【物理】黑龙江省牡丹江市第一高级中学2019-2020学年高一7月月考（期末）试题 (解析版)

【物理】黑龙江省牡丹江市第一高级中学2019-2020学年高一7月月考（期末）试题 (解析版)

黑龙江省牡丹江市第一高级中学2019-2020学年 高一7月月考（期末）试题 一、选择题（每题4分，共52分，其中1——8为单选，9——13为多选，选对不全得2分）‎ ‎1．做匀速圆周运动的物体，其线速度大小为3m/s，角速度为6rad/s，则下列相关计算正确的是( )‎ A．物体运动的向心加速度大小为1.5m／s2‎ B．物体运动的圆周半径为2m C．物体在1s内发生的位移为3m D．在0．1s内物体通过的弧长为0.3m ‎2．有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（　　）‎ A．所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 D．行星绕太阳运动的速度大小不变 ‎3．如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，则前2 s内重力的平均功率和2 s末的瞬时功率分别为(　　)‎ A．48 W　24 W B．24 W　48 W C．24 W　12 W D．12 W　24 W ‎4．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使得摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球的受力情况，（不计空气阻力）下列说法中正确的是（　　）‎ A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受拉力和向心力的作用 C．摆球受重力和拉力的作用 D．摆球受重力和向心力的作用 ‎5．汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为vm时，汽车的加速度为(重力加速度为g)(　　)‎ A．0.1g B．0.2g C．0.3g D．0.4g ‎6．如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，在与水平面成θ角的拉力F作用下由静止开始运动，经时间t速度达到v，在这段时间内拉力F和重力mg和合外力的冲量分别是（　　）‎ A．Ftcosθ，0，mv B．Ftcosθ，0，0 C．Ft，0，mv D．Ft，mgt，mv ‎ ‎7．如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为（　　）‎ A．零 B． C． D．‎ ‎8．质量为的物体以初速度沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距，如图所示。己知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，弹簧增加的弹性势能为（　　）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎9．如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是(　　 )‎ A．重力对人做负功 B．摩擦力对人做正功 C．支持力对人做功为零 D．合力对人做功为零 ‎10．如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)(　 　)‎ A．C的向心加速度最大 B．B的静摩擦力最小 C．当圆台转速增大时，A比B先滑动 D．当圆台转速增大时，C将最先滑动 ‎11．质量m的物体，以2g的加速度竖直向下运动h距离，则下列判断中正确的是（　　）‎ A．物体的机械能减少了2mgh B．物体的动能增加了2mgh C．物体的机械能增加了2mgh D．物体的重力势能减少了mgh ‎12.如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（ ）‎ A. 弹簧与杆垂直时,小球速度最大 B. 弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 C. 小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh D. 小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh ‎13．如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B 点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失，换用材料相同、质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程，下列说法正确的是(　 　)‎ A．两滑块到达B点时速度不相同 B．两滑块沿斜面上升的最大高度不相同 C．两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功不相同 D．两滑块上升到最高点的过程中克服摩擦力做功相同 二、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎14．如图所示为某物理实验小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置(说明:实验中橡皮筋型号相同)‎ ‎(1)该实验所需的电源为_________；‎ A．低压交流电源 B．干电池 ‎(2)关于橡皮筋做功,下列说法正确的是__________；‎ A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量 B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功 C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍,则橡皮筋做功也增加为原来的2倍 ‎(3)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、……，合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一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W，……，橡像皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．下图为打出的纸带，已知相邻两点的时间间隔为0.02s，求得小车获得的最大速度为______m/s(结果保留两位有效数字)．‎ ‎15． 某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验：‎ ‎ ‎ ‎(1) 实验中打点计时器接周期为T的交流电源，该同学得到的一条理想纸带如图所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图所示，已知重物的质量为m，重力加速度为g.则从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为___________，重物增加的动能为_____________．‎ ‎（2）由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能________（填“大些”或“小些”）。‎ 三、计算题（本大题共3小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）‎ ‎16．（8分）如图所示，光滑水平面上质量为2.0kg的小球A以1.0m/s的速度向右运动，在其左方质量为1.0kg的小球B以2.0m/s速度同向运动．碰撞后，小球A以1 .5m/s的速度运动．求：‎ ‎（1）碰撞后B球的速度；‎ ‎（2）碰撞过程中，A、B系统损失的机械能．‎ ‎ ‎ ‎17．（12分）若嫦娥三号卫星在离月球表面为h的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为T.若月球半径R，引力常量为G. 试推导：‎ ‎（1）月球的质量表达式；‎ ‎（2）月球表面的重力加速度； ‎ ‎（3）月球的第一宇宙速度.‎ ‎18．（16分）如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点．一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2．求： ‎ ‎（1）小物块运动到C点时速度的大小；‎ ‎（2）小物块运动到C点时，对半圆型轨道压力的大小；‎ ‎（3）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1【答案】D ‎【解析】‎ AB．根据v=rω知，，向心加速度．故AB错误． C．物体在1s内通过的弧长s=vt=3×1m=3m，位移的大小等于弦长，小于3m．故C错误；‎ D．物体在0.1s内通过的弧长s=vt=3×0.1m=0.3m，选项 D正确。‎ 故选D。‎ ‎2【答案】C ‎【解析】‎ 由开普勒第三定律知：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，选项A错误；开普勒第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，这样选项B错误，选项C正确；由开普勒定律知道所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，又由于对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳运动的速度大小是变化的，选项D错误．故选C.‎ ‎3. 【答案】B ‎【解析】‎ 木块所受的合外力F合＝mgsin θ－μmgcos θ ‎＝mg(sin θ－μcos θ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N 木块的加速度a＝＝ m/s2＝2 m/s2‎ 前2 s内木块的位移x＝at2＝×2×22 m＝4 m 所以，重力在前2 s内做的功为 W＝mgxsin θ＝2×10×0.6×4 J＝48 J。‎ 重力在前2 s内的平均功率为 ＝＝ W＝24 W。‎ 木块在2 s末的速度 v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s ‎2 s末重力的瞬时功率 P＝mgsin θ·v＝2×10×0.6×4 W＝48 W。‎ 故选项B正确。‎ ‎4【答案】C ‎【解析】‎ 摆球在水平面内做匀速圆周运动，小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎5【答案】A ‎【解析】‎ 设汽车功率恒为P，达到最大速度vm时，牵引力F＝Ff＝0.1mg，P＝Fvm，当汽车速度为v＝vm时，F′＝＝0.2mg，由牛顿第二定律有F′－Ff＝ma，解得a＝0.1g，A项正确。‎ ‎6【答案】D ‎【解析】‎ 根据冲量的定义可知，拉力和重力的冲量分别为和；根据动量定理，合外力的冲量等于动量的改变量，即，选项D正确 ‎7【答案】C ‎【解析】‎ B滑上A的过程中，AB系统动量守恒，根据动量守恒定律得：‎ mv0=（M+m）v ‎ 解得：v= ‎ 故选C ‎8【答案】A ‎【解析】‎ 物体受到的滑动摩擦力大小为 对物体与弹簧及地面组成的系统，由动能定理可得 解得 由功能关系可知，克服弹力所做的功等于弹簧增加的弹性势能，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎9【答案】AD ‎【解析】‎ 人随电梯向上匀速运动时只受重力和竖直向上的支持力，所以重力做负功，支持力做正功，合力为零所以做功为零，A、D正确。‎ ‎10【答案】ABD ‎【解析】‎ A、B、C三个物体随转台一起转动，它们的角速度ω相等。由公式F静＝ma＝mrω2，可知C的向心加速度最大，B的静摩擦力最小，故A、B均正确；当转速增大时，静摩擦力不足以提供向心力，有F静max＝μmg＝mrω得最大角速度ωmax＝，可见A、B应同时滑动，而C将最先滑动，故C错误，D正确。‎ ‎11【答案】BD ‎【解析】‎ 物体重力做功为 所以物体的重力势能减少了；物体所受的合力为 合 所以合力做功为 合合 根据动能定理可知物体的动能增加了；物体的机械能等于动能和重力势能之和，物体的动能增加，重力势能减少，则物体的机械能增加，故A、C错误，B、D正确；‎ 故选BD。‎ ‎12【答案】BD ‎【解析】‎ A．弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值．故A错误；‎ B．小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；‎ CD．小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确．‎ ‎13【答案】ABD　‎ ‎【解析】‎ 两滑块到达B点的动能相同，但速度不同，故A正确；两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同，故B正确；两滑块上升到最高点过程克服重力做功为mgh，由能量守恒定律得Ep＝mgh＋μmgcos θ×，所以mgh＝，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同，故C错误；克服摩擦力做功Wf＝μmgcos θ×＝μmghcot θ＝Ep，故D正确．‎ ‎14【答案】（1）A （2） C （3） 2.0 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）实验采用电磁打点计时器，所以需要低压交流电源A正确 ‎（2）A.每根橡皮筋做的功具体数值是无法直接测量的，A错误 B.当橡皮筋恢复原长后，不再有弹力，对小车不再做功，小车匀速，B错误 C.由于实验采用的都是相同的橡皮即，所以通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，C正确 D.根据弹性势能表达式：，形变量变为2倍，弹性势能变为4倍，对外做功也变为4倍，D错误 ‎（3）当橡皮筋将弹性势能全部通过做功转化为小车动能后，小车匀速运动，所以小车的最大速度：‎ ‎15【答案】（1） mgh2 （2）大些 ‎【解析】‎ ‎（1）重力势能减少量等于重力做功即：，通过纸带可求出B点的速度，所以重物增加动能：‎ ‎（2）重物下落过程中受到空气阻力的影响，所以重物减少的重力势能比增加的动能大些。‎ ‎16【答案】1m/s；0.25J ‎【解析】‎ ‎（1）根据动量守恒，取水平向右为正： （2分）‎ 代入数据解得： （1分）‎ 方向水平向右 （1分）‎ ‎（2）根据能量守恒有： （2分）‎ 代入数据解得： （2分）‎ ‎17【答案】（1） （2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）嫦娥三号围绕月球做圆周运动时，有： （2分）‎ 解得： （2分）‎ ‎（2）根据万有引力等于重力得： （2分）‎ 解得： （2分）‎ ‎（3）在月球表面，根据万有引力提供向心力得： （2分）‎ 解得： （2分）‎ ‎18【答案】（1）4m/s（2）9N（3）0.3J ‎【解析】‎ ‎（1）从A到C，小物块的机械能守恒． （2分）‎ 解得：vc=4m/s （2分）‎ ‎（2）在C点，小物块做圆周运动． （2分）‎ 解得：FN=9N （2分）‎ 根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小FN＇=9N （2分）‎ ‎（3）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有 （2分）‎ 物块从C到D，由动能定理得： （2分）‎ 解得：Wf=0.3J （2分）‎