资源简介

靖远二中2024-2025学年高一下期末
物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列对于各图片的描述正确的是（　　）
A．图1证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B．图2中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，a球受支持力较大
C．图3中汽车安全通过拱形桥最高点时，速度越小对桥的压力越大
D．图4中火车转弯时，速度越大，车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大
2．如图所示，质量为m的滑块从高h处的a点，沿斜面轨道ab滑入水平轨道bc。在经过b点时无能量损失，滑块与每个轨道的动摩擦因数都相同。滑块在a、c两点的速度大小均为v，ab与bc长度相等，空气阻力不计，则从a到c的运动过程中（ ）
A．滑块从a到b的时间与b到c的时间不相等
B．滑块从b到c运动的过程阻力做的功为
C．滑块经b点时的速度等于
D．滑块经b点时的速度大于
3．如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时，它们加速度的大小均为（ ）
A． B．
C． D．
4．某汽车的质量为2000 kg，以额定输出功率80 kW沿倾角为的足够长的斜坡以大小为54 km/h的初速度向上运动，经过4 s汽车达到稳定状态。汽车在运动过程中所受阻力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度大小g取10 m/s2，。该汽车从开始至达到稳定状态的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．汽车做匀减速直线运动
B．汽车做加速度减小的加速直线运动
C．汽车最终以大小为5.3 m/s的速度做匀速直线运动
D．汽车运动的位移大小为32.5 m
5．如图所示，倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长、质量的薄木板，木板的最右端叠放一质量的小物块，物块与木板间的动摩擦因数。对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。则（　　）

A．要使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动，需恒力
B．当恒力时，物块会与木板发生相对滑动
C．当恒力时，物块会与木板发生相对滑动
D．当恒力时，物块滑离木板所用的时间为
6．如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球静止卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（ ）
A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星c
B．卫星b和c的机械能相等
C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=
D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c
7．物理兴趣小组利用位移传感器采集位置和时刻数据，分析竖直平面内如图甲所示做圆周运动的小球，小球的水平分速度随时间的变化关系如图乙所示，已知轻杆在圆心处只有一个固定点，取水平向右为正方向，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）
A．图乙中S1和S2的面积不相等
B．时刻杆上的弹力一定大于时刻杆上的弹力
C．在小球做一次完整圆周运动的过程中，小球的向心加速度有可能为零
D．在小球做一次完整圆周运动的过程中，杆上的弹力有且只有一次为零
二、多选题（每小题5分，全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分）
8．某次汽车性能测试中，若关闭油门，则汽车恰好能沿一山坡向下做匀速直线运动；若汽车以恒定的功率P沿该山坡向上由静止启动做加速直线运动，则汽车经时间t速度达到最大值．已知汽车的质量为m，假设汽车在上坡和下坡过程中所受路面的阻力大小恒定且相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．路面对汽车的阻力大小为
B．路面对汽车的阻力大小为
C．上坡过程中，汽车从静止启动到速度刚好增大至，通过的距离为
D．上坡过程中，汽车从静止启动到速度刚好增大至，通过的距离为
9．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是（　　）
A．A加速上升
B．绳的拉力等于A的重力
C．绳的拉力大于A的重力
D．A的速度总小于车的速度
10．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知B、C间的动摩擦因数为μ＝tan θ，B通过细绳跨过光滑的定滑轮与物块A连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B的质量分别为m、M。现给B一初速度，使B沿斜面下滑，C始终处于静止状态，重力加速度为g，则在B下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．不论A、B的质量大小关系如何，B一定减速下滑
B．A运动的加速度大小为a＝
C．水平面对C一定有摩擦力，摩擦力的方向可能水平向左
D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
三、实验题（第11题7分，第12题8分）
11．某学校学生进行探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验。A组同学利用向心力演示器如图1所示。图2是演示器部分原理示意图：两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图1中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系。
（1）A组同学下列操作正确的是 （填正确答案标号）。
A．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板B处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
B．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
C．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
D．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
（2）A组同学实验时，将皮带与半径比为3∶1轮②和轮⑤相连，将质量分别为和m的球分别放在挡板B、C位置，转动手柄、则标尺1和标尺2显示的向心力之比为 。
（3）B组同学通过如图3所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为b，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为R。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。B组同学以F为纵坐标，以 （填“”“”“”）为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图4所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为 （用k、R、b表示）；图线不过坐标原点的原因是 。
12．如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图，现有的器材为：固定在竖直平面内的转盘(转轴水平)、带铁夹的铁架台、电磁打点计时器(接交流电的频率为50 Hz)、纸带、重锤、游标卡尺、天平．回答下列问题 ：
(1)如图乙所示，用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径d为 cm；
(2)将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后，绕在转盘边缘上，纸带一端固定在转盘上，使得转盘与纸带不打滑，设纸带厚度不计，接通电源，释放重锤，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O、A、B、C…各点为连续打出的点迹，则由图丙中数据可得，打下点迹D时，圆盘转动的角速度为ωD＝ rad/s(保留三位有效数字)；
(3)下表为各点对应的转动动能Ek和角速度ω值，请你猜想转动动能Ek和角速度ω满足的关系式为Ek＝ (须填写定量表达式)．
计数点 A B C … E
转动动能Ek(J) 0.001 0 0.003 9 0.008 9 … 0.024
角速度ω(rad/s) 4.0 7.9 11.9 … 19.7
四、解答题（第13题12分，第14题12分，第15题18分）
13．如图，有一个可视为质点的质量为的小物块，从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出。恰好从C无碰撞的进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板恰好不滑出，已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，木板的长度，圆弧轨道半径。C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角，不计空气阻力，g取。求：
（1）小物块在C点速度的大小为多少？
（2）A到C的高度；
（3）小物块要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力。
14．某款汽车发动机的额定功率为80kW，质量为2000kg，在水平路面上以额定功率行驶，受到的阻力恒为2000N，重力加速度取。
(1)求该汽车能达到的最大速度；
(2)求汽车速度为时加速度大小a；
(3)若汽车从静止开始启动，经时间后速度达到，求该过程中汽车的位移大小x。
15．汽车发动机的额定功率为，汽车的质量为，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的倍，试问：
（1）汽车保持以额定功率从静止启动后，能达到的最大速度是多少？
（2）①汽车从静止开始，保持以的加速度作匀速启动，这一过程能维持多长时间？
②若汽车达到速度最大时行驶的距离为，汽车的加速度时间是多少？
试卷第2页，共8页
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D A D C C B AD ACD ABD
1．D
【详解】A．图1只能说明平抛运动在竖直方向为自由落体运动，故A错误；
B．图2中支持力沿竖直方向分力与重力平衡，即
（为支持力与水平方向的夹角）
可知两球受支持力相等，故B错误；
C．图3中汽车安全通过拱形桥时，根据牛顿第二定律有
可得
结合牛顿第三定律可知，在安全行驶范围内，汽车速度越大，汽车对桥面压力越小，故C错误；
D．图4中火车转弯时，当火车转弯速度大于规定速度时，对外轨有挤压作用，速度越大，挤压作用越大，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．设滑块在b点的速度大小为vb，则有
滑块在a、c两点的速度大小均为v，又ab与bc长度相等，则滑块从a到b的时间与b到c的时间相等，选项A错误；
B．对全程运用动能定理得
全程克服阻力做功等于。
设斜面夹角为，则从a到b克服阻力做功为
则小球在过程克服阻力做的功大于，选项B错误；
CD．从a到b根据动能定理得
因为
所以
故C错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】当两球运动至二者相距时，对此时进行受力分析，如图所示
因为两球关于F所在直线对称
则
已知轻绳中心处受三个力，设绳子拉力为T，水平方向上受力分析，如图
则
解得
对其中一个小球用牛顿第二定律，得
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．D
【详解】AB．根据功率的计算公式可知刚开始的牵引力为
N
对汽车受力可知
可知汽车做加速度减小的减速直线运动，故AB错误；
CD．汽车稳定后满足
N
速度为
m/s
根据动能定理有
解得
L=32.5 m
故D正确；
故选D。
5．C
【详解】A．要使木板沿斜面加速运动，对物块与木板整体有
解得
故A错误；
BC．对物块与木板整体，由牛顿第二定律可得
对物块有
为使物块不滑离木板，则
解得
综上可得，当时物块不滑离木板；当时物块与木板发生相对滑动；故B错误，C正确；
D．若，物块能滑离木板。对木板有
对物块有
设经时间t滑块滑离木板，由运动学公式有
解得
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；
B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；
C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：
所以卫星a的角速度
可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：
选项C正确；
D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．t1时刻小球通过最高点，面积S1表示小球从最低点运动到水平直径最左端时的水平位移大小，其值为轨道半径；S2表示小球从水平直径最左端运动到最高点时的水平位移大小，其值也等于轨道半径，故S1和S2的面积相等，A错误；
B．由图可知，小球从t1时刻开始运动到第一次与圆心等高位置过程中，水平方向的速度先增大后减小，故在t1时刻小球处在最高点，轻杆对小球的弹力不为零；而t2时刻小球水平方向的速度最大，故t2时刻杆对小球无弹力，B正确；
C．t1时刻小球处在最高点，此时速度最小且不为零，根据向心加速度公式，小球的向心加速度不可能为零，C错误；
D．注意到t1时刻的水平速度不是最大，t1至t2时间内，小球从最高点开始顺时针转动，只有小球受到水平向右分方向上的力时，其水平速度才能增大，由于仅有轻杆能提供水平分方向的力，由此得到，小球在最高点时，轻杆必然对小球有向上的支持力。而小球运动至圆心以下时，轻杆必然对小球有指向圆心的拉力。可见在小球做一次完整圆周运动的过程中，杆上的弹力必然有两次为零的时刻，D错误。
故选B。
8．AD
【详解】AB．设汽车的质量为m、山坡的倾角为，根据物体的平衡条件，汽车下坡过程中所受路面的阻力大小为
当汽车达到最大速度，以上坡时，根据平衡条件，结合功率公式有
解得
故A正确、B错误；
CD．对汽车上坡的过程，根据动能定理有
解得
故C错误、D正确。
故选AD。
9．ACD
【详解】设与小车相连的一段绳子与水平方向的夹角为θ，物体A上升的速度大小与小车速度v在沿绳子方向的分量大小相等，即
由于θ减小，增大，所以vA增大，即物体A向上做加速运动，根据牛顿第二定律可知绳的拉力大于A的重力，且有几何关系知，物体A的速度总小于车的速度。
故选ACD。
10．ABD
【详解】A．因B、C间的动摩擦因数为
μ＝tan θ
故如果物块B不受细绳的拉力作用，则沿斜面方向受力平衡，即
Mgsin θ＝μMgcos θ
若给B一初速度，物块B将匀速下滑。但是细绳对B有沿斜面向上的拉力，故物块B一定减速下滑，选项A正确；
B．对A、B分别进行受力分析，由牛顿第二定律可知
T＋μMgcos θ－Mgsin θ＝Ma
mg－T＝ma
解得
a＝
选项B正确；
CD．设水平地面对C的静摩擦力方向水平向左，则斜面C的受力分析如图所示
由于斜面体始终静止不动，故有
Ff′＋Ffcos θ＝FN2sin θ
FN1＝G＋Ffsin θ＋FN2cos θ
又因为
Ff＝Mgsin θ
FN2＝Mgcos θ
联立可得
Ff′＝0
FN1＝G＋Mg
C错误，D正确。
故选ABD。
11． BC/CB 4∶9 滑块和水平杆之间有摩擦力
【详解】（1）[1]AB．本实验采用控制变量法，当探究F的大小与r的关系时，应保持小球质量和角速度相同，所以应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，故A错误，B正确；
CD．探究F的大小与ω的关系时，应保持小球质量和小球做圆周运动的半径相同，所以应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上，故C正确，D错误。
故选BC。
（2）[2]根据向心力的计算公式
所以
（3）[3]滑块通过光电门时的线速度
滑块通过光电门时的角速度
根据
整理得
即B组同学以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图4所示直线；
[4]图像的斜率
故
[5]图线不过坐标原点的原因是：滑块和水平杆之间有摩擦力，开始一段时间，摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大值后，才存在绳子拉力。
12． （1）5.030 （2）15.9 （3）6.25×10-5J
【详解】（1）游标卡尺主尺部分读数为5.0cm，游标读数为0.05×6=0.30mm=0.030cm，
所以最终读数为5.0cm+0.030cm=5.030cm．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．为：
vD==0.40m/s
根据v=ωr得圆盘转动的角速度为：ωD==15.9rad/s，
（3）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系为：Ek=kω2．
当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式为：Ek=kω2．
k是比例系数．将任一组数据比如：ω=4rad/s，Ek=0.001J，代入得到：k=6.25×10-5 J s/rad，
所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是：Ek=6.25×10-5ω2J；
点睛：①解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．
②解决本题的关键知道该实验的原理，通过纸带处理求出圆盘的线速度，根据线速度与角速度的关系，求出角速度的表达式．
③本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力．
13．（1）4m/s；（2）0.6m；（3）60N，方向竖直向下
【详解】（1）小物块到达C点时的速度方向与水平方向的夹角为60°，则
（2）小物块到达C点时竖直方向的分速度
A到C的高度
（3）小物块由C到D的过程中，由动能定理得
代入数据解得
小物块在D点时由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下。
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据题意可知，当汽车以额定功率行驶，牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，则该汽车能达到的最大速度
（2）根据题意可知，汽车速度为时，牵引力为
由牛顿第二定律可得，加速度大小
（3）根据题意，由动能定理有
代入数据解得
15．（1）12m/s （2）①16s，41s
【详解】（1）汽车达到最大速度时受力平衡，即．，．
（2）①以的加速度运动时，需要的牵引力为，达到额定功率时的速度为，
，，
，
∴
②设汽车达到额定功率后，又加速时间到达匀速．
匀加速位移 ．
由动能定理，
∴．
答案第2页，共10页

展开更多......

收起↑