福建省泉州市四校联考2017-2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）.doc

2017-2018学年福建省泉州市晋江市安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学四校联考高一（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.如图所示，甲、乙两船在静水中的速度相等，船头与河岸上、下游夹角均为，水流速度恒定，下列说法正确的是（ ）A. 甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度B. 乙船渡河的位移大小可能等于河宽C. 甲船渡河时间短，乙船渡河时间长D. 在渡河过程中，甲、乙两船有可能相遇【答案】A【解析】A项：甲、乙两船同时参与两方向的运动，即水流方向的速度为，船在静水中的速度，由于甲船两分速度的夹角大于乙甲船两分速度的夹角，根据平等四边定则可知，甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度，故A正确；B项：乙船参与水平方向的，船的航向偏向下游，根据平等四边定则可知，乙船渡河的位移大小不可能等于河宽，故B错误；C项：根据合运动与分运动的等时性可知，渡河时间，所以甲、乙两船渡河时间相等，故C错误；D项：由C项分析可知，两船渡河时间相等，两船水流方向的位移相等，所以两船不可能相遇，故D错误；点晴：解决本题关键理解合运动与分运动的等时性，知道渡河时间。2.一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时发生爆炸。重力加速度大小为g，不计空气阻力，则烟花弹从地面开始上升到烟花弹中火药爆炸所经过的时间为A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动，由速度时间公式求上升的时间；【详解】设烟花弹的初速度为，则有：，解得：，烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动，则有：，解得：，故C正确，A、B、D错误；故选C。【点睛】分析清楚烟花弹的运动过程，把握每个过程的物理规律是解题的关键，要掌握竖直上抛运动的速度公式。3.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到它运动轨迹最高点的位移大小为（ ）A. 3R B. C. 5R D. 【答案】D【解析】【详解】由题意知水平拉力为：F=mg；设小球达到c点的速度为v，从a到c根据动能定理可得：F3R-mgR=mv2；解得：v=；小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有：；此段时间内水平方向的位移为：，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为：x=3R+2R=5R；竖直位移： ，则总位移。故D正确、ABC错误。故选D。【点睛】本题主要是考查功能关系；关键是要搞清物理过程，尤其是脱离轨道后在水平和竖直方向的加速度均为g；注意本题所求的是“小球从a点开始运动到其轨迹最高点”，不是从a到c的过程，这是易错点。4.如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度，是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（ ） A. 的拉力 B. 的压力C. 的拉力 D. 的压力【答案】B【解析】【详解】在最高点，设杆对球的弹力向下，大小为F，根据牛顿第二定律得：mg+F=m；又，解得，F=mg0，说明假设正确，即可知道杆对球产生的是拉力，根据牛顿第三定律得知，球对杆的作用力是mg的拉力。故选A。【点睛】小球在最高点时，要注意绳子与杆的区别：绳子只能提供拉力；杆提供的了可能是拉力，也可能是支持力假设法是常用的解法5.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍【答案】B【解析】【详解】设斜面倾角为，小球落在斜面上速度方向偏向角为，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示；根据平抛运动的推论可得tan=2tan，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；故对甲有：，对乙有：，所以，而动能之比为;故选B。【点睛】本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道平抛运动的两个推论。6.滑雪运动深受人民群众喜爱，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AB，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AB下滑过程中（ ）A. 合外力做功一定大于零B. 所受摩擦力大小不变C. 合外力始终与速度垂直D. 机械能始终保持不变【答案】C【解析】试题分析：根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据可知摩擦力越来越大，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误；【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等；知道曲线运动过程中速度时刻变化，合力不为零；在分析物体做圆周运动时，首先要弄清楚合力充当向心力，然后根据牛顿第二定律列式，基础题，难以程度适中7.如图所示小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，已知小物块A与圆盘的最大静摩擦力为物块A重力的k倍，A与转轴的距离为R，则小物块A圆周运动的最大速度 A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】当木块将要滑动时，最大静摩擦力等于向心力，则，解得 ，故选B.二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中物块A. 加速度先减小后增大B. 所受弹簧弹力始终做正功C. 运动过程中速度最大的位置在O点的左侧D. 到达O点位置，物体获得的动能等于弹簧弹力做的功【答案】AC【解析】【分析】弹力与摩擦力平衡的位置在AO之间，平衡位置处速度最大、加速度为零；根据动能定理分析弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功关系；【详解】A、由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；B、从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故B错误；C、物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故C正确；D、AO运动过程中除了弹力做功外还有摩擦力做功，故物体获得的动能等于弹簧弹力做的功和摩擦力做功之和，故D错误；故选AC。【点睛】关键是抓住弹簧的弹力是变化的，分析清楚物体向右运动的过程中受力情况，从而判断出其运动情况，知道平衡位置速度最大、加速度为零。9.宇宙中有两颗孤立的中子星，它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动如果双星间距为L，质量分别为和，引力常量为G，则（ ）A. 双星中的轨道半径 B. 双星的运行周期C. 的线速度大小 D. 的线速度大小【答案】AD【解析】【详解】设行星转动的角速度为，周期为T对星球m1，由向心力公式可得：，同理对星m2，有：；两式相除得：，（即轨道半径与质量成反比）；又因为L=R1+R2，所以得：R1=L，R2=L选项A正确；由上式得到，因为T=，所以：T2L，选项B错误； 由v可得双星线速度为：，选项C错误，D正确；故选AD.【点睛】解决本题的关键掌握双星模型系统，知道它们靠相互间的万有引力提供向心力，向心力的大小相等，角速度的大小相等10.一人用力把质量为1 kg的物体由静止向上提高4 m，使物体获得8 m/s的速度，则下列说法中正确的是（ ）(g=10 m/s2)A. 物体动能改变为64 J B. 合外力对物体做的功为32 JC. 物体重力做功为40 J D. 人对物体做功为72J【答案】BD【解析】由动能定理得：W-mgh=代入数据得W=18J,A对；因物体上升，物体重力做负功大小为10 J，B错；合外力对物体做的功为动能的变化量是8J，C错，D对。11.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为，sin=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。则水平恒力的大小F和小球到达C点时速度的大小V为（ ）A. B. C. D. 【答案】BC【解析】【详解】设水平恒力的大小为F，小球到达C点时所受合力的大小为F合，由力的合成法则，则有：；F2合=（mg）2+F2；设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得：F合=m；联立上式，结合题目所给数据，解得：F0=mg；v= ，所以AD错误，BC正确。故选BC。三、填空题（本大题共1小题，共20.0分）12.用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离已在图中标出已知m150 g、m2150 g，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件B将打点计时器接到直流电源上C先释放m2，再接通电源打出一条纸带D测量纸带上某些点间的距离E根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是_(填选项对应的字母)(2)在纸带上打下计数点5时的速度v_m/s；(3)在打点05过程中系统动能的增量Ek_ J，系统势能的减少量Ep_J，由此得出的结论是_；(4)若某同学作出v2h图象如图所示，写出计算当地重力加速度g的表达_，并计算出当地的实际重力加速度g_m/s2.【答案】(1)BC(2) 0.58在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒(3)【解析】试题分析：(1)打点计时器需要接交流电源，B错；先接通电源在释放纸带，C错；故选BC(2)点5为4到6间的中间时刻，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知，动能增量为由此可知得出的结论是在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)由动能定理考点：考查验证系统机械能守恒定律点评：本题难度较小，在传统实验的基础上演变出系统机械能守恒的验证问题，需要注意的是系统重力势能的减小量等于系统动能的增量四、计算题（本大题共2小题，共36.0分）13.地球同步卫星，在通讯、导航等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，求：（1）地球的质量M；（2）同步卫星距离地面的高度h。【答案】(1) (2)【解析】【详解】（1）地球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：mg=G解得地球质量为：M=；（2）同步卫星绕地球做圆周运动的周期等于地球自转周期T，同步卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：；【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道地球表面的物体受到的重力等于万有引力，知道同步卫星的周期等于地球自转周期、万有引力提供向心力是解题的前提，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题14.如图所示，半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在水平面上，轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始自由下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹，碰撞时间极短，小物块只有沿轨道切线方向的速度分量保留，并将沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R，且AO连线与水平方向的夹角为30，C点为圆弧轨道的末端，紧靠C点有一质量M=4kg的足够长的长木板，木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物块与木板间的动摩擦因数，长木板与地面间动摩擦因数，g取10m/s2。求：(1)小物块刚到达B点时的速度vB的大小；(2)小物块沿圆弧轨道到达C点时速度Vc的大小；(3)小物块最终静止时与C点间的距离S。【答案】(1)4m/s (2)m/s (3)【解析】【详解】（1）由几何关系可知，AB间的距离为R，小物块从A到B做自由落体运动，根据运动学公式有vB2=2gR代入数据解得（2）设小物块沿轨道切线方向的分速度为，因OB连线与竖直方向的夹角为，故从B到C，只有重力做功，根据机械能守恒定律有 在C点，（3）小物块滑到长木板上后，小物体做匀减速运动，长木板做匀加速运动小物体 解得：a1=3m/s2长木板 解得：a2=0.5m/s2由 解得： a共=0.2m/s2 S= 【点睛】本题综合考察牛顿第二定律以及机械能守恒定律的应用；关键要理清物体各个阶段的运动规律，找到木板和滑块之间的速度位移的关联的关系，根据运动公式列方程