北京市东城区学年度高一第二学期期末考试物理试题及答案.docx
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北京市东城区学年度高一第二学期期末考试物理试题及答案
东城区2015—2016学年度第二学期期末教学统一检测
高一物理
试卷满分：
100分考试时间：
100分钟
班级姓名学号
一、选择题：
本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。
（每小题4分，共48分）
1．下列物理量中属于矢量的是
A．功B．向心加速度C．动能D．功率
2．两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的一半，它们之间万有引力的大小变为
A．
B．
C．
D．
3．一圆盘可绕通过圆盘中心OO′且垂直于盘面的竖直轴转动，如图所示。
在圆盘上放置一木块，当木块随圆盘一起匀速转动运动时，关于木块的受力情况，以下说法中正确的是
A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相反
B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心
C．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心
D．木块与圆盘间没有摩擦力作用，木块受到向心力作用
4．如图所示，用恒力F拉着物体沿水平面从A移动到B的过程中，下列说法正确的是
A．水平面粗糙时力F做的功比水平面光滑时力F做的功多
B．水平面粗糙时和水平面光滑时相比力F做功一样多
C．加速运动时力F做的功比减速运动时力F做的功多
D．加速运动时力F做的功比匀速运动时力F做的功多
5．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，运动速率之比为vA∶vB＝2∶1，则轨道半径之比为
A．RA∶RB＝2∶1
B．RA∶RB＝1∶2
C．RA∶RB＝4∶1
D．RA∶RB＝1∶4
6．在下列所述实例中，机械能守恒的是
A．木箱沿光滑斜面下滑的过程
B．电梯加速上升的过程
C．雨滴在空中匀速下落的过程
D．游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程
7．如图所示，一个人把质量为m的石块，从距地面高度为h处，以初速度v0斜向上方抛出。
以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为g，则：
A．石块离开手的时刻机械能为
B．石块刚落地的时刻动能为
C．人对石块做的功是
D．人对石块做的功是
8．关于地球的同步卫星，下列说法正确的是
A．同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面
B．同步卫星的轨道必须和地球赤道共面
C．所有同步卫星距离地面的高度不一定相同
D．所有同步卫星的质量一定相同
9．如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断中正确的是
A．能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B．物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等
C．当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小
D．物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大
10．如图，光滑小球置于正方体盒子中，盒子的边长略大于小球的直径。
此盒子在机械装置（未画出）带动下在竖直平面内做匀速圆周运动。
图中所示a位置为竖直方向上的最高点，b位置与圆心o的连线与oa垂直。
关于小球与盒子内壁的相互作用情况，下列说法正确的是
A．盒子运动到a点时，盒子上壁与小球之间一定没有作用力
B．盒子运动到b点时，盒子右壁与小球之间一定没有作用力
C．盒子运动到a点时，盒子左壁和右壁与小球间的作用力大小一定不等
D．盒子运动到b点时，盒子上壁和下壁与小球间的作用力大小一定不等
11．“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，一般有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每个座椅可坐一人。
启动时，座椅在圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转。
不考虑空气阻力，当旋转圆盘匀速转动时，设连接A、B的缆绳与中心轴的夹角为θ，则：
A．θ与座椅及乘坐人的质量有关
B．θ与缆绳悬点到中心轴的距离有关
C．θ与圆盘旋转的角速度无关
D．θ与缆绳的长度无关
12．汽车通过如图所示的一段路面，其中AB、CD分别为水平路面，BC为一段斜坡，全程路面的材质相同，各路段之间平滑连接。
若汽车在从A到D的过程中发动机的功率始终保持不变，在三段路面上达到匀速行驶状态时速率分别为v1、v2、v3。
则以下关于汽车的速度随时间变化的图像中可能正确的是
二、实验题（共10分）
13．（4分）为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。
小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。
关于该实验，下列说法中正确的是
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．实验只能说明A球在竖直方向上做自由落体运动
D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
14．（4分）如图所示是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片。
如果图中每个方格的边长表示的实际距离l和闪光频率f为已知量，请写出计算平抛初速度v0的表达式：
v0=；计算当地重力加速度值g的表达式g=。
15．（6分）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可“验证机械能守恒定律”。
①已准备的器材有：
打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材有（选填选项前的字母）。
A．直流电源B．交流电源
C．天平及砝码D．刻度尺
②安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示（其中一段纸带图中未画出）。
图中O点为打出的起始点，且速度为零。
选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。
其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。
已知打点计时器打点周期为T=0.02s。
由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=______m/s（结果保留三位有效数字）。
③若已知当地重力加速度为g，代入图乙中所测的数据进行计算，并将
与进行比较（用图乙中所给字母表示），即可在误差范围内验证，从O点到E点的过程中机械能是否守恒。
三、论述、计算题（共38分）
解题要求：
写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。
有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
16．（6分）从某高度处以12m/s的初速度水平抛出一物体，经2s落地，不计空气阻力，g取10m/s2。
求：
（1）物体抛出时距地面的高度h；
（2）物体落地点距抛出点的水平距离x；
（3）刚落地时速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ。
17．（6分）太阳正处于主序星演化阶段，为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。
已知地球半径为R，地球质量为m，日地中心的距离r，万有引力常量为G，地球绕太阳公转的周期为T，试写出目前太阳的质量M的表达式。
18．（8分）如图，用与水平方向成θ角的恒力F，将质量为m的物体由静止开始从A点拉到B点，若物体和地面间的动摩擦因数为µ，AB间距离为x，求：
（1）从A到B的过程中力F做的功W；
（2）物体到达B点时的动能Ek。
19．（9分）如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点静止。
若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
求：
（1）物块滑到b点时的速度；
（2）物块滑到b点时对b点的压力；
（3）b点与c点间的距离。
20．（9分）如图甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。
给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过传感器测得小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示，重力加速度为g，不考虑摩擦及空气阻力，请分析并回答以下问题：
（1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要求？
（用题中给出的字母表示）。
（2）根据题目及图像中的条件求出小球质量m和摆线长度l的值。
（g取10m/s2）
（3）求小球从图中a点所示状态到图中b点所示状态的过程中，外界对此系统做的功。
（4）当小球达到图乙中b点所示状态时，立刻停止能量输入。
之后的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置，轻绳绷断，求绷断瞬间绳中拉力的大小。
东城区2015—2016学年度第二学期期末教学统一检测
高一物理答案
一、选择题：
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
C
B
D
A
D
B
B
D
B
A
二、实验题：
13．（4分）BC（选不全得2分，选错不得分）
14．（4分）v0=3lf；（2分）g=2lf2（2分）
15.（6分）
BD（2分）②3.01（2分）③gh2（gOE）（2分）
三、计算题：
16．（6分）
解：
（1）
m（2分）
（2）
m（2分）
（3）
（2分）
17．（6分）
解：
地球绕太阳作匀速圆周运动，因此有：
（4分）
可得太阳的质量
（2分）
18．（8分）
解：
（1）由功的公式可求得：
（2分）
（2）物体受到的摩擦力
（2分）
对物体从A点到B点的过程应用动能定理：
（3分）
即，物体到达B点时的动能
（1分）
19.（9分）
解：
（1）物块从a到b的过程机械能守恒，由
，（2分）可得：
物块滑到b点时的速度
（1分）
（2）物块滑到b点时，由牛顿第二定律可得：
，（2分）
将
代入，可得：
（1分）
（3）对物块从a到c的全过程应用动能定理，有
（2分）
则b点与c点的距离
（1分）
20.（9分）
（1）小球刚好通过最高点做完整圆运动要求在最高点受力满足：
（1分）
因此小球过最高点的速度要满足：
（1分）
（2）小球在最高点时有：
又因为：
，
所以绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系式为：
（1分）
由图象知，当
时，F=0，代入上式得到：
；又已知
，则小球的质量
0.2kg。
（1分）
（3）由
知：
图线的斜率值为
N/J，因此对应状态b，Fb=4.0N，可求出小球在最高点的动能
，于是得到：
3.0J（1分）
（或：
由
，将
0.2kg、
、F=4.0N代入，可求得：
）
对小球从状态a到状态b的过程，有：
（1分）
即：
外界对系统做的功为2.0J。
（4）在停止能量输入之后，小球在重力和轻绳拉力作用下在竖直面内做圆周运动，运动过程中机械能守恒。
当小球运动到最低点时，绳中拉力达到最大值。
设小球在最低点的速度为v，对从b状态开始至达到最低点的过程应用机械能守恒定律，有：
；（1分）
设在最低点绳中拉力为Fm，由牛顿第二定律有：
（1分）
两式联立解得：
Fm=16N（1分）
即：
绷断瞬间绳中拉力的大小为16N。
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