精品解析：北京市通州区2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题

通州区2019-2020学年第二学期高一年级期末考试物理试卷

2020年7月

考生须知：

1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共8页。总分为100分，考试时间为90分钟。

2.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

3.在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。

4.考试结束后，请将答题卡交回。

第Ⅰ卷（选择题  共60分）

一、选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共60分）

1. 下列物理量中，属于矢量的是（　　）

A. 功 B. 功率 C. 动能 D. 速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．功只有大小，无方向，是标量，A不符合题意；

B．功率只有大小，无方向，是标量，B不符合题意；

C．动能只有大小，无方向，是标量，C不符合题意；

D．速度即有大小，又有方向，是矢量，D符合题意。

故选D。

2. 如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点. 四位同学分别画出了带有箭头 的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向. 其中描述最准确的是(   )

A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向，故C正确，ABD错误．

故选C．

3. 一个质量不变的物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（）

A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 自由落体运动 D. 平抛运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体的运动状态保持不变，则物体速度的大小和方向都不能发生变化，故A正确；

BD．匀速圆周和平抛运动，运动速度方向不断发生变化，故BD错误；

C．自由落体运动，物体是在做匀变速运动，速度的大小在变化，所以C错误。

所以A正确，BCD错误。

故选A

4. 起重机在提升货物的过程中，关于货物所受的重力做功和货物的重力势能，下列说法正确的是（　　）

A. 重力做负功，重力势能增加 B. 重力做负功，重力势能减少

C. 重力做正功，重力势能减少 D. 重力做正功，重力势能增加

【答案】A

【解析】

【详解】起重机在提升货物的过程中，重力方向向下，位移方向向上，则重力做负功，重力势能增加。故选A。

5. 当汽车在水平面上匀速行驶时，驾驶员对座椅的压力大小为N1；当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的拱形桥的最高点时，驾驶员对座椅的压力大小为N2（如图所示）。则（　　）

A. N1=N2 B. N1>N2 C. N1<N2 D. 以上情况均有可能

【答案】B

【解析】

【详解】当汽车在水平面上匀速行驶时，对驾驶员受力分析，根据平衡条件得

N1′=mg

根据牛顿第三定律得驾驶员对座椅的压力大小为

N1=N1′=mg

当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的拱形桥的最高点时，对驾驶员受力分析，由向心力方程得

解得

根据牛顿第三定律得驾驶员对座椅的压力大小为

所以有

N1＞N2

故选B。

6. 如图所示，一个质量为m小球，在长为l的细线的牵引下，绕光滑水平桌面上的图钉做角速度大小为ω的匀速圆周运动。要想增大图钉所受到的拉力，下列说法正确的是（　　）

A. m、l不变，增大ω B. m、ω不变，减小l

C. ω、l不变，减小m D. m不变，减小l和ω

【答案】A

【解析】

【详解】A．图钉所受到的拉力等于绳子拉力，绳子拉力提供小球的向心力，根据，可知m、l不变，增大ω，F变大，A正确；

B．图钉所受到的拉力等于绳子拉力，绳子拉力提供小球的向心力，根据，可知m、ω不变，减小l，F减小，B错误；

C．图钉所受到的拉力等于绳子拉力，绳子拉力提供小球的向心力，根据，可知ω、l不变，减小m，F减小，C错误；

D．图钉所受到的拉力等于绳子拉力，绳子拉力提供小球的向心力，根据，可知m不变，减小l和ω，F减小，D错误。

故选A。

7. 如图所示，卫星1是一颗在地球表面做匀速圆周运动的卫星，卫星2是一颗地球同步卫星。关于地球表面卫星1的线速度大小，下列说法正确的是（　　）

A. 大于第一宇宙速度 B. 约等于第一宇宙速度

C. 约等于第二宇宙速度 D. 约等于第三宇宙速度

【答案】B

【解析】

【详解】第一宇宙速度是最小发射速度，最大环绕速度，即第一宇宙速度就是卫星的万有引力提供向心力做圆周运动的半径等于地球半径时的速度，卫星1的轨道半径约等于地球半径，故卫星1的线速度大小约等于第一宇宙速度，故选B。

8. 如图所示，卫星1是一颗在地球表面做匀速圆周运动的卫星，卫星2是一颗地球同步卫星。关于地球同步卫星2，下列说法正确的是（　　）

A. 运行周期大于地球自转周期 B. 运行周期小于地球自转周期

C. 轨道高度是固定 D. 轨道高度可以改变

【答案】C

【解析】

【详解】AB．同步卫星与地球具有相同的角速度，其运行周期等于地球自转周期，AB错误；

CD．根据

可得

可知同步卫星的轨道高度是固定的，C正确，D错误。

故选C。

9. 如图所示，卫星1是一颗在地球表面做匀速圆周运动的卫星，卫星2是一颗地球同步卫星。卫星1与卫星2相比，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星1的线速度较小 B. 卫星1的角速度较小

C. 卫星1的向心加速度较小 D. 卫星1的周期较小

【答案】D

【解析】

【详解】根据

可得

则由于卫星1的运转半径小于卫星2，则卫星1的线速度较大，卫星1的角速度较大，卫星1的向心加速度较大，卫星1的周期较小。故选D。

10. 如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在A点的速度最大 B. 卫星在B点的速度最大

C. 卫星在C点的速度最大 D. 卫星在D点的速度最大

【答案】A

【解析】

【详解】卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、D两点的速度大小相等，故选A。

11. 如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小才球，小球放置在光滑水平地面上。弹簧处于原长时，小球在位置O。将小球拉至位置A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放。释放后，小球从A第一次运动到O的过程中，小球的动能（　　）

A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先增大后减小

【答案】C

【解析】

【详解】将小球拉至位置A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放。释放后，由于小球所受弹力朝左，运动方向朝左，弹簧弹力对小球做正功，故小球从A第一次运动到O的过程中，小球的动能逐渐增大，故选C。

12. 如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小才球，小球放置在光滑水平地面上。弹簧处于原长时，小球在位置O。将小球拉至位置A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放。释放后，小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的弹性势能（　　）

A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先增大后减小

【答案】B

【解析】

【详解】在小球由A第一次运动到O的过程中，弹簧的形变量减小，故弹簧的弹性势能逐渐减小，故选B。

13. 如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上。弹簧处于原长时，小球在位置O。将小球拉至位置A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放。释放后，小球从A第一次运动到O的过程中，小球与弹簧所组成系统的机械能（　　）

A. 保持不变

B 逐渐减小

C. 逐渐增大

D. 先增大后减小

【答案】A

【解析】

【详解】小球从A第一次运动到O的过程中，由于只有弹簧的弹力对小球做功，则小球与弹簧所组成系统的机械能保持不变。

故选A。

14. 跳伞员在打开降落伞一段时间后，在竖直方向以4m/s的速度匀速下降。恰好遇上有风天气，风使跳伞员在水平方向上以3m/s的速度匀速运动。则跳伞员着地速度的大小为（　　）

A. 0 B. 3m/s C. 4m/s D. 5m/s

【答案】D

【解析】

【详解】根据速度的合成与分解，可得

故选D。

15. 汽车在平直路面上行驶时，受到的阻力恒为，若汽车发动机的额定功率为，则汽车的最大速度为（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】当阻力和牵引力相等时，速度最大，故时，速度最大，根据可得，C正确．

16. 物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害．设一质量为的苹果从距离地面高处由静止下落，取重力加速度，落地时苹果的动能约为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】苹果下落的过程中，重力势能转化为动能，故苹果落地时的动能

故C正确，ABD错误。

17. 一个运动员沿着半径为32m的圆弧跑道以8m/s的速度匀速率奔跑，则运动员做圆周运动的加速度大小为（　　）

A. 0.25m/s2 B. 2m/s2 C. 3m/s2 D. 4m/s2

【答案】B

【解析】

【详解】根据题意可知，运动员做的是匀速圆周运动。半径为32m，线速度为8m/s。由向心加速度公式可得，故选B。

18. 物体做平抛运动，若以抛出点为起点，取初速度方向为水平位移的正方向，则下图中能正确描述该物体的水平位移x随时间t变化关系的图象是(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】平抛运动水平方向上做匀速直线运动，水平位移和时间成正比，位移与时间图线是一条过原点的倾斜直线．故C正确，ABD错误．故选C．

19.  

如图所示，在光滑水平面上，质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，以初速度 做匀加速直线运动，经过时间t位移为x，速度达到 。力对物体的作用在空间上累积的效果可以用力F与位移x的乘积表示，即F x。根据牛顿第二定律，物体的加速度；物体做匀加速运动，满足 。可得，Fx等于（　　）

A.   B.

C.   D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律，物体的加速度

物体做匀加速运动，满足， 即

即

故选A。

20. 如图所示，在光滑水平面上，质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，以初速度做匀加速直线运动，经过时间t位移为x，速度达到。与力对物体的作用在空间上累积的效果类似，力对物体的作用在时间上也有累积效果，可以用力F和时间t的乘积表示，即Ft。根据上述情境，Ft等于（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据运动公式

v1=v0+at

根据牛顿第二定律

联立解得

故选A。

第Ⅱ卷（非选择题  共40分）

二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）

21. 如图所示，水平桌面上放一个斜槽，一个小钢球从斜槽上端滑下来。不放置磁铁时，小钢球从斜槽上滑下来后，在水平桌面上做_________（选填“直线”或“曲线”）运动。按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁，小钢球从斜槽上滑下来后，在水平桌面上做_________（选填“直线”或“曲线”）运动。

【答案】    (1). 直线    (2). 曲线

【解析】

【详解】[1]不放置磁铁时，小钢球从斜槽上滑下来后，在水平桌面上运动时，由于水平方向不受外力，则做直线运动。

[2]按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁，小钢球从斜槽上滑下来后，在水平桌面上运动时，由于受到磁铁的与速度不共线的吸引力作用而做曲线运动。

22. 为了探究平抛运动的特点，可做如下实验：如图甲所示，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动是_____________运动。如图乙所示，将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，其中下方的斜滑道与一水平板平滑连接。把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到1球落到水平板上击中2球，说明平抛运动在水平方向的分运动是____________运动。

【答案】    (1). 自由落体运动    (2). 匀速直线运动

【解析】

【详解】[1] 用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，两球同时落地，知B球在竖直方向做自由落体运动，说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。

[2] 将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，其中下方的斜滑道与一水平板平滑连接。把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球2在水平方向做匀速直线运动，1球落到水平板上击中2球，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。

23. 在利用如左图所示的装置“验证机被能守恒定律”的实验中，某同学得到如右图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=_________，动能增加量△Ek=_________。

【答案】    (1). mghB    (2).

【解析】

【详解】[1] 从打O点到打B点的过程中，重物下落的高度为hB，重物的重力势能减少量ΔEp=mghB

[2] 从打O点到打B点的过程中，B点的速度为，动能增加量

三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

24. 如图所示，置于光滑水平面上的物块在大小为F=6.0N的水平拉力作用下，由静止开始运动，在t=2s内物块运动的位移l=2m。求：

(1)t=2s内，拉力F对物块做的功W；

(2)t=2s内，拉力F对物块做功的平均功率P。

【答案】(1)12J；(2)6W

【解析】

【详解】(1) t=2s内，拉力F对物块做的功

(2)t=2s内，拉力F对物块做功的平均功率

25. 如图所示，将一个小球从h=80m高处以水平初速度v=30m/s抛出。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：

(1)小球在空中运动的时间t；

(2)小球落地位置与抛出点的水平距离x。

【答案】(1)4s；(2)120m

【解析】

【详解】(1)小球做的是平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由

可得t=4s

(2)小球水平方向是匀速直线运动，水平方向运动时间与竖直方向相同，故

26. 如图所示，一颗质量为m=8g的子弹以水平速度=300m/s射入厚度d=5cm的固定木板，射穿后的速度降为=100m/s。求：

(1)子弹击穿木板前后的动能的变化量ΔEk；

(2)子弹击穿木板过程中受到的平均阻力f的大小。

【答案】(1)320J；(2)6400N

【解析】

【详解】(1)子弹击穿木板前后的动能的变化量

即子弹动能减小320J；

(2)根据动能定理

解得子弹击穿木板过程中受到的平均阻力

f=6400N

27. 天宫二号是我国第一个真正意义上的太空实验室，并先后成功实现与神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船交会对接，形成组合体，如图所示。为了简化问题便于研究，将组合体绕地球的运动视为匀速圆周运动，如图所示。地面观测站测得组合体距离地面的高度为h，已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。

(1)求组合体做匀速圆周运动的周期T；

(2)某同学认为，要想实现飞船和天宫二号空间实验室对接，可以先让两者在同一轨道上，然后使飞船加速追上空间实验室从而实现对接。你认为这种说法是否正确。请分析说明。

【答案】(1) ；(2)不正确

【解析】

【详解】(1)组合体绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，则

解得

(2)不正确；在同一轨道上运行加速做离心运动，不能实现对接，应该让飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接。

28. 如图所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止开始滑下，已知A点与圆轨道B点的高度差为h，重力加速度为g。空气阻力和轨道的摩擦忽略不计。

(1)小球运动到B点时速度v的大小；

(2)小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小。

(3)某同学认为，要使小球从弧形轨道上的A点由静止滑下后可以通过圆轨道的最高点C，h和圆轨道半径R之间满足h≥2R就可以。你认为这种说法是否正确，请说明理由。

【答案】(1)；(2)；(3)不正确，应该要满足h≥2.5R才可以通过圆轨道

【解析】

【分析】由机械能守恒定律可求出A到B的速度大小，对B点，由牛顿第二定律结合向心力公式可求出轨道对小球的支持力F的大小，能否通过最高点C，要计算C点的速度是否大于临界速度。

【详解】(1)从A点到B点，由机械能守恒定律可知

得到

(2)对B点，由牛顿第二定律结合向心力公式可得

得到

(3)从A点到C点，由机械能守恒定律可知

如果小球能通过圆轨道的最高点C，则

解得

故某同学认为，要使小球从弧形轨道上的A点由静止滑下后可以通过圆轨道的最高点C，h和圆轨道半径R之间满足h≥2R就可以了，这种说法是不正确的，应该要满足h≥2.5R才可以通过圆轨道。

【点睛】小球到最高点临界速度，只有到最高点的速度大于这一临界速度，才能通过圆轨道最高点。