2020届河北沧州市任丘市一中高一物理下学期质量检测试题及答案

物理 一、 选择题（本题共 12 小题，共 48 分。1-8 每小题只有一个选项正确，每 道题 4 分，9-12 题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，选错或不答的得 0 分） 1、关于曲线运动，下列说法正确的是（） A．做曲线运动物体的速度和加速度一定是在变化的 B．一个物体做曲线运动，它所受的合外力也一定改变 C．与速度方向垂直的力只改变速度的方向，不改变速度的大小 D．匀速圆周运动的加速度不变 2、某船在静水中的速率为 3m/s，要横渡宽为 30m 的河，河水的流速为 5m/s。则下列说法 中正确的是（） A．该船不可能渡过河去 B．该船渡河的最小距离为 30m C．该船渡河所用时间至少是 6s D．该船渡河所经位移的大小至少是 50m 3、如图所示，在倾角 足够长的固定斜面上，甲球以 沿斜面匀速向下运 动，乙球在相距甲球 时，以速度 水平抛出。若甲球 在斜面上被乙球击中，则 的大小为（不计空气阻力，甲和乙 都可看作质点， ，g 取 ） A．5m/s B．15m/s C．20m/s D．23m/s 4、近来，有越来越多的天文观测现象和数据证实黑洞确实存在．科学研究表明，当天体的 逃逸速度（即第二宇宙速度，为第一宇宙 倍）超过光速时，该天体就是黑洞．已知某天 体与地球 的质量之比为 k，地球的半径为 R，地球的第一宇宙速度为 v1，光速为 c，则要使 该天体成为黑洞，其半径应小于 A． B． C． D． 5、汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶，发动机的功率为 P，司机为合理进入限速区，减 小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大 小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度 v 与时间 t 的关系如图所示，则在 0～t1 时间内 下列说法正确的是（ ） 37θ = ° 15m/sv = 30mL = 0v 0v sin37 0.6° = cos37 0.8° = 210 m/s 2 2 2 1 2kc R v 2 1 2 2kv R c 2 1 2 v R kc 2 2 1 cR kvA．汽车的牵引力不断减小 B．t=0 时，汽车的加速度大小为 C．阻力所做的功为 D．汽车行驶的位移为 6、如图所示，质量为 0.1 kg 的小物块在粗糙水平桌面上滑行 4 m 后以 3.0 m/s 的速度飞离桌 面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为 0.5，桌面高 0.45 m，若不计 空气阻力，取 g=10 m/s2，则() A．小物块的初速度是 5 m/s B．小物块的水平射程为 1.2 m C．小物块在桌面上克服摩擦力做 8 J 的 功 D．小物块落地时的动能为 0.9 J 7、如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30°，总质量为 m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距 底端高为 h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为 g。在他从上向下滑到底端的过 程中，下列说法正确的是（） A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 B．运动员获得的动能为 mgh C．运动员克服摩擦力做功为 mgh D．下滑过程中系统减少的机械能为 mgh 8、如图甲所示，质量为 4kg 的物块 A 以初速度 v0=6m/s 从左端滑上静止在粗糙水平地面上 的木板 B。已知物块 A 与木板 B 之间的动摩擦因数为 μ1，木板 B 与地面之间的动摩擦因数 为 μ2，A、B 运动过程的 v-t 图像如图乙所示，A 始终未滑离 B。则下列说法错误的是（） 0 P mV 2 0 1 3 8 2 PmV t− 3 0 1 03 2 8 V t mV P + 1 3 2 3 2 3A．木板的长度至少为 3m B．物块 B 的质量为 4kg C．μ1=0.4，μ2=0.2 D．A、B 间因摩擦而产生的热量为 48J 9、如图所示，水平转台上有一个质量为 m 的物块，用长为 l 的轻质细绳将物块连接在转轴 上，细绳与竖直转轴的夹角 θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为 μ ＝ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为 ω， 重力加速度为 g，则() A．当 ω＝ 时，细绳的拉力为 0 B．当 ω＝ 时，物块与转台间的摩擦力为 0 C．当 ω＝ 时，细绳的拉力大小为 mg D．当 ω＝ 时，细绳的拉力大小为 mg 10、如图所示，水平面上放置一个直径 ，高 的无盖薄油桶，沿油桶底面直 径距左桶壁 处的正上方有一点 ， 点的高度 ，从 点沿直径方向水平抛 出一小球，不考虑小球的反弹，下列说法正确的是（取 ）（ ） A．小球的速度范围为 时，小球击中油桶的内壁 B．小球的速度范围为 时，小球击中 油桶的下底 C．小球的速度范围为 时，小球击 中油桶外壁 D．若 p 点的高度变为 ，则小球无论初速度多大，均不能直接落在桶底（桶边沿除外） 11、如图所示，质量分别为 2m、m 的小滑块 A、B，其中 A 套在固定的竖直杆上，B 静置于水平地面上，A、B 间通过铰链 用长为 L 的刚性轻杆连接。一轻弹簧左端与 B 相连， 右端固 定在竖直杆上，弹簧水平。当 α=30°时，弹簧处于原长状态此 时将 A 由静止释放， 下降到最低点时 α 变为 45°，整个运动过 程中，A、B 始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为 1md = 1mh = 2ms = P P 3mH = P 210m/sg = 315m/s 10m/s2v< < 315m/s 10m/s2v< < 5 315m/s 10m/s2 2v< < 1.8mg。则 A 下降过程中（ ） A．A、B 组成的系统机械能守恒 B．弹簧弹性势能的最大值为 C．A 下降到最低点时 B 的速度达到最大 D．A 的速度达到最大值前，地面对 B 的支持力小于 3mg 12、已知一足够长的传送带与水平面的倾角为 θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带 适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图 a 所 示），以此时为 t＝0 时刻记录了小物块之后在传送 带上运动速度随时间的变化关系，如图 b 所示（图 中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐 标大小 v1＞v2）。已知传送带的速度保持不变。 （g 取 10 m/s2）则 A．0～t1 内，物块对传送带做负功 B．物块与传送带间的动摩擦因数为 μ，μ>tan θ C．0～t2 内，传送带对物块做功为 D．系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 二、实验题（共 2 题 15 分，13 题每空 1 分，14 题每空 2 分） 13、如图所示，用质量为 m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电火花打点 计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究做功与动能变化的关系”的 实验： (1)打点计时器使用的电源是___________； A．交流 4 一 6V 电源 B．交流 220V 电源 C．直流 4 一 6V 电源 D．直流 220V 电源 (2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________； A．把长木板右端垫高 B．把长木板左端垫高 C．改变小车的质量 D．改变重物 ( )3- 2 mgL的质量 (3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为 O。在 打点过程中，重物始终在空中。在纸带上依次取 A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数 点间的时间间隔为 T。测得 A、B、C……各点到 O 点的距离为 x1、x2、x3，如图所示： 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小等于重物的重力大小。从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功 W=___________，打 B 点时小车的速度 v=___________；（结果用题目中给出符号表示） (4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条 件，则从理论上分析，下图中正确反映 关系的是___________。 A． B． C． D． 14、用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上， 使重物带动纸带从静止开始下落： (1)除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是________（填字母代号）。 A．交流电源 B．秒表 C．刻度尺 D．天平（带砝码） 2v W−(2)关于本实验，下列说法正确的是________（填字母代号）。 A．应选择质量大、体积小的重物进行实验 B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态 C．先释放纸带，后接通电源 (3)实验中，得到如图所示的一条纸带。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（O 点与下一点的间距接近 2mm）的距离分别为 hA、hB、hC。已知当地重力加速 度为 g，打点计时器的打点周期为 T。设重物质量为 m。从打 O 点到 B 点的过程中，重物的 重力势能变化量 ΔEp=______，动能变化量 ΔEk=________（用已知字母表示）。 (4)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系 着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显 示的示数为 F0。已知小球质量为 m，当地重力加速度为 g。在误差允许范围内，当满足关系 式________时，可验证机械能守恒。 三、计算题（共 37 分） 15、（6 分）A、B 两小球同时从距地面高为 h=15m 处的同一点抛出，初速度大小均为 v0=10m/s，A 竖直向下抛出，B 则水平抛出，忽略空气阻力，g 取 10m/s2。求： ⑴A 球经过多长时间落地？ ⑵A 球落地时，A、B 两球间的距离时多少？ 16、（8 分）汽车发动机的额定功率为 60kW，其质量为 kg，在水平路面上行驶时受阻 力恒定为 ，试求： （１）汽车所能达到的最大速度； （２）若汽车以 的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？ （3）汽车匀加速运动的时间多长？ 17、（8 分）如图所示，假定地球为半径为 R 的密度均匀的球体。地球表面的重力加速度为 g。一卫星在离地 的轨道上做圆周运动。 (1)求卫星的周期； 35 10× 35.0 10 N× 20.5 /m s 2 R(2)若图中的 A 点为同学脚下的地面，在此位置存 在一条过地心 O 的隧道 AB。C 为隧道中深度 AC=d 的位置。则该位置处的的重力加速度大小为多少。 已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零； (3)若同学从 A 处无初速跳入隧道开始地心旅行，请 作出该同学从 A 到 B 的速度—时间图像。 18、（15 分）如图所示，在水平轨道右侧安放半径为 R=0.2m 的竖直圆形光滑轨道，水平轨 道的 PQ 段铺设特殊材料，调节其初始长度为 L=1m，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定， 弹簧处于自然状态．质量为 m=1kg 的小物块 A（可视为质点）从轨道右侧以初速度 v0=2 m/s 冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返 回圆形轨道．物块 A 与 PQ 段间的动摩擦因数 μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计，重力加速度 g=10m/s2．求： （1）物块 A 与弹簧刚接触时的速度大小 v1； （2）物块 A 被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度 h1； （3）调节 PQ 段的长度 L，A 仍以 v0 从轨道右侧冲上轨道，当 L 满足什么条件时，物块 A 能 第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道． 物理答案 1、C A． 速度、加速度都是矢量，做曲线运动的物体速度的方向一定是变化的，所以速度是变 矢量；但物体的加速度可以不变，如平抛运动。故 A 错误； B． 一个物体做曲线运动，它所受的合外力不一定改变，如匀变速曲线运动，故 B 错误； C． 与速度方向垂直的力不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故 C 正确；D． 匀速圆周运动的加速度不变大小不变，方向时刻改变，故 D 错误。 故选 C。 2 D A．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，但只要有垂直河岸的速度，就 一定能渡过河去，故 A 错误； B．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，该船渡河的最小距离一定大于 30m，故 B 错误； C．当静水速度与河岸垂直时，渡河的时间最短，最短时间为 那么船渡河所用时间至少是 10s，故 C 错误； D．当静水速的方向与合速度垂直时，渡河的位移最短，设此时合速度与河岸方向的夹角为 ，则有 最小位移为 故 D 正确； 故选 D。 3、C 设乙运动过程中所需时间为 t，对于甲：运动的位移 ， 对于乙：竖直方向有 ， 水平方向有 ， 代入数据，由以上三式可得 。选项 C 正确，ABD 错误。 30 s 10s3c dt v = = = θ sinθ 0.6c s v v = = 30 m 50msinθ 0.6 dx = = = s vt= ( ) 21sin37 2L s gt°+ = ( ) 0cos37L s v t°+ = 0 20m/sv =故选 C。 4、B 地 球 的 第 一 宇 宙 速 度 为 ， 根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 ， 有 ， 得 到 ，由题意可得第二宇宙速度为 ；又有题意可知，星体成为黑洞的体积 为 ，结合以上方程可得 ，故 B 正确，ACD 错误 5、D 在 0～t1 时间内： A 项：功率不变，速度减小，根据 P=Fv 可知，牵引力增大，故 A 错误； B 项：汽车以速度 v0 匀速行驶时，牵引力等于阻力，即有：F=f，发动机的功率为 P，由 P=Fv0=fv0， 得阻力 t=0 时，功率为原来的一半，速度没有变，则 ，根据牛顿第二 定律得： 故大小为 ，故 B 错误； C、D 项：根据动能定理得： 解得阻力做功为 ，设汽车通过的位移为 x，由 Wf=-fx，解得， ，故 C 错误，D 正确． 6、D 由题意可以，小物块到达 B 时的速度 =3m/s，如下图所示 小物块从 A 运动到 B 的过程中，由动能定理可得： 解得： ，故 A 选项错误； （或根据牛顿第二定律 ，根据运动学公式 ，求解 ） 1v 2 1 2 vMmG mR R = 2 1GM v R= 2 12v v= 2 kGM cR >′ 2 1 2 2kv RR c ′ < 0 Pf v = 0 0 2 2 P PF v v = = 02 F f Pa m mv −= = − 02 P mv 2 2 1 0 0 1 10.5 (0.5 )2 2fPt W m v mv+ = − 2 0 1 3 8 2f PW mv t= − − 3 0 1 03 2 8 v t mvx P = + Bv 2 2 0 1 1 2 2AB BmgS mv mvµ− = − 0 7m/sv = mg maµ− = 2 2 0 2B ABv v aS− = Bv小物块从 B 点离开桌面后，做平抛运动 所以 ，解得 因此，水平射程 =0.9m，选项 B 错误； 小物块在桌面上克服摩擦力做的功 =2J，选项 C 错误； 从 B 到 C，利用动能定理得： ，解得 ，D 正确． （或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能） 7、B A．若物体不受摩擦力，则加速度应为 a'=gsin30°= g 而现在的加速度为 g 小于 g，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化 为了内能，故 A 错误； B．运动员下滑的距离 L= =2h 由运动学公式可得 v2=2aL 得动能为 Ek= mv2= mgh 故 B 正确； C．由动能定理可知 mgh-Wf= mv2 解得 21 2h gt= 0.3st = Bx v t= f ABW mgSµ= 21 2KC Bmgh E mv= − 0.9JKCE = 1 2 1 3 1 2 sin30o h 1 2 2 3 1 2Wf= mgh 故 C 错误； D．机械能的减小量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为 mgh，故 D 错 误； 故选 B。 8、C A．由 v-t 图看出物块和木板在 1s 内的位移差为 3m，物块始终未滑离木板，故木板长度至 少为 3m，选项 A 正确； B．木板和物块达到共同速度之前的加速度，对木板有 由图看出 ，解得 选项 B 正确； C．以物块为研究对象有 由图看出 ，可得 将物块和木板看成一个整体，在两者速度一致共同减速时，有 由图看出 ，可得 选项 C 错误； D．A、B 的相对位移为 s=3m，因此摩擦产热为 选项 D 正确。 9、AC 1 3 1 3 1 2 3( )mg M m g Maµ µ− + = 2 3 2m/sa = 4kgM = 1 1ma mgµ= 2 1 4m/sa = 1 0.4µ = 2 2M m a M m gµ+ = +( ) ( ) 2 2 1m/sa = 2 0.1µ = 1 48JQ mgsµ= =AB.当转台的角速度比较小时，物块只受重力、支持力和摩擦力，当细绳恰好要产生拉力时 μmg＝m lsin30°，解得 ω1＝ ，随角速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离 开转台时，物块受到重力和细绳的拉力的作用，mgtan30°＝m lsin30°，解得 ω2＝ ， 由于 ω1<