1、- 1 -福州格致中学 2017-2018 学年高一下物理期末考试试题一、选择题（1-7 为单项选择题，8-10 为多项选择题，每小题 4 分，共 40 分）1.下列说法正确的是( )A. 牛顿对引力常量 G 进行了准确测定，并于 1687 年发表在其传世之作自然哲学的数学原理中B. 20 世纪的 20 年代建立了量子力学理论，它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动C. 开普勒第三定律 =k,k 为常数，与中心天体质量无关D. 地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的时间变慢了；而火箭里的人观测地面时，发现地面的时间变快了【答案】B【解析】【详解】A、牛顿发现万有引力定律,于
2、 1687 年发表在其传世之作自然哲学的数学原理中,卡文迪许对引力常量 G 进行了准确测定,故 A 错；B、20 世纪的 20 年代建立了量子力学理论,它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动,故 B 正确；C、由公式 可知 ，所以和中心天体的质量有关，故 C 错误；D、根据爱因斯坦相对论可知地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的时间变慢了；而火箭里的人观测地面时，发现地面的时间也变慢了,故 D 错；综上所述本题答案是：B【点睛】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.2.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为 60kg 的跳水运动员进入水中后受
3、到水的阻力做竖直向下的减速运动，设水对他的阻力大小恒为 2600N，那么在他减速下降 2m 的过程中，下列说法正确的是（g =10m/s 2）A. 他的动能减少了 5200JB. 他的重力势能减少了 1200JC. 他的机械能减少了 4000J- 2 -D. 他的机械能保持不变【答案】B【解析】试题分析：在运动员减速下降高度为 2m 的过程中，运动员受重力和阻力，运用动能定理得：,由于运动员动能是减小的，所以运动员动能减少 ，故 A 错误。重力做多少功，就有多少重力势能发生转化，所以可得得： ，他的重力势能减少了 1200J，故 B 正确。由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出：
4、 ，运动员除了重力还有阻力做功， ，他的机械能减少了 5200J，故 C、D 错误。考点：考查了动能定理，功能关系的应用3.人在高 h 的地方，斜上抛出一质量为 m 的物体，物体到最高点时的速度为 v1，落地速度为v2，不计空气阻力，则人对这个物体做的功为（ ）A. mv22 mv12 B. mv22C. mv22mgh D. mv12mgh【答案】C【解析】试题分析：人对小球做的功等于小球获得的初动能，根据对抛出到落地的过程运用动能定理得：mgh= mv22- mv12，所以 mv12= mv22-mgh，即人对小球做的功等于 mv22-mgh，故选 C考点：动能定理【名师点睛】本题考查了动
5、能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便该题难度不大，属于基础题4.如下图所示，某一小球以 v0=10m/s 的速度水平抛出，在落地之前经过空中 A、 B 两点，在A 点小球速度方向与水平夹角为 45，在 B 点小球速度方向与水平方向的夹角为 60(空气阻力忽略不计， g 取 10m/s2).以下判断中正确的是（ ）- 3 -A. 小球经过 A、 B 两点间的时间B. 小球经过 A、 B 两点间的时间C. A、 B 两点间的高度差 h=10mD. A、 B 两点间的高度差 h=15m【答案】C【解析】A、根据平行四边形定则知， A 点竖直分速度
6、 vAy=v0tan45=10m/s， B 点竖直分速度，则小球经过 A、 B 两点的时间 故A、B 错误；C、D、根据速度位移公式得， A、 B 两点间的高度差 故 C 正确，D 错误故选 C【点睛】解决本题的关键掌握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5.风洞实验室中可产生竖直向上的风力,如图所示将一个小球用细线拴住放入风洞实验室中,使小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是( )A. 当小球运动到最高点 a 时，小球的速度一定最小B. 当小球运动到最低点 b 时，线的张力一定最大C. 小球不可能做匀速圆周运动- 4 -D. 小球可能做匀速圆周运动【答案
7、】D【解析】【详解】当竖直向上的风力小于小球的重力时，小球在竖直平面做一般的变速圆周运动，到达 b 点时线的张力及小球的速度都最大；当小球所受竖直向上的风力等于小球重力时，小球可在竖直平面内做匀速圆周运动.当小球所受竖直向上的风力大于小球的重力时，小球可在竖直平面内做一般的变速圆周运动，到达 a 点时线的张力及小球的速度都最大，故 D 对；ABC 错误；综上所述本题答案是：D【点睛】分析小球所受重力与风力的大小关系:当重力大于风力时,小球运动到最高点 a 时,线的张力一定最小,到达最低点 b 时,小球的速度最大;当重力等于风力时,小球做匀速圆周运动.当重力小于风力时,小球运动到最高点 a 时,
8、线的张力一定最大,到达最低点 b 时,小球的速度最小.6.两个行星各有一个卫星绕其表面运行,已知两个卫星的周期之比为 1:2,两行星半径之比为2:1,则（ ）A. 两行星表面处重力加速度之比为 1:4B. 两卫星的角速度之比为 2:1C. 卫星的周期之比为 2:1D. 两行星第一宇宙速度之比为 1:【答案】B【解析】【详解】A、根据 可知两行星表面处重力加速度之比为 ，故 A 错B、根据 可知两卫星的角速度之比为 ，故 B 对；C、根据题意可知卫星的周期之比为 1:2，故 C 错；D、根据第一宇宙速度公式 可知两行星第一宇宙速度之比为 4:1，故 D 错；综上所述本题答案是：B【点睛】研究卫星
9、绕行星匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求解.忽略行星自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式.7.如图所示,由 A、B 组成的双星系统，绕它们连线上的一点做匀速圆周运动,其运行周期为- 5 -T,A、B 间的距离为 L,它们的线速度之比 =2,则（ ）A. AB 角速度比为：B. AB 质量比为： =C. A 星球质量为：M A=D. 两星球质量为：M A+MB=【答案】D【解析】【详解】A、万有引力提供双星做圆周运动的向心力,他们做圆周运动的周期 T 相等,根据可知角速度之比为 1:1，故 A 错；BCD、根据 ， ，可知两星球运动的半径之比为 由牛顿第二定律得: 解得： 同理
10、： - 6 -且所以 AB 质量比为 ，故 BC 错；D 对；综上所述本题答案是：D【点睛】双星受到的万有引力大小相等,周期相同,万有引力提供做圆周运动的向心力,应用牛顿第二定律分别对每一个星体列方程,然后求出双星的质量8.甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为 H,河水流速为 v0,划船速度均为 v,出发时两船相距 H,甲、乙两船船头均与河岸成 60角,如图所示。已知乙船恰好能垂直到达对岸 A 点。则下列判断正确的是（ ）A. 甲、乙两船到达对岸的时间不同B. v=2v0C. 两船可能在未到达对岸前相遇D. 甲船也在 A 点靠岸【答案】ABD【解析】将两船的运动分解为垂直于河岸方向和沿
11、河岸方向，在垂直于河岸方向上，两船的分速度相等，河宽一定，所以两船渡河的时间相等故 A 正确乙船的合速度垂直于河岸，有vcos60=v0，所以 v=2v0故 B 正确两船渡河的时间 ，则甲船在沿河岸方向上的位移 知甲船恰好能到达河对岸的 A 点故 C 错误，D 也错误故选：ABD.9.如图所示，光滑三角形斜面两侧各有一滑块用绳子相连，质量 mM，由静止开始释放后（ ）- 7 -A. m 增加的重力势能等于 M 减少的重力势能B. 绳子对 m 做的功小于绳子对 M 做的功C. m 与 M 组成的系统机械能守恒D. M 增加的动能小于 m 与 M 共同减少的重力势能【答案】CD【解析】【详解】A、
12、由于光滑三角形斜面所以系统只有重力做功，故系统机械能守恒，m 增加的重力势能小于 M 减少的重力势能，有一部分重力势能转化为动能，故 A 错；C 对；B、由于系统内只有重力做功，机械能守恒，所以绳子对 m 做的正功等于 M 克服绳子做的功，故 B 错；D、根据机械能守恒，系统内减少的重力势能等于系统内增加的动能，而 M 和 m 的动能都增加了，所以 M 增加的动能小于 m 与 M 共同减少的重力势能，故 D 对；综上所述本题答案是：CD10.如图所示,把重物 G 压在纸带上,用一水平力缓缓地拉动纸带,重物跟着纸带一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这种现象的正确的是( )A.
13、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小B. 缓慢拉动纸带与迅速拉动纸带，纸带给重物的摩擦力相同C. 在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D. 迅速拉动纸带，纸带给重物的冲量小【答案】CD【解析】【详解】AB、用水平力 F 慢慢拉动纸带,重物跟着一起运动,重物与纸片间是静摩擦力;若迅速拉动纸带,纸带会从重物下抽出,重物与纸片间是滑动摩擦力;滑动摩擦力约等于最大静摩擦力;故快拉时摩擦力大;故 AB 错误；- 8 -C、纸带对重物的合力为摩擦力与支持力的合力,慢拉时静摩擦力作用时间长,支持力的作用时间也长,故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大;在迅速拉动纸带时,作用时间短,所以纸带给重物的冲量小.所以
14、选项 CD 正确;综上所述本题答案是：CD【点睛】快拉时,因为惯性,很容易将纸片抽出;慢拉时,很难将纸片抽出;根据静摩擦力和滑动摩擦力大小的分析可以知道选项 AB 的正误;根据冲量的定义公式分析冲量大小,由此可以知道选项 CD 的正误.二、实验探究题（11 题每空 1 分，12 题每空 2 分，共 12 分）11.某探究小组为探究向心力与线速度、角速度、圆周半径等大小关系，利用两个相同材质可绕竖直轴转动的水平转盘和两个相同的长方体小橡皮擦进行实验。如图所示，转盘半径分别为 2r 和 r，A 点在大转盘的边缘处、B 点在大转盘上离转轴距离为 r 处，C 点在小转盘的边缘处，橡皮擦与转盘间的最大静
15、摩擦力是其所受重力的 倍，大转盘通过皮带带动小转盘无打滑地转动。现将一橡皮擦放置在 A 处，（1）为探究线速度大小相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在_（填“B”或 “C” ）处，当缓慢增大转速，可看到放置在_处的橡皮擦先开始滑动，此时大转盘的角速度大小 =_。（2）为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在_（填“B” “C”）处，缓慢增大转速，可看到放置在_处的橡皮擦先开始滑动。【答案】 (1). （1）C， (2). C (3). (4). （2）B， (5). A【解析】（1）因 AC 两处的线速度相等，则根据 可知，为探究线速度大小相等时
16、向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在 C 处；C 处的半径比 A 处较小，当缓慢增大转- 9 -速，在 C 处的橡皮擦首先达到最大静摩擦力，故可看到放置在 C 处的橡皮擦先开始滑动，此时 ，且 ，解得大转盘的角速度大小 A= ；（2）则根据 可知，因 AB 两处的角速度相等，则为探究角速度相等时向心力大小与圆周半径大小的关系，应将另一橡皮擦放在 B 处，缓慢增大转速，根据 可知，A 处的橡皮首先达到最大静摩擦，故可看到放置在 A 处的橡皮擦先开始滑动。12.某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为 f，得到如图乙所示的纸带，测量出图
17、中的 s1、s 2及 AB 距离 s，已知重物的质量为 m，当地的重力加速度为 g.(1)在进行实验时,与重物相连的是纸带的_端(选填“左”或“右”).(2)图丙是用刻度尺测量打点 AB 间的距离，则 AB 间的距离 s 为_m.(3)打下 B 点时,重物的速度大小表式为 vB=_.(4)取 A、B 为研究的初、末位置，则验证机械能守恒成立的表达式是_.（用题中字母表示）【答案】 (1). 左 (2). 0.4545 (3). (4). 【解析】【分析】根据相同时间内位移逐渐增大确定重物与纸带的哪一端相连 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 B 点的速度，根据重力势能的减小-
18、10 -量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式【详解】 （1）因为相等时间内位移逐渐增大，可知重物与纸带的左端相连 （2）AB 间的距离为： （3）B 点的瞬时速度为： （4）重物重力势能的减小量为： ， A 点的瞬时速度为： 可知机械能守恒成立的表达式为： 综上所述本题答案是; (1). 左 (2). 0.4545 (3). (4). 【点睛】本题考查了机械能守恒的验证，抓住重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，会通过纸带得出下降的高度，从而得出重力势能的减小量，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量三、计算题（共 48 分）13.某人在一星球上以速度 v0竖直上抛一物体，
19、设 t 秒钟后物体落回手里，已知星球的半径为 R，那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出，才能使物体不再落回星球表面?【答案】【解析】【详解】小球做竖直上抛运动，则由 ，解得： 星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，现将此球沿此星球表面将小球水平抛出，欲使其不落回星球，则抛出时的速度至少为该星球的第一宇宙速度，即 - 11 -综上所述本题答案是：14.如图所示，质量 m=lkg 的物块从 h=0.8m 高处沿光滑斜面滑下，到达底部时通过光滑圆弧BC 滑至水平传送带 CD 上，CD 部分长 L=2m.传送带在皮带轮带动下。以 v=4m/s 的速度逆时针传动，物块与传送带间动摩擦因数 =0.
20、3，求：(1)物块滑到 C、D 两点时的速度大小为多少?(2)物块从 C 滑到 D 的过程中，因摩擦产生的热量是多少?【答案】(1)4m/s,2m/s (2)14J【解析】【详解】(1)由机械能守恒定律得, 解得物块到达 C 点的速度 v1= =4m/s.物块在皮带上滑动的加速度 由运动学公式得, 解得物块到达 D 点的速度 .(2)物块从 C 点滑动 D 的时间 物块与皮带相对滑动的距离 物块在皮带上滑动的过程中产生的热量 综上所述本题答案是：(1)4m/s,2m/s (2)14J【点睛】在计算皮带上产生的内能是要利用摩擦力与相对位移的乘积来计算。15.如图所示,光滑水平面 AB 与竖直面内
21、的半圆形导轨在 B 点相接,导轨半径为 R.一个质量为m 的物块(可视为质点)将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过 B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达 C 点。试求：- 12 -(1)弹簧开始时的弹性势能；(2)物块从 B 点运动至 C 点克服阻力做的功；(3)物体离开 C 点后落回水平面时的动能。【答案】(1)3mgR (2)0.5mgR (3)【解析】【详解】(1)物块在 B 点时,由牛顿第二定律得： ，由题意： 物体经过 B 点的动能： 在物体从 A 点至 B 点的过程中,根据机械能守恒
22、定律,弹簧的弹性势能： .(2)物体到达 C 点仅受重力 mg,根据牛顿第二定律有： 得： 物体从 B 点到 C 点只有重力和阻力做功,根据动能定理有： 解得： 所以物体从 B 点运动至 C 点克服阻力做的功为： .（3）物体离开 C 点后落回水平面根据动能定理可知：解得： 综上所述本题答案是：(1)3mgR (2)0.5mgR (3)【点睛】理解题目中刚好能做圆周运动的条件是最高点只受重力作用，借助于动能定理分段处理问题可以达到事半功倍的效果。- 13 -16.如图所示,质量为 m1=0.2kg 的小物块 A,沿水平面与小物块 B 发生正碰,小物块 B 质量为m2=1kg.碰撞前,A 的速度
23、大小为 v1=3m/s,B 静止在水平地面上。已知 A、B 与地面间的动摩擦因数均为 =0.1,重力加速度 g 取 10m/s2。(1)若 AB 碰撞后结合一起，求 AB 碰撞后滑行的距离；(2)若 AB 发生弹性碰撞，求 A 滑行的时间。【答案】(1) s=0.125m (2)t=2s【解析】【详解】 （1）AB 碰撞过程动量守恒解得： AB 在摩擦力作用下一起减速运动，根据动能定理可知：得 s=0.125m（2）若 AB 发生弹性碰撞，设碰后的速度分别为 和 则由动量守恒可得根据机械能守恒可得：然后 A 做匀减速到零，根据 可得：t=2s综上所述本题答案是：(1) s=0.125m (2)t=2s【点睛】发生弹性碰撞则动量和机械能都守恒，利用两个守恒公式并结合运动分析求解即可。- 14 -
