高一下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷A卷

这是一份高一下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷A卷，共15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.在物理学发展的进程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列对几位物理学家所作科学贡献的叙述，错误的是( )
A.哥白尼创立了日心说
B.开普勒发现了行星运动定律
C.牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系
D.牛顿用实验测定了引力常量G
2.如图所示为质点在恒力作用下做曲线运动的轨迹示意图，且质点运动到D点时的速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是( )
A.质点经过D点时的加速度比B点时的大
B.质点从B到E的过程中速率一直在减小
C.质点经过C点时的速率比D点时的大
D.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
3.将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入高度为和、密度为ρ的液体，然后打开阀门K，直到液体静止，重力加速度为g，则重力对液体做的功为( )
A.B.C.D.
4.仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一.若某女生一分钟内做了40个仰卧起坐，其质量为50 kg，设上半身质量为总质量的，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取，则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（假设每次仰卧起坐上半身重心上升的高度为身高的）( )
A.10 WB.60 WC.180 WD.300 W
5.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20 m的圆面。某段时间内该地区的风速为10 m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，空气的密度为，假如这个风力发电机能将20%的空气动能转化为电能。则这段时间内此风力发电机发电的功率约为( )
A.B.C.D.
6.如图甲为单板滑雪U形场地，可简化为如图乙所示固定在竖直面内的半圆形轨道场地，因摩擦作用滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中做匀速圆周运动，以下说法正确的是( )
A.运动员下滑过程中合力的方向始终与运动轨迹相切
B.运动员下滑过程中的合力是恒力
C.运动员下滑过程中做的是匀变速曲线运动
D.运动员滑到最低点时对轨道的压力大于他的重力
7.如图所示，小明将玩具电动车放在跑步机上做游戏，跑步机履带外侧机身上有正对的A、B两点，在慢跑模式下履带以的速度运行.已知玩具车能以的速度匀速运动，履带宽度为50 cm，玩具车每次都从A点出发，下列说法正确的是( )
A.无论玩具车车头指向何方，玩具车运动的合速度始终大于5 m/s
B.玩具车到达对面的最短时间为0.125 s
C.玩具车从A点出发到达正对面的B点，车头需与A点左侧履带边缘成53°夹角
D.玩具车从A点出发到达正对面的B点用时为0.1 s
8.如图所示，一倾角为θ的斜面体（表面粗糙）固定在水平面上，滑块开始位于斜面体的最低点P，现给滑块一沿斜面向上的初速度，滑块第一次经过Q点后到斜面体的最高点，然后沿原路返回第二次经过Q点。已知滑块由P第一次到Q的过程重力以及合力做功的数值为，滑块由P第二次到Q的过程重力以及合力做功的数值为。则下列说法正确的是( )
A.B.
C.D.
9.（多选）如图所示，转笔是大部分同学都会的一个小游戏，在转笔时，重的一端到支撑点的距离要近一点，这样才能使笔在手指上更稳定地绕该点转动。假设重的一端的尾部是A点，轻的一端的尾部是B点，支撑点为，笔绕支撑点匀速转动，下列说法正确的是( )
A.相同时间内A点和B点转过的角度之比为3:2
B.相同时间内A点和B点走过的弧长之比为3:2
C.两点的向心加速度之比为2:3
D.相同时间内OA和OB扫过的面积不相等
10.（多选）天问一号从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( )
A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B.从P点转移到Q点的时间大于6个月
C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
11.（多选）如图所示，三角形ABC和三角形CDE是两个全等三角形，在A点和E点分别有两个小球，先后水平抛出两个小球，不计空气阻力，两小球恰好在C点相遇。已知，下列说法正确的是( )
A.小球Q后抛出
B.小球P和小球Q在空中运动的水平速度大小之比为1:3
C.小球P和小球Q在空中运动的时间之比为
D.在C点时两小球的速度方向与水平方向夹角相同
12.（多选）如图，足够长传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度（未与滑轮相碰）过程中( )
A.物块a的重力势能减少
B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加量
C.摩擦力对a做的功等于物块动能的增加量之和
D.任意时刻，各自重力的瞬时功率都不相等
二、非选择题：本题共6小题，共52分。
13.（8分）用如图1所示的实验装置来验证向心力公式.实验小组查得：在忽略空气阻力时，无论小球质量如何，无初速度释放摆线所系小球，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度大小相等.现实验小组用轻质细线系一个小球，细线的另一端系在拉力传感器上，将小球拉到细线伸直，然后从较高处无初速度释放小球，拉力传感器记录细线拉力，并传送给电脑绘出拉力图线.重力加速度为，小球可看作质点，实验步骤如下：
A.测出小球质量m；
B.测出细线长度L；
C.将小球拉到细线水平伸直，然后无初速度释放小球，记录传感器拉力F并绘制图线；
D.更换不同质量小球实验；
E.输出拉力F与运动时间t图像如图3；
F.将小球拉到细线伸直，小球无初速度释放点距最低点的高度差为h，如图2，然后释放小球记录传感器拉力并绘制图线；
G.保持小球质量不变，更换不同长度细线，但保持小球无初速度释放点距最低点的高度差h不变，多次实验，记录传感器拉力F并绘制图线如图4，图中小球质量.
（1）根据图3，可得最低点处细线拉力F与小球质量成_______（填“正”或“反”）比.
（2）图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是______________.
（3）根据图4，重新整理数据并完善图，使得与相关因素的图像为直线，图像横坐标应采用_______（“L”或“”），可知向心与圆周运动的半径成_______（填“正”或“反”）比.
14.（6分）在“验证机械能守恒定律实验”中，某同学为验证弹簧和小球组成的系统机械能守恒，设计了如下方案和实验步骤：
①如图所示，将一根轻质弹簧的下端竖直固定在水平桌面上，弹簧上端连接一质量为m的小铁球，铁球上固定有轻小的遮光条；一根带有插销孔的光滑透明塑料圆管竖直地套在小球和弹簧外，也固定于水平面上；塑料圆管侧面有平行于管轴的光滑槽，遮光条套在槽中，露出槽外，可沿槽光滑运动，小球直径略小于管径；
②塑料圆管上装上两个关于弹簧原长位置对称的光电门，调节光电门使遮光条通过光电门时能很好地遮挡光线；
③将小球拉到C处，用插销锁住，弹簧处于伸长状态（在弹性限度内）；
④接通光电门电源，拔出插销，记录下小球通过光电门时遮光条的遮光时间分别为，测出遮光条的宽度L；
⑤断开电源，整理仪器.
（1）为完成实验，除了以上步骤，还需要测量的物理量或进行的步骤有：______________.
（2）已知重力加速度为g，若小球和弹簧系统（含地球）的机械能守恒，则表达式为_______（用以上测量量和已知量的符号表示）.
（3）实际上，在做该实验的时候，系统减少的重力势能会略多于增加的动能，可能的主要原因是：_______.（写出一个原因即可）
15.（8分）科学家对银河系中心附近的星体进行了多年的观察，发现与银河系中心的距离为r的星体，以速度v周绕银河系中心旋转，据此提出银河系中心可能存在一个大黑洞。若该黑洞确实存在，且其表面的物体速度达到光速c时恰好围绕其表面做匀速圆周运动。
（1）试写出该黑洞半径R的表达式（用表示）；
（2）若，请根据以上数据估算该黑洞表面处的重力加速度（忽略黑洞自转）。
16.（12分）一种氢燃料汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，汽车行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g取。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为，达到额定输出功率后，保持功率不变又加速行驶了一段距离，达到最大速度，之后匀速行驶。求：
（1）汽车的最大行驶速度；
（2）汽车匀加速运动的时间；
（3）当汽车的速度为5 m/s时，汽车牵引力的瞬时功率。
17.（6分）如图所示，一长度为L的细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，P为地面上的一点，两点的连线与水平地面垂直。若小球恰好能在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，在小球做圆周运动的过程中，第一次在小球运动到最高点的瞬间剪断细线，第二次在小球运动到最低点的瞬间剪断细线，两次小球的落地点到P点的距离相等，求O点距水平地面的高度h。
18.（12分）如图所示，在倾角为30°的斜面上，有一质量为1 kg的小物块通过轻绳的牵拉压紧弹簧，弹簧被压缩了3 cm，弹簧的劲度系数为。现将轻绳烧断，物块被弹出，沿粗糙斜面向上运动了0.17 m后以1 m/s冲出斜面。不计空气阻力，重力加速度g取。求：（结果保留两位有效数字）
（1）物块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ；
（2）物块在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功
（3）物块离开斜面后，距斜面顶端的最大高度H。
答案以及解析
1.答案：D
解析：哥白尼创立了日心说，选项A正确；开普勒发现了行星运动定律，选项B正确；牛顿总结出牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系，选项C正确；卡文迪什用实验测定了引力常量G，选项D错误。
2.答案：C
解析：质点在恒力作用下运动，则质点的加速度大小和方向均不变，且加速度指向轨迹弯曲的方向，故A错误；由题意可知，质点从A到D的过程中加速度方向与速度方向的夹角是钝角，运动到D点以后夹角变为锐角，即质点先减速后加速，故B、D错误；质点从C到D的过程中做减速运动，则质点经过C点的速率比D点的大，故C正确.
3.答案：C
解析：当液体静止时，此问题可等效为左边高度为的液体由左边最高的位置移到了右边液体的上面，则重心下降的高度为，故重力对液体做的功，故选C.
4.答案：B
解析：女生身高约，则每次上半身重心上升的距离约为，则她每一次克服重力做的功为内地克服重力所做的总功为，所以她克服重力做功的平均功率为，只有B项接近，故B正确，A、C、D错误.
5.答案：B
解析：在t时间内空气的动能为，则此风力发电机发电的功率为，代入数据解得，故ACD错误，B正确。
6.答案：D
解析：运动员下滑过程中做匀速圆周运动，其合力的大小不变，合力方向总是指向圆心，所以合力是变力，故A、B错误；运动员在下滑过程中速率不变，做匀速圆周运动，根据可知，加速度大小不变，方向始终指向圆心，即方向时刻在变，加速度不恒定，运动员做非匀变速曲线运动，故C错误；运动员滑到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，则对轨道的压力大于他的重力，故D正确.
7.答案：C
解析：合速度可能等于分速度，可能大于分速度，也可能小于分速度，A错误；当玩具车的车头垂直于履带运行方向运动时，玩具车到达对面的时间最短，，B错误；若玩具车从A点出发到达正对面的B点，设车头与A点左侧履带边缘夹角为θ，则，所以，C正确；玩具车从A点出发到达正对面B点所用时间为，D错误.
8.答案：A
解析：假设Q点距离水平面的高度为h，以水平面为参考面，则滑块先后两次在Q点具有的重力势能的大小均为，从开始运动到先后两次经过Q点的过程重力做的功均为。由题意可知，除重力对滑块做功外还有斜面与滑块间的摩擦力对滑块做负功，而摩擦力做功与通过的路程有关，因此从开始运动到第二次经过Q点的过程摩擦力做功多，则从P点开始到第二次经过Q点的过程中合力做功的数值大，即。综上可知A正确。
9.答案：CD
解析：两点同轴转动，角速度相同，相同时间内转过的角度相同，由，可知弧长之比、向心加速度之比均等于半径之比，即相同时间内A点和B点走过的弧长之比为2:3，两点的向心加速度之比为2:3。AB错误，C正确；相同时间内A点和B点转过的角度相同，但半径不等，所以相同时间内OA和OB扫过的面积不相等，D正确。
10.答案：BC
解析：天问一号发射后要脱离地球引力束缚，则发射速度要超过11.2 km/s，故选项A错误；由题图甲可知地火转移轨道的半长轴长度比地球轨道半径要大，根据开普勒第三定律可知，天问一号在地火转移轨道上运行的周期大于12个月，因此从P点转移到Q点的时间大于6个月，故选项B正确；同理，根据开普勒第三定律，并结合停泊轨道、调相轨道的半长轴长度关系可知，天问一号在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故选项C正确；天问一号在P点点火加速，做离心运动进入地火转移轨道，故在地火转移轨道上P点的速度比地球环绕太阳的速度大，但在到达Q点之后，要加速进入火星轨道，即，根据可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，即，所以，即天问一号在地火转移轨道上并不是每一点的速度都比地球绕太阳的速度大，故选项D错误。
11.答案：AC
解析：由，得，由题图知小球Q下落高度小，运动的时间短，所以应后抛出，选项A正确；因，由知小球P和小球Q在空中运动的时间之比为，选项C正确；由及时间比值可知小球P和小球Q的水平速度大小之比为，选项B错误；设在落点时小球速度方向与水平方向夹角为α，则，小球P的竖直分速度大，水平分速度小，故小球P的速度方向与水平方向夹角大，选项D错误。
12.答案：BC
解析：开始时，及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，有，则上升下降的高度为，可知a重力势能的减少量为，故A错误；根据功能关系得，组成的系统机械能增加，摩擦力对a做的功等于机械能的增加量，所以摩擦力对a做的功大于a的机械能增加量，因为系统重力势能不变，所以摩擦力对a做的功等于系统动能的增加量，故BC正确；任意时刻的速率相等，对b，克服重力做功的瞬时功率，对a有，故D错误。
13.答案：（1）正
（2）使小球到达最低点的速度相同
（3）；反
解析：（1）当小球到达最低点时细线拉力F达到最大，根据题图3可知，在最低点处小球质量加倍，细线拉力F也加倍，即最低点处细线拉力F与小球质量成正比.
（2）题图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是使得小球到达最低点时的速度相同.
（3）由题目所给信息，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度相等.在最低点，有，所以要使与相关因素的图像为直线，则图像横坐标应采用，可知与圆周运动的半径成反比.
14.答案：（1）测量两光电门之间的距离h
（2）
（3）存在阻力
解析：（1）要验证机械能是否守恒，需验证，所以需测出两光电门之间的距离h.
（2）由于两光电门处弹簧的弹性势能相等，故，整理得.
（3）存在阻力，有部分机械能转化为内能，所以动能增加量就会略少一些.
15.答案：(1)
(2)
解析：(1)与银河系中心的距离为r的星体，以速度v围绕银河系中心旋转，设m为星体的质量，M为黑洞的质量，由万有引力提供向心力有
设质量为的物体绕黑洞表面做匀速圆周运动，则由万有引力提供向心力有
联立可得黑洞半径的表达式为
(2)对在该黑洞表面的物体有
由(1)得
代入数据联立解得重力加速度
16.答案：(1)40 m/s
(2)
(3)
解析：(1)当汽车的行驶速度最大时，加速度为0，此时汽车的牵引力等于阻力，即
汽车的最大行驶速度
(2)由牛顿第二定律得，汽车匀加速运动时的牵引力
当汽车达到额定功率时，匀加速运动结束，有
则匀加速运动的时间
(3)当汽车的速度为5 m/s时，汽车仍处于匀加速运动过程，此时牵引力的瞬时功率
17.答案：
解析：小球恰好能做完整的圆周运动，则小球通过最高点时细线的拉力为零，根据圆周运动规律和牛顿第二定律有
解得小球通过最高点时的速度大小
小球从最高点运动到最低点，根据机械能守恒定律有
解得小球通过最低点时的速度大小
剪断细线后小球做平抛运动，第一次剪断后：
第二次剪断后：
联立解得
18.答案：(1)0.61
(2)0.90 J
(3)0.013 m
解析：(1)物块被弹出到沿粗糙斜面向上运动到斜面顶端，由动能定理得：
因为弹力大小和弹簧的形变量成正比，故做功
联立解得
(2)物块在斜面上运动过程中克服摩擦力做的功
(3)物块离开斜面时的初始动能为
到最高点时的动能为
到达最高点时距斜面顶端的高度为H，则
解得