黑龙江省绥化市肇东一中2015-2016学年高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

黑龙江省绥化市肇东一中2015-2016学年高一（下）期末物理试卷一、选择题（全部选对得4分，漏选得2分，错选不得分共计48分）1今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8l07m它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2l07m）相比（）a向心力较小b动能较大c发射速度都是第一宇宙速度d角速度较小216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，不需要力3一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）a运动员到达最低点前重力势能始终减小b蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加c蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒d蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关4我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”：最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（）a卫星动能增大，引力势能减小b卫星动能增大，引力势能增大c卫星动能减小，引力势能增大d卫星动能减小，引力势能减小5如图所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况（）a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小d先减小，后增大6一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2n的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1n的外力作用下列判断正确的是（）a02s内外力的平均功率是wb第2秒内外力所做的功是jc第2秒末外力的瞬时功率最大d第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是7太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象图中坐标系的横轴是lg（），纵轴是lg（）；这里t和r分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，to和r0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径下列4幅图中正确的是（）a b c d8一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）a向心加速度大小之比为4：1b角速度大小之比为2：1c周期之比为1：8d轨道半径之比为1：29如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（）aa的飞行时间比b的长bb和c的飞行时间相同ca的水平速度比b的小db的初速度比c的大10如图所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足（）atan=sinbtan=cosctan=tandtan=2tan11一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）atanb2tanc d12由于地球的自转，使得静止在赤道地面的物体绕地轴做匀速圆周运动对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是（）a向心力都指向地心b速度等于第一宇宙速度c加速度等于重力加速度d周期与地球自转的周期相等二、实验题（每小问3分，共计12分）13某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为h将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=（用h、h表示）（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（101m）2.003.004.005.006.00s2 （101m2）2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2h关系图（3）对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 （填“小于”或“大于”）理论值（4）从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是三、计算题（14题12分，15题14分，16题14分共计40分）14如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数=0.25，桌面高h=0.45m，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，求：（1）小物块落地点距飞出点的水平距离s；（2）小物块落地时的动能ek；（3）小物块的初速度大小v015如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点o，用一根长度为l=0.40m的绝缘细线把质量为m=0.20kg，带有正电荷的金属小球悬挂在o点，电荷量q=0.5c小球静止在b点时，细线与竖直方向的夹角为=37现将小球拉至位置a使细线水平后由静止释放，（取g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80）求：（1）匀强电场的场强大小；（2）小球通过最低点c时细线对小球的拉力大小16如图所示，摆球的质量为m，从偏离水平方向30的位置由静止释放，设绳子为理想轻绳，求小球运动到最低点a时绳子受到的拉力是多大？2015-2016学年黑龙江省绥化市肇东一中高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（全部选对得4分，漏选得2分，错选不得分共计48分）1今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8l07m它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2l07m）相比（）a向心力较小b动能较大c发射速度都是第一宇宙速度d角速度较小【分析】根据牛顿的万有引力定律研究引力的大小卫星由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律研究速度、周期、向心力【解答】解：设地球的质量为m，卫星的质量为m，轨道半径为r，卫星由万有引力提供向心力得=m2r解得：v=a、向心力f=，轨道半径为2.8107m的卫星向心力较大，故a错误b、v=，轨道半径为2.8107m的卫星速度较大，动能较大，故b正确c、第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，离地球越远，需要的发射速度越大，故c错误d、=，轨道半径为2.8107m的卫星角速度较大，故d错误故选b【点评】卫星类型关键要建立物理模型：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球的万有引力提供卫星的向心力216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，不需要力【分析】亚里士多德的观点多来自对自然地观察，往往忽略了摩擦力对物体的影响，而物体的自然属性是运动，维持运动不需要力，是物体的惯性【解答】解：a、亚里士多德的多数结论来自观察用四匹马和两匹马拉车，车在运动的过程中所受的摩擦力相同，两次都是匀速运动故f=f，但四匹马的功率大于两匹马的功率，根据p=fv，可知v=故认为物体受力越大，速度越大的观点是错误的，故a选项是亚里士多德的观点b、一个物体不受力就会逐渐停下来，是因为物体受到了地面的摩擦力，而不是因为不受力故b选项是亚里士多德的观点c、两个物体从同一高度自由下落，较重的下落的快，是因为重的物体所受的摩擦力相对于重力来说小，其加速度就大如果没有空气的阻力两物体应同时到达地面故c选项是错误的，是亚里士多德的观点d、物体之所以运动，不是因为受力，而是由于惯性，故维持物体的运动不需要力故d选项是正确的是伽利略的观点，与亚里士多德的观点相反故选d【点评】本题主要考查物理学史，解决这类题目的唯一捷径是要加强对这方面知识的积累3一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）a运动员到达最低点前重力势能始终减小b蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加c蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒d蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关【分析】根据高度的变化确定重力势能的变化，根据弹力做功情况判断弹性势能的变化根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒【解答】解：a、在运动的过程中，运动员一直下降，则重力势能减小故a正确b、蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加故b正确c、蹦极的过程中，只有重力和弹性绳的弹力做功，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒故c正确d、重力势能的变化量与零势能点的选取无关故d错误故选：abc【点评】解决本题的关键知道重力做正功（或负功）重力势能减少（或增加）；弹簧的弹力做正功（或负功）弹簧的弹性势能减少（或增加）以及知道机械能守恒的条件4我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”：最后奔向月球如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（）a卫星动能增大，引力势能减小b卫星动能增大，引力势能增大c卫星动能减小，引力势能增大d卫星动能减小，引力势能减小【分析】卫星在各自轨道上做圆周运动向心力由万有引力提供，得到周期与轨道半径的关系，判断轨道半径的变化，讨论线速度、向心力与轨道半径的关系，再根据半径确定线速度、引力的大小变化情况根据轨道半径的变化，分析如何变轨，判断引力势能的变化【解答】解：由万有引力提供向心力有： =mr，得周期与轨道半径的关系为t=2，由题意可得：变轨后卫星的周期变大，由上式得知，卫星的轨道半径变大根据万有引力提供向心力有： =m，得v=，随着r增大，线速度减小，卫星动能减小，卫星的速度减小，动能减小，轨道半径增大，引力做负功，则引力势能增大故abd错误，c正确；故选：c【点评】本题根据万有引力提供圆周运动向心力，讨论半径与线速度、周期、及角速度的关系，知道克服引力做功卫星的引力势能增加5如图所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况（）a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小d先减小，后增大【分析】根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，根据p=fvcos得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变化【解答】解：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力g、水平拉力f、绳子拉力t三者的合力必是沿绳子指向o点设绳子与竖直方向夹角是，则=tan（f与g的合力必与绳子拉力在同一直线上）得f=gtan而水平拉力f的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力f的瞬时功率是p=fvcos则p=gvsin显然，从a到b的过程中，是不断增大的，所以水平拉力f的瞬时功率是一直增大的故a正确，b、c、d错误故选a【点评】解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式p=fvcos，注意为f与速度的夹角6一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2n的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1n的外力作用下列判断正确的是（）a02s内外力的平均功率是wb第2秒内外力所做的功是jc第2秒末外力的瞬时功率最大d第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是【分析】本题可由动量定理求得1s末及2s末的速度，再由动能定理可求得合力的功；由功率公式求得功率；【解答】解：由动量定理ft=mv2mv1求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s 由动能定理可知合力做功为w=故02s内功率是，故a正确；1s末、2s末功率分别为：p1=f1v1=4w、p2=f2v2=3w；故c错误；第1秒内与第2秒动能增加量分别为：、，故第2s内外力所做的功为2.5j，b错误；而动能增加量的比值为4：5，故d正确；故选ad【点评】本题也可由动力学公式求解出1s末及2s末的速度，再由动能定理求解；不过在过程上就稍微繁琐了点7太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象图中坐标系的横轴是lg（），纵轴是lg（）；这里t和r分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，to和r0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径下列4幅图中正确的是（）a b c d【分析】根据开普勒行星运动的第三定律，按照题目的要求列示整理即可得出结论【解答】解：根据开普勒周期定律：t2=kr3，t02=kr03两式相除后取对数，得：，整理得：，所以b正确故选b【点评】本题要求学生对数学知识要比较熟悉，并且要有一定的计算能力，主要是数学的计算问题8一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）a向心加速度大小之比为4：1b角速度大小之比为2：1c周期之比为1：8d轨道半径之比为1：2【分析】根据万有引力提供向心力，通过线速度的变化得出轨道半径的变化，从而得出向心加速度、周期、角速度的变化【解答】解：根据得，v=，动能减小为原来的，则线速度减为原来的，则轨道半径变为原来的4倍则轨道半径之比为1：4根据解得，t=，则向心加速度变为原来的，角速度变为原来的，周期变为原来的8倍故c正确，a、b、d错误故选c【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系9如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（）aa的飞行时间比b的长bb和c的飞行时间相同ca的水平速度比b的小db的初速度比c的大【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同【解答】解：由图象可以看出，bc两个小球的抛出高度相同，a的抛出高度最小，根据t=可知，a的运动时间最短，bc运动时间相等，故a错误，b正确；c、由图象可以看出，abc三个小球的水平位移关系为a最大，c最小，根据x=v0t可知，v0=，所以a的初速度最大，c的初速度最小，故c错误，d正确；故选bd【点评】本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决10如图所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足（）atan=sinbtan=cosctan=tandtan=2tan【分析】为速度与水平方向的夹角，tan为竖直速度与水平速度之比；为平抛运动位移与水平方向的夹角，tan为竖直位移与水平位移之比【解答】解：竖直速度与水平速度之比为：tan=，竖直位移与水平位移之比为：tan=，故tan=2tan，故选：d【点评】解决本题的关键掌握速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍11一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）atanb2tanc d【分析】物体做平抛运动，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来求解，根据速度与斜面垂直，得出水平分速度与竖直分速度的比值，从而得出小球在竖直位移与在水平方向位移之比【解答】解：球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，则速度方向与竖直方向的夹角为，则有：tan=，竖直方向上和水平方向上的位移比值为=故d正确，a、b、c错误故选：d【点评】本题是有条件的平抛运动，关键要明确斜面的方向反映了速度方向与竖直方向的夹角，将速度进行分解，再运用平抛运动的规律解决这类问题12由于地球的自转，使得静止在赤道地面的物体绕地轴做匀速圆周运动对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是（）a向心力都指向地心b速度等于第一宇宙速度c加速度等于重力加速度d周期与地球自转的周期相等【分析】静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动，向心力指向圆心，各点都指向地轴周期与地球的自转周期相同【解答】解：ad、物体随地球自转，都是绕地轴转动，所以向心力都指向地心，且周期与地球的自转周期相同故a、d正确b、第一宇宙速度是卫星环绕地球圆周运动的最大速度，大于地球同步卫星的速度，地球同步卫星与赤道地面上物体角速度相等，由v=r知，地球同步卫星的速度大于赤道地面上物体的速度，所以对于这些做匀速圆周运动的物体一定小于第一宇宙速度，故b错误c、随地球一起自转的加速度等于向心加速度，a=r2，方向指向地轴，与重力加速度不等故c错误故选：ad【点评】解决本题的关键区分开随地球一起自转物体的线速度和第一宇宙速度，以及区分开随地球自转物体的向心向心加速度与重力加速度二、实验题（每小问3分，共计12分）13某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律弧形轨道末端水平，离地面的高度为h将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=4hh（用h、h表示）（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（101m）2.003.004.005.006.00s2 （101m2）2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2h关系图（3）对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率小于 （填“小于”或“大于”）理论值（4）从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力【分析】要求平抛的水平位移，我们应该想到运用平抛运动的规律，即要求出时间和水平初速度对于小球从静止释放到水平抛出这段曲线运动，我们应该运用动能定理求出抛出的水平初速度根据表格中的数据采用描点作图同一坐标系中两天倾斜的直线对比，可以采用某一个变量取一定值，看另一个变量的大小关系来解决问题对于误差原因分析，我们要从实验装置和过程中分析【解答】解：（1）对于小球从静止释放到水平抛出这段曲线运动，运用动能定理研究得：mgh=mv2v=所以离开轨道时速度为，由平抛运动知识可求得时间为，可得所以：s2=4hh（2）依次描点，连线，注意不要画成折线（3）对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线中发现：自同一高度静止释放的钢球，也就是h为某一具体数值时，理论的s2数值大于实验的s2数值，根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定，所以实验中水平抛出的速率小于理论值（4）由于客观上，轨道与小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分，也会导致实际速率明显小于“理论”速率故答案为：（1）4hh（2）见图（3）小于 （4）小球与轨道间存在摩擦力【点评】本题从新的角度考查了对机械能守恒实定律的理解，有一定的创新性，很好的考查了学生的创新思维但该实验的原理都是我们学过的物理规律做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决三、计算题（14题12分，15题14分，16题14分共计40分）14如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数=0.25，桌面高h=0.45m，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，求：（1）小物块落地点距飞出点的水平距离s；（2）小物块落地时的动能ek；（3）小物块的初速度大小v0【分析】（1）物块离开桌面后做平抛运动，由匀速与匀变速运动规律可以求出水平距离（2）由动能定理可以求出落地动能（3）由动能定理可以求出物块的初速度【解答】解：（1）物块飞出桌面后做平抛运动，竖直方向：h=gt2，解得：t=0.3s，水平方向：s=vt=0.9m；（2）对物块从飞出桌面到落地，由动能定理得：mgh=mv12mv22，落地动能ek=mgh+mv12=0.9j；（3）对滑块从开始运动到飞出桌面，由动能定理得：mgl=mv2mv02，解得：v0=4m/s；答：（1）小物块落地点距飞出点的水平距离为0.9m（2）小物块落地时的动能为0.9j（3）小物块的初速度为4m/s【点评】要掌握应用动能定理解题的方法与思路；（2）（3）两问也可以应用牛顿定律、运动学公式求解15如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点o，用一根长度为l=0.40m的绝缘细线把质量为m=0.20kg，带有正电荷的金属小球悬挂在o点，电