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2020年高一物理上册期末考试相关

高一期末物理在线考试题带答案和解析(2019-2020年山西省长治市第二中学)

下列说法正确的是(  )
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.平抛运动是匀变速运动
C.牛顿发现万有引力定律并测出引力常量
D.由万有引力定律知道两个物体间距离越小引力越大,当r=0时引力无穷大

【答案】B
【解析】
A.匀速圆周运动,速度的方向时刻改变,因此匀速圆周运动是变速运动,A错误;
B.平抛运动的物体只受重力作用,加速度恒定不变,因此是匀变速运动,B正确;
C.牛顿发现万有引力定律,卡文迪许测出了引力常量,C错误;
D.由万有引力定律知道两个物体间距离越小引力越大,但当r→0时,两个物体不能看成质点,万有引力定律不再适用,D错误。
故选B。

当物体的速度发生变化时,下列说法正确的是(  )
A.物体的动能一定发生变化 B.物体的机械能一定发生变化
C.一定有外力对物体做功 D.物体的合外力的冲量一定不为零

【答案】D
【解析】
AC.当物体的速度发生变化时,可能是速度的方向发生了变化,而速度大小不变,则物体的动能不一定发生变化,则不一定有外力对物体做功,选项AC错误;
B.当物体的速度发生变化时,物体的机械能不一定发生变化,例如与做自由落体运动的物体,选项B错误;
D.当物体的速度发生变化时,动量一定变化,根据动量定理可知,物体的合外力的冲量一定不为零,选项D正确。
故选D。

如图所示,乒乓球从斜面上滚下,它以一定的速度直线运动,在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口时,对着乒乓球横向吹气,则关于乒乓球的运动,下列说法中正确的是

A.乒乓球将偏离原有的运动路径,但不能进入纸筒
B.乒乓球将保持原有的速度方向继续前进
C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒
D.只有用力吹气,乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒

【答案】A
【解析】
ABCD.当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹才会进入纸筒,故A正确BCD错误。
故选A。

如图所示,一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则(  )

A.拉力对物体的冲量大小为Ft B.拉力对物体的冲量大小为Ftsinθ
C.摩擦力对物体的冲量大小为Ftsinθ D.合外力对物体的冲量大小不为零

【答案】A
【解析】
运动时间为t,则拉力的冲量为
I1=Ft
由于做匀速运动,阻力大小与F的水平分力相等,摩擦力大小为
f=Fcosθ
摩擦力对物体的冲量的大小为
I2=ft=Ftcosθ
物体匀速运动,由动量定理知合外力对物体的冲量为零。
故选A。

如图,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车以速度匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为时,下列关于物体A说法正确的是( )

A. 物体A此时的速度大小为,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力
B. 物体A此时的速度大小为,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力
C. 物体A此时的速度大小为,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力
D. 物体A此时的速度大小为,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力

【答案】B
【解析】
小车沿绳子方向的速度等于A的速度,设绳子与水平方向的夹角为θ,根据平行四边形定则,物体A的速度vA=vcosθ;

小车匀速向右运动时,θ减小,则A的速度增大,所以A加速上升,加速度方向向上,根据牛顿第二定律有:T-GA=mAa.知拉力大于重力。故B正确,ACD错误。

汽车上坡保持功率不变的时候,司机必须换档,其目的是(  )
A.减小速度,得到较小的牵引力
B.增加速度,得到较大的牵引力
C.增加速度,得到较小的牵引力
D.减小速度,得到较大的牵引力

【答案】D
【解析】
由P=Fv可知,在功率一定的情况下,换低档速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡,所以D正确,ABC错误。
故选D。

如图所示,假设地球绕地轴自转时,在其表面上有A、B两物体(图中涂色的平面表示赤道平面),图中θ1和θ2已知,则(  )

A.角速度之比
B.线速度之比
C.周期之比
D.向心加速度之比为

【答案】B
【解析】
AC.两物体随地球自转的角速度相同,所以周期相同,因此两物体的角速度 之比和周期之比


A错误,C错误;
B.设地球半径为,据有:

B正确;
D.据知,因两物体的角速度相等,向心加速度与线速度成正比,因此得

D错误。
故选B。

随着人们生活水平的提高,高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于恒定的水平风力作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴,则(  )

A.球被击出后做平抛运动
B.由于水平风力的原因球在空中运动的时间大于
C.球被击出后受到的水平风力大小为
D.球被击出时的初速度大小为L

【答案】C
【解析】
A.小球击出后,受重力和风力作用,不是平抛运动,故A错误;
B.小球在竖直方向上做自由落体运动,根据得,可得

水平风力的作用不影响竖直方向的运动,故运动时间不变为,故B错误;
CD.球竖直进A穴可知水平方向做匀减速直线运动,有

解得水平初速度为

而水平加速度大小为

根据牛顿第二定律得,风力为

故C正确,D错误。
故选C。

宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个系统,它们以相互间的万有引力彼此提供向心力,从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动,若已知它们的运转周期为T,两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2,已知重力加速度为G,下列说法正确的是(  )
A.这两颗恒星的角速度相等
B.这两颗恒星的线速度相等
C.这两颗恒星的质量之比为m1∶m2=R1∶R2
D.这两颗恒星的质量之和为

【答案】AD
【解析】
本题考查双星问题,两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别作匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自的向心力,两颗恒星具有共同的角速度和周期,结合牛顿第二定律和万有引力定律进行分析。
A.双星问题的特点是周期和角速度相等,故A正确;
B.两颗恒星的角速度相等,做匀速圆周运动的半径不相等,由线速度和角速度的关系可知它们的线速度不相等,故B错误;
CD.对m1有

解得

同理可得

由上面两式可知


故C错误,D正确。
故选AD。

如图所示,长为L的细绳一端固定于O点,另一端系住一质量为m的小球,将细绳拉直至水平,小球从P位置从静止开始释放,运动过程中通过最低位置Q,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )

A.从P到Q过程中,小球重力功率一直增大
B.从P到Q过程中,小球重力功率先增大后减小
C.小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mg
D.小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg

【答案】BC
【解析】
AB.在释放时,速度为零,重力的重力为零,在Q点时,速度方向与重力方向垂直,重力的功率为零,在下降过程中,速度在竖直方向的分量先增大后减小,故小球重力功率先增大后减小,故A错误,B正确;
CD.根据机械能守恒定律可知

在最低点

解得

故C正确,D错误;
故选BC.

质量为m的物体由静止开始下落,在空气阻力的影响下物体下落的加速度为g,在物体下落高度为h的过程中,下列说法正确的是
A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的机械能减少了mgh
C. 物体克服阻力所做的功为mgh D. 物体的重力势能减少了mgh

【答案】ABD
【解析】
A、物体所受的合力F合=ma=mg,根据动能定理,合力做功等于动能的变化量,则动能增加量为mgh,故A正确。
B、由牛顿第二定律可知,物体下落过程中空气阻力为Ff=mg,物体克服空气阻力做的功为mgh,所以物体的机械能减少了mgh,故B正确,C错误。
D、重力做功mgh,所以重力势能减小mgh,故D正确。
故选:A、B、D

质量为1kg的物体静止在水平粗糙的地面上,在一水平外力F的作用下运动,如图甲所示,外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。下列分析正确的是(  )

A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.5
B.物体运动的位移为13m
C.物体在前3m运动过程中的加速度为3m/s2
D.x=9m时,物体的速度为m/s

【答案】CD
【解析】
A.在W-x图中,斜率是力.由:
Wf=Ffx
对应题图乙可知,物体与地面之间的滑动摩擦力Ff=2 N,由
Ff=μmg
可得:
μ=0.2
选项A错误;
B.当物体停止运动时,根据动能定理

xm==13.5 m
物体的最大位移为13.5m,选项B错误。
C.由
WF=Fx
对应题图乙可知,前3 m内,拉力F1=5 N,3~9 m内拉力F2=2 N,物体在前3 m内的加速度:
a1==3m/s2
选项C正确;
D.由动能定理得:
WF-Ffx=mv2
其中WF=27J,可得x=9 m时,物体的速度为
v=3m/s
D正确;
故选CD。

用如图1所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源的频率为50Hz,计数点间的距离如图2所示。已知m1=50g、m2=150g,则:(结果均保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=______m/s;
(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量ΔEk=____J,系统重力势能的减少量ΔEp=______J;(取当地的重力加速度g=10m/s2)
(3)若某同学作出v2-h图象如图3所示,则当地的重力加速度g=________m/s2。

【答案】2.4 0.58 0.60 9.7
【解析】
本题考查验证机械能守恒定律的实验,由实验数据算出某一过程系统动能的增加量,和这一过程重力势能的减少量,再结合数据及公式进行分析。
(1)[1]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度,可知打第5个点时的速度为

(2)[2]物体的初速度为零,所以系统动能的增加量为

[3]重力势能的减小量等于物体重力做功,故系统重力势能减少量为

(3)[4]本题中根据机械能守恒可知

即有

所以作出的图象中,斜率表示重力加速度,由图可知斜率

故当地的实际重力加速度

“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示,回答下列问题:

(1)实验装置中应保持斜槽末端________。
(2)每次小球下滑要从________处由静止释放。
(3)入射小球的质量mA和被碰小球的质量mB的大小关系是_____。
(4)在图中,若已测得mA、mB、OP、OM、ON及小球半径均为r,因此只需验证________便可达到实验目的。

【答案】切线水平 同一高度 mA>mB mAOP=mAOM+mB(ON-2r)
【解析】
(1)[1]由于两个小球都做平抛运动,落地时间才能相同,因此斜槽末端切线一定保持水平。
(2)[2]小球每次必须在斜槽上同一高度从静止释放,才能保证每次小球到达斜槽末端时速度相同。
(3)[3]只有满足mA>mB,才能保证每次碰后,A球向前运动而不至于停止运动或反弹。
(4)[4]根据动量守恒

又由于两个小球落地时间相同,两边同时乘以平抛时间t,整理可得

质量m1=4kg的A球速度为3m/s,与质量m2=2kg静止的B球在光滑水平面发生正碰,则:
(1)若发生弹性碰撞,碰后两球速度分别为多少;
(2)若发生完全非弹性碰撞,碰后速度又是多少。

【答案】(1)v1=1m/s;v2=4m/s;(2)v=2m/s
【解析】
(1)两球发生弹性碰撞,满足动量守恒和机械能守恒


代入数据整理得
v1=1m/s,v2=4m/s
(2)两球发生完全非弹性碰撞,碰后速度相同,根据动量守恒定律

解得
v=2m/s

我国月球探测计划嫦娥工程已经启动,“嫦娥1号”探月卫星也已发射。设想“嫦娥1号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,飞船发射的月球车在月球软着陆后,自动机器人在月球表面上以初速度v0沿竖直方向抛出一个小球,测得小球经时间t落回抛出点,已知月球半径为R,万有引力常量为G,月球质量分布均匀。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量;
(3)月球的第一宇宙速度。

【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)小球在月球表面只受重力作用而做竖直上抛运动,由运动的对称性可知上升和下降时间相等,为,有

可得月球表面的重力加速度为

(2)设月球的质量为M,根据月球表面物体的重力等于万有引力,有

可得月球的质量为

(3)近月卫星的运行速度为月球的第一宇宙速度,由万有引力提供向心力

可得月球的第一宇宙速度为

如图甲所示,一个质量为0.6 kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3 m,θ=60°,小球到达A点时的速度vA=4 m/s。g取10 m/s2,求:
(1)小球做平抛运动的初速度v0。
(2)P点与A点的高度差h。
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力

【答案】(1)2m/s;(2)0.6m;(3)8N,方向竖直向上。
【解析】试题分析:小球恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧,根据速度的分解可以求出初速度v0; P至A的过程由动能定理得P点与A点的高度差;选择从A到C的运动过程,运用动能定理求出C点速度,再根据向心力公式求出小球在最高点C时对轨道的压力。
(1)速度分解如图所示

由平抛运动规律得
v0=vx=vAcosθ=2m/s
(2)小球由P至A的过程由动能定理得

得h=0.6m
(3)小球从A点到C点的过程中,由动能定理得


小球在C点时由牛顿第二定律得

由牛顿第三定律得
FNC'=FNC=8N,方向竖直向上。

半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有两个质量分别为m和m的小球A和B.A、B之间用一长为R的轻杆相连,如图所示.开始时,A、B都静止,且A在圆环的最高点,现将A、B释放,试求:

(1)B球到达最低点时的速度大小;
(2)B球到达最低点的过程中,杆对A球做的功;
(3)B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置.

【答案】(1)(2)0,(3)300
【解析】
试题(1)系统机械能守恒,mAgR+mBgR=mAvA2+mBvB2,又因为vA=vB,得,vB=
(2)根据动能定理,mAgR+W=mAvA2,而vA=,解得,W=0;
(3)设B球到右侧最高点时,OB与竖直方向夹角为θ,圆环圆心处为零势能面.系统机械能守恒,mAgR=mBgRcosθ-mAgRsinθ,代入数据得,θ=30°,所以B球在圆环右侧区域内能达到的最高点与竖直方向夹角为30°.

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