2020-2021学年陕西省榆林市绥德中学高一（下）第四次阶段性测试物理试题含解析

绥德中学高2023届2020—2021学年度第二学期第四次阶段性测试

物 理 试题（卷）

第I卷（选择题）

一、单选题（本题共计8小题，每题4分，共计32分）

1. 关于曲线运动的物体，下列说法中正确的是（　　）

A. 加速度一定变化 B. 速率一定变化

C. 动能一定变化 D. 动量一定变化

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．曲线运动合力一定不能为零，在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，受到的合力不变，加速度不变，A错误；

BC．曲线运动的条件，合外力与速度不在一条直线上，速度方向时刻变化，而速度大小可能不变，即速率不变，动能不变，BC错误；

D．曲线运动的条件，合外力与速度不在一条直线上，速度方向时刻变化，故动量一定变化，D正确。

故选D。

2. 关于冲量，下列说法正确的是（　　）。

A. 作用力越大，冲量越大

B. 冲量是标量

C. 力与时间的乘积越大，冲量越大

D. 物体的动量越大，受到的力的冲量越大

【答案】C

【解析】

【详解】AC．根据冲量的定义式I=Ft可知，作用力越大，冲量不一定越大，还要看作用的时间，如果力与时间的乘积越大，冲量越大，故A错误，C正确；

B．冲量是矢量，方向与合外力的方向相同，故B错误；

D．冲量越大，动量的变化量越大，动量不一定大，故D错误。

故选C。

3. 在光滑的水平面上，质量m1＝2 kg的球以速度v1＝5 m/s和静止的质量为m2＝1 kg的球发生正碰，碰后m2的速度v2′＝4 m/s，则碰后m1(　　)

A. 以3 m/s的速度反弹

B. 以3 m/s的速度继续向前运动

C. 以1 m/s速度继续向前运动

D. 立即停下

【答案】B

【解析】

【详解】由动量守恒定律可得，代入数据解得：，方向沿原方向．故B项正确，ACD错误。

点睛：动量守恒定律是矢量式，解题时要注意正方向的规定．

4. 人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】对全过程运用动能定理得

mgh+W=﹣0

解得

W=

故选D。

5. 某卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期T与轨道半径r的关系如图所示（纵坐标为T的二次方，横坐标为r的三次方），该图像的斜率为k，已知引力常量为G，则地球的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由万有引力提供向心力则有

化简可得

由此解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

6. 如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为，空气阻力不计。当质点原路返回再从轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为（　　）

A.  B.   C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据动能定理可得，第一次质点在槽中滚动有

解得质点克服摩擦力所做的功为

即第一次质点在槽中滚动损失的机械能为。

由于第二次小球在槽中滚动时，对应位置处速度变小，因此槽给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做的功小于，机械能损失小于，因此小球再次冲出a点时，能上升的高度为

故ABD错误，C正确。

故选C。

7. 如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则(　　)

A. 小木块和木箱最终都将静止

B. 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动

C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动

D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动

【答案】B

【解析】

【详解】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．故B正确，ACD错误．

8. 如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是（　　）

A. 第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功

B. 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加

C. 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加

D. 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热

【答案】C

【解析】

【详解】A．第一阶段物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，第二阶段物体受到沿斜面向上的静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，A错误；

B．根据动能定理得知，外力做的总功等于物体动能的增加，第一个阶段，摩擦力和重力都做功，则第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加；B错误；

C．由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功（除重力之外的力所做的功）等于物体机械能的增加，即

摩擦生热为

又由于

所以

即

C正确。

D．第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，D错误。

故选C。

二、多选题（本题共计4小题，每题4分，共计16分）

9. 在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生正碰，碰撞时间不计，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以A物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（　　）

A. 碰撞后A的动量为6kg﹒m/s

B. 碰撞后A的动量为2kg﹒m/s

C. 物体B的质量为2kg

D. 碰撞过程中合外力对B的冲量为6N﹒s

【答案】BD

【解析】

【详解】由图可知，碰撞前A的速度为

碰撞后A、B共同的速度为

则碰撞后A的动量为

A错误，B正确；

C．A、B碰撞过程中，由动量守恒定律可得

解得：，C错误；

D．对B，由动量定理可得

D正确；

故选BD。

10. 如图所示，光滑的轨道abc的ab部分水平，bc部分是半径为R的竖直半圆．一小球以某速度从a点沿轨道向右运动，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在水平轨道上的d点，则

A. 小球经过b点时对轨道压力为mg

B. 小球经过c点时对轨道的压力为mg

C. 小球到达d点时的速度为

D. 小球的落点d与b点间的距离为2R

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．小球恰好通过c点，对c点的压力为零，根据

得

根据动能定理得

−mg•2R＝mvc2−mvb2

解得

根据牛顿第二定律得

解得

N=6mg

则小球经过b点时对轨道的压力为6mg，故AB错误；

C．小球平抛运动的时间为

则到达d点的竖直分速度为

根据平行四边形定则知，小球到达d点速度为

故C正确；

D．小球落点d与b点的距离为

故D正确。

故选CD．

点睛：本题考查了平抛运动、圆周运动与动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．

11. 如图所示是同一卫星绕地球飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是轨道2的近地点，轨道1、2在A点相切，B点是轨道2的远地点，则下列说法中正确的是（　　）

A. 三条轨道中，卫星在轨道1上绕地球运行的周期最小

B. 卫星在轨道1上经过A点的速度大于卫星在轨道2上经过A点的速度

C. 卫星在轨道1上的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

D. 卫星在轨道3上运动经过A点的速度最大

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律，三条轨道中，卫星在轨道1上的轨道半径最小，则绕地球运行的周期最小，A正确；

B．卫星在轨道1上经过A点要加速才能进入轨道2，则卫星在轨道1上经过A点的速度小于卫星在轨道2上经过A点的速度，B错误；

C．根据

可得

而卫星在轨道1上的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知卫星在轨道1上的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，C错误；

D．卫星在轨道3上运动时，从A点到最远点，万有引力做负功，则速度减小，可知经过A点的速度最大，D正确。

故选AD。

12. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 重力、弹力做正功，摩擦力做负功

B. 质点通过Q点的速度大小为

C. 重力对质点做功的功率一直变大

D. 重力对质点做功的功率先变大后减小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．重力正功，摩擦力做负功，弹力不做功，A错误；

B．质点通过Q点时由牛顿第二定律

解得速度大小为

B正确；

CD．质点开始时竖直速度为零，到达最低点时竖直速度又变为零，可知竖直速度先增后减，根据P=mgvy可知重力对质点做功的功率先变大后减小，C错误，D正确。

故选BD。

三、实验题

13. 某同学用图示装置探究功与物体动能变化的关系配套器材有长木板，橡皮筋(若干)小车、打点计时器纸带复写纸等．

(1)实验中，平衡摩擦力后，发现打点的纸带上相邻各点间的间隔先增大后均匀，则应选择该纸带上间隔___________（填“增大”或“均匀”)的部分来计算小车的速度．

(2)该同学采用图象法进行数据处理，为使得到的图线是直线，若用纵坐标表示功，则横坐标应表示___________(填“速度”或“速度的平方”)．

【答案】    ①. 均匀    ②. 速度的平方

【解析】

【详解】(1)[1]橡皮筋的拉力即为小车所受合外力大小，在橡皮条伸长阶段小车加速，恢复原长后匀速，故小车先加速后匀速，点间距先增加后均匀；在处理数据时应选择纸带上间隔均匀的部分来计算速度；
(2)[2]根据动能定理可知，合外力的功与动能的变化量成正比，故为了得出直线，应以速度的平方为横坐标．

14. 如图(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g，小球的质量为m.

(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________ cm.

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0＝________．

(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________．

【答案】    ①. 65.0cm    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）根据刻度尺的读数原则，可知其读数为：65.0cm．
（2）物体从B点平抛，所以有：x=v0t     
h2=gt2  
联立解得：v0=x

（3）重力势能的减小量等于重力做功：△Ep=mgh=mg（h1-h2）
动能增量为：△EK=mv02=．

四、解答题（每题10分，共40分）

15. 如图所示，一个质量的人站在水平地面上，手执一根不可伸缩的轻绳，绳的末端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。已知绳长，小球质量，重力加速度取。求：若小球恰好能通过最高点，那么当小球运动到最低点时，水平地面对人的支持力大小。

【答案】

【解析】

分析】

【详解】小球恰好能通过最高点，在最高点轻绳的拉力为零，对小球受力分析有

小球从最高点运动到最低点，由动能定理得

在最低点，对小球受力分析有

联立解得轻绳的拉力

此时对人分析，水平地面对人的支持力

代入数据得

16. 一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验。在离地面高处让小球以的初速度水平抛出，测得小球落地点与抛出点的水平距离为，已知该星球的半径为，万有引力常量为，不计星球的自转，求：未知星球的第一宇宙速度；

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】小球做平抛运动，在水平方向

x=v0t

在竖直方向上有

解得该星球表面重力加速度为

绕地球表面做圆周运动的卫星

解得

17. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R，质量为m的小球由A点静止释放，求：

(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；

(2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。

【答案】(1)；(2)mg(R－h)

【解析】

【详解】(1)小球从A滑到B的过程中，由动能定理得

mgR=－0

解得

vB=

(2)从A到D的过程，由动能定理可得

mg(R－h)－Wf=0－0

解得克服摩擦力做的功

Wf＝mg(R－h)

18. 光滑水平面上的小球A以2.0 m/s的速度与同向运动的1.0 m/s的小球B发生正碰，已知mA=1 kg，mB=2 kg，碰撞后小球B以1.5 m/s的速度运动．求：

①碰撞过程中B对A的冲量；

②碰撞过程中A、B系统损失的机械能。

【答案】①  ②

【解析】

【分析】

【详解】①利用动量守恒定律可得

解得

m/s

根据动量定理有

②根据能量守恒可得，损失的机械能为