1、期末综合检测期末综合检测 A 卷学业水平验收 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本大题共 20 小题，第 110 小题每题 2 分，第 1120 小题每题 3 分，共 50 分。在每小题 给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.如图所示的陀螺，是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺 立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能是下图 中的( ) 解析： 选 D 做曲线运动的墨水， 所受陀螺的束缚力消失后， 水平面内(俯视)应沿轨迹的切线飞出， A、 B 错误，又因陀螺顺时针匀速转动，故 C 错误，D 正确。 2下面列举的
2、情况中所做的功不为零的是( ) A举重运动员，举着杠铃在头上方停留 3 s，运动员对杠铃做的功 B木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 C一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功 D自由落体运动中，重力对物体做的功 解析： 选D 举重运动员举着杠铃在头上方停留3 s的时间内， 运动员对杠铃施加了竖直向上的支持力， 但杠铃在支持力方向上没有位移，所以运动员对杠铃没有做功；木块滑动过程中，在支持力方向上没有位 移，故支持力对木块没有做功；推而不动，只有力而没有位移，做的功等于零，故 A、B、C 错误。自由落 体运动中，重力竖直向下，物体的位移也竖直向下，故重力对物体做了功，
3、D 选项正确。 3.如图所示，在近地圆轨道环绕地球运行的“天宫二号”的实验舱内，航天员景海鹏和陈冬在向全国人 民敬礼时( ) A不受地球引力 B处于平衡状态，加速度为零 C处于失重状态，加速度约为 g D底板的支持力与地球引力平衡 解析：选 C 在太空站中，人所受万有引力提供绕地球做圆周运动的向心力，根据万有引力提供向心 力 GMm r2 ma，由于空间站在近地轨道上，所以 rR，因此人的向心加速度 ag，所以选项 C 正确。 4(2019 聊城期末)现将一大小恒为 F0的水平外力作用在一质量为 M 的滑块上，该滑块沿水平面滑行 的距离为 x；如果改变滑块的质量使其变为 m，其他的条件均不变，
4、已知 M m，则下列说法正确的是( ) A外力 F0在第一次所做的功比较大 B外力 F0在第二次所做的功比较大 C外力 F0两次所做的功一样大 D无法比较外力 F0两次做功的大小关系 解析：选 C 滑块两次在水平外力 F0作用下移动的距离相同，外力 F0做的功是相同的，即 W1W2 F0 x，C 正确。 5.如图所示，小强同学正在荡秋千，关于绳上 a 点和 b 点的线速度和角速度，下列关系正确的是( ) Avavb Bvavb Cab Dab 解析：选 C 绳子绕 O 点转动，a、b 两点角速度相等，ab，D 错，C 对；因 rarb，由 vr 得 vbva，故 A、B 错误。 6.甲、乙两小
5、球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高 h，如图所示，将甲、乙两小球分别以 v1、 v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是 ( ) A同时抛出，且 v1v2 C甲早抛出，且 v1v2 D甲早抛出，且 v1t2，则需要 v1R0)有一同步卫星(周期为 24 h)。另有一半径为 2R0的星球 A，在 距球心 3r0处也有一同步卫星，它的周期是 48 h，那么星球 A 的平均密度与地球的平均密度之比为( ) A932 B38 C2732 D2716 解析：选 C 万有引力提供向心力，有GMm r2 m 2 T 2r，天体的质量 M4 2r3 GT2 ，体积
6、V4 3R 3，密度 M V 3r3 GT2R3， 因为地球的同步卫星和星球 A 的同步卫星的轨道半径之比为 13， 地球和星球 A 的半径之比 为 12， 两同步卫星的周期之比为 12， 所以星球 A 的平均密度与地球的平均密度之比为2 1 3r03 r03 R03 2R03 24 2 482 27 32，故 C 正确，A、B、D 错误。 6一质量为 2 kg 的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当 运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力 F 随位移 x 变 化的关系图像，取 g10 m/s2，则据此可以求得( )
7、 A物体与水平面间的动摩擦因数为 0.25 B物体匀速运动时的速度为 v4 2 m/s C合外力对物体所做的功为 W合32 J D摩擦力对物体所做的功为 Wf64 J 解析：选 D 物体做匀速运动时，受力平衡，则 fF8 N， f FN 8 2100.4，故 A 错误；图像与 坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由题中图像可知，WF1 2(48)8 J48 J，滑动摩擦力做的功 Wf mgx0.42108 J64 J，所以合外力做的功为 W合64 J48 J16 J，故 C 错误，D 正 确；根据动能定理得 01 2mv0 2W 合，解得 v0 2W合 m 216 2 m/s4 m/s，故 B
8、错误。 7.极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)。如图所示，若某极地卫星从北纬 30 的正上方按图示方向第一次运行至南纬 60 正上方， 所用时间为 t， 已知地球半径为 R(地球可看作球体)， 地球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，由以上条件可知( ) A卫星运行的角速度为 2t B地球的质量为gR G C卫星运行的线速度为R 2t D卫星距地面的高度为 4gR2t2 2 1 3 解析：选 A 本题疑难之处是不能理解极地卫星的轨道特点，其轨道平面与赤道平面相垂直。从北纬 30 的正上方按题图所示方向第一次运行至南纬 60 正上方转过的圆心角为 2， t 2t，故
9、 A 正确；由 地球表面的重力和万有引力相等有 GmM R2 mg，即 MgR 2 G ，故 B 错误；根据线速度 vrr 2t，r 为卫星的 轨道半径，故 C 错误；根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有 GmM r2 mr 2 T 2，代入 A 和 B 的分析 结果，解得 r 3 4gR2t2 2 ，而卫星距地面的高度 hrR 4gR2t2 2 1 3R，故 D 错误。 8.如图所示为某种自行车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮示意图，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮 同轴转动。已知链轮与飞轮的半径之比为 31，后轮直径为 660 mm，当自行车悬空，脚踩踏板做匀速圆周 运动的角速度为 5 r
10、ad/s 时，关于后轮边缘处 A 点的线速度 v 和向心加速度 a 正确的是( ) Av9.90 m/s Ba148.50 m/s2 Cv4.95 m/s Da74.25 m/s2 解析：选 CD 踏板与链轮同轴转动，角速度相等，飞轮与后轮同轴转动，角速度相等。而链轮和飞轮 用链条连接，边缘线速度相等，由 vr 及 r链r飞31 可得，飞轮的角速度为踏板角速度的 3 倍，即 15 rad/s，则后轮的线速度 v15 0.33 m/s4.95 m/s，根据 av 得向心加速度为 a74.25 m/s2，C、D 正 确。 9.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米
11、距离，如图所示。 假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( ) A运动员到达最低点前重力势能始终减小 B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加 C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 解析：选 ABC 运动员到达最低点前，重力一直做正功，重力势能始终减小，A 正确；蹦极绳张紧后 的下落过程中，运动员所受蹦极绳的弹力方向向上，所以弹力做负功，弹性势能增加，B 正确；蹦极过程 中，由于只有重力和蹦极绳的弹力做功，因而运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C 正确； 重力势能的改变只与高度差有关
12、，与重力势能零点的选取无关，D 错误。 10.如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面 H 处，将球以速度 v 沿垂直球 网的方向击出， 球刚好落在底线上。 已知底线到网的距离为 L， 重力加速度为 g， 将球的运动视为平抛运动， 下列表述正确的是( ) A球的速度 v 等于 L g 2H B球从击出至落地所用时间为 2H g C球从击球点至落地点的位移等于 L D球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 解析：选 AB 球做平抛运动，从击出至落地所用的时间为 t 2H g ，选项 B 正确；球的速度 vL t L g 2H，选项 A 正确；球从击球点至落地点的位移为 H 2
13、L2，这个位移与球的质量无关，选项 C、D 错 误。 11.宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系。如图所示，一颗母星处在正三角形的中心，三角形的顶点 各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动。 如果两颗小星间的万有引力为 F， 母星与任意一颗小星间的 万有引力为 9F。则( ) A每颗小星受到的万有引力为 3 2 9 F B每颗小星受到的万有引力为( 39)F C母星的质量是每颗小星质量的 3 倍 D母星的质量是每颗小星质量的 3 3倍 解析：选 BC 假设每颗小星的质量为 m，母星的质量为 M，等边三角形的边长为 a，则由几何关系可 知小星绕母星运动的轨道半径 r 3 3 a。根据万有引力定律
14、，两颗小星间的万有引力 FGmm a2 ，母星与任意 一颗小星间的万有引力 9FGMm r2 ，联立得 M3m，故选项 C 正确，D 错误；根据受力分析可知，每颗小 星受到其余两颗小星和母星的引力，其合力指向母星以提供向心力，有 F2Fcos 30 9F( 39)F， 故选项 A 错误，B 正确。 12.一辆汽车在平直公路上以 20 kW 的功率行驶，t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路，其 v - t 图像 如图所示，已知汽车的质量为 2103 kg。下列说法中正确的有( ) At1前汽车受到的阻力大小为 2103 N Bt1后汽车受到的阻力大小为 2103 N Ct1时刻汽车的加速度大小突
15、然变为 1 m/s2 Dt1t2时间内汽车的平均速度为 7.5 m/s 解析：选 AC t1前汽车做匀速直线运动，有 PF1v1Ff1v1，解得 Ff1P v1 20103 10 N2103 N，A 项正确； 进入另一段路后最终以 v25 m/s 做匀速直线运动， 得 Ff2P v2 20103 5 N4103 N， B 项错误； t1时刻汽车的牵引力为 2103 N，阻力瞬间变为 4103 N，加速度为 a210 3 2103 m/s21 m/s2，C 项正 确；在 t1t2时间内汽车做变速直线运动，若汽车做匀变速直线运动，则平均速度 v105 2 m/s7.5 m/s， 但在 t1t2时间
16、内汽车运动的位移比匀变速直线运动的位移小， 故 t1t2时间内汽车的平均速度小于 7.5 m/s， D 项错误。 二、非选择题(本大题共 5 小题，共 54 分) 13(5 分)在用斜槽“研究平抛运动的规律”的实验中，某同学在建立坐标系时有一 处失误。设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误： (1)观察图可知，他的失误之处是 _ _。 (2)他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与真实值相比_(填“偏 大”“相等”或“偏小”)。 解析：(1)坐标系原点应建在飞离斜槽槽口的小球重心处，即在槽口正上方 r(r 为小球半径)处，而该同 学却错误地将坐标原点取在槽口处。 (2)
17、如图所示， 正确的坐标系横轴应建在 x处， 原点应在 O处。 轨迹上取点 P， 设其坐标真实值为(x， y)，测量值为(x，y)，则 yy，xx。因为 t测 2y g ，t真 2y g ，所以 t测v真。 答案：(1)错误地将坐标原点取在槽口处 (2)偏大 14(10 分)晓宇利用“自由落体”的方法验证了机械能守恒定律，他进行了多次操作打出了四条不同 的纸带，经过测量可知纸带 A、纸带 B、纸带 C、纸带 D 前两点之间的距离分别为 0.1 85 cm、0.1 92 cm、 0.265 cm、 0.195 cm。 已知低压交流电源的频率为 50 Hz、 重锤的质量为 1.00 kg、 重力加速
18、度取 g9.80 m/s2。 回答下列问题： (1)上述的四条纸带中有一条在操作过程中存在明显的问题，该纸带为_； (2)按照测量的要求从其中选出一条合适的纸带，并选取点迹清晰的计时点，用刻度尺测出的实验数据 如图所示，分析知纸带的_(选填“左”或“右”)端与重锤相连； (3)由图中的实验数据求解打计时点 2 时，重锤下落的速度为_ m/s； (4)重锤由计时点 0 下降到计时点 2 的过程中，重锤的重力势能的减少量 Ep_ J，重锤的动能 的 增 加 量 Ek _ J ， 由 计 算 分 析 可 知 Ep_Ek( 选 填 “”“ ” 或 “0.20 cm，说明他操作时先释放了纸带，后接通了
19、电源，致使打点计时器打第一个计时点时，重锤的速度并不为零； (2)因重锤做自由落体运动，开始记录时计时点间距小，所以纸带的左端与重锤相连； (3)重锤的速度 v2x03x01 2T 7.063.1410 2 20.02 m/s0.98 m/s； (4)从计时点 0 到计时点 2 的过程中，重力势能的减少量 Epmgx020.49 J，动能的增加量 Ek1 2 mv220.48 J，由以上计算知，EpEk，这是因为实验中有摩擦力和空气阻力等阻力的存在，重锤要克服 阻力做功而损失机械能。 答案： (1)纸带 C (2)左 (3)0.98 (4)0.49 0.48 实验中存在摩擦力和空气阻力， 重锤
20、克服阻力做 功损失机械能 15 (12 分)为确保弯道行车安全， 汽车进入弯道前必须减速。 如图所示， AB 为进入弯道前的平直公路， BC 为水平圆弧形弯道， 已知弯道半径 R24 m， 汽车到达 A 点时速度 vA16 m/s， 汽车质量为 1.5 103 kg， 与路面间的动摩擦因数 0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g10 m/s2，若在 A 点处关闭发动机， 使汽车从 A 点滑行到 B 点，汽车进入弯道后刚好不发生侧滑。求： (1)汽车在弯道上行驶时的向心力大小； (2)汽车在弯道上行驶时的线速度大小； (3)汽车在 AB 段克服摩擦力做的功。 解析：(1)最大静摩擦力提供向
21、心力为：Fmg 代入数据可得：F9103 N。 (2)由 Fmv 2 R 可得 v gR 0.61024 m/s12 m/s。 (3)从 A 到 B 过程中，由动能定理有： W1 2mv 21 2mvA 2， 代入数据解得：W8.4104 J 所以，汽车克服摩擦力做的功为 8.4104 J 答案：(1)9103 N (2)12 m/s (3)8.4104 J 16(12 分)如图，半径 R0.5 m 的光滑圆弧轨道 ABC 与足够长的粗糙轨道 CD 在 C 处平滑连接，O 为 圆弧轨道 ABC 的圆心，B 点为圆弧轨道的最低点，半径 OA、OC 与 OB 的夹角分别为 53 和 37 。将一个
22、质 量 m0.5 kg 的物体(视为质点)从 A 点左侧高为 h0.8 m 处的 P 点水平抛出，恰从 A 点沿切线方向进入圆 弧轨道。已知物体与轨道 CD 间的动摩擦因数 0.8，重力加速度 g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8。 求： (1)物体水平抛出时的初速度大小 v0； (2)物体经过 B 点时，对圆弧轨道压力大小 FN； (3)物体在轨道 CD 上运动的距离 x。 解析：(1)由平抛运动规律知 vy22gh 得竖直分速度 vy 2gh4 m/s 初速度 v0vytan 37 3 m/s。 (2)对从 P 点至 B 点的过程，由机械能守恒得 mg(hRRcos
23、 53 )1 2mvB 21 2mv0 2 经过 B 点时，由向心力公式得 FNmgmvB 2 R 代入数据解得 FN34 N 由牛顿第三定律知，物体对圆弧轨道的压力大小为 FN34 N，方向竖直向下。 (3)因 mgcos 37 mgsin 37 ，物体沿轨道 CD 向上做匀减速运动，速度减为零后不会下滑 从 B 点到上滑至最高点的过程， 由动能定理得mgR(1cos 37 )(mgsin 37 mgcos 37 )x01 2mvB 2 代入数据可解得 x135 124 m1.09 m 即物体在轨道 CD 上运动通过的距离约为 1.09 m。 答案：(1)3 m/s (2)34 N，竖直向下
24、 (3)1.09 m 17(15 分)如图甲所示为商场内的螺旋滑梯，小孩从顶端 A 处进入，由静止开始沿滑梯自然下滑(如图 乙)，并从底端 B 处滑出。已知滑梯总长度 L20 m，A、B 间的高度差 h12 m，g 取 10 m/s2。 (1)假设滑梯光滑，则小孩从 B 处滑出时的速度 v1多大？ (2)若有人建议将该螺旋滑梯改建为倾斜直线滑梯，并保持高度差与总长度不变。已知小孩与滑梯间的 动摩擦因数 0.25，若小孩仍从顶端由静止自然下滑，则从底端滑出时的速度 v2多大？ (3)若小孩与滑梯间的动摩擦因数仍为 0.25， 你认为小孩从螺旋滑梯底端 B 处滑出的速度 v3与(2)问中倾 斜直线滑梯滑出的速度 v2哪个更大？试简要说明理由。 解析：(1)由机械能守恒定律可得：mgh1 2mv1 2 解得：v1 2gh4 15 m/s。 (2)由动能定理可得：WGWf1 2mv2 2 mghmg L2h2 L L1 2mv2 2 解得：v24 10 m/s。 (3)v2更大 由动能定理可得：WGWf1 2mv3 2 与直线滑梯下滑相比，重力做功相等，沿螺旋滑梯下滑时，小孩受到的弹力更大(或需要向心力)，受到 的滑动摩擦力更大，滑动摩擦力做的负功更大，v3较小。 答案：(1)4 15 m/s (2)4 10 m/s (3)v2更大，理由见解析
