[物理][期末]天津市河西区2023-2024学年高一下学期期末质量调查试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]天津市河西区2023-2024学年高一下学期期末质量调查试卷(解析版)，共13页。试卷主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1. 某质点从A点沿图中的曲线运动到B点，质点受力恒为F。经过B点后，若力的方向突然变为与原来相反，下列关于它经过B点后的轨迹说法正确的是（ ）

A. 可能与曲线a重合
B. 可能与曲线b重合
C. 可能与曲线c重合
D. 可能与曲线在B点的切线重合
【答案】A
【解析】速度方向沿运动轨迹的切线方向，受力方向指向运动轨迹的凹侧，质点从A点沿图中的曲线运动到B点，质点受力的方向指向右下方，经过B点后，若力的方向突然变为与原来相反，则受力方向指向左上方，它经过B点后可能与曲线a重合。
故选A。
2. 如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则可求出（ ）
A. 小球抛出时离地面的高度是10m
B. 小球落地时的速度方向与水平地面成30°角
C. 小球落地时的速度大小是15m/s
D. 小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5m
【答案】D
【解析】A．小球抛出时离地面的高度是
故A错误；
B．设小球落地时的速度方向与水平地面成θ角，则根据速度的合成与分解有
所以
故B错误；
C．小球落地时的速度大小是
故C错误；
D．小球从抛出点到落地点的水平位移大小是
故D正确。
故选D。
3. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球受到重力、支持力和向心力
B. 小球的向心力是由支持力提供的
C. 小球的向心力是由重力提供的
D. 小球所受重力和支持力合力在水平方向
【答案】D
【解析】对小球受力分析如图所示
小球受到重力、支持力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，且小球所受重力和支持力的合力在水平方向，由于向心力是效果力，受力分析时不能分析向心力。
故选D。
4. 一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为4.0 m。当他的线速度为2.0m/s时，下列说法正确的（ ）
A. 他做匀速圆周运动的角速度是4π rad/s
B. 他做匀速圆周运动的周期是0.5s
C. 他做匀速圆周运动的转速是0.5 r/s
D. 他做匀速圆周运动的向心加速度是1m/s2
【答案】D
【解析】A．根据
可得角速度为
故A错误；
B．他做匀速圆周运动的周期为
故B错误；
C．根据
可得转速为
故C错误；
D．他做匀速圆周运动的向心加速度为
故D正确。
故选D。
5. 运行周期为的北斗卫星比运行周期为的（ ）
A. 加速度大B. 角速度大
C. 周期小D. 线速度小
【答案】D
【解析】根据万有引力提供向心力有
可得
因北斗卫星周期大，故运行轨道半径大，则线速度小，角速度小，加速度小。
故选D。
6. 汽车发动机的转动通过变速箱中的齿轮传递到车轮上，转速比可以通过变速杆来改变。发动机输出功率不能无限制地增大，所以汽车上坡时必须“换档”，如图所示。有关汽车上坡“换档”动作，下列说法正确的是（ ）

A. 换高速档，增大牵引力
B. 换高速档，减小牵引力
C. 换低速档，增大牵引力
D. 换低速档，减小牵引力
【答案】C
【解析】根据P=Fv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡；故换低速挡，增大牵引力。
故选C。
7. 在下面列举的各个实例中（除外都不计空气阻力），哪些过程中机械能是守恒的？（ ）
A. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落，运动员的机械能守恒
B. 抛出的标枪在空中运动，标枪的机械能守恒
C. 拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升，金属块的机械能守恒
D. 在光滑水平面上运动的弹性小球碰到另一个弹性小球，碰撞后被弹回来，则小球的机械能一定守恒
【答案】B
【解析】A．跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落，运动员的动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误；
B．抛出的标枪在空中运动，只有重力做功，则标枪的机械能守恒，选项B正确；
C．拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升，金属块动能不变，重力势能逐渐增加，则金属块的机械能增加，选项C错误；
D．在光滑水平面上运动的弹性小球碰到另一个弹性小球，碰撞后被弹回来，则小球的势能不变，但是动能不一定不变，则机械能不一定守恒，选项D错误。
故选B。
8. 如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为m、3m的小球a和b，用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h，两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，a球与定滑轮间距足够大，不会相碰，释放a球后，b球刚要落地前，下列说法正确的是（ ）
A. a球机械能不守恒
B. b球机械能守恒
C. 小球a和b组成的系统机械能不守恒
D. 同一时刻，小球a的速度是小球b的速度的3倍
【答案】A
【解析】ABC．放手后，对ab系统只有重力做功，则系统的机械能守恒，但是由于细绳分别对ab都做功，则a球机械能不守恒，b球机械能也不守恒，选项A正确，BC错误；
D．同一时刻，小球a的速度等于小球b的速度，选项D错误。
故选A。
9. 如图，一位质量为的滑雪运动员从高的斜坡加速下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为，斜坡倾角为，重力加速度为，则整个下滑过程中（ ）
A. 重力做功为
B. 阻力做功为
C. 支持力做功为
D. 人所受外力的总功为零
【答案】A
【解析】A．重力做功为
WG=
选项A正确
B．阻力做功为
选项B错误；
C．支持力与位移垂直，则做功为0，选项C错误；
D．人加速下滑，动能增加，则根据动能定理可知，人所受外力的总功不为零，选项D错误。
故选A。
10. 如图所示，在地面上以速度斜向上抛出质量为可视为质点的物体，抛出后物体落到比地面低的海平面上。不计空气阻力，当地的重力加速度为，若以地面为零势能面，则下列说法中正确的是（ ）
A. 重力对物体做的功为
B. 物体在海平面上的重力势能为
C. 物体在海平面上的动能为
D. 物体在海平面上的机械能为
【答案】B
【解析】A．重力对物体做的功为，选项A错误；
B．以地面为零势能面，物体在海平面上的重力势能为，选项B正确；
C．根据机械能守恒定律
物体在海平面上的动能为
选项C错误；
D．物体在海平面上的机械能等于在地面处的机械能，大小为，选项D错误。
故选B。
11. 滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿下滑过程中（ ）
A. 所受合外力始终为零B. 所受摩擦力大小不变
C. 合外力做功一定零D. 机械能始终保持不变
【答案】C
【解析】A．运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，故A错误；
B．因做匀速圆周运动，因此运动员所受滑动摩擦力大小和重力沿圆弧的切线方向的分力相同，即
角度在逐渐减小，因此摩擦力逐渐减小，故B错误；
C．由动能定理可知，合外力做功定为零，故C正确；
D．运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，故D错误。
故选C。
12. 如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摆动过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽略。小球在摆动的过程中，以下说法正确的是（ ）

A. 小球运动到最高点时加速度为零
B. 小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒
C. 小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等
D. 以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1－csθ)
【答案】D
【解析】A．小球在最高点有
a = mgsinθ
故A错误；
B．小球受到重力和拉力的作用，但拉力不做功，则小球的机械能守恒，故B错误；
C．小球运到最低点有
FT－mg = Fn
则小球运动到最低点时所受重力的大小小于拉力的大小，故C错误；
D．以最低点为重力势能零点，而小球在最高点的机械能只有重力势能，则小球具有的机械能为
E = mgl(1－csθ)
故D正确。
故选D。
13. 某同学利用如图所示的装置做“研究平抛运动”实验，通过多次操作，在白纸上记录小球经过的多个位置，再描出小球做平抛运动的轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 夹有白纸的木板不一定要竖直放置
B. 每次重复实验，小球不一定要从斜槽上的同一位置由静止释放
C. 斜面小槽末端的切线定要调成水平
D. 小球受到斜面小槽的摩擦力，是实验误差的主要来源
【答案】C
【解析】A．夹有白纸的木板一定要竖直放置，选项A错误；
B．每次重复实验，小球一定要从斜槽上的同一位置由静止释放，从而保证小球沿同一轨迹运动，选项B错误；
C．斜面小槽末端的切线定要调成水平，以保证小球能做平抛运动，选项C正确；
D．小球受到斜面小槽的摩擦力，不会对实验产生误差，只要小球到达斜槽底端时速度相同即可，选项D错误。
故选C。
14. 用打点计时器验证机械能守恒定律实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 打点计时器两个限位孔可以不在同一竖直线上
B. 实验中不需要天平和刻度尺
C. 可以利用公式v=gt计算重物的速度
D. 测量下落高度时，选取的各点应距起始点适当远一些
【答案】D
【解析】A．为了减小纸带与打点计时器之间的摩擦，打点计时器两个限位孔需要在同一竖直线上，故A错误；
B．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平；实验中需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离，故B错误；
C．不可以利用公式v=gt计算重物的速度，否则就失去了验证的意义，故C错误；
D．为了减小误差，测量下落高度时，选取的各点应距起始点适当远一些，故D正确。
故选D。
15. 在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学通过实验，获得了一条比较理想的纸带，以起点为计数点0，相隔一段距离后，取连续打点为计数点1、2、3、4、5、6，如图为部分放大照片，则纸带上打第3个计数点时重物的速度v3＝________ m/s(结果保留两位有效数字)．
A. 1.0m/sB. 1.8m/sC. 2.0m/sD. 2.2m/s
【答案】C
【解析】根据纸带的处理原则，某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，所以，ABD错误C正确
二、解答题
16. 一台起重机用的恒定牵引力，将质量为的货物以的加速度从静止开始竖直吊起，不计空气阻力，g取。则：
（1）起重机在前2s内做的功；
（2）起重机在前2s内输出的平均功率；
（3）起重机在2s末输出的瞬时功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）起重机在前2s内的位移
起重机在前2s内做的功
（2）起重机在前2s内输出的平均功率
（3）起重机在2s末的瞬时速度
起重机在2s末输出的瞬时功率
17. 如图所示，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：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为325N，方向都与竖直方向成，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，取，。（）求：
（1）两根绳对重物的合力大小；
（2）重物刚落地时的速度大小；
（3）重物对地面的平均冲击力多大。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）两根绳对重物的合力大小为
（2）重物从地面被提起到重物刚落地过程，根据动能定理可得
解得重物刚落地时的速度大小为
（3）设地面对重物的平均冲击力为，重物落地后把地面砸深，根据动能定理可得
解得
由牛顿第三定律可知，重物对地面的平均冲击力大小为。
18. 如图，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为v2，重力加速度为g。
（1）求弹簧压缩至A点时的弹性势能。
（2）物体经过C点时对导轨的弹力。
（3）求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由能量守恒可知，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，所以弹簧压缩至A点时的弹性势能为
（2）物体经过C点时，根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律，物体经过C点时对导轨的弹力为
（3）对物体，B→C，由动能定理有解得
解得物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功为