高一下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷B卷

这是一份高一下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷B卷，共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。
1.城市用户的污水会通过地下管道输送到污水处理厂，工厂先将污水用水泵抽送至地面，再对污水进行净化处理。下列说法正确的是( )
A.当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，重力对污水做负功
B.当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，污水的重力势能增加
C.水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做正功
D.水泵将污水抽送至地面的过程中，污水的重力势能增加
2.某趣味物理实验中，在水平桌面上从桌子一角A向B发射一个乒乓球，一同学在桌边试着用一支吹管将球由处吹进球门垂直于BC，如图所示，该同学将吹管对准C用力吹，但球没有进入球门。于是该同学调整了实验方案，你认为可能成功的是( )
A.用更大的力在B处吹气
B.将吹管向左平移适当距离
C.将球门C沿直线CB向B点移动一小段距离
D.将吹管绕B点顺时针转动90°，正对着A吹气
3.中学生常用的学习用具修正带的结构如图所示，包括大、小齿轮和压嘴座等部件。大、小齿轮分别嵌合于大、小轴孔中并相互咬合，半径之比为2:1。两点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮半径的中点。当使用修正带时( )
A.角速度B.线速度C.向心加速度D.转速
4.亭是一种中国传统园林建筑，常用来供游人避风雨、避晒、休憩和观景，如图甲所示。现把某圆亭的亭檐一侧看成一个弯曲轨道AB，如图乙所示，过轨道的最低点B的切线沿水平方向。现有几颗松果以不同的初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出落到水平地面上。空气阻图甲力不计，松果之间不发生相互碰撞，则( )
A.松果从A点运动到B点的过程，所受合力等于0
B.松果从A点运动到B点的过程，重力所做的功小于动能的变化量
C.所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等
D.所有松果从B点飞出到落到水平地面上的落点相同
5.如图为甘肃临夏某处一游乐场的简化示意图。在水平地面上O点正上方的A点向水平地面搭建足够多个坡度不同的直滑道……，多名游玩者乘相同的滑橇从A点由静止开始分别沿这些滑道下滑，他们到达水平地面时均背向O点在地面上继续向前滑行直到停止。假设滑橇与滑道、地面间的动摩擦因数处处相同，且滑道与地面的连接处是圆滑的，则所有游玩者在水平地面上停止时的位置会共同落在哪一个形状上( )
A.B.C.D.
6.（多选）图甲为“海洋和谐号”游轮，它是目前世界上最大的游轮，假设其总质量，发动机额定输出功率，某次航行过程中，游轮从静止开始在海面上做直线运动，其加速度—时间图像如图乙所示，在时，发动机输出功率达到额定输出功率，此后保持不变，假设航行过程中游轮所受阻力恒定不变，则( )
A.20 s时游轮的速度大小为2 m/s
B.游轮航行过程中所受的阻力大小为
C.游轮航行的最大速度为10 m/s
D.当游轮的加速度为时，其速度为5 m/s
7.在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的墓地轨道，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。2022年1月22日，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2卫星后，成功将其送入墓地轨道。已知同步轨道和墓地轨道的轨道半径分别为，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于两点，如图所示，地球自转周期为，则下列说法正确的是( )
A.地球的质量为
B.北斗二号G2卫星在墓地轨道上运行的周期为
C.北斗二号G2卫星沿转移轨道从P点运行到Q点所用的最短时间为
D.北斗二号G2卫星在转移轨道上Q点时的速度大于在墓地轨道运行的速度
8.智能呼啦圈（图甲）轻便美观，深受大众喜爱，腰带外侧带有轨道，将滑轮置于轨道内，滑轮通过一根不可伸长的轻绳与配重连接，其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，下列说法正确的是( )
A.若以更大的转速匀速转动，则绳子上的拉力增大
B.若以更大的转速匀速转动，则身体对腰带的摩擦力增大
C.在增大转速的过程中，绳子对配重的拉力不会对配重做功
D.若增加配重的质量，保持配重转速不变，则绳子与竖直方向的夹角减小
9.（多选）如图所示，离水平地面一定高度处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，轻质弹簧处于自然伸长状态。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.轻质弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能
B.小球从抛出到将轻质弹簧压缩到最短的过程中小球与弹簧组成的系统的机械能守恒
C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关
D.小球抛出的初速度大小与圆筒离地面的高度及初速度方向有关
10.（多选）人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次“打夯”符合以下模型：如图所示，两人同时通过绳子对重物各施加一个恒力，力的大小均为1000 N，方向都与竖直方向成37°角，重物离开地面25 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深8 cm。已知重物的质量为50 kg，g取，不计空气阻力，则( )
A.两人通过绳子对重物做的功为400 JB.重物离地面的最大高度为25 cm
C.重物刚落地时速度大小为4 m/sD.地面对重物的平均阻力为5500 N
11.（多选）一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动.该物体开始滑动时的动能为，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为.已知，重力加速度大小为g.则( )
A.物体向上滑动的距离为
B.物体向下滑动时的加速度大小为
C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5
D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长
12.（多选）如图所示，两个小球用一根不可伸长的细线连接，细线绕过固定光滑水平细杆C，与固定光滑水平细杆D接触，C与小球b之间的细线水平，D与小球b间的距离为L，在D的正下方固定有一光滑水平细杆间的距离为。小球a放在水平E地面上，细线拉直，由静止释放小球b，细线与水平细杆E接触后的瞬间，小球a对地面的压力恰好为零，不计小球的大小，则下列说法正确的是( )
A.细线与水平细杆E接触前后的瞬间，小球b的加速度大小不变
B.细线与水平细杆E接触前后的瞬间，小球b的速度大小不变
C.小球a与小球b的质量之比为5:1
D.将细杆向右平移相同的一小段距离后再固定，由静止释放小球b，细线与水平细杆E接触后的瞬间，小球a会离开地面
二、非选择题：本题共6小题，共52分。
13.（6分）在“研究平抛运动”的实验中，某同学用图甲完成了平抛运动实验，记录下了小球运动过程中的四点的位置。取O点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，各点的位置坐标如图乙所示，重力加速度g取，则由此可知：
（1）小球做平抛运动的初速度为_______m/s，小球抛出点位置的横坐标是_______cm。
（2）另一同学在实验中采用了如下方法，如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，撞在木板上留下痕迹A。将木板向后平移至处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，撞在木板上留下痕迹间的距离为间的距离为间的竖直高度差为y。则小球抛出时的初速度。为_______。
A.B.C.D.
14.（8分）利用如图所示的装置验证机械能守恒定律：细线一端悬挂于O点，另一端连接一小铁球，小铁球可视为质点。从细线与竖直方向的夹角为θ的位置将小铁球由静止释放，θ可以从顶部安装的量角器直接测得。小铁球运动到最低位置时通过一速度传感器可直接测得小铁球的速度大小，重力加速度g已知。
（1）要通过该装置完成验证机械能守恒定律的实验，除了图中提供的量角器测量角度θ外，还需要的测量仪器和要测量的物理量是_____（填正确答案标号）。
A.天平，小铁球的质量mB.刻度尺，细线的长度L
（2）小铁球从释放至运动到最低位置的过程中，重力势能在不断_____（填“增大”或“减小”）。
（3）若速度传感器测得小铁球运动到最低位置时的速度大小为v，结合夹角θ和（1）中测量的物理量，只要表达式_____成立，则小铁球从初始位置运动到最低位置的过程中机械能守恒。
（4）在正确操作完成实验后，测算发现小铁球在最低位置时的动能总是小于小铁球从初始位置到最低位置过程重力势能的减少量，造成这种结果的主要原因是__________。
15.（8分）质量为的小木块放在水平台面上，台面比水平地面高，木块距台的右端的距离。质量为的子弹以的速度水平射向木块，当子弹以的速度水平射出时，木块的速度为（子弹穿过木块的时间极短，可认为该过程木块的位移为零）。若木块落到水平地面时的落点到台的右端的水平距离为，重力加速度g取，求：
（1）木块对子弹所做的功和子弹对木块所做的功；
（2）木块与台面间的动摩擦因数μ。
16.（9分）如图1所示，升降机在电动机的作用下，从静止开始沿竖直方向向上运动，升降机先做匀加速直线运动，5 s末电动机达到额定功率，之后电动机的功率不变。升降机运动的图像如图2所示。已知电动机的额定输出功率为36 kW，重力加速度g取，求：
（1）升降机的质量；
（2）5 s末升降机的瞬时速度的大小；
（3）升降机在5~7 s内上升的高度。
17.（9分）在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L，如图1所示，机械臂一端固定在空间站上的O点，另一端抓住质量为m的货物，在机械臂的操控下，货物先绕O点做半径为、角速度为ω的匀速圆周运动，运动到A点停下，然后在机械臂操控下，货物从A点由静止开始做匀加速直线运动，经时间t到达B点，间的距离为L。
（1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小；
（2）求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P；
（3）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比。
18.（12分）如图所示，物体之间有一根被压缩且被锁定的轻弹簧，系统静止在光滑轨道abc上，其中ab段是直线形水平轨道，bc段是半径为的半圆形竖直轨道。长为的水平传送带顺时针转动，速度大小为，忽略传送带d端与轨道c点之间的缝隙宽度，物体B与传送带之间的动摩擦因数为。已知物体可以看成质点，质量分别为，重力加速度g取。
（1）如果，开始时弹簧的弹性势能为，解除弹簧锁定，弹簧恢复原长时，物体A获得的速度大小为，求物体B获得的速度大小；
（2）在（1）的条件下，求物体B再次落到水平轨道ab上时的位置到传送带左端e点的水平距离x；
（3）为了使物体B能到达传送带且不会从e点抛出，解除弹簧锁定，弹簧恢复原长时，求物体B获得的速度大小必须满足的条件。
答案以及解析
1.答案：D
解析：当污水顺着倾斜的地下管道自发地流动时，重力对污水做正功，污水的重力势能减少，故选项AB错误；水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做负功，污水的重力势能增加，故选项C错误，D正确。
2.答案：B
解析：原方案中，吹管吹气只改变了球过B之后的沿BC方向的速度，而沿AB方向的速度不变，所以单纯沿BC方向吹气而施加力的作用不能使球落入球门中。用更大的力在B处吹气，只能加快BC方向速度变化，不能使球进入球门，故A错误；如果在球到达B点前吹气，到达BC直线所在处时乒乓球已经沿垂直AB方向运动了一段距离，根据运动的合成与分解的知识可知，球可能落入球门中，故B正确；将球门C沿直线CB向B点移动一小段距离，与原方案一样，不能落入球门，故C错误；将吹管绕B点顺时针转动90°，正对着A吹气，球只能做直线运动，不会进入球门，故D错误。
3.答案：D
解析：两点的运动属于齿轮传动，两点的运动属于同轴转动，。
4.答案：C
解析：
5.答案：A
解析：设滑道与水平地面的夹角为θ，游玩者在地面停止滑行时与O点相距L，由动能定理得，又，解得，故所有游玩者在地面停止滑行时与O点的距离相同，则所有游玩者在水平地面上停止时的位置会落在以O点为圆心的圆周上，故A正确，BCD错误。
6.答案：ACD
解析：由题图乙可知，在0~20 s内，游轮做匀加速直线运动，加速度为，游轮从静止开始运动，则20 s时游轮的速度大小为，故选项A正确；由牛顿第二定律得，又，得游轮航行过程中所受的阻力大小为，故选项B错误；当游轮达到最大速度时，有，得游轮航行的最大速度为，故选项C正确；当游轮的加速度为时，由牛顿第二定律得，又，解得，故选项D正确。
7.答案：C
解析：地球同步卫星的周期等于地球自转周期，对于地球同步卫星，根据万有引力提供向心力可得，解得地球的质量，A错误；根据开普勒第三定律有，可得北斗二号G2卫星在墓地轨道上运行的周期，B错误；由开普勒第三定律有，可得北斗二号G2卫星沿转移轨道从P点运动到Q点所用的最短时间，C正确；北斗二号G2卫星在转移轨道上Q点经过加速后，做离心运动，运动到墓地轨道，则在转移轨道上Q点时的速度小于在墓地轨道运行的速度，D错误。
8.答案：A
解析：设轻绳长为L，滑轮到腰带中心的距离为r。以配重为研究对象，配重受到重力和拉力，受力分析图如图甲所示，竖直方向上有，水平方向上有，联立可得，则，转速增大，则角速度ω增大，θ增大，绳子上的拉力增大，A正确。若增加配重的质量，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角θ不变，D错误。配重的转速增大，θ增大，配重做匀速圆周运动的半径增大，又，则配重的速度增大，动能增大；θ增大，配重高度上升，重力势能增大，配重机械能增大。根据功能关系，在增大配重转速的过程中，绳子对配重的拉力做的功等于配重机械能的增加量，所以绳子对配重的拉力做的功为正功，C错误。对腰带进行受力分析，受力分析图如图乙所示，竖直方向有，可知身体对腰带的摩擦力与配重的转速无关，B错误。
9.答案：BD
解析：小球从抛出到将轻质弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，因此小球和轻质弹簧组成的系统的机械能守恒，即，由此得到轻质弹簧获得的最大弹性势能，选项A错误，B正确；斜上抛运动可分解为竖直方向上的上抛运动和水平方向上的匀速直线运动，在竖直方向上有(θ为与水平方向的夹角)，解得，由此可知，选项C错误，D正确。
10.答案：ACD
解析：两人对绳子的合力为，两人通过绳子对重物做的功为，A正确；重物离开地面25 cm后人停止施力，重物具有惯性，继续向上运动，重物离地面的最大高度大于25 cm，B错误；从重物被抬起到刚落地的过程，绳子的合力对重物做正功，重力对重物做功为零，由动能定理可得，解得，C正确；对重物运动的全过程，由动能定理有，解得，D正确。
11.答案：BC
解析：从物体自底端上滑到物体返回底端过程由动能定理可得，得；物体上滑过程有，联立可得，A错误；物体下滑的加速度大小，B正确；由，得，C正确；物体上滑的加速度大小，，则物体上滑的初速度与下滑的末速度之比，由可得物体上滑和下滑的运动时间之比，即，D错误.
12.答案：BCD
解析：细线与水平细杆E接触前后的瞬间，小球b的速度大小不会发生突变，小球b做圆周运动的半径减小，由可知，小球b的加速度增大，A项错误，B项正确；细线与水平细杆E接触后的瞬间，设小球b的速度大小为，有，解得，此时小球a对地面的压力恰好为零，则对小球b，有，可得，C项正确；将细杆向右平移相同的一小段距离后再固定，由静止释放小球b，设小球b开始做圆周运动的半径为，则细线与水平细杆E接触前的瞬间，小球b的速度大小，设接触后的瞬间细线的拉力大小为，则，求得，因此细线与水平细杆E接触后的瞬间，小球a会离开地面，D项正确。
13.答案：（1）1.5；-15
（2）B
解析：（1）四点间的水平距离均为，则表示水平方向匀速直线运动的时间相等，设为T，则竖直方向有，解得，又，可得平抛运动的初速度为点的竖直速度为，可知抛点到O点的时间为，则抛出点的横坐标为。
（2）从抛出点到A点，有，从抛出点到B点，有，联立解得，故选B。
14.答案：（1）B
（2）减小
（3）
（4）见解析
解析：（1）由于验证机械能守恒定律时所列式子中可以把物体质量约掉，因此不需要天平测量质量，而是需要测量细线的长度L，所以需要刻度尺，故选B。
（2）小铁球从释放至运动到最低位置的过程中，高度减小，质量不变，重力势能在不断减小。
（3）小铁球从初始位置运动到最低位置的过程中，动能增加量为，重力势能减少量为，则只要表达式成立，小铁球在此过程中的机械能守恒。
（4）小铁球运动过程中受到的空气阻力对小铁球做负功，因此使得重力势能的减少量略大于动能的增加量。
15.答案：(1)-243 J；8.1 J
(2)0.5
解析：(1)子弹穿过木块的过程，对子弹，由动能定理得
代入数据解得
对木块，由动能定理得
代入数据解得
(2)设木块离开台面时的速度为，对木块在台面上的滑行阶段，由动能定理得
木块离开台面后做平抛运动，由平抛运动规律得
代入数据解得
16.答案：(1)300 kg
(2)10 m/s
(3)21.8 m
解析：(1)设升降机的质量为m，升降机最后做匀速直线运动，牵引力
额定输出功率，由题图2可知
解得
(2)设升降机做匀加速直线运动时的加速度大小为a，当时，速度
此时牵引力
又
联立解得
(3)设升降机在5~7 s内上升的高度为h，对升降机在5~7 s内的运动分析，由动能定理得
解得
17.答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)质量为m的货物绕O点做匀速圆周运动，半径为，根据牛顿第二定律可知
(2)货物从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，根据运动学公式可知
解得
货物到达B点时的速度大小
货物在机械臂的作用下做匀加速直线运动，机械臂对货物的作用力即为货物所受合力ma，所以经过时间t，货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率
(3)空间站和货物同轴转动，角速度相同，设空间站质量为，地球质量为M。对空间站，由万有引力提供向心力得
解得
货物在机械臂的作用力和万有引力的作用下做匀速圆周运动，则
货物受到的万有引力
解得机械臂对货物的作用力
则
18.答案：(1)3 m/s
(2)0.2 m
(3)
解析：(1)由机械能守恒定律得
解得
(2)设物体B运动至e点的速度大小为，物体B从弹簧恢复原长到运动至e点的过程，由动能定理得
解得
物体B离开e点后做平抛运动，则有
解得
(3)设物体B恰好通过轨道最高点c时的速度大小为，则有
解得
物体B从弹簧恢复原长到运动至c点的过程，由动能定理得
解得
物体B刚好能运动到传送带的左端e点时，物体B从弹簧恢复原长到运动至e点的过程，根据动能定理得
解得
所以为了使物体B能到达传送带且不会从e点抛出，解除弹簧锁定，弹簧恢复原长时，物体B获得的速度大小必须满足的条件是。
松果从A点运动到B点的过程
松果做曲线运动，所受合力不可能为零
A错误
松果受到摩擦力作用，由动能定理得，则此过程中重力所做的功大于动能的变化量
B错误
松果从B点飞出到落到水平地面的过程
松果从B点飞出后做平抛运动，平抛运动时间，则所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等
C正确
松果以不同的初速度先后从A点沿轨道滑下，从B点飞出时水平方向初速度不一定相等，又因为所有松果从B点飞出到落到水平地面上所用时间相等，故所有松果从B点飞出到落到水平地面上的落点不一定相同
D错误