下落的球速度在重力方向，沿斜面下滑的球速度沿斜面方向，重力的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积，故可知，B球的瞬时功率大于A球的瞬时功率，故D正确。‎ ‎8.如图所示，a、b两颗人造卫星绕地球运行，下列说法正确的是 A. a的周期大于b的周期 B. a的加速度小于b的加速度 C. a的角速度大于b的角速度 D. a的运行速度大于第一宇宙速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A.根据万有引力提供向心力，则有：，解得：，‎ a的轨道半径小，周期小，故A错误；‎ B.根据万有引力提供向心力，则有：，解得：，a的轨道半径小，加速度大，故B错误；‎ C.根据万有引力提供向心力，则有：，解得：，a的轨道半径小，角速度大，故C正确；‎ D.所有圆轨道卫星的运行速度均小于等于第一宇宙速度，故D错误。‎ ‎9.关于物体做竖直上抛运动，下列说法正确的是 A. 物体先后经过同一位置，速度大小相同 B. 物体到达最高点时，速度为零，加速度也为零 C. 物体下降过程可看做自由落体运动 D. 从抛出点上升到最高点的时间大于从最高点返回抛出点的时间 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A.物体做竖直上抛运动，先后经过同一位置，速度大小相同，方向相反，故A正确。‎ B.物体到达最高点时，速度为零，加速度为g，故B错误。‎ C.物体下降过程初速度为零，只受重力，做自由落体运动，故C正确。‎ D.根据对称性可知，从抛出点上升到最高点的时间与从最高点返回抛出点的时间相等，故D错误。‎ ‎10.小宏同学用力把质量为4kg的物体由静止向上提高1m，物体获得2m/s的速度，下列说法正确的是（g取10m/s2）‎ A. 物体动能增加了8J B. 物体重力势能增加了40 J C. 人对物体做的功为8J D. 合外力对物体做的功为48J ‎【答案】AB ‎【解析】‎ A.物体动能的增加量J，故A正确；‎ B.物体重力势能的增加量J，故B正确；‎ C.人对物体做的功等于物体机械能的增加量，则有：J，故C错误；‎ D.根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，则有：J，‎ 故D错误。‎ ‎11.质量为m的汽车在平直路面上以恒定加速度起动，起动过程的速度随时间变化图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率恒为P，整个运动过程中汽车所受阻力不变，下列说法正确的是 A. 0～t1时间内，汽车的牵引力不变 B. 0～t1时间内，汽车的牵引力功率增大 C. t1～t2时间内，汽车的平均速度 D. t1～t2时间内，汽车克服阻力做的功为 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A.由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，由图可知加速度，根据牛顿第二定律：，则有：，阻力不变，所以牵引力不变，故A正确；‎ B.在0～t1时间内，物体做匀加速直线运动，则，根据P=Fv，则汽车牵引力功率为，所以功率随时间在均匀增大，故B正确；‎ C.由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，时间内，汽车做加速度减小的加速运动，所以这段时间的位移大于汽车在这段时间做匀加速直线运动的位移，所以汽车的平均速度大于，故C错误；‎ D.在t1～t2时间内，根据动能定理有：，解得汽车克服阻力做的功为：，故D正确。‎ ‎12.如图所示，长为L轻绳拴着一个质量为m的小球，绕着固定点O在竖直平面内做完整的圆周运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球通过最高点时速度可能为零 B. 小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零 C. 小球通过最低点时速度的最小值等于 D. 小球通过最低点时轻绳拉力的最小值等于 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ AB.小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，由重力提供向心力，则有：‎ ‎，解得：，即为小球通过最高点的最小速度。故A错误，B正确；‎ CD.从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，则有：，解得：小球能通过最高点时最低点的最小速度为，在最低点，由牛顿第二定律得：‎ ‎，解得：绳子在最低点的最小拉力为，故C错误，D正确。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共52分）‎ 二、实验题（本题有2小题，每空2分，共14分）‎ ‎13.如图是“探究平抛运动规律”的实验装置图，可通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。‎ ‎（1）实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、铁架台之外，还需要的器材是________‎ A.直尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧秤 ‎（2）下列说法不正确的是________‎ A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次释放小球的初始位置可以任意选择 C.小球应选用密度大、体积小的钢球 D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎【答案】 (1). A (2). B ‎【解析】‎ ‎（1）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、铁架台之外，还需要的器材是直尺。其它均没有作用。故选A。‎ ‎（2）A.为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故A正确，不符合题意；‎ B.因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，符合题意；‎ C.实验中为了减小阻力的影响，应选用密度大、体积小的钢球，故C正确，不符合题意；‎ D.为了更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确，不符合题意；‎ ‎14.‎ 验证机械能守恒定律的实验中，小红同学利用图甲实验装置进行实验，正确完成操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，其中O点为纸带起始点，两相邻计数点时间间隔T。‎ ‎（1）实验装置中，电火花计时器应选用_____电源（选填“直流”或“交流”）；观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的_____端（选填“左”或“右”）。‎ ‎（2）若重物质量为m，重力加速度为g，利用纸带所测数据，计算出C点的速度＝_____，在误差允许范围内，根据＝______验证机械能守恒定律。（用字母表示）‎ ‎（3）在实验中，小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是________________________________。（只需说明一种即可）‎ ‎【答案】 (1). 交流 左 (2). mgh ‎ ‎ (3). 受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响（其它合理答案均给分）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）实验所用打点计时器交流电源上；重物应该靠近打点计时器，可知连接重物的夹子应夹在纸带的左端；‎ ‎（2）利用匀变速直线运动的推论，可知打C点时纸带的速度为：‎ 根据机械能守恒定律知重力势能转换为动能，则有：‎ ‎（3）小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量，分析原因可能是受空气阻力影响或纸带与限位孔摩擦影响，有能量损失。‎ 三、计算题（本题有4小题共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.2018年10月23日，福建省第十六届运动会网球比赛在宁德东侨网球中心开拍。某次训练中，一位运动员站在场地底线A点，将网球（可视为质点）水平发出打到对方场地B点，已知AB两点水平距离s=18m，击球点在A的正上方且离地高度h=1.8m，空气阻力不计，g 取10m/s2。求：‎ ‎（1）网球在空中运动的时间t ‎ ‎（2）网球初速度的大小 ‎【答案】（1）0.6s （2）30m/s ‎【解析】‎ ‎（1）网球在竖直方向做自由落体运动，网球在空中运动的时间t，由自由落体运动规律得；‎ 解得：s ‎（2）网球在水平方向做匀速直线运动，网球初速度大小，由匀速直线运动位移公式得：‎ 解得：m/s ‎16.如图所示，质量m=30kg的小孩坐在质量不计的秋千板上，小孩重心与拴绳子的横梁距离L=2.5m，当秋千摆到最高点时，绳子与竖直方向的夹角，秋千自由摆到最低点时（忽略手与绳间的作用力、空气阻力和摩擦），g取10m/s2，求：‎ ‎（1）小孩速度v的大小 ‎（2）小孩受到支持力N的大小 ‎【答案】（1）5m/s （2）600N ‎【解析】‎ ‎（1）秋千自由摆动过程，满足机械能守恒定律，由机械能守恒定律得：‎ 解得：m/s ‎（2）小孩秋千自由摆到最低点时，竖直方向受到重力mg和竖直向上的支持力N合力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ 解得：N ‎17.2019年1月3日10时26分我国月球探测车“玉兔二号”成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。“玉兔二号”成功着陆前要先进入环月轨道（距月球表面高度远小于月球半径的轨道）做匀速圆周运动。已知月球质量M，月球半径R，万有引力常量G。求：‎ ‎（1）“玉兔二号”绕月球运动周期T ‎（2）“玉兔二号”在月球背面着陆区的重力加速度（不考虑月球自转）‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）月球对玉兔二号万有引力提供玉兔二号在环月轨道上做匀速圆周运动的向心力，则有：‎ 解得：‎ ‎（2）不考虑月球自转，“玉兔二号”在月球背面着陆区的重力近似等于月球对玉兔二号的万有引力，则有：‎ 解得： ‎ ‎18.如图所示，在倾角为θ=37°的斜面底端有一个固定挡板D，处于自然长度的轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端在O点，已知斜面OD部分光滑，PO部分粗糙且长度L=8m。质量m=1kg的物块（可视为质点）从P点静止开始下滑，已知物块与斜面PO间的动摩擦因数μ=0.25，g取10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ ‎（1）物块第一次接触弹簧时速度的大小 ‎（2）若弹簧的最大压缩量d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能 ‎（3）物块与弹簧接触多少次，反弹后从O点沿斜面上升的最大距离第一次小于0.5m ‎【答案】（1）8m/s （2）35J (3)5次 ‎【解析】‎ ‎(1)物块在PO过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦力，此过程应用动能定理得：‎ 解得物块第一次接触弹簧时物体的速度的大小为：m/s ‎（2）物块由O到将弹簧压缩至最短的过程中，重力势能和动能减少、弹簧的弹性势能增加，由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能Ep J ‎（3）物块第一次接触弹簧后，物体从O点沿斜面上升的最大距离,由动能定理得:‎ 解得：‎ 物块第二次接触弹簧后，物块从O点沿斜面上升的最大距离，由动能定理得：‎ 解得：‎ 故物块每经过一次O点，上升的最大距离为上一次的 所以，物块第一次返回时沿斜面上升的最大距离为：‎ 则第n次上升的最大距离为： ‎ 因为，所以n>4，即物块与弹簧接触5次后，物块从O点沿斜面上升的最大距离小于