湖南省师范大学附属中学高一物理下学期期末考试试题（含解析）.doc

湖南师大附中20172018学年度高一下学期期末考试物理试题一、单项选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1. 在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是a. 加速度、速度都是采取比值法定义的物理量b. 在探究共点力的合成时用到了等效替代的思想方法c. 牛顿提出了万有引力定律，并没有通过实验测出万有引力常量的数值d. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，可以用实验直接验证【答案】d【解析】加速度、速度都是采取比值法定义的物理量，选项a正确；在探究共点力的合成时用到了等效替代的思想方法，选项b正确；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的数值，选项c正确；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可以用实验直接验证，选项d错误；此题选项不正确的选项，故选d.2. 汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，发现前方有障碍物立即刹车，刹车的加速度大小为5 m/s2, 则汽车刹车后第2 s内的位移和刹车后5 s内的位移为a. 30 m，40 m b. 30 m，37.5 mc. 12.5 m，40 m d. 12.5 m，37.5 m【答案】c【解析】汽车减速到0需要的时间为：，知2s末汽车未停止，则第2s内的位移，汽车运动4s就停止运动，则刹车后5s内的位移与4s内的位移相等，即：，故选c。【点睛】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车刹车到停止所需的时间，判断汽车是否停止，从而根据位移公式求出汽车的位移。3. 如图所示，质量均为m的两个小球a、b(可视为质点)固定在细杆的两端，将其放入光滑的半球形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与两球组成的系统处于平衡状态时，杆对小球a的作用力为a. b. c. g d. 2mg【答案】c【解析】对a受力分析，杆对a的弹力水平向左，沿ao方向的碗对球的弹力以及小球的重力，由平衡条件可知，解得，故a正确，bcd错误；故选a。【点睛】关键对a球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解。4. 下列说法正确的是a. 物体做曲线运动时，速度、加速度都一定在改变b. 做曲线运动的物体受到的合外力可能为零c. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动d. 做曲线运动的物体，加速度可能不变【答案】d【解析】a、曲线运动的速方向一定变化，故是变速运动，而合外力可以是恒力，加速度不变，故a错误。b、物体所受合外力为零时，做匀速直线运动或静止，不可能做曲线运动，b错误。c、匀变速曲线运动所受合力为恒力，故只要合外力和速度不共线就能做曲线运动，c错误。d、当合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，而加速度可不变，也可以变化，但速度一定变化，故d正确。故选d。【点睛】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件.5. 如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹质点从m点出发经p点到达n点，已知弧长mp大于弧长pn，质点由m点运动到p点与从p点运动到n点的时间相等下列说法中正确的是a. 质点从m到n过程中速度大小保持不变b. 质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同c. 质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同d. 质点在mn间的运动不是匀变速运动【答案】b【解析】因质点在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可知，由于加速度不变，质点做匀变速曲线运动； a、从m到n过程中，根据，可知，速度大小变化，故a错误；bc、因加速度不变，则质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同，故b正确，c错误；d、在mn间的运动是匀变速曲线运动，故d错误；故选b。【点睛】据题意可知，质点在恒力作用下，做匀变速曲线运动，速度的变化量相等，而速度大小与方向时刻在变化，从而即可求解。6. “套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上同一目标设铁丝圈在空中运动的时间分别为t1、t2, 则a. v1v2 b. v1v2c. t1t2 d. t1t2【答案】d【解析】试题分析：根据平抛运动的规律h=gt2知，运动的时间由下落的高度决定，故t1t2，所以c错误；d正确；由图知，两圈水平位移相同，再根据x=vt，可得：v1v2，故a、b错误。考点：平抛运动【名师点睛】本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解圈圈做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，根据水平位移和高度的关系列式分析7. 如图所示，a是静止在赤道上的物体，b、c是同一平面内的两颗人造卫星b位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，c是地球同步卫星则以下判断正确的是a. 卫星b的速度大小等于地球的第一宇宙速度b. a、b的线速度大小关系为vavbc. 周期大小关系为tatctbd. b、c的线速度大小关系为vcvb【答案】c【解析】根据万有引力提供向心力：,解得：，c的轨道半径大于b的轨道半径，则vbvc，故d错误；第一宇宙速度指的是r=r时的速度，b的轨道半径为r=2r，由上可知卫星b的速度小于地球的第一宇宙速度，故a错误；a、c的角速度相等，根据v=r知，vcva，所以vbva，故b错误；a、c的角速度相等，则a、c的周期相等，根据知，c的周期大于b的周期，故c正确。所以c正确，abd错误。8. “神舟”六号载人飞船顺利发射升空后，经过115小时32分的太空飞行，在离地面约为430 km的圆轨道上运行了77圈，运动中需要多次“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和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行，如果不进行“轨道维持”，由于飞船受到轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况是a. 动能、重力势能和机械能逐渐减少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【解析】试题分析：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，需要克服摩擦阻力做功，所以机械能逐渐减小，轨道高度会逐渐降低，重力势能逐渐减小，轨道半径逐渐减小，根据，可得，动能逐渐增大，所以正确选项为d。考点：本题考查了影响动能、重力势能和机械能变化的因素。9. 如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛下列说法正确的有a. 重力做功大小相等b. 它们的末动能相同c. 运动过程中重力的平均功率相等d. 它们落地时重力的瞬时功率相等【答案】a【解析】试题分析：a做的是匀变速直线运动，b是自由落体运动，c是平抛运动，根据它们各自的运动的特点可以分析运动的时间和末速度的情况，由功率的公式可以得出结论 a、b、c三个小球的初位置相同，它们的末位置也相同，由于重力做功只与物体的初末位置有关，所以三个球的重力做功相等，所以a正确；由上述分析可知，三个球的重力做功相等，但是三个球运动的时间并不相同，其中bc的时间相同，a的运动的时间要比bc的长，所以a的平均功率最小，所以运动过程中重力的平均功率不相等，所以b错误；由动能定理可知，三个球的重力做功相等，它们的动能的变化相同，但是c是平抛的，所以c有初速度，故c的末动能要大，所以c错误； 三个球的重力相等，但是它们的竖直方向上的末速度不同，所以瞬时功率不可能相等，所以d错误；故选a。故选ad考点：功能关系、功率、重力做功。10. 质点所受的力f随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上已知t0时质点的速度为零在图中所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大a. t1 b. t2 c. t3 d. t4【答案】b【解析】试题分析：由力的图象分析可知：在0-t1时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动在t1-t2时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动在t2-t3时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动在t3-t4时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动t4时刻速度为零则t2时刻质点的速度最大故选b。考点：运动和力【名师点睛】此题考查了运动和力的关系；解题时根据受力情况来分析加速度情况，从而确定速度的变化，从而判断速度的最大值。11. 假设列车从静止开始做匀加速运动，经过500 m的路程后，速度达到360 km/h.整个列车的质量为1.00105 kg，如果不计阻力，在匀加速阶段，牵引力的最大功率是a. 4.67106 kw b. 1.0105 kwc. 1.0108 kw d. 4.67109 kw【答案】b【解析】由得，则牵引力所以牵引力最大功率，故b正确，acd错误。点睛：根据匀变速直线运动的速度位移公式求出列车的加速度，然后根据牛顿第二定律求出合力，即牵引力，速度最大时，功率最大，根据求出最大功率。12. 在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动当速度达到vm后，立即关闭发动机而滑行直到停止vt图线如图所示，汽车的牵引力大小为f1，摩擦力大小为f2. 全过程中，牵引力做的功为w1, 克服摩擦阻力做功为w2. 以下是f1、f2及w1、w2间关系的说法，其中正确的是f1f213 f1f243 w1w211 w1w213a. b. c. d. 【答案】a【解析】对全过程由动能定理可知，故，故正确，错误；，由图可知：，所以，故正确，错误；故选a。【点睛】由动能定理可得出汽车牵引力的功与克服摩擦力做功的关系，由功的公式可求得牵引力和摩擦力的大小关系。二、实验题(共2题，共19分，13题每空3分，14题每空2分)13. 用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在o点；在o点右侧的b、c位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得b、c两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置a后由静止释放，计时器显示遮光片从b到c所用的时间t，用米尺测量a、o之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_a弹簧原长 b当地重力加速度 c滑块(含遮光片)的质量(3)增大a、o之间的距离x，计时器显示的时间t将_a增大 b减小 c不变【答案】 (1). (1) (2). (2)c (3). (3)b【解析】试题分析：（1）滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动，故可以用bc段的平均速度表示离开弹簧时的速度；则有：（2）因为在弹簧与物体相互作用的过程中弹簧的弹性势能等于物体增加的动能，故应求解物体的动能，根据动能表达式可知，应测量滑块的质量；所以选：c（3）增大ao间的距离时，弹性势能增大，那么滑块被弹出后的速度将增大，故通过两光电门的时间将减小，所以选b考点：弹性势能、匀速运动公式、动能定理。视频14. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图1所示为选取的一条符合实验要求的纸带，o为第一个点，a、b、c为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g9.80 m/s2. 那么：(1)纸带的_(选填“左”或“右”)端与重物相连；(2)根据图上所得的数据，应取图中o点和_点来验证机械能守恒定律；(3)从o点到所取点，重物重力势能减少量ep_j，该所取点的速度大小为_m/s；(结果取3位有效数字)(4)如图2，一位同学按如下方法判断机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点o的距离h，计算对应计数点的重物速度为v，描绘v2h图象，若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，该同学的判断依据_(填“正确”或“不正确)【答案】 (1). (1)左 (2). (2)b (3). (3)1.88， (4). 1.92 (5). (4)不正确【解析】下落过程为匀加速运动，物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大，所以纸带的左端与重物相连；根据图上所得的数据，应取图中o点和b点来验证机械能守恒定律；从o点到所取点，重物重力势能减少量ep =mghb=19.80.1920j=1.88j，该所取点的速度大小为； 该同学的判断依据不正确在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据 ，可得，则此时v2-h图象就是过原点的一条直线所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g点睛：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，并且能从实验原理出发结合物理图像进行分析所测数据三、计算题(共2题，共21分.15题10分，16题11分)15. 一辆载货的汽车，总质量是4.0103 kg，牵引力是4.8103 n，从静止开始做匀加速直线运动，经过10 s前进了40 m求：(1)汽车运动的加速度；(2)汽车所受到的阻力(设阻力恒定)【答案】（1）0.8m/s2 (2)1600n（1）根据位移公式，解得：（2）根据牛顿第二定律，得：解得：【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁16. 如图所示，长为l的细线下系一质量为m的小球，线上端固定在o点，小球可以在竖直面内摆动，不计空气阻力，当小球从偏角为的位置由静止运动到最低点的过程中，求：(1)重力对小球做的功；(2)小球到最低点时的速度大小；(3)小球在最低点时，对细绳的拉力大小【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）当小球从摆角为的位置由静止运动到最低点的过程中，小球的高度降低，重力做正功w=mgh（2）小球下摆过程中只重力做功，根据动能定理求解小球到最低点时的速度（3）小球在最低点时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列方程求解（1）小球由静止运动到最低点的过程中，重力所做的功为（2）小球从静止开始运动到最低点的过程中，根据动能定理得：解得：（3）小球在最低点时，根据牛顿第二定律有：解得：根据牛顿第三定律，小球对细绳的拉力大小为【点睛】本题是动能定理与向心力的综合应用，知道小球在最低点时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力。四、多项选择题(共5小题，每小题全选对记6分，部分对记3分，有选错的记0分，共30分)17. 18世纪，数学家莫佩尔蒂，哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球；假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，(已知此人的质量m50 kg；地球表面处重力加速度g取10 m/s2；地球半径r6.4106 m；假设地球可视为质量分布均匀的球体均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是a人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒b人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比c人从北极开始下落，到刚好经过地心的过程，万有引力对人做功w3.2109 jd当人下落经过距地心r瞬间，人的瞬时速度大小为103 m/s【答案】bd【解析】人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故a错误；设人到地心的距离为r，地球密度为，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力，故万有引力与到地心的距离成正比，故b正确；由万有引力可得：人下落到地心的过程重力做功，故c错误；由万有引力可得：人下落到距地心的过程重力做功，设地球质量为m，则有：，又有地球表面物体重力等于万有引力，则有：，故，则重力做功为，由动能定理可得：，所以，当人下落经过距地心瞬间，人的瞬时速度，故d正确；故选bd。【点睛】根据万有引力定律及球体体积公式求得不同半径处的万有引力表达式，进而得到万有引力做的功，再由动能定理求得人的速度；最后根据能量守恒，由能量转换求得机械能变化。18. 如图所示，三个小球a、b、c的质量均为m，a与b、c间通过铰链用轻杆连接，杆长为l，b、c置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现a由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由60变为120，a、b、c在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则在此过程中aa的动能达到最大前，b受到地面的支持力小于mgba的动能最大时，b受到地面的支持力等于mgc弹簧的弹性势能最大时，a的加速度方向竖直向下d弹簧的弹性势能最大值为mgl【答案】ab【解析】a的动能最大时，设b和c受到地面的支持力大小均为f，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2f=3mg，所以，在a的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以b受到地面的支持力小于，故ab正确；当a达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，a的加速度方向向上，故c错误；a球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为epmg(lcos 30lcos 60)，故d错误。所以ab正确，cd错误。19. 如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球a、b分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力f作用于小球b，则两球静止于图示位置如果将小球b向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比a推力f将增大b竖直墙面对小球a的弹力减小c地面对小球b的弹力一定不变d两个小球之间的距离增大【答案】bcd【解析】试题分析：先以a球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件分析墙壁对a的弹力如何变化，再以ab整体为研究对象，根据平衡条件分析f如何变化和地面对小球b的弹力的变化由库仑定律分析两球之间的距离如何变化解：a、b、c以a球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示设b对a的库仑力f与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球a的弹力为：n1=magtan，将小球b向左推动少许时减小，则n1减小再以ab整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：f=n1n2=（ma+mb）g则f减小，地面对小球b的弹力一定不变故a错误，bc正确d、由上分析得到库仑力f库=，减小，cos增大，f库减小，根据库仑定律分析得知，两个小球之间的距离增大，故d正确故选：bcd【点评】本题运用隔离法和整体法结合分析动态平衡问题，关键是确定研究对象（往往以受力较少的物体为研究对象），分析受力情况20. 如图所示，在点电荷q产生的电场中，实线mn是一条方向未标出的电场线，虚线ab是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹设电子在a、b两点的加速度大小分别为aa、ab, 电势能分别为epa、epb. 下列说法正确的是a电子一定从a向b运动b若aaab, 则q靠近m端且为正电荷c无论q为正电荷还是负电荷，一定有epaepbdb点电势可能高于a点电势【答案】bc【解析】电子在电场中做曲线运动，虚线ab是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示，由所知条件无法判断电子的运动方向，故a错误；若aaab，说明电子在m点受到的电场力较大，m点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近m端为场源电荷的位置，应带正电，故b正确；无论q为正电荷还是负电荷，一定有电势，电子电势能，电势能是标量，所以一定有epa0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小w1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小w2.下列说法正确的是a. 此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行b. 若c、d之间的距离为l，则该电场的场强大小一定为c. 若该粒子从m点移动到n点，则电场力做功一定为d. 若w1w2，则a、m两点之间的电势差一定等于b、n两点之间的电势差【答案】cd【解析】一电荷量为q（q0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小，但ab连线不一定沿着电场线，故a错误；若c、d之间的距离为l，但cd不一定平行电场线，故，其中为cd与电场线的夹角，不一定为零，故该电场的场强大小不一定为，故b错误；粒子从a点移动到b点，其电势能减小，故：，粒子从c点移动到d点，其电势能减小，故：，匀强电场中，沿着相同方向每前进相同距离电势的变化相同，故，即，同理，故，故c正确；若，根据可知，故，则，故，而，故，故d正确；故选cd。【点睛】匀强电场中，沿着相同方向每前进相同距离电势的变化相同，根据比较电势差，电场力做功等于电势能的减小量。22. 如图所示为一皮带传送装置，其中ab段水平，长度lab4 m，bc段倾斜，长度足够长，倾角为37，ab和bc在b点通