2017-2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析） (VII).doc

2017-2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析） (VII)一.单选题（本题共8小题，共32分.）1. “曹冲称象”是家喻户晓的典故“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣”它既反映出少年曹冲的机智，同时也体现出重要的物理思想方法等效替代法下列物理学习或研究中用到了等效替代法的是（）A. 建立“点电荷”的概念B. 建立“瞬时加速度”的概念C. 建立“合运动与分运动”的概念D. 探究合力与物体质量、加速度之间的定量关系【答案】C【解析】建立“点电荷”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，A错误；建立“瞬时加速度”的概念，采用极值法，不是等效替代，B错误；建立“合运动和分运动”的概念，采用的是等效替代的方法，C正确；探究合力与物体质量、加速度之间的定量关系采用了控制变量的方法，D错误2. 如图，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由ABC的运动过程中（） A. 小球在B点时动能最大B. 小球在C点加速度为0C. 小球的机械能守恒D. 小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量【答案】D【解析】在小球由ABC的运动过程中，小球先做自由落体运动，动能增大，在B点与弹簧接触后，开始重力大于弹力，向下做加速运动，然后弹力大于重力，做减速运动，在重力和弹力相等时，小球动能最大，到最低点动能为零，合力向上，加速度不为零，AB错误；在整个过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但弹簧对小球做功，小球的机械能不守恒，C错误；从A到C点的过程中，根据能量守恒定律知，小球重力势能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，D正确3. 小船在400米宽的河中横渡,河水流速是2 m/s,船在静水中的航速是4 m/s,要使船航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为()A. 船头应垂直指向对岸,t=100sB. 船头应与上游河岸成60角,t=100sC. 船头应与上游河岸成60角，t=sD. 船头应与上游河岸成30角，t=【答案】C【解析】当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，设船头与上游河岸方向的夹角为，则，所以，渡河的位移x=d=400m；根据矢量合成法则，则有：，渡河时间，C正确【点睛】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，这类题主要是问最短的时间和最短的路程，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这样就可以用最快的速度过河，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；最短的路程主要是希望合速度的方向在垂直河岸方向上，这样就可以在垂直河岸方向上运动，最短的位移是河两岸的距离4. 在公路的拐弯处，路面大多都是筑成外高内低的，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面的夹角为，拐弯路段可看做半径为 R 的部分圆弧，要使车速为 v 时，车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】车匀速转弯，重力与支持力的合力提供向心力如图所示：根据牛顿第二定律：，可得：，故B正确，ACD错误。5. xx6月19号，长征三号乙火箭发射“中星9A”广播电视直播卫星过程中出现变故，由于运载火箭的异常，致使卫星没有按照原计划进入预定轨道。经过航天测控人员的配合和努力，通过10次的轨道调整，7月5日卫星成功进入轨道。卫星变轨原理图如图所示，卫星从椭圆轨道远地点Q变轨进入地球同步轨道，P点为椭圆轨道近地点。下列说法正确的是 ( )A. 卫星在椭圆轨道的Q点的加速度小于在同步轨道的Q点的加速度B. 卫星在椭圆轨道的Q点的速度大于在同步轨道的Q点的速度C. 卫星在椭圆轨道的机械能小于在同步轨道的机械能D. 卫星在轨道的运行速度大于第一宇宙速度【答案】C6. 如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻 绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块()A. 落地时速度相同B. 运动时间相同C. 重力势能的变化量相同D. 重力的平均功率相同【答案】D【解析】剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据机械能守恒定律得，得，可知两个物体落地速度大小相等，但方向不同，所以落地速度不同，A错误；根据牛顿第二定律可知B的加速度为，即加速度不同。对A，由，得；对B，由，则得，可知运动时间不同，重力的平均功率为，由于，故，B错误D正确；未间断细绳前，故两者的质量不同，下落高度相等，故重力势能变化量不同，C错误7. 如图所示，斜面ABC放在水平面上，斜边BC长为l，倾角为30，在斜面的上端B点沿水平方向抛出一小球，结果小球刚好落在斜面下端C点，重力加速度为g，则小球初速度v0的值为()A. B. C. D. 【答案】C【解析】根据，得，则初速度为，C正确8. A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图 象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量是m=2 kg，则由图判断下列结论不正确的是() A. 碰撞前、后A球的动量变化量为4 kgm/sB. 碰撞时A球对B球所施的冲量为4 NsC. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10JD. A、B两球碰撞前的总动量为3 kgm/s【答案】D【解析】由x-t图象可知，碰撞前有：，碰撞后有，对A、B组成的系统，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前后物体都是做匀速直线运动，所以系统的动量守恒，碰撞前后A的动量变化为，A正确；根据动量守恒定律，碰撞前后B的动量变化为，碰撞时A对B所施冲量为：，B正确；又，所以，所以A与B碰撞前的总动量为：，D错误；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能，代入数据解得，C正确【点睛】在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量的公式及动量守恒定律可以求解本题主要考查了动量的表达式及动量定理的直接应用，要求同学们能根据图象读出a碰撞前后的速度，难度适中二多选题（本题共4小题，共16分.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错的得0分）9. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献下列说法正确的是（ ）A. 开普勒通过对第谷观测的行星数据进行研究得出了万有引力定律B. 牛顿通过扭秤实验成功测出了引力常量G的数值，称自己的实验是“称量地球的重量”C. 法拉第提出了电场的概念，并提出处在电场中的其他电荷受到的作用力就是电场给予的D. 美国物理学家密立根最早测得的了元电荷e的数值。【答案】CD10. 据英国每日邮报报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一沃尔夫(Wolf) 1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球。设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）A. 从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度B. 若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径C. 沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D. 卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关【答案】AB【解析】从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A正确；已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，B正确；沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，C错误；根据可得，与卫星的密度无关，D错误11. 如图所示，一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A，同时给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是()A. 2.1 m/s B. 2.4 m/s C. 2.8 m/s D. 3.0 m/s【答案】AB【解析】试题分析：以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：，故选项AB正确。考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了求木块的速度，应用动量守恒定律即可正确解题，本题也可以用牛顿与运动学公式求解，运用动量守恒定律解题不需要考虑过程的细节，只要确定过程的初末状态即可，应用牛顿定律解题要分析清楚物体的整个运动过程，要体会应用动量守恒定律解题的优越性。12. 有一辆新型电动汽车，总质量为1 000 kg。行驶中，该车速度在1420 m/s范围内保持恒定功率20 kW不变。一位同学坐在驾驶员旁边观察车内里程表和速度表，记录了该车在位移120400 m范围内做直线运动时的一组数据如下表，设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变，则()s/m120160200240280320360400v/(ms1)14.516.518.019.019.720.020.020.0A. 该汽车受到的阻力为1 000 NB. 位移120320 m过程牵引力所做的功约为9.5104 JC. 位移120320 m过程经历时间约为14.75 sD. 该车速度在1420 m/s范围内可能做匀加速直线运动【答案】AC【解析】当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，即，A正确；由动能定理得，解得，B错误；根据，所以有，C正确；在14m/s-20m/s，功率不变，由P=Fv可知，牵引力减小，由可知，加速度减小，D错误【点睛】本题关键要具有基本的读图能力，并根据表格中数据分析出汽车的运动情况对于C问中，牵引力是变力，汽车做变速运动，不能用运动学的公式求解时间三实验题（本题共两个小题，13题6分，14题9分。）13. （1）在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是_A必须称出小球的质量B斜槽轨道必须是光滑的C斜槽轨道末端必须是水平的D应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下（2）如图所示，某同学在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有 小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=5.00 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球经过相邻位置之间的时间间隔t=_ s小球平抛的初速度为v0=_m/s(g取值为10 m/s2).【答案】 (1). CD (2). 0.1 (3). 2.0【解析】（1）平抛运动与小球的质量无关，故A错误；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，C正确；为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，D正确（2）图中看出，a、b、c、d点间的水平位移均相等，是x=4L，因此这4个点是等时间间隔点竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即，初速度：14. 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。下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)，计数点间的距离如图所示。已知m1=50 g、m2=150 g，则(g取9.8 m/s2，所有结果均保留三位有效数字)。（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=_ m/s；（2）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；（3）若某同学作出h图象如图，则当地的实际重力加速度g=_ m/s2。【答案】 (1). 2.40 (2). 0.576 (3). 0.588 (4). 9.70【解析】（1）相邻计数点间的时间间隔为，打下计数点5时的速度；（2）在打点05过程中系统动能的增量；系统势能的减少量；（3）由机械能守恒定律得，整理得，即图象斜率的2倍等于重力加速度g，由作出的图象，可求得当地的实际重力加速度【点睛】本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量；推导出的关系式可知，由图象的斜率与重力加速度的关系求出重力加速度四计算题（本题共四个小题，共47分，请写出必要过程和文字描述）15. 真空中有两个点电荷A、B相距r=30cm，qA=4106 C，qB=4106 C，已知静电力常量k = 9.0109Nm2/C2（1）在A，B两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点放一个带电量为qC=4106 C的正点电荷C，求该电荷所受的电场力的大小。（2）求O点的电场强度。【答案】（1）1.6N（2）E=V/m，方向水平向右【解析】（1）由库仑定律，A.B两电荷对电荷C的作用力的大小都为为；由平行四边形定则可求出二力的合力，点电荷C所受电场力；（2）由场强公式，得，方向水平向右；16. 航天专家叶建培透露，中国将在xx发射火星探测器，次年登陆火星。中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成。环绕器环绕火星的运动可看作匀速圆周运动，它距火星表面的高度为h，火星半径为R，引力常量为G。（1）着陆巡视器的主要功能为实现在火星表面开展巡视和科学探索。着陆巡视器第一次落到火星时以v0的速度竖直弹起后经过t0时间再次落回火星表面。求火星的密度。（2）“环绕器”绕火星运动的周期T。【答案】（1）（2）【解析】（1）根据竖直上抛运动的基本规律可知，火星表面重力加速度；根据火星表面万有引力等于重力得，火星密度，由解得；（2）根据万有引力提供向心力公式得：解得：。17. 如图所示是公路上的“避险车道”，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0103 kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1=36 km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=350 m、下降高度h=50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2=72 km/h，设汽车运动过程中所受阻力恒定。(g取值为10 m/s2).（1）求汽车在下坡过程中克服阻力做的功；（2）若“避险车道”与水平面间的夹角为17，汽车在“避险 车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin 170.3)。【答案】（1）（2）33.3m【解析】（1）由动能定理，解得（2）由得，设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是，由动能定理，得；18. 如图所示，光滑轨道是一“过山车”的简化模型，最低点处入、出口不重合，点是半径为的竖直圆轨道的最高点，DF部分水平，末端F点与其右侧的水平传送带平滑连接，传送带以速率v=1m/s逆时针匀速转动，水平部分长度L=1m。物块静止在水平面的最右端处。质量为的物块从轨道上某点由静止释放，恰好通过竖直圆轨道最高点，然后与发生碰撞并粘在一起。若的质量是的倍，与传送带的动摩擦因数都为，物块均可视为质点，物块与物块的碰撞时间极短，取。求：（1）当时物块碰撞过程中产生的内能；（2）当k=3时物块在传送带上向右滑行的最远距离；（3）讨论在不同数值范围时，碰撞后传送带对它们所做的功的表达式。【答案】（1）6J（2）0.25m（3）【解析】（1）设物块A在E的速度为，由牛顿第二定律得：，设碰撞前A的速度为由机械能守恒定律得：，联立并代入数据解得：；设碰撞后A、B速度为，且设向右为正方向，由动量守恒定律得；解得：；由能量转化与守恒定律可得：，代入数据解得Q=6J；（2）设物块AB在传送带上向右滑行的最远距离为s，由动能定理得：，代入数据解得；（3）由式可知：；（i）如果A、B能从传送带右侧离开，必须满足，解得：k1，传送带对它们所做的功为：；（ii）（I）当时有：，即AB返回到传送带左端时速度仍为；由动能定理可知，这个过程传送带对AB所做的功为：W=0J，（II）当时，AB沿传送带向右减速到速度为零，再向左加速，当速度与传送带速度相等时与传送带一起匀速运动到传送带的左侧。在这个过程中传送带对AB所做的功为，解得；【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理即可解题；解题时注意讨论，否则会漏解。A恰好通过最高点E，由牛顿第二定律求出A通过E时的速度，由机械能守恒定律求出A与B碰撞前的速度，A、B碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律求出碰撞过程产生的内能，应用动能定理求出向右滑行的最大距离。根据A、B速度与传送带速度间的关系分析AB的运动过程，根据运动过程应用动能定理求出传送带所做的功。