1、- 1 -山西省阳高县第一中学 2016-2017 学年高一物理下学期期末考试试卷（含解析）一、选择题（每题 4 分，共 32 分）1.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ）A. 开普勒、卡文迪许B. 牛顿、伽利略C. 牛顿、卡文迪许D. 开普勒、伽利略【答案】C【解析】试题分析：发现万有引力定律科学家是牛顿，而测出引力常量的科学家是卡文迪许故选：C2.关于平抛运动，下列说法中正确的是A. 平抛运动是匀速运动B. 平抛运动是匀变速曲线运动C. 平抛运动不是匀变速运动D. 做平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的【答案】B【解析】【分析】平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，
2、在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。【详解】A、B、C、平抛运动的物体只受重力，则加速度不变为重力加速度 g，速度随时间均匀变化，是匀变速曲线运动，故 A 错误，B 正确，C 错误。D、平抛运动落地的速度是水平分速度和竖直分速度的合成，不可能竖直向下；故 D 错误。故选 B。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，3.对做匀速圆周运动的物体，下列物理量不变的是- 2 -A. 速度B. 合外力C. 速率D. 加速度【答案】C【解析】【详解】A、C、匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻改变，则线速度改变，线速度的大小即速率不变；故
3、A 错误，C 正确。B、匀速圆周运动合外力提供向心力，合外力大小不变，方向始终指向圆心，可知合外力在变化；故 B 错误。D、匀速圆周运动加速度方向始终指向圆心，大小不变，故 D 错误。故选 C。【点睛】解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，知道速度、加速度、合力都是矢量，方向均在变化4.关于人造地球卫星的向心力，下列各种说法中正确的是（ ）A. 根据向心力公式 ，可见轨道半径增大到 2 倍时，向心力减小到原来的B. 根据向心力公式 F =mr 2，可见轨道半径增大到 2 倍时，向心力也增大到原来的 2 倍C. 根据向心力公式 F =mv ，可见向心力的大小与轨道半径无关D. 根据卫星的向心力是
4、地球对卫星的引力 ，可见轨道半径增大到 2 倍时，向心力减小到原来的【答案】D【解析】人造卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍，地球的质量和卫星的质量均不变，由公式 可知地球提供的向心力将减小到原来的 ，故 D 正确，ABC 错误故选 D点睛：人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关，讨论这些物理量时要找准公式，正确使用控制变量法- 3 -5.某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，则此行星表面上的重力加速度是地球表面上重力加速度的（ ）A. 0.25 倍B. 0.5 倍C. 4 倍D. 2 倍【答案】D【解析】【详解】根据万有引力定律可知
5、，则质量只有地球一半，半径也只有地球一半的星体上，其受到的引力是 ，故 D 对；ABC 错；故选 D6. 关于地球同步卫星，下列说法中正确的是A. 它运行的线速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B. 它运行的线速度大小一定小于第一宇宙速度C. 各国发射的这种卫星的运行周期都不一样D. 各国发射的这种卫星的轨道半径都不一样【答案】B【解析】试题分析：第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度，所以地球同步卫星运行的线速度大小应小于第一宇宙速度，所以 A 错 B 对；对于地球同步卫星，存在有“六同” ，即：相同的轨道面、相同的周期、相同的角速度、相同的高度、相同的线速度大小、相同的向心加速度大小。
6、因此周期都是 1 天，所以 C 错；地球同步卫星的轨道都在赤道上空，半径相同，所以 D错。考点：地球同步卫星 第一宇宙速度 万有引力定律7.下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是A. 做匀速直线运动的物体B. 做匀速圆周运动的物体- 4 -C. 做平抛运动的物体D. 不受摩擦力作用的物体的运动【答案】C【解析】【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，机械能的概念是动能与势能之和，分析物体的受力情况，判断各力做功情况，根据机械能守恒条件或定义分析机械能是否守恒【详解】A、在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故 A 错误；B、在竖直平面内做匀速圆周运
7、动的物体，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故 B错误；C、做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故 C 正确；D、物体在拉力作用下在竖直方向做匀速运动时，不受摩擦力，但机械能增加，故 D 错误；故选 C。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件和机械能的定义，知道各种运动的特点即可进行判断8. 如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止现用水平恒力 F 向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来上述过程中有关功和能的下列说法正确的是（ ）A. 拉力 F 做的功等于薄纸板和小木块动
8、能的增加B. 摩擦力对小木块做的功一定等于系统的摩擦生热C. 离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动D. 小木块动能的增加可能小于系统的摩擦生热【答案】D【解析】解：拉力对小木块做的功 W1=fx，其中 x 是小木块对地的位移，如右图中三角形面积 S1所示，系统摩擦生热 Q=fd，其中 d 是小木块与薄纸板间的相对移动路程，如右图中三角形面积 S2所示，根据本题给出的条件，S 1和 S2的大小关系无法确定故 D 正确；- 5 -故选：D【点评】解决本题的关键理清木块和板的运动过程，通过比较位移的关系判断是否脱离，以及掌握功能关系为：Q=fs 相对 9.质量为 m 的物体放在粗糙水平地
9、面上，受到与水平面成 角、大小均为 F 的力的作用，第一次是斜向上拉，第二次是斜向下推，物体沿地面运动，若两次运动相同的位移，则下列说法中正确的是A. 力 F 第一次做的功大于第二次做的功B. 力 F 第一次做的功等于第二次做的功C. 合力对物体第一次做的功大于第二次做的功D. 合力对物体第一次做的功等于第二次做的功【答案】BC【解析】试题分析：根据功的定义 ，所以力 F 第一次做的功等于第二次做的功；由于第一次物体对地面的压力（ ）比第二次（ ）小，根据 所以第一次物体受地面的摩擦力较小，根据 F 合 = ，第一次合外力较大，则合力对物体第一次做的功大于第二次做的功。选项 BC 正确。考点：
10、此题考查的是恒力功的概念及公式 。10.如图所示，电梯质量为 M，它的水平地板上放置一质量为 m 的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为 H 时，电梯的速度达到 v，则在这个过程中- 6 -A. 电梯地板对物体的支持力做的功等于B. 电梯地板对物体的支持力所做的功等于C. 钢索的拉力所做的功等于D. 钢索的拉力所做的功大于【答案】BD【解析】试题分析：对物体运用动能定理求解支持力做功对电梯和物体整体运用动能定理求解拉力做功根据动能定理求解合力对电梯做的功由动能定理得：对物体 ，解得到地板对物体的支持力做的功为，故 A 错误 B 正确；由动能定理得 ，解得到钢索的
11、拉力做的功 ，故 C 错误，D 正确11.如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成，一个小滑块从距轨道最低点 B 为 h 的 A 处由静止开始运动，滑块质量为 m，不计一切摩擦则（ ）A. 若滑块能通过圆轨道最高点 D， h 最小为 2.5RB. 若 h=2R，当滑块到达与圆心等高的 C 点时，对轨道的压力为 3mgC. 若 h=2R，滑块会从 C、 D 之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D. 若要使滑块能返回到 A 点，则 h R【答案】ACD- 7 -【解析】试题分析：要使物体能通过最高点，则由 mg=m 可得：v= ，从 A 到 D 根据机械能守恒定律得：mgh=mg2R+ ，解得 h=2.
12、5R，选项 A 说法正确；若 h=2R，从 A 到 C 根据机械能守恒定律得：mgh=mgR+ ，在 C 点有：N=m ，解得：N=2mg，选项 B 说法正确；若h=2R，小滑块不能通过 D 点，在 CD 中间某一位置即做斜上抛运动离开轨道，做斜抛运动，选项 C 说法；若要使滑块能返回到 A 点，则物块在圆弧中运动的高度不能超过 C 点，否则就不能回到点，则则 hR，选项 D 说法。考点：本题考查了竖直平面内的圆周运动、机械能守恒定律、斜抛运动。12.质量为 的汽车发动机额定输出功率为 P，当它在平直的公路上以加速度 由静止开始匀加速启动时，其保持匀加速运动的最长时间为 ，汽车运动中所受的阻力
13、大小恒定，则( )A. 若汽车在该平直的路面上从静止开始以加速度 匀加速启动，其保持匀加速运动的最长时间为B. 若汽车以加速度 a 由静止开始在该路面上匀加速启动，经过时间 发动机输出功率为C. 汽车保持功率 P 在该路面上运动可以达到的最大速度为D. 汽车运动中所受的阻力大小为【答案】BC【解析】【分析】当汽车以恒定的加速度启动时，利用牛顿第二定律求的加速度，利用运动学公式求的速度和时间；直到最后牵引力和阻力相等；【详解】A、当以加速度 a 加速运动时有： F-f=ma， F=f+ma，加速达到的最大速度为：，故所需时间为： ，当加速度为 2a 时， F -f=2ma， F= f+2ma，故
14、加速达到最大速度为： ，所需时间为： ，故 A 错误。- 8 -B、 时刻速度为 ，故功率为： ，汽车的额定功率为： P=（ f+ma） at，则，故 B 正确。C、根据 P=（ f+ma） at 得： ，当牵引力等于阻力时速度最大为： ，故C 正确，D 错误。故选 BC。【点睛】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉二、实验题（每空 3 分，共 15 分）13.在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的一项是_（只需填字母代号） A重物 B纸带 C天平 D50Hz 低压交流电源
15、E毫米刻度尺（2）关于本实验的误差，下列说法正确的是_A必须选择质量较小的重物，以便减小误差B必须选择点迹清晰且第 1、2 两点间距约为 2mm 的纸带，以便减小误差C必须先松开纸带后接通电源，以便减小误差D本实验应选用密度较大的重物，以便减小误差（3）在该实验中，质量 m=lkg 的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示O是重锤刚下落时打下的点，相邻记数点时间间隔为 0.02s，长度单位是 cm，g=9.8m/s 2则从点 O 到打下记数点 B 的过程中，物体重力势能的减小量E P=_J，动能的增加量EK=_J（两空均保留 3 位有效数字） 但实验中总存在误差，其原因是 _ 。【答
16、案】 (1). C (2). D (3). 0.476 (4). 0.473 (5). 阻力做功，机械能转化为内能【解析】【详解】 （1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证动能增加量和势能减小量是否相- 9 -等，质量可以约去，不需要测量物体的质量，所以天平不必要故选 C（2）A、为了减小阻力对其影响，选用重锤时，应该选用质量大体积小重锤的进行实验，故A 错误，D 正确；B、物体自由下落时根据公式 h= gt2，其中 t=T=0.02s，由此可知，开始所打两个点之间的距离约等于 2mm，但验证机械能守恒，不是必须选择的，故 B 错误；C、应先接通电压后释放纸带，故 C 错误故选 D（3）
17、重物由 0 点运动到 B 点时，重物的重力势能的减少量利用匀变速直线运动的推论重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻四、计算题（第 15 题 10 分，16 题 10 分，17 题 17 分，共 37 分）14.从某一高度处以 v0=15m/s 初速度水平抛出一个物体，物体质量为 2kg，经过时间 t=2s 落地。 g 取 10 m/s2，求：(1)物体落地时速度的大小；(2)物体落地时重力的瞬时功率。【答案】(1) (2)P=400W【解析】【分析】(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平行四边形定律求出初速度；
18、(2)根据 P=Fv 求功率【详解】(1)平抛运动的竖直方向为自由落体运动，落地时竖直方向速度 vy=gt=20m/s水平方向的速度 v0=15m/s故合速度为(2)由功率的定义式，得重力的瞬时功率 P=mgvy - 10 -得重力的瞬时功率 P=2020=400W【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解15.“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为 H，飞行周期为 T，月球的半径为 R，引力常量为 G。求：（1） “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；（2）
19、月球的质量；（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。【答案】【解析】（ ） “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小 （ ）设月球质量为 M “嫦娥一号”的质量为 m根据牛二定律得解得 （ ）设绕月飞船运行的线速度为 ，飞船质量为 ，则 又 联立得16.如图所示，在倾角为 = 37的斜面的底端有一个固定挡板 D，已知物块与斜面 PO 间的动摩擦因数 0.50，斜面 OD 部分光滑，处于自然长度的轻质弹簧一端固定在 D 点，另一端在 O 点， PO 的长度 L= 9.0m。在 P 点有一质量为 1kg 的小物体 A（可视为质点） ，现使 A 从静止开始下滑， g=
20、 10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：- 11 -物体第一次接触弹簧时物体的速度的大小； 若已知弹簧的最大压缩量为 d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能 Ep;物体与弹簧第一次接触后反弹，物体从 O 点沿斜面上升的最大距离 x; 物体与弹簧接触多少次后，物体从 O 点沿斜面上升的最大距离小于 .【答案】(1) (2) (3) (4)4 次【解析】【分析】(1)对 PO 运动过程应用动能定理即可求解；(2)对 O 到弹簧最大压缩量的运动过程应用动能定理即可求解；(3)对物块从 O 上滑的过程应用动能定理求解；(4)根据动能定理求得物块上升高度和在 O 点速度的关系，及相邻两次
21、到达 O 点速度的关系，然后根据运动过程求解。【详解】(1)物体在 PO 过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦力，此过程应用动能定理得：所以，物体第一次接触弹簧时物体的速度的大小为：(2)物体由 O 到将弹簧压缩至最短的过程中，只有重力、弹簧弹力做功，故由动能定理可得弹簧的最大弹性势能为：(3)物块第一次从 O 点到将弹簧压缩最短再到弹回至最高点过程中，应用动能定理得：解得：(4)当物体在 O 点速度为 v时，由(3)可知，根据动能定理，物体上升的最大距离为：；由动能定理可得物体再次到达 O 点的速度 v有：- 12 -解得：故物体每经过一次 O 点，上升的最大距离为上一次的 ；所以，物体第一次返回时沿斜面上升的最大距离为：则第 n 次上升的最大距离为：因为 ，所以 n4，即物体与弹簧接触 4 次后，物体从 O 点沿斜面上升的最大距离小于 .【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。
