1、2012-2013学年重庆市重庆一中年高一下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 物体做下列几种运动，其中一定符合机械能守恒的运动是 ( ) A自由落体运动 B匀速直线运动 C匀变速直线运动 D匀速圆周运动 答案： A 试题分析：自由落体运动只受重力作用，重力做功，故机械能守恒， A正确，若是沿斜面的匀速直线运动，摩擦力做功，所以机械能不守恒， B错误，水平面上的匀变速直线运动，外力做功不为零，机械能不守恒， C错误，竖直面上的匀速圆周运动除了重力作用还有其他力做功，所以机械能不守恒， D错误 故选 A 考点：考查了机械能守恒条件 点评：物体在运动过程中只有重力做功，则机械能守恒 如图
2、所示，一个质量为的物体（可视为质点）以某一速度从点冲上倾角为 30的固定斜面，其运动的加速度为 g，这物体在斜面上上升的最大高度为，则在这个过程中物体的 ( ) A整个过程中物体机械能守恒 B重力势能增加了 mgh/2 C动能损失了 2mgh D机械能损失了 mgh 答案： CD 试题分析：对物体受力分析，受重力、支持力、摩擦力（假设存在），根据牛顿第二定律，有： ；解得： ；机械能守恒的条件是只有重力做功，物体受到滑动摩擦力，故机械能不守恒，故 A错误；重力势能增加等于克服重力做的功，故重力势能增加 mgh，故 B错误；由动能定理可知，动能损失量等于克服合外力做的功的大小，故 ，故 C正确；
3、机械能的损失量为，故 D正确； 故选 CD 考点：动能定理的应用；功能关系；机械能守恒定律 点评：本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化重力势能变化与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关 如图，质量分别为 m和 2m的两 个小球 A和 B，中间用轻质杆相连，在杆的中点 O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在 B球顺时针摆动到最低位置的过程中 ( ) A杆对球的力沿杆方向 B杆对 A球做正功，杆对 B球做负功 C A球、 B球、杆和地球组成的系统机械能守恒 D重力对 A球做功的瞬时功率一直变大 答案： BC 试题
4、分析：因为存在切向加速度，所以杆对球的力的方向不沿杆的方向， A错误； AB球与杆和地球组成的系统中只有重力做功，机械能守恒， C正确；由于A球的机械能增加，所以杆对 A做正功，由于机械能守恒，所以 B球机械能减小，故杆 对 B做负功， B正确； A球的速度先增大后减小，所以重力的瞬时功率不是一直变大， D错误 故选 BC 考点：考查了圆周运动实例分析 点评：有些问题中杆施力是沿杆方向的，但不能由此定结论，只要杆施力就沿杆方向。本题中 A、 B球绕 O 点转动，杆施力有切向力，也有法向力。 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的 ，不考虑卫星质量
5、的变化，则变轨前后卫星的 ( ) A向心加速度大小之比为 4 1 B角速度大小之比为 2 1 C周期之比为 1 8 D轨道半径之比为 1 4 答案： CD 试题分析：动能变为原来的 ，则速度变为原来的 ，所以根据 可得，轨道半径之比为 1 4， D正确；根据公式 可得周期之比为 1 8， C正确；根据公式 可得角速度大小之比为 1:8， B错误；根据公式 可得向心加速度大小之比为 1 64， A错误； 故选 CD 考点：考查了万有引力定律的应用 点评：本题的关键是正确掌握公式，比较简单，需要细心计算 如图所示，质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放，甲小球沿斜面下滑经过 a
6、点，乙小球竖直下落经过 b点， a、 b两点在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法中正确 的是 ( ) A甲小球在 a点的速率等于乙小球在 b点的速率 B甲小球到达 a点的时间等于乙小球到达 b点的时间 C甲小球在 a点的机械能等于乙小球在 b点的机械能 (相对同一个零势能参考面 ) D甲小球在 a点时重力的功率等于乙小球在 b点时重力的功率 答案： AC 试题分析：斜面光滑，乙运动的过程中只有重力做功，所以甲、乙的机械能都守恒，由于甲、乙的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，故 A正确甲由光滑斜面加速下滑，乙自由下落，甲
7、下滑的加速度小于 g，下滑位移大于高度 h，所以下滑时间大于乙自由下落时间，故 B错误斜面光滑，乙运动的过程中只有重力做功，所以甲、乙的机械能都守恒，故 C正确； 到达底端时两物体的速率相同，重力也相同，但 A物体重力与速度有夹角， B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间 B物体重力的瞬时功率大于 A物体重力的瞬时功率，故 D错误； 故选 AC 考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率 点评：此题是一道基础性的题，考察了机械能守恒定律瞬时功率是力与速度在力的方向上的速 度乘积速度是矢量，比较速度时要注意它们的方向 如图所示，一个半径为 r的半球形的碗放在桌面上，碗口水平， O 点为其
8、球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球， ，让质量为 m1 的小球静止释放，当其到达碗底时质量为 m2 的小球速度为多大 ( ) A B C D 答案： B 试题分析： 1球在碗底时， 不等于 ，应将 沿绳和垂直于绳的方向分解，沿绳子方向的分速度即等于 2球的速度 的大小即： ,根据机械能守恒定律有： ,即 可得： ，故选 B 考点：机械能守恒定律； 点评：本题是简单的连接体问题，先分析受力最简单的物体，再分析受力较复杂的另一个物体，同时要运用正交分解法处理较为方便注意连接体中两个物体的速度大小不一定相等要应用速度的分解求出两个小球的
9、速率关系 某型号的 “神舟飞船 ”顺利发射升空后，在离地面 340km的圆轨道上运行了108圈。运 行中需要多次进行 “轨道维持 ”。所谓 “轨道维持 ”就是通过控制飞船上发动机的点火时间 和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船 受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高 度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能 和机械能变化情况将会是 ( ) A动能、重力势能和机械能都逐渐减小 B重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变 C重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变 D重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小 答案： D 试题分析：轨道逐渐降低
10、，引力做正功，重力势能减小，动能增大，因为阻力做功，所以机械能减小，故选 D 考点：考查了功能关系 点评：基础题，比较简单，关键是知道过程中引力做正功，阻力做负功； 甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高出 h。分别将甲、乙两球以 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 B甲迟抛出，且 C甲早抛出，且 D甲早抛出，且 答案： D 试题分析：由图可知甲的抛出点高于乙的抛出点，故甲应先抛出；而两物体的水平位移相同，而运动时间甲的要长，故甲的速度要小于乙的速度， ； 故选 D 考点：本题考查平抛运动的性质， 点评：物
11、体在空中的运动时间取决于竖直高度，水平位移取决于初速度及竖直高度 “奋进 ”号宇航员斯蒂法尼斯海恩 派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包，关于工具包丢失的原因可能是 ( ) A宇航员松开了拿工具包的手，在万有引力作用下工具包 “掉 ”了下去 B宇航员不小心碰了一下 “浮 ”在空中的工具包，使其速度发生了变化 C工具包太重，因此宇航员一松手，工具包就 “掉 ”了下去 D由于惯性，工具包做直线运动而离开了圆轨道 答案： B 试题分析：航天飞机是在绕地球做圆周运动是重力提供向心力，航天飞机包括宇航员包括那个工具包都处于完全失重状态，宇航员松开了拿工具包的手，工具箱依然保持和宇航员统一运动状态做圆周运
12、动故 A错误；宇航员太空行走时宇航员和工具包都处于完全失重状态，二者相对静止工具包丢失的原因可能是宇航员不小心碰了一下 “浮 ”在空中的工具包，使其速度发生了变化，故 B正确；物体做圆周运动需要向心力，引力完全充当向心力，故 C错误工具箱受地球的万有引力完全充当向心力，所以不可能做直线运动而离开了圆轨道，故 D错误 故选 B 考点：牛顿第 一定律万有引力 点评：在空间站上引力完全充当向心力，不会存在 “掉 ”的现象工具包会以和航天飞机不同的轨道绕地球公转，因为地球引力的存在，不会做匀速直线运动 一辆开往雅安地震灾区满载新鲜苹果的货车以恒定速率通过某转盘，角速度为 ，其中一个处于中间位置的苹果质
13、量为 m，它到转盘中心的距离为 R，则其他苹果对该苹果的作用力为 ( ) A mg B m2R C D 答案： C 试题分析：其他苹果对该苹果的力为重力和向心力的合力，因为向心力：；重力 ，两者相互垂直，所以合力，故 C正确； 考点：考查了力的合成其他苹果对该苹果的力为重力和向心力的合力，两者相互垂直， 点评：关键是知道 质量为 60kg 的体操运动员做 “单臂大回环 ”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动如图所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为 (忽略空气阻力， g 10m/s2) ( ) A 600 N B 2400 N C 3000 N D 3600 N
14、答案： C 试题分析：设人的长度为 l，人的重心在人体的中间最高点的最小速度为零，根据动能定理得： 解得最低点人的速度 根据牛顿第二定律得， ，解得 故 C正确， A、 B、 D错误 故选 C 考点：牛顿第二定律在圆周运动中的应用 点评：解决本题的关键知道最高点的最小速度为零，综合牛顿第二定律和动能定理进行求解 下面说法中正确的是 ( ) A物体做曲线运动时不一定有加速度 B平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同 C匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同 D当物体受到的合外力为零时，物体仍然可以做曲线运动 答案： B 试题分析：物体做曲线运动速度一定发生
15、变化，所以一定存在加速度， A 错误，平抛运动过程中只受重力，为恒力，加速度恒定，所以任意相等时间内的速度变化总是相同的， B正确；匀速圆周运动的加速度时时刻刻指向圆心，不是恒定的，所以在相等时间内的速度变化不同， C 错误；当物体受到的合力为零时，根据牛顿第一定律可得物体做匀速直线运动或者处于静止状态， D错误 故选 B 考点：考查了力和运动的关系 点评：力是运动性质的根本原因，恒力，则加速度恒定，变力，加速度不恒定； 实验题 在验证机械能守恒的实验中（实验装置如图），有下列 A至 F六 个步骤： A将打点计时器竖直固定在铁架台上 B接通电源，再松开纸带，让重锤自由下落 C取下纸带，更换纸带
16、（或将纸带翻个面），重新做实验 D将重锤固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提纸带 E选择一条纸带，用刻度尺测出重锤下落的高度 h1、 h2、 h3、 h n ，计算出对应的即时速度 vn F分别算出 ，比较在实验误差范围内是否相等 （ 1）以上实验步骤按合理的操作步骤排列应该是 某个实验小组的甲乙两位同学按照正确的操作选得纸带如图示其中 O 是起始点， A、 B、 C 是打点计时器连续打下的 3 个 点用毫米刻度尺测得 O 到 A、 B、C各点的距离分别为 hA =9.51 cm、 hB=12.42cm、 hC=15.70cm，现利用 OB段所对应的运动来验证机械能守恒，已知当地的重
17、力加速度 g=9.80m/s2，打点计时器所用电源频率为 f=50Hz，设重锤质量为 0.1kg. （ 2）根据以上数据可以求得重锤在 OB段所对应的运动过程中减小的重力势能为 _J（计算结果保留三位有效数字，下同），而动能的增加量为_J实验发现二者并不完全相等，请指出一个可能的原因_- （ 3）处理数据过程中，甲乙两位同学分别发现了一种计算 B点对应时刻物体速度 vB的新思路： 甲同学发现，图中的 B是除起始点外打点计时器打下的第 n个点因此可以用从 O 点到 B点的时间 nT（ T是打点计时器的打点周期）计算，即 vB =gnT，再依此计算动能的增量 乙同学认为，可以利用从 O 点到 B点
18、的距离 hB计算，即 vB = ，再依此计算动能的增量 你认为，他们新思路中 ( ) A只有甲同学的思路符合实验要求 B只有乙同学的思路符合实验要求 C两位同学的思路都符合实验要求 D两位同学的思路都不符合实验要求 （ 4）在上图纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点 O 的距离 h，算出了各计数点对应的速度 v，以 h为横轴，以 为纵轴画出的图线应是如下图中的 图线的斜率表示 答案：（ 1） ADBCEF（ 2） 0.122， 0.120，受到了空气阻力或纸带与限位孔的阻力，减少的重力势能一部分转化为增加的动能，另一部分克服阻力做功转化为内能。（ 3） ( D )（
19、 4） C g 试题分析： (1) 在明确实验原理的前提下，先安装实验器材， 然后再进行实验，故具体步骤为： A、 D、 B、 C、 E、 F (2)减小的重力势能为 ， B点的速度等于 AC 间的平均速度，故 , ， 联立可得 ；受到了空气阻力或纸带与限位孔的阻力，减少的重力势能一部分转化为增加的动能，另一部分克服阻力做功转化为内能。 (3)两同学的思路都是基于物体做自由落体运动，但是实际情况下由于阻力存在的原因，物体不是做的自由落体运动，故两同学的思路都是不符合实验要求的，故选 D (4)利用 图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒， ，即 ；所以以 为纵轴，以 h为横轴画出的图线应
20、是图中 C那么图线的斜率就等于重力加速度 g 考点：验证机械能守恒定律； 点评：对于物理量线性关系图象的应用我们要从两方面： 1、从物理角度找出两变量之间的关系式 2、从数学角度找出图象的截距和斜率，两方面结合解决问题要能够找出斜率和截距的物理意义，我们必须要从物理角度找出两个物理变量的关系表达式 计算题 如图所示，在水平路段 AB上有一质量为 2103kg的汽车，正以 10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段 BC 较粗糙，汽车通过整个 ABC 路段的v-t图像如图所示（在 t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持 20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的
21、阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。（解题时将汽车看成质点） （ 1）求汽车在 AB路段上运动时所受的阻力 f1。 （ 2）求汽车刚好开过 B点时的加速度 a。 （ 3）求 BC 路段的长度。 答案：（ 1） 2000N 方向与运动方向相反（ 2） 方向与运动方向相反（ 3） 试题分析：（ 1）汽车在 AB路段时，有 方向与运动方向相反 （ 2） t=15s时汽车处于平衡态，有 t=5s时汽车开始减速运动，有 方向与运动方向相反 （ 3） 考点：考查了机车启动方式 点评：抓住汽车保持功率不变这一条件，利用瞬时功率表达式求解牵引力，同时注意隐含条件汽车匀速运动时牵引力等于阻力；对于
22、变力做功，汽车非匀变速运动的情况，只能从能量的角度求解 宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间 t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度 g1 10m/s2，空气阻力不计 , 该星球的半径与地球半径之比为 R 星 R 地 1 4） 求： （ 1）求该星球表面附近的重力加速度 g2 （ 2）求该星球的质量与地球质量之比 M 星 M 地 （ 3）求该星球近地环绕速度与地球近地环绕速度比 V 星 V 地 答案：（ 1） 2m/s2（ 2） 1:80（ 3） 1： 试题分析：（ 1） t，所以 g g 2m/s
23、2 （ 2）设星球表面有一物体质量为 m 则 ，所以 M M 星 :M 地 12:142 1:80 （ 3）由 得 得 V 星 :V 地 1： 考点：万有引力定律及其应用；平抛运动 点评：重力加速度 g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较 用 200N 竖直向上的拉力将地面上 个质量为 10kg的物体提起 5m高的位移，空气阻力不计， g取 10m/s2，求： （ 1）拉力对物体所做的功； （ 2）物体提高后增加的机械能； （ 3）物体提高后具有的动能。 答案：（ 1） 1000J（ 2） 10
24、00J（ 3） 500J 试题分析：（ 1）拉力对物体所做的功； （ 2）物体提高后增加的机械能就等于拉力对物体所做的功的大小 即 （ 3）据动能定理，有： 即物体提高后具有的动能为 500J 考点：动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率 点评：重力势能的变化由重力做功决定，对于合力做功可以由动能变化来确定 如图所示，在 “探究功与速度变化的关系 ”的实验中，小车是在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为 W。当用 2条、 3条 ，完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2次、第 3次 实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带
25、测出。 （ 1）实验中，小车会受到摩擦阻力 的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是 ( ) A放开小车，能够自由下滑即可 B. 放开小车，能够匀速下滑即可 C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 （ 2）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量。 A CE段 B DF 段 C EG段 D HK 段 （ 3）能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是 ( ) A增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放 B橡皮筋两端固定，使 橡皮筋的伸长量依次加倍 C橡皮筋两端固定，使橡皮筋
26、的长度依次加倍 D释放小车的位置等间距的变化 答案：（ 1） (D) （ 2） D （ 3） A 试题分析：（ 1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力即放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故选 D （ 2）纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，因此匀速时的速度即为该过程中的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸 带的 HK （ 3）能够实现橡皮筋对小车做功整数倍变化的是增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放，故选 A 考点：探
27、究功与速度变化的关系 点评：本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度 如图所示， AB为半径 R 0.8m的 1/4光滑圆弧轨道，下端 B恰与小车右端平滑对接小车质量 M 3kg，车长 L 2.06 m，车上表面距地面的高度 h0.2m现有一质量 m 1kg的滑块，由轨道顶端 无初速释放，滑到 B端后冲上小车已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 0.3，当车运行了1.5 s时，车被地面装置锁定 (g 10m/s2)试求： (1)滑块到达 B端时，轨道对它支持力的大
28、小； (2)车被锁定时，车右端距轨道 B端的距离； (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小； (4)滑块落地点离车左端的水平距离 答案：（ 1） 30 N（ 2） 1 m（ 3） 6 J（ 4） 0.16 m 试题分析： (1)设滑块到达 B端时速度为 v， 由动能定理，得 mgR mv2 由牛顿第二定律，得 FN-mg m 联立两式，代入数值得轨道对滑块的支持力： FN 3mg 30 N. (2)当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，得 对滑块有： -mg ma1 对小车有： mg Ma2 设经时间 t两者达到共同速度，则有： v a1t a2t 解得 t 1
29、s由于 1 s 1.5 s，此时小车还未被锁定，两者的共同速度： v a2t 1 m/s 因此，车被锁定时，车右端距轨道 B端的距离： x a2t2 vt 1 m. (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块相对小车滑动的距离 x t- a2t2 2 m 所以产生的内能： E mgx 6 J. (4)对滑块由动能定理，得 -mg(L-x) mv2- mv2 滑块脱离小车后，在竖直方向有： h gt2 所以，滑块落地点离车左端的水平距离： x vt 0.16 m 考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力 点评：要根据牛顿第二定律和运动学公式，通过计算分析小车的状态，再求解车右端距轨道 B端的距离，考查分析物体运动情况的能力
