【物理】【解析】福建省永春县第一中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题

PAGE福建省永春县第一中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，1--8题为单选；9--12题为多选，选不全得2分，选错不给分；共48分。）1.关于功和能，下列说法中正确的是（）A.功是物体能量多少的量度B.功和能是两个相同的概念，所以它们的单位相同C.做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程D.各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量将发生改变【答案】C【解析】功是能量转化的量度，不是功是能量多少的量度，A错误；功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量，它们的单位相同，但物理意义不同，B错误；功是能量转化的量度，做功的过程就是物体能量从一种形式转化为其他形式的过程，C正确；各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量保持不变，D错误．【点睛】本题要抓住功和能两个物理量之间的区别与联系，要明确二者的单位都是焦耳，但一个是状态量，一个是过程量，是两个不同的概念．2.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当运动员从直升机由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（）A.运动员下落时间与风力有关B.运动员着地速度与风力无关C.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作D.风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害【答案】D【解析】运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因而，水平风速越大，落地的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，但落地时间不变，D正确．3.在平直公路上以一定速率(约为5m/s)行驶的自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍，(车和人的总质量约为100kg)则骑车人的功率最接近于（）A.0.1kWB.1×103kWC.1kWD.10kW【答案】A【解析】骑车时的牵引力，则骑车人的功率，故A正确，BCD错误。点睛：解决本题的关键掌握功率的表达式P=Fv，建立匀速直线运动的模型进行估算。4.一个物体做曲线运动，在某时刻物体的速度v和合外力F的方向可能正确的是（）A.AB.BC.CD.D【答案】A【解析】试题分析：曲线运动速度在曲线的切线方向上，合外力一定指向曲线弯曲的内测．故A正确，BCD错误．故选：A5.如图所示，用平抛竖落仪做演示实验，a小球做平抛运动的同时b小球做自由落体运动，对这个实验观察到的现象和结论,下列描述正确是()A.b小球先到达地面,说明运动路程越长,时间越长B.a小球初速度越大在空中运动时间越长C.两小球同时到达地面,说明a小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动D.两小球同时到达地面,说明a小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动【答案】C【解析】因为a球在竖直方向的分运动是自由落体运动，故两小球下落时间一定相同，与a小球的初速度无关，AB错误；本实验将a的做平抛运动与竖直方向下落的b的运动对比，只能说明a竖直方向运动情况，不能反映a水平方向的运动情况，每次两球都同时落地，说明a竖直方向的分运动是自由落体运动，C正确D错误．6.物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力F1，经t秒后撤去F1，立即再对它施一个水平向左的恒力F2，又经过0.5t秒后物体回到出发点，在这一过程中，F1、F2分别对物体做功w1、w2间的关系是()A.w2=w1B.w2=2w1C.w2=4w1D.w2=8w1【答案】D【解析】物体从静止起受水平恒力F1作用，做匀加速运动，加速度为：，经一段时间t后的速度为：，以后受恒力F2，做匀减速运动，加速度大小为：，又经过0.5t秒后物体回到出发点，整个时间内内物体的总位移为零，所以两个过程的位移大小相等，方向相反。取匀加速运动的速度方向为正方向，则根据位移关系得：，联立解得：联立解得：F1：F2=1：8，又经时间t后物体回到出发点，所以：x1=x2，两个力做的功：W1=F1x1，W2=F2x2，解得：W2=8W1，故D正确，ABC错误。7.以初速v0竖直上抛一小球。若不计空气阻力,在上升过程中,从抛出到小球动能减少一半所经过的时间是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】根据得，当小球动能减为原来一半时的速度为，则运动的时间，D正确，A、B、C错误．8.如图7所示的滑轮光滑轻质，阻力不计，M1＝2kg,M2＝1kg，M1离地高度为H＝0.5m。M1与M2从静止开始释放，M1由静止下落0.3m时的速度为()A.m/sB.3m/sC.2m/sD.1m/s【答案】A考点：考查了机械能守恒定律的应用9.一个质量为m的物体以a=的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的（）A.重力势能减少了mghB.动能增加了C.机械能保持不变D.机械能增加了【答案】AB【解析】A、物体重力做功为，所以重力势能减小，故A正确；B、物体所受的合力为，所以合力做功为，则动能增加为，故B正确；C、物体的机械能等于动能和重力势能之和，动能增加，重力势能减小，则机械能减小，故CD错误。点睛：根据重力做功判断重力势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，根据动能和势能的变化判断机械能的变化。10.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.乙图中，A静止，物体B沿斜面匀速下滑，物体B机械能守恒C.丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D.丁图中，小球沿水平面做速度大小不变圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【答案】CD【解析】在物体A压缩弹簧的过程中，弹簧和物体A组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒．对于A，由于弹簧的弹性势能在增加，则A的机械能减小．故A错误．物块B沿A下滑的过程中，A要向后退，A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，由于A的机械能增大，所以B的机械能不守恒，在减小．故B错误．对A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒．故C正确．小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒．故D正确．故选CD．点睛：解决本题的关键掌握判断机械能守恒的条件，判断的方法：1、看系统是否只有重力或弹力做功，2、看动能和势能之和是否保持不变．11.如图所示，地面上竖立着一轻质弹簧，小球从其正上方某一高度处自由下落到弹簧上。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧一直保持竖直）()A.小球动能一直减小B.小球的重力势能先增大后减小C.小球和弹簧及地球组成的系统总机械能守恒D.小球重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增加【答案】CD【解析】小球接触弹簧开始，由可知，小球应先做加速度减小的加速运动，当时速度最大，然后再根据可知，小球做加速度增大的减速运动，当速度v=0时，弹簧压缩最短，所以小球的动能先增大后减小，A错误；高度一直降低，小球的重力势能一直减小，B错误；在运动的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，则小球动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和保持不变，即小球和弹簧及地球组成的系统机械能守恒，C正确；因为小球动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和保持不变，由A分析可知，小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增加，D正确．【点睛】解答此题的关键是通过牛顿第二定律来进行物体的动态分析，明确当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，相反时做减速运动；应用能量守恒定律解题时，应明确增加的能量有哪些，减少的能量有哪些，然后相等即可求解．12.如图所示，物体A在水平力F作用下，沿水平面向右运动，物体B匀速上升，以下说法正确的是（）A.物体A向右减速运动B.物体A向右加速运动C.绳与水平方向夹角α=30°时vA：vB=2：D.绳与水平方向夹角α=30°时，vA：vB=：2【答案】AC【解析】将A的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度，如图所示：二、实验题（本题共2小题，共13分。把答案填在答题纸相应的横线上）13.某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，部分实验步骤如下：A．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C．重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤。据此回答下列问题：⑴若要验证动能定理的表达式，下列各物理量中不需测量的有___________；A．悬挂钩码的总质量mB．长木板的倾角θC．两传感器间的距离LD．小车的质量M⑵根据实验所测的物理量，验证动能定理的表达式为：___________________________。（用题中所给的符号表示，重力加速度用g表示）【答案】(1).B(2).【解析】根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离L，小车的质量M，故不需要测量长木板的倾角θ，选B．14.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用的重物的质量m=1.0kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。如图所示，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于___J，动能的增加量等于____J。（取三位有效数字）（2）光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球（可看做质点）。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。（a）还需要的器材是____、_______。（b）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对______能的测量，进而转化对______和______的直接测量。【答案】(1).7.62(2).7.56(3).天平(4).刻度尺(5).重力势能(6).质量(7).长度或高度【解析】（1）重力势能减小量为：△Ep=mgh=1.0×9.8×0.7776J=7.62J，在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：，所以动能增加量为：。（2）（a）用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能Ep=mgh，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h。

（b）根据机械能守恒可知，实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式Ep=mgh，可知需要直接测量的物理量是质量、上升高度。三、计算题（3小题，第15题6分第16题9分，第17题12分，第18题12分，共39分）15.（1）河宽d＝100m，水流速度v1=3m/s，船在静水中的速度v2＝4m/s,欲使船渡河时间最短，船头方向如何？最短时间是多少？船的位移多大？（2）河宽d＝100m，水流速度v1=3m/s，船在静水中的速度v2＝5m/s,,欲使船渡河距离最短，船头方向如何？渡河时间多长？船的位移多大？【答案】(1)船头朝正对岸，25s,125m(2)25s,船头与上游河岸成53o,，位移100m【解析】（1）设船与岸成角向对岸行驶，如图所示，则当船行到对岸时，，；当时，t最小，即船应沿垂直与河岸的方向渡河．；船经过的位移大小：；，解得；（2）欲使船沿最短路径到达对岸，合速度必须垂直河岸，设与河岸的角度，则有：，解得，，而渡河时间；渡河位移等于河宽，故为100m；16.高铁以其灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐．假设有一列高铁质量为m=5×105kg，额定功率为P=5×106W,车在行驶过程中阻力恒为重力的0.01倍（g=10m/s2）（1）求该动车组的最大行驶速度；（2）若动车以恒定功率启动，当动车组速度为20m/s时，加速度a的大小；（3）若动车以0.5m/s2的加速度匀加速启动，则这一过程能持续多长时间。【答案】（1）100m/s（2）0.4m/s(3)33s【解析】（1）当动车达到最大速度时，a=0，此时而，所以；（2）当时，；据牛顿第二定律；（3）设保持匀加速时间为，匀加速能达到的最大速度为，此时，据牛顿第二定律，，又代入数据解得．17.物块A的质量为m＝2kg，物块与坡道间和水平面的动摩擦因数均为μ＝0.5．坡道顶端距水平面高度为h＝3m，倾角为θ＝37°.物块从坡道进入水平滑道时，在经过底端O点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示．物块A从坡顶由静止滑下，重力加速度为g＝10m/s2，求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，弹性势能Ep和形变量的关系（期中k=100N/m）)(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)求弹簧为最大压缩量和最大弹性势能；(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度．【答案】(1)(2)x=0.4m，Ep＝8J(3)m【解析】（1）由动能定理得，解得，代入数据得；（2）在水平滑道上，由动能定理得，，其中代入数据得；（3）设物块A能够上升的最大高度为h1，物块被弹回过程中由动能定理得，，解得．【点睛】应用动能定理应注意的几个问题：（1）明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。（2）要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。（3）有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待．18.如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由粗糙水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧