1、- 1 -2017-2018 学年度福建师大附中第二学期高一期末考试物理试卷一、不定项选择题1.16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（ ）A. 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快：这说明，物体受的力越大，速度就越大B. 一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C. 两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D. 一个物体维持匀速直线运动，不需要受力【答案】D【解析】物体受的力越大，速度就越大，是亚里士多德的观点故
2、 A 正确；力是维持物体运动的原因，物体受力就会运动，不再受力了，它总会逐渐停下来，是亚里士多德的观点故 B 正确两物体从同一高度自由下落，较轻的物体下落较慢，即重物比轻物下落快，是亚里士多德的观点故 C 正确伽利略用实验和推理，证明了力不是维持物体运动的原因故 D 错误故选ABC.视频2.一个静止的质点，在两个互相垂直的恒力 F1、 F2的作用下开始运动，经过一段时间后突然撤去其中一个力，则质点在撤去该力前后两个阶段的运动分别是（ ）A. 匀加速直线运动、匀变速曲线运动B. 匀加速直线运动、匀减速直线运动C. 匀变速曲线运动、匀速圆周运动D. 匀加速直线运动、匀速圆周运动【答案】A【解析】两
3、个互成锐角的恒力 F1、F 2合成，根据平行四边形定则，其合力为恒力，加速度恒定；- 2 -质点原来静止，故物体做初速度为零的匀加速直线运动；撤去一个力后，剩下的力与速度不共线，故开始做曲线运动，由于 F2为恒力，故加速度恒定，即做匀变速曲线运动；故 A 正确，BCD 错误故选 A.3.如图所示是一个玩具陀螺。 a、 b 和 c 是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度 稳定旋转时，下列表述正确的是（ ）A. a、 b 和 c 三点的线速度大小相等B. a、 b 和 c 三点的角速度相等C. a、 b 的角速度比 c 的大D. c 的线速度比 a、 b 的大【答案】B【解析】a、b
4、和 c 均是同一陀螺上的点，它们做圆周运动的角速度都为陀螺旋转的角速度 ，B 正确，C 错误；三点做匀速圆周运动的半径关系为 rar brc，据 vr 可知，三点的线速度关系为 vav bvc，A、D 错误。4. 如图所示，一只钢球从一根直立于水平地面的轻质弹簧正上方自由下落，从钢球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，钢球运动的动能和重力势能以及弹簧的弹性势能的变化情况是（ ）A. 动能一直在减小B. 弹簧的弹性势能一直在减小C. 重力势能一直在减小- 3 -D. 重力势能以及弹簧的弹性势能的总量一直保持不变【答案】C【解析】当弹簧弹力等于小球重力时小球速度最大，之后弹力大于重力，小球向下减速
5、直至速度为零，小球克服弹力做功，弹簧弹性势能增大，重力做正功，重力势能减小，由能量守恒定律可知，小球的动能、重力势能、弹性势能之和不变，重力势能以及弹簧的弹性势能的总量先减小后增大，ABD 错；C 对；5.某人将重物由静止开始举高 ，并获得速度 ，不计空气阻力，则在这个过程中（ ）A. 重物所受合外力对它做的功等于重物机械能增量B. 人对重物所做的功等于重物机械能的增量C. 重物克服重力做的功等于重物重力势能的增量D. 重物所受合外力做的功等于重物动能的增量【答案】BCD【解析】物体机械能的变化根据除了重力以外其他力做功，所以物体机械能增大，拉力做的功等于物体机械能的增大量，A 错；6.某同学
6、设想驾驶一辆“陆地太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车” 。不计空气阻力，已知地球的半径 R=6400km， g =9.8 m /s2下列说法正确的是（ ）A. 汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B. 当汽车速度增加到 7.9km/s 时，将离开地面绕地球做圆周运动C. 此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为 24 小时D. 在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力【答案】B【解析】【详解】汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为 m，支持力
7、为 F，速度为 v，地球半径为 R，则由牛顿第二定律得 mg-F=m 解得：F=mg-m ；当- 4 -汽车速度 v 减小时，支持力 F 增大，则汽车对对地面的压力增大。故 A 错误。7.9km/s 是第一宇宙速度，当汽车速度 v=7.9km/s 时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星。故 B 正确。 “航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小。最小周期 ，v=7.9km/s，R=6400km，代入解得T=5087s=1.4h， “航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为 1.4h。故 C 错误。在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态
8、，不能用弹簧测力计测量物体的重力。故 D 错误。故选B。【点睛】对于第一宇宙速度，是指物体环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，当物体的速度达到第一宇宙速度时物体就成为绕地球运行的卫星7.如图所示，甲、乙两物体分别从 A、C 两地由静止出发做加速运动，B 为 AC 中点，两物体在 AB 段的加速度大小均为 a1，在 BC 段的加速度大小均为 a2，且 a1a 2若甲由 A 到 C 所用时间为 t 甲 ，乙由 C 到 A 所用时间 t 乙 ，则 t 甲 与 t 乙 的大小关系为（ ）A. t 甲 =t 乙 B. t 甲 t 乙 C. t 甲 t 乙 D. 无法确定【答案】B【解析】分别做甲乙运动
9、的速度时间图像，位移相同则图像与横轴包围面积相同，比较面积相同时所用时间可知 B 对。8. 实验小组利用 DIS 系统，观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为 10N 的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线，根据图线分析可知下列说中法正确的是（ ）A. 从时刻 t1到 t2，钩码处于超重状态，从时刻 t3到 t4，钩码处于失重状态B. 从时刻 t1到 t2，钩码处于失重状态，从时刻 t3到 t4，钩码处于超重状态C. 电梯可能开始在 15 楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在
10、1 楼。- 5 -D. 电梯可能开始在 1 楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在 15 楼。【答案】BC【解析】在 t1-t2时间内 Fmg,电梯有向上的加速度,处于超重状态,B 正确.因电梯速度方向未知,故当速度方向向上时,则为向上减速或向上加速,当速度方向向下时,则为向下加速或向下减速,C 正确9.如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮 O 与小球 B 连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块 A 连接，杆两端固定且足够长，物块 A 由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动设某时刻物块 A 运动的速度大小为 vA，小球 B 运动的速度大小为 vB，轻绳与杆的夹角为。则（ ）A. v
11、A=vBcosB. vB=vAcosC. 小球 B 减小的重力势能等于物块 A 增加的动能D. 当物块 A 上升到与滑轮等高时，它的机械能最大【答案】AD【解析】试题分析：将物块 A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于 B 的速度在沿绳子方向的分速度为 ，所以 故 AB 错误A、B 组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则小球重力势能的减小等于系统动能的增加和 B 的重力势能的增加故 C 错误除重力以外其它力做的功等于机械能的增量，物块 A 上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能增加，物块A 上升到与滑轮等高后，拉力做
12、负功，机械能减小所以 A 上升到与滑轮等高时，机械能最大故 D 正确故选 D考点：考查了机械能守恒定律和运动的分解与合成的应用- 6 -点评：解决本题的关键会对速度进行分解，以及掌握机械能守恒的条件，会利用系统机械能守恒解决问题10.如图所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在 O 点对准前方的一块竖直放置的挡板， O 与 A 在同一高度，小球的水平初速度分别是 ，不计空气阻力，打在挡板上的位置分别是 B、 C、 D，且 。则 之间的正确关系是：（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】据题知小球被抛出后都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据 h= g
13、t2，解得：因为 hAB：h AC：h AD=1： 4：9；所以三次小球运动的时间比为： t1：t 2：t 3= =1：2：3，小球的水平位移相等，由 v=x/t 可得，速度之比为：v1：v 2：v 3=6：3：2；故选 C。【点睛】本题是平抛运动规定的直接应用，关键抓住水平方向和竖直方向运动的时间相等，运用匀变速直线运动的推论解题.11.如图（甲）所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O、 a、 b、 c、 d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为 m 的运动员从高处落下，最终恰好静止在 O 点上，并使该处下凹，此时网绳 dOe、 bOg 上均成 120向上的张角，如图（乙
14、）所示则这时 O 点周围每根网绳承受的力的大小为（ ）- 7 -A. B. C. mg D. 【答案】A【解析】【详解】因四根绳子的合力为 mg，则 4Tcos600=mg，解得 T= mg，故选 A. 【点睛】本题应注意绳子张力的特点，同一根绷紧的绳，其上的各部分张力相等；两个大小相等的力若其夹角为 120，则合力与分力大小相等12.如图所示，物体 A 放在物体 B 上，物体 B 放在光滑的水平面上，已知 mA=6kg，m B=2kg，A、B 间动摩擦因数 ，A 物上系一细线，细线能承受的最大拉力是 20N，水平向右拉细线，若最大静摩擦力约为滑动摩擦力，下述中正确的是（g=10m/s 2）
15、（ ）A. 当拉力 F12N 时，A 相对 B 滑动C. 在绳可以承受的范围内，拉力 F 达到一定值时，A 有可能相对 B 滑动D. 在绳可以承受的范围内，无论拉力 F 多大，A 相对 B 始终静止【答案】D【解析】假设绳子不断裂,则当绳子拉力增大到某一值时 B 物体会开始滑动,此时 A、B 之间达到最大静摩擦力。以 B 为研究对象，最大静摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得：以整体为研究对象，由牛顿第二定律得- 8 -即当绳子拉力达到 48 牛时两物体才开始相对滑动。所以 A、B 错。当拉力为 16N 时，由 解得 2m/s2，再由 得 f=4N 故 D 正确。二、实验题13.在“探究求合力的
16、方法”的实验中，下列说法中正确的是_A在测量同一组数据 F1、 F2和合力 F 的过程中，橡皮条结点 O 的位置不能变化B用图示法作出各力的大小和方向时，必须采用相同的标度C若 F1、 F2方向不变，而大小各增加 1N，则合力的大小也一定增加 1ND为减小测量误差， F1、 F2方向间夹角应为 90【答案】AB【解析】【详解】在测量同一组数据 F1、 F2和合力 F 的过程中，橡皮条结点 O 的位置不能变化，以保证合力和分力的等效性，选项 A 正确；用图示法作出各力的大小和方向时，必须采用相同的标度，选项 B 正确；根据矢量合成原则可知，分力增加 1N，合力不是增加 1N，故 C 错误；F1、
17、F 2方向间夹角为 90并不能减小误差，故 D 错误。故选 AB。14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，重锤牵引一条纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点，如下图所示，记下第一个点的位置 O，并在纸带上连续取 3 个相邻的点，按时间顺序依次标为 A、 B、 C，量出 A、 B 间的距离为 ， B、 C 间的距离为 ， O、 B 间的距离为 l，相邻两点间的时间间隔均为 T，重力加速度为 。如果重锤下落过程中机械能守恒，那么，本实验的这些测量数据要满足的关系式应为_。【答案】【解析】【详解】重锤经过 B 点时的速度： ，如果机械能守恒，则重锤重力势能的减- 9 -小量等于重锤动能的
18、增加量，则：mgl= mvB2，即： 或者 ；【点睛】本题考查了验证机械能守恒定律，应用匀变速运动的推论求出重锤的速度是正确解题的关键，应用机械能守恒定律即可正确解题三、计算题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”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面高度为 H，飞行周期为 T，月球的半径为R，已知引力常量 G，试求：月球的质量 M 是多少？【答案】【解析】设“嫦娥一号”质量为 m1，圆周运动时，万有引力提供向心力，则 5 分 3 分本题考查万有引力定律提供向心力，其中半径 r 为距离球心间的距离16.如图所示，以 v0=8m/s 匀速行驶的汽
19、车即将通过路口，绿灯还有 T=2.5s 将熄灭，此时汽车距离停车线 s0=20m。该车加速时最大加速度大小为 a1=2m/s2，减速时最大加速度大小为a2=5m/s2。此路段允许行驶的最大安全速度为 vm=11.5m/s，该车司机准备采取立即以最大加速度做匀加速直线运动，赶在绿灯熄灭前通过停车线。（1）你能否用学过的知识来判断司机这种做法安全吗？（2）如果不安全，那么为保证汽车能安全通过路口，请你对司机提出合理化建议.【答案】 （1）不安全（2）建议：立即刹车减速运动；采取立即匀加速运动至最大安全速度为 vm=11.5m/s 后，匀速通过停车线.【解析】- 10 -取上述分析过程的临界状态通过
20、停车线时，则有v0t a1t2s 0 t=2svm 2 分该车司机虽然能赶在绿灯熄灭前通过停车线，但是超过了路段允许行驶的最大安全速度，因此司机这种做法不安全。 2 分建议：立即刹车减速运动；采取立即匀加速运动至最大安全速度为 vm=11.5m/s 后，匀速通过停车线.（本题的答案不唯一，只要学生论述言之有理，即可得分） 3 分本题考查匀变速直线运动的临界问题，根据通过停车线时能通过红绿灯，由位移上的关系和时间上的关系 t=2sT，由此可得17.在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员
21、与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为 60kg，吊椅的质量为 10kg，当运动员与吊椅一起正以加速度 上升时， （不计定滑轮与绳子间的摩擦，不计空气阻力，重力加速度 。 ）试求（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）吊椅对运动员的支持力。【答案】 （1）420N（2）300N【解析】【详解】 （1）设运动员受到绳向上的拉力大小为 F，由于跨过定滑轮的两段绳子的拉力大小- 11 -相等，故吊椅受到绳的拉力大小也是 F对运动员和吊椅整体进行受力分析，如图所示，则有：2F-（m 人 +m 椅 ）g
22、=（m 人 +m 椅 ）a代入数据解得：F=420N根据牛顿第三定律知，运动员竖直向下拉绳的力的大小为：F=420N（2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析，如图所示，则有：F+F N-m 人 g=m 人 a代入数据解得：F N=300N根据牛顿第三定律知，运动员对吊椅的压力大小为 300N18.如图所示， AB 为 1/4 光滑圆弧轨道，圆弧轨道的半径为 R=3m， A 点为 1/4 圆弧轨道的顶端， A 点与圆心 O 在同一水平面上。 BC 为粗糙水平轨道，滑块与 BC 轨道的动摩擦因数为=0.5， BC 长 L=2m。 CD 是倾角为 = 光滑斜轨道。一质量为 m=3k
23、g 小滑块从 A 点以v0=2m/s 的初速度沿 AB 圆弧滑下， （斜轨道与水平轨道交接处有一段很小的圆弧，滑块经过交接处时与轨道的碰撞所引起的能量损失可以不计， 取 10m/s2）求：（1）滑块第 1 次经过光滑圆弧最低点 B 点时，轨道对滑块的支持力 的大小.（2）滑块沿光滑斜轨道 CD 能上升的最大高度 .- 12 -（3）滑块最后停止的位置到 B 点的距离。【答案】 （1）94N（2）2.2m（3）1.6m【解析】（1）根据动能定理有 （1） 2 分经过 B 点时，小球做圆周运动，有 .（2） 1 分其中，R3m， 由（1） （2）式得 （3） 1 分（2）以 A 点运动到斜面最高点
24、为全过程，根据动能定理有（5） 2 分（6） 1 分代入数据，由（5） （6）式可得， .（7） 1 分（3）滑块最终只能停止在水平轨道上，从开始到停止的全过程，根据动能定理有.（8） 2 分根据（2）小题中的相关数据，可求得 （9） 1 分,表示滑块在水平轨道上通过的路程为 6.4m，由于 BC 长为 2 m，所以最终滑块停止的位置到距离 B 点的距离为 1.6m. （10） 2 分本题考查动能定理和圆周运动，由 A 到 B 的运动过程中，由动能定理可求得 B 点速度，再由B 点合力提供向心力列式求解，以全过程为研究对象，重力做功只与初末位置的高度差有关，摩擦力做功与路程有关，由此根据动能定
25、理烈士求解19.过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成， B、 C、 D 分别是三个圆形轨道的最低点， B、 C 间距与 C、 D 间距相等，半径 、 。一个质量为 kg 的小球（视为质点） ，从轨道的左侧 A 点以 的初速度沿轨道向右运动， A、 B 间距 m。小球与水平轨道间的动摩擦因数 ，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠，如果- 13 -小球恰能通过第二圆形轨道。如果要使小球不能脱离轨道，试求在第三个圆形轨道的设计中，半径 应满足的条件。 （重力加速度取 ，计算结果保留小数点后一位数字。 ）【答案】 或 【解析】【详解】设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为 v2，由题意由得 要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：I轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为 v3，应满足由得 II轨道半径较大时，小球上升的最大高度为 R3，根据动能定理解得 为了保证圆轨道不重叠， R3最大值应满足解得： R3=27.9m 综合 I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件- 14 -或 【点睛】本题为力学综合题，要注意正确选取研究过程，运用动能定理解题动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动知道小球恰能通过圆形轨道的含义以及要使小球不能脱离轨道的含义.
