广东省实验中学2017_2018学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）.docx

广东实验中学 20172018 学年（下）高一级期末考试物理试题一单项选择题（本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分每题有 ABCD 四个可供选 择的选项，其中只有一个选项是正确的）1.游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经 历的路程产生的影响是( )A. 路程变大，时间延长 B. 路程变大，时间不变C. 路程变大，时间缩短 D. 路程和时间均不变【答案】B【解析】【详解】游泳运动员实际参与了两个分运动，沿垂直于河岸方向的匀速运动和沿水流方向的匀速运动，两分运动同时发生，互不影响，因而渡河时间等于沿垂直于河岸方向分运动的时间；水流的速度突然变大时，对垂直河岸的运动没有影响，又游泳运动员的速度是恒定的，所以渡河的时间是不变的。沿水流方向速度增大，相等时间内沿水流方向位移增大，路程增大，故B正确，ACD错误。2.如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为 m 的人随车在竖直平面内旋转，下列说法 正确的是 A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就 会掉下来B. 人在最高点时对座位不可能产生压力C. 人在最低点时对座位的压力大于 mgD. 人在最低点时对座位的压力等于 mg【答案】C【解析】试题分析：乘坐游乐圆的翻滚过山车时，质量为m的人随车一起在竖直平面内旋转，在最高点，向心加速度指向下，所以需要指向圆心的合外力，即，该支持力最小可以为零，若不带安全带，虽然理论分析可以，但是不安全。所以AB均错。在最低点，显然压力要大于重力，C对考点：圆周运动点评：本题考查了圆周运动向心力的来源的分析。在解决这类问题时，要特别注意向心力的来源，并要知道向心力是指的指向圆心的合外力。3.某物体同时受到在同一平面内的几个恒力作用而平衡，某时刻突然撤去其中一个力，其 他力保持不变，以后这物体将( )可能做匀速直线运动 可能做匀加速直线运动可能做匀加速曲线运动 可能做匀速圆周运动A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】质点同时受到在同一平面内的几个恒力作用而平衡时，其中任意一个力与剩余的力的合力等值反向。若物体原来是匀速运动的。当撤去其中一个力，那么剩余的力的合力可能会与原来的运动方向会有几种情况：第一种情况，方向相同，则做匀加速直线运动，故正确。第二种情况，方向相反，则做匀减速直线运动；第三种情况，成任意锐角，则为匀加速的曲线运动，故正确；若物体原来是静止的，当撤去其中一个力后，物体只会做匀加速直线运动。由于物体一定合外力，故不可能为匀速运动，故错误；要是物体做匀速圆周运动，合力的方向必须时刻变化，指向圆心，在本题中是做不到的。故错误。所以B正确，ACD错误。4.光滑的水平面上放着一辆小车，站在小车上的人拉系在墙壁上的水平绳子，使小车和人 一起向右加速移动则下列说法正确的是( ) A. 绳子的拉力对人做了负功B. 绳子的拉力对小车做了正功C. 小车对人的摩擦力对人做了正功D. 人对小车的摩擦力对小车做了正功【答案】D【解析】【详解】人拉绳子时作用点位置变动，但是沿着力方向物体作用点并未发生移动，故绳子对人不做功。由于拉力未作用在小车上，所以拉力对小车不做功，故AB错误；小车对人的摩擦力方向向左，则小车对人的摩擦力对人做负功，故C错误；人对小车的静摩擦力方向向右，则静摩擦力对小车做正功，故D正确。所以D正确，ABC错误。5.我国发射了一颗资源探测卫星,发射时,先将卫星发射至距地面50km的近地圆轨道1上,然后变轨到近地点高50km,远地点高1500km的椭圆轨道2上,最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,则以下说法错误的是A. 在轨道2运行的速率可能大于7.9km/sB. 卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中速度增大,机械能增大C. 由轨道2变为轨道3需要在近地点点火加速,且卫星在轨道2上的运行周期小于在轨道3上的运行周期D. 仅利用以上数据,可以求出卫星在轨道3上的动能【答案】BCD【解析】第一宇宙速度是理论上的最大环绕速度，实际卫星绕地球圆周运动的速度都小于这个值；在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故A正确；卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中只有万有引力（或者说重力）做功，所以速度变大，机械能不变，故B错误；轨道3是远地轨道，所以由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动，根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道2上的运行周期小于在轨道3上的运行周期，故C错误；不知道卫星的质量，所以不能求出在轨道3上的动能，故D错误。此题选择错误的选项，故选BCD。点睛:本题考查卫星的变轨及开普勒定律等知识；关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星的运动过程中只有重力做功，机械能守恒；由低轨道进入高轨道要点火加速二不定项选择题（本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分每小题均不止一个选项符合题 意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分）6.如图所示，取稍长的细竹杆，其一端固定一枚小铁钉，另一端用羽毛做一个尾翼，做成A.B两只“飞镖”，将一软木板挂在竖直墙壁上作为镖靶在离木板一定距离 的同一高度处，将它们水平掷出，不计空气阻力，两只“飞镖”插在靶上的状 态如图所示(侧视图)则下列说法中正确的是( ) A. A 镖的质量一定比 B 镖的质量大B. A 镖掷出时的初速度比 B 镖掷出时的初速度大C. B 镖插入靶时的末速度一定比 A 镖插入靶时的末速度大D. B 镖的运动时间比 A 镖的运动时间长【答案】BD【解析】【详解】平抛运动的规律与物体的质量无关，所以不能判断AB质量的关系，故A错误；根据知，B下降的高度大，则运动的时间长，根据x=v0t知，水平位移相同，则A的初速度大于B的初速度，故BD正确；由于A的初速度大于B的初速度，所以不能判断出B镖插入靶时的末速度一定比 A 镖插入靶时的末速度大，故C错误。所以BD正确，AC错误。7.“天宫一号”是我国第一个目标飞行器和空间实验室.已知“天宫一号”绕地球的运动可看做 是匀速圆周运动，转一周所用的时间约为 90 分钟.关于“天宫一号”，下列说法正确的是( )A. “天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度小B. “天宫一号”离地面的高度一定比地球同步卫星离地面的高度小C. “天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的 16 倍D. 当宇航员站立于“天宫一号”内不动时，他所受的合力为零【答案】BC【解析】【详解】根据万有引力提供向心力，解得：，由此可知，轨道半径越大，速度越小，同步卫星的轨道半径远大于天宫一号的轨道半径，所以“天宫一号”的线速度比地球同步卫星的线速度大，由v=r知，静止于赤道上的物体的线速度比同步卫星的线速度小，因此“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度大，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，由此可知，周期越大，轨道半径肯定越大，同步卫星的周期是24h，远大于天宫一号的周期90分钟，故“天宫一号”离地面的高度比地球同步卫星离地面的高度小，故B正确；据上分析知“天宫一号”的周期约为地球同步卫星周期的，根据知“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍，故C正确；天宫一号及里面的人和物都处于失重状态，受力不平衡，合力不为零，故D错误。所以BC正确，AD错误。8.为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为，则（ ）A. X星球的质量为B. X星球表面的重力加速度为C. 登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为【答案】AD【解析】试题分析：飞船绕X星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知，则X星球质量，A正确；由ma1，知r1轨道处的向心加速度a1，而对绕X星球表面飞行的飞船有mgX（R为X星球的半径），则gXa1， B错误；由知，故，C错误；根据得，故T2T1， D正确考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，设计的公式和物理量非常多，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算9.用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规 律变化，0t0 时间内物块做匀加速直线运动，t0 时刻后物体继续加速，t1 时刻物块达到最大 速度已知物块的质量为 m，重力加速度为 g，则下列说法正确的是( ) A. 物块始终做匀加速直线运动B. t1时刻物块的速度大小为C. 0t0时间内物块的加速度大小为D. 0t1 时间内绳子拉力做的总功为 【答案】BD【解析】【详解】0-t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误；在t1时刻速度达到最大，F=mg，则速度，故B正确；根据P0=Fv=Fat，F=mg+ma得，P=（mg+ma）at，可知图线的斜率：，可知，故C错误；P-t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得，解得：，故D正确。所以BD正确，AC错误。10.如图所示，质量相等、材料相同的两个小球 A、B 间用一劲度系数为 k 的轻质弹簧相连 组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在 B 上的水平外力 F 的作用下由静止开始 运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为 4Ek 时撤去外力 F，最后停止运动不 计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力则在从撤去外力 F 到停止运动的过程中， 下列说法正确的是( ) A. 撤去外力 F 的瞬间，弹簧的伸长量为B. 撤去外力 F 后，球 A、B 和弹簧构成的系统机械能守恒C. 系统克服摩擦力所做的功等于系统机械能的减少量D. A 克服外力所做的总功等于 2Ek【答案】ACD【解析】【分析】根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量，根据动能定理分析A克服外力所做的总功，根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功；【详解】A、当A与B一起做加速运动的过程中，等于整体：，对小球A：，联立得：即弹簧的伸长量为,故A正确；B、撤去外力 F 后，球 A、B 和弹簧构成的系统在水平方向受到摩擦力的作用逐渐减速，所以机械能不守恒，故B错误；C、根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量，故C正确；D、撤去外力 F后A克服外力所做的总功等于A的动能，由于是当它们的总动能为时撤去外力F，所以A与B开始时的动能都是，即A克服外力所做的总功等于，故D正确。【点睛】此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F在拉动B运动时，由于杆的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键。三实验题（本题共 16 分）11.在用自由落体法“探究动能定理”的实验中， （1）为完成此实验，除了图1中所给的器材，以下所列器材中必需的有_ （填字母）A毫米刻度尺B秒表C天平D低压交流6V电源（2）图2为实验打下的纸带，纸带上的点都是连续打下的点已知打点计时器所用交流电源周期为T，重力加速度为g量得A、B、C各点到起点O（打下的第一个点）的长度分别是h1、h2、h3已知重锤质量为m，从起点O到B点重锤所受重力做功WG= _ ，动能增加量EK= _ （用题中所给字母表示）（3）在实验中，WG和EK增并不严格相等，产生误差的主要原因是_ 【答案】 (1). AD； (2). ； (3). ； (4). 重锤下落过程受到阻力作用；【解析】【详解】（1）实验需要求出重力做功与重锤动能的增加量，需要验证： ，即验证： ，实验需要用刻度尺测下落高度h，另外打点计时器需要使用交流电源，因此需要的器材为：AD（2）从起点O到B点重锤所受重力做功为：WG=mgh2，大小B点时重锤的速度为：，重锤动能的增加量为： ；（3）重锤下落过程受到阻力作用，要克服阻力做功，因此动能的增加量与重力做功不相等故本题答案是：(1). AD； (2). ； (3). ； (4). 重锤下落过程受到阻力作用；【点睛】探究动能定理的方案很多，本实验通过自由落体运动探究动能定理实验，要理解实验原理，理解实验原理是解题的前提与关键；应用匀变速直线运动的推论可以求出重锤的瞬时速度，然后求出动能12.为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，还备有下列器材：打 点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、细砂、刻度尺。他们称得滑块的质量为 M、砂和小桶的总质量为 m，当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮 挂上空的小桶时，滑块处于静止状态，要完成该实验，则：(1)实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是_实验时为保证细线的拉力与砂和小桶的总重力大小基本相等，砂和小桶的总质量应满足的实验条件是_。 (2)在(1)问的基础上，让小桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计 时器打出的纸带上取两点，测出该两点的间距为 L、打下该两点时滑块的速度大小为 v1、 v2(v1v2)，已知当地的重力加速度为 g，写出实验要验证的动能定理表达式：_(用题中所给的字母表示)。【答案】（1）刻度尺；（2）平衡摩擦力，；（3）【解析】试题分析：（1）根据题意本实验需要测量滑块的位移，所以还缺少的器材是刻度尺。（2）在该实验中，为了保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要将木板一端抬高，以平衡摩擦力；设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：，对砂桶和砂有：，由此解得：，由此可知当时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即。（3）运动过程中外力做功为：；动能的增加量为：；根据动能定理实验要验证的表达式为为：，即。考点：探究功与速度变化的关系【名师点睛】明确实验原理是解决实验问题的关键，本实验的关键是两个问题，一个是怎样才能使滑块受到的合力是绳子的拉力，再一个是怎样才能使绳子拉力近似等于小桶的重力。四计算题（本题共 2 小题，共 34 分按要求作答，应写出必要的文字说明方程式和重 要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位）13.如图所示，一根长为 0.2 m，能够承受的最大拉力为 16N 的细线，一端系着一个 质量是 0.2 kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的线速度增大到时，细线断裂，小球恰好从桌子边沿的 A 点（图中未画出）沿着垂直于 桌子边沿的方向飞出求：(1) 这时小球运动的线速度(2) 若桌面高出地面 0.8 m，求小球飞出后的落点到 A 点距离。【答案】（1）（2） 【解析】【分析】线未断开前，由线的拉力提供向心力。由向心力公式出小球的速度大小；小球离开桌面后做平抛运动，由高度求出时间，并求出平抛运动的水平位移，根据所求的距离与水平位移的数学关系求解。【详解】（1）小球在桌面内做匀速圆周运动的向心力由绳子提供：代入数据解得：（2）小球从A点飞出过程为平抛运动，设运动时间为t，桌子高度为h，小球运动的水平位移为x，则有： ，x=v0t解得：x=1.6m再由勾股定理得：可得：【点睛】对于匀速圆周运动，基本方程是“指向圆心的合力”等于向心力，即F合=Fn，关键分析向心力的来源。14.如图所示，为光电计时器的实验简易示意图，当有不透光物体从光电门间通过时， 光电计时器就可以显示物体的挡光时间，实验中所选用的光电门传感器可测的最短时间为0.01ms光滑水平导轨 MN 上放两个相同物块 A 和 B，其宽度 a =3.010-2m，左端挡板处 有一弹射装置 P，右端 N 处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽