2017-2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）.doc

2017-2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。）1. 在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线图中圆弧虚线Ob代表弯道，即运动正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看作质点）下列论述正确的是（ ）A. 发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B. 发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C. 若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧D. 若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间【答案】D【解析】试题分析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圆心，故AB错误若运动员水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故C错误，D正确故选D考点：圆周运动的实例分析2. 一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出，第一只球落在自己一方场地的B点，弹跳起来后，刚好擦网而过，也落在A点，设球与地面的碰撞过程没有能量损失，且运动过程不计空气阻力，则两只球飞过球网C处时水平速度之比为（ ）A. 1：1 B. 1：3 C. 3：1 D. 1：9【答案】B【解析】由平抛运动的规律可知，两球分别被击出至各自第一次落地的时间是相等的。由于球与地面的碰撞是完全弹性碰撞，设第一球自击出到落地时间为t1，第二球自击出到落地时间为t2，则：t1=3t2 ；由于一、二两球在水平方向均为匀速运动，水平位移大小相等，设它们从O点出发时的初速度分别为v1、v2，由x=v0t得：v2=3v1；所以有，所以两只球飞过球网C处时水平速度之比为1：3，故B正确。故选B。点睛：本题是较为复杂的平抛运动问题，考查解决复杂物理问题的能力对于斜抛运动，可以等效看成两个平抛运动组成的，即第一只球的运动可看做是三段平抛运动3. 如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB 当主动轮A以角速匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上若将小木块放在B轮边缘上，欲使木块相对B轮也静止，则A轮转动的角速度不可能为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】A和B用相同材料制成的靠摩擦传动，边缘线速度相同，则ARA=BRB，而RA=2RB所以，对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即fmaxmRAA2=mRA2，在B轮上恰要滑动时，根据牛顿第二定律有：fmaxmRBB2=mRB(2A)2，联立解得A转动的最大角速度A，故ACD正确，B错误本题选不可能的，故选B点睛：本题要抓住恰好静止这个隐含条件，即最大静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大4. 科学家们推测，太阳系除八大行星之外的另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定（ ）A. 这颗行星的公转周期与地球相等B. 这颗行星的半径等于地球的半径C. 这颗行星的密度等于地球的密度D. 这颗行星的质量【答案】A【解析】因为只知道这颗行星的轨道半径，所以只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等由可知，行星的质量在方程两边可以消去，因此无法知道其质量及密度5. 如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】A选项中，拉力做功为：W=Fl；B选项中，拉力做功为：；C选项中，拉力做功为：D选项中，拉力做功为：故D图中拉力F做功最小。点晴：本题涉及恒力做功的求法，拉力F做功取决与力的大小、位移的大小和力与位移夹角的余弦三者的乘积，与是否有其他力做功无关。6. 物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示.下列表述正确的是（ ）A. 在01 s内，合外力做正功B. 在02 s内，合外力总是做负功C. 在12 s内，合外力不做功D. 在03 s内，合外力总是做正功【答案】A【解析】由图可知，在0-1s内，动能增加，故合外力做正功，故A正确；在0-2s内，动能先增大后减小，故合外力先做正功，后做负功，故B错误；在1-2s内，动能减小，故合外力做负功，故C错误；在0-3s内，动能先增加后减小，故合外力先做正功，后做负功，故D错误。故选A。7. 如图，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中（容器固定），由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为N重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】在B点有：Nmgm得EKBmv2(Nmg)R。A滑到B的过程中运用动能定理得，mgR+Wfmv20，得WfR(N3mg)故A正确，BCD错误。故选A。8. 如图所示，质量为 m 的小滑块（可视为质点），从 h 高处的 A 点由静止开始沿斜面下滑，停在水平地面上的 B 点（斜面和水平面之间有小圆弧平滑连接）要使物体能原路返回，在 B 点需给物体的瞬时冲量最小应是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】滑块从A到B过程，根据动能定理，有，滑块从B返回A过程，根据动能定理，有：，联立解得：，在B点需给物体的瞬时冲量等于动量的增加量，故，故A正确。9. xx3月16日消息，高景一号卫星发回清晰影像图，可区分单个树冠天文爱好者观测该卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度，已知引力常量为G，则（ ）A. 高景一号卫星的质量为 B. 高景一号卫星角速度为 C. 高景一号卫星线速度大小为D. 地球的质量为 【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力列式只能求解中心天体的质量，不能求解环绕天体的质量，所以不能求出高景一号卫星的质量，故A错误；高景一号卫星线速度为： ; 角速度为：；根据线速度和角速度的关系公式，有：v=r卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有： ；联立解得： ，故BD正确，C错误故选BD.10. 如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁用水平力向左推B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为F，弹簧的弹性势能为E在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（）A. 撤去推力的瞬间，B的加速度大小为F/2mB. 从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒C. A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E/3D. A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E【答案】ABC【解析】A、撤去F后，B水平方向受到弹簧的弹力F，根据牛顿第二定律：加速度a=，A正确；B、A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒。这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒，B正确、C错误；D、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒。当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大。设两物体相同速度为v，A离开墙时,B的速度为v0，根据动量守恒和机械能守恒得：2mv0=3mv，又联立得到弹簧的弹性势能最大值为EP=E/3，D正确。故选：ABD。【名师点睛】B受两个力作用处于平衡状态，说明B所受弹力的大小等于F，故撤去F时，B的合力大小为弹力大小，根据牛顿第二定律求产生的加速度a，在A离开墙壁前受墙壁对系统的作用力，系统不满足动量守恒条件，又因为墙壁作用力对A不做功，故系统满足机械能守恒条件。A离开墙壁后系统机械能守恒动量也守恒，故系统动能不可以为0，则弹簧弹性势能不可能与系统总机械能相等。11. 如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20. 2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，则（ ）A. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒。B. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒。C. 若v0=2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24s；D. 若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于5m/s【答案】ACD【解析】由于地面光滑，所以物块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；由于物块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有，解得 ，代入数据得，C正确；要使物块恰好不从车面上滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v，则，由功能关系有，代入数据解得，故D正确；12. 如图所示，倾角=30的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A. 物块的机械能逐渐增加B. 软绳重力势能共减少了mglC. 物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和D. 软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和【答案】BD【解析】A、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小，故A错误；B、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度，则软绳重力势能共减少，故B正确；C、因为物块的机械能减小，则物块的重力势能减小量大于物块的动能增加量，减小量等于拉力做功的大小，由于拉力做功大于克服摩擦力做功，所以物块重力势能的减少大于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和，故C错误；D、以软绳为研究对象，细线对软绳做正功，则软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和，故D正确。点睛：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏。二、实验题（本大题共2小题，共14分。）13. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m（已知量）的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点（下图纸带上的所有点均为计时点，相邻计时点时间间隔为0.02s），那么：（1）实验中下列物理量中需要直接测量的量有_，通过计算可得到的量有_（填字母序号）A重锤质量 B重力加速度C重锤下落的高度 D与下落高度相应的重锤的瞬时速度（2）从起点O到打下计时点B的过程中物体的重力势能减少量Ep=_J，此过程中物体动能的增加量Ek=_J；（g取9.8m/s2，保留到小数点后两位，图中长度单位为cm)（3）实验的结论是：_【答案】 (1). C (2). D (3). 0.49 (4). 0.48 (5). 在误差允许的范围内，重物的机械能守恒B点的瞬时速度则动能的增加量；（3）可知在误差允许的范围内，重物的机械能守恒。点睛：解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量。14. 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b调整气垫导轨，使导轨处于水平；c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1；e按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。实验中还应测量的物理量及其符号是_。作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为_；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为_。作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有 _，_(至少答出两点)。【答案】 (1). B的右端至挡板D的距离L2 (2). 0 (3). (4). L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差; (5). 没有考虑弹簧推动滑块的加速过程【解析】(1)因系统水平方向动量守恒，即：mAvA-mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有：，即为，所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2(2)作用前两滑块均保持静止，故A、B两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后，根据（1）中表达式可知，A、B两滑块质量与速度乘积之和为；(3)由分析可知验证动量守恒定律的表达式是产生误差的原因是测量mA、mB、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦等【点睛】本题考查验证动量守恒定律的实验；利用位移或位移与时间的比值表示物体的速度是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握三、解答题（本大题共4小题，共50分。）15. 如图所示，火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器。火箭从地面起飞时，以加速度竖直向上做匀加速直线运动（为地面附近的重力加速度），已知地球半径为R。（1）到某一高度时，测试仪器对平台的压力是起飞前的，求此时火箭离地面的高度h。（2）探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为T0，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力恒量为G）【答案】(1) (2) 【解析】(1)取测试仪为研究对象，由物体的平衡条件和牛顿第二定律有在地面时在某一高度处由题意知解得又 解得(2) 进入行星表面附近的预定轨道，则有又解得16. 有一个竖直放置的圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成如图所示，右半部分AEB是光滑的，左半部分BFA是粗糙的现在最低点A给质量为m的小球一个水平向右的初速度v0，使小球沿轨道恰好运动到最高点B，小球在B点又能沿BFA轨道回到点A，到达A点时对轨道的压力为4mg求：（1）到达B点的速度（2）小球在A点的速度v0（3）在轨道BFA上克服摩擦力所做的功【答案】(1) (2) (3)mgR【解析】（1）小球沿轨道恰好运动到最高点B，在B点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；（2）从A到B过，由机械能守恒定律得：，解得：；（3）小球再次返回A点时速度为，在A点，由牛顿第二定律得：，解得：，对整个过程，由动能定理得：，解得：。点睛：本题考查机械能守恒定律及动能定理的应用，在注意分析物体的运动过程，做好受力分析，特别是圆周运动的向心力要注意应用。17. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合，转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为45.已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为.（1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度0；（2）若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）当摩擦力为零时，支持力和重力的合力提供向心力，有： 解得.由牛顿第二定律得，联立以上三式解得： 当0时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为，由牛顿第二定律得 联立三式解得18. 如图所示，光滑水平地面上停放着一辆小车，小车左端靠在竖直墙壁上，其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，轨道最低点B与水平轨道BC相切，C点为水平轨道的最右端，BC=1.3R，整个轨道处于同一竖直面内将质量为小车质量一半的物块（可视为质点）从A点无初速释放，物块与小车上表面BC之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g（i）求物块运动到B点时的速率 （ii）判断物块最终是否能够从C点飞出，并说明理由【答案】(1) (2) 物块能够从C点飞出【解析】（i）物块从A下滑到B的过程中，小车保持静止，对物块由动能定理得： ，则得，；（ii）设物块在小车上滑行的过程中，小车和物块组成的系统水平方向动量守恒，设共同速度为v，取向右为正方向，由动量守恒定律有：设相对位移大小为，由功能关系得：联立各式得：，因为：，所以物块最终能从C点飞出。点睛：本题主要考查了动量守恒定律和功能关系的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，注意使用动量守恒定律时要规定正方向。