重庆市永兴中学学年高一下学期期末考试物理.docx
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重庆市永兴中学学年高一下学期期末考试物理
永兴中学2016—2017学年度第二学期期末考试
高一物理试题
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。
每小题只有一个选项符合题意）
1.下列说法正确的是（ ）
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下一定是做曲线运动
C.物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零
D.两个直线运动的合运动一定是直线运动
【答案】C
【解析】A、在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，也能做直线运动，如匀加速直线运动，故A错误；
B、物体在变力作用下有可能做直线运动，如变加速直线运动，故B错误；
C、若物体所受合力与速度不在同一直线上则做曲线运动，故物体做曲线运动时，沿垂直速度方向的合力一定不为零，故C正确；
D、两个直线运动的合运动一定是直线运动，如平抛运动就是两个直线运动的合运动，但是曲线运动，故D错误；
故选C。
.....................
2.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A.如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B.如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供
C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，则在A、B两位置圆锥筒对小球的支持力大小不相等
D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
【答案】B
【解析】A、汽车在最高点时，
，则
，故处于失重状态，故A错误；
B、如图b所示是一圆锥摆，受到重力和拉力，小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，故B正确；
C、小球做匀速圆周运动，所以重力和支持力的合外力为向心力，方向在水平方向；又有A.B位置重力和支持力的夹角相等，且竖直方向受力平衡，所以，小球所受支持力大小相等，故C错误；
D、火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对内轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选B。
3.—个篮球被竖直向上抛出后又回到抛出点．假设篮球在运动过程中受到的空气阻力大小与其运动的速度大小成正比，比较篮球由抛出点上升到最高点和从最高点下降到抛出点这两个过程，下列判断正确的是（）
A.上升过程中篮球受到的重力的冲量大小小于下降过程中篮球受到的重力的冲量大小
B.上升过程中篮球受到的重力的冲量大小等于下降过程中篮球受到的重力的冲量大小
C.上升过程中篮球的动量变化的大小等于下降过程中篮球动量变化的大小
D.上升过程中篮球的动量变化的方向与下降过程中篮球动量变化的方向相反
【答案】A
【解析】AB、上升过程，空气阻力向下，根据牛顿第二定律，有：
；下降过程，空气阻力向上，根据牛顿第二定律，有：
；故
；根据
可知，
；重力是恒力，其冲量大小为
，则知上升过程中篮球受到的重力的冲量较小，故A正确，B错误；
C、.动量P=MV，由于克服空气阻力做功，落回原处的球的速度小于开始上升的速度，故上升过程动量的改变量大于下降过程中动量的改变量，故C错误；
D、因合外力方向一直向下，故由动量定理可知，动量变化的方向一直向下，故D错误；
故选A。
【点睛】运用牛顿运动定律和运动学公式定性分析上升与下降过得时间关系，解题注意要合理地选择研究的过程，列表达式求解．本题的难点是运用数学积分法求变力的问题，对能力的要求较高。
4.2015年7月24日凌晨零点，美国国家航空航天局宣布发现了系外行星开普勒452b。
这颗系外行星位于距离地球1400光年的天鹅座，它的质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的（ ）
A.
倍B.
倍
C.
倍D.
倍
【答案】C
【解析】根据第一宇宙速度公式有：
，则有
，故C正确，ABD错误；
故选C。
【点睛】本题关键是会推导第一宇宙速度，理解第一宇宙速度的意义，会用第一宇宙速度公式解题。
5.小明玩飞镖游戏时，从同一位置先后以速度vA和vB将飞镖水平掷出，依次落在靶盘上的A、B两点，如图所示，飞镖在空中运动的时间分别tA和tB．不计空气阻力，则（ ）
A.vA＜vB，tA＜tB
B.vA＜vB，tA＞tB
C.vA＞vB，tA＞tB
D.vA＞vB，tA＜tB
【答案】D
【解析】根据
知，B飞镖下降的高度大，则
，根据
知，两飞镖的水平位移相等，A的时间短，则
，，故ABC错误，D正确；
故选D。
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
6.船在静水中的速度为4m/s，河岸笔直，河宽100m，适当调整船头的方向，使该船运动到河对岸时航程最短为L，最短航行时间T，下列说法中正确的是（ ）
A.当水流速度为3m/s时，L为125m
B.当水流速度为6m/s时，L为150m
C.当水流速度为3m/s时，T为20S
D.当水流速度为6m/s时，T为
【答案】B
【解析】A、当水流速度为3m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，当船的合速度垂直河岸，则该船的航程最短，最短航程为L=100m，故A错误；
B、当水流速度为6 m/s时，因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最小，渡河航程最短
设此时静水速的方向与河岸的夹角为θ，则有
，根据几何关系，则有：
，因此最短的航程是
，故B正确；
C、当水流速度为3m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，那么当船头垂直河岸时，该船渡河时间最短，最短时间为
，故C错误；
D、当水流速度为6m/s时，小于船在静水中的速度为4m/s，那么当船头垂直河岸时，该船渡河时间最短，最短时间为
，故D错误；
故选B。
【点睛】解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短。
7.2015年10月4日，据新华社“新华国际”客户端报道，太空本是广袤无垠的空间，却由于人类活动频繁而日益拥挤。
科学家们担心，数目庞大的太空垃圾威胁各种宇宙探索活动，可能令人类彻底失去地球同步卫星轨道。
下面关于地球同步卫星的说法正确的是（）
A.同步卫星的线速度大小大于7.9km/s
B.已知神舟系列飞船的周期约为90分钟，则其轨道半径
比地球同步卫星的轨道半径大
C.知道地球同步卫星的轨道半径和周期可以计算出它和地球间的引力
D.如果已知地球半径结合地球自转周期与地面的重力加速度可估算出地球同步卫星距地面的高度
【答案】D
【解析】A.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。
而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以它们运行的线速度一定小于7.9km/s，故A错误；
B、根据开普勒第三定律
，神舟系列飞船的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小，故B错误；
C、根据
，知道地球同步卫星的轨道半径和周期，但不知道同步卫星的质量，所以不能计算出它和地球间的引力，故C错误；
故选D。
8.如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上以v0做匀速直线运动，某时刻将物体B轻放在A的左端，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B放到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确是（）
A.物体A损失的机械能等于木板B获得的动能与系统损失的机械能之和
B.物体A克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C.物体B动能的增加量等于系统损失的机械能
D.摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于0
【答案】A
【解析】A、由能量守恒定律可知，物体A损失的机械能等于木板B获得的动能与系统损失的机械能之和，故A正确；
BCD、体B轻放在A的左端，由于摩擦力作用，B加速运动，A减速运动，摩擦力对物体B做的功等于B动能的增加量，摩擦力对物体A做的功等于A动能的减少量，根据能量守恒定律，摩擦力对物体A做的功等于系统内能的增加量和B动能的增加的总和，摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量，故BCD错误；
故选A。
【点睛】在整个过程中，能量守恒，A克服摩擦力做功，A的机械能减小，A减小的机械能等于物体B增加的动能与系统增加的内能之和；摩擦力对B做功转化为B的动能；摩擦力对A、B所做功的代数和等于系统增加的内能。
二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分，少选得2分，错选或不选得0分）
9.关于功的判断，下列说法正确的是（ ）
A.因为功有正功和负功，所以功是矢量
B.滑动摩擦力可能做负功，可能做正功，也可能不做功
C.静摩擦力对物体一定不做功
D.重力做功的多少与重力势能的变化都与参考平面的选取无关
【答案】BD
【解析】A、功只有大小没有方向，其符号只表示是动力做功还是阻力做功，故A错误；
B、恒力做功的表达式
，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故Ｂ正确；
C、恒力做功的表达式
，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故C错误；
D、重力做功公式
，W与物体初末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关，重力势能的变化量等于重力做功的数值，则重力势能的变化与参考平面的选取也无关，故D正确；
故选BD。
10.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星，双星系统在银河系中很普遍。
经观测某双星系统中两颗恒星A、B围绕它们连线上的某一固定点O分别做匀速圆周运动，如图所示。
若A、B的质量比约为1∶7，则（ ）
A.它们的轨道半径之比为7:
1
B.它们的角速度大小之比为1:
7
C.它们的线速度大小之比为7:
1
D.它们的向心加速度大小之比为1:
7
【答案】AC
【解析】B、双星系统中两颗恒星具有相同的角速度，故B错误；
A、轨道半径分别为r1和r2，双星间的万有引力分别提供各自圆周运动的向心力，故有
，解得
，故A正确；
C、根据
，它们的线速度大小之比
，故C正确；
D、根据
，它们的向心加速度大小之比为
，故D错误；
故选AC。
【点睛】两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，两颗恒星有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题。
11.如图，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。
汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，下列说法正确的是（）
A.物体A也做匀速直线运动
B.物体A的速度逐渐增大
C.物体A的速度小于汽车的速度
D.绳子拉力始终等于物体A所受的重力
【答案】BC
【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得，vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，故AD错误，BC正确，
故选BC。
【点睛】解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度。
12.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1=2m/s顺时针运行，质量m=2.0kg的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度v2=4m/s向左滑上传送带。
若传送带足够长，已知物块与传送带间摩擦因数为0.4。
g取10m/s2，下列判断正确的是（）
A.物体离开传送带速度大小为2m/s
B.物体离开传送带速度大小为4m/s
C.摩擦力对物块做的功为4J
D.系统共增加了36J的内能
【答案】AD
【解析】AB、分析物体的运动过程，木块先向左匀减速直线运动，，当速度减为0，物体向右做匀加速运动，当与水平传送带速度相同时，与水平传送带一起向右做匀速运动，所以物体离开传送带速度大小为2m/s，故A正确，B错误；
C、根据动能定理，摩擦力对物块做的功等于木块动能的减少量
，故C错误；
D、木块向左匀减速直线运动，物块加速度大小为
，运动时间为
，物块与传送带的相对位移为
，物体向右做匀加速运动，物块加速度大小为
，运动时间为
，物块与传送带的相对位移为
，故系统增加的热量为
，故D正确；
故选AD。
三、实验题（本大题共2小题，每空3分，共18分）
13.如图示，为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分相片（与实物比例为1:
1），图中正方形方格的边长为5cm，取g=10m/s2，则：
（1）闪光周期是______s．
（2）小球运动的水平分速度为______m/s．
（3）小球经过B点时速度的大小为______m/s．
【答案】
（1）.0.1s
（2）.1.5m/s（3）.2.5m/s
【解析】
（1）在竖直方向上，根据
得，闪光相等的时间间隔为：
；
（2）小球平抛运动的初速度为：
（3）B点竖直分速度为：
则小球经过B点的速度大小为：
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
14.某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为0.6kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。
（左边变加速部分未取到）请你分析纸带数据，回答下列问题：
（结果保留两位有效数字）
（1）该电动小车运动的最大速度为 ___________ m/s
（2）关闭小车电源后，该电动小车运动的加速度大小为 __________m/s2
（3）该电动小车的额定功率为___________W
【答案】
（1）.1.5m/s
（2）.4.0m/s2（3）.3.6W
【解析】
（1）根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：
（2）由
可知，加速度：
（3）小车受到的摩擦阻力大小为：
，则小车匀速时牵引力的大小
，由P=Fv可得，小车的额定功率为：
【点睛】本题考查了功、功率问题在实际中应用，知道在平直路面行驶的车子，功率一定，当牵引力与阻力相等时，速度最大．会利用逐差法求出小车的加速度；本题的难点是先根据纸带求出关闭电源后小车的加速度，然后根据f=ma，以及匀速时F=f，以及P=fvm求出小车的额定功率。
四、计算题（本大题共4小题，共44分）
15.我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空，到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥四号”探月卫星围绕月球做匀速圆周运动时距离月球表面的高度为R．求：
（1）月球质量M
（2）“嫦娥四号”探月卫星做匀速圆周运动的速度大小．
【答案】
（1）
（2）
【解析】解：
（1）在月球表面质量为m1的物体：
解得：
（2）设探月卫星的线速度为v，
将
代入
联立解得：
-
16.在光滑的水平面上质量m1=1kg的A物体以初速度v0=4m/s和静止的质量为m2（未知）的B物体正碰，碰撞时间不计，碰后A物体以2m/s的速度反向弹回，B物体速度大小也为2m/s.，求:
（1）B物体的质量m2
（2）通过计算判断，碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
【答案】
（1）3.0Kg
（2）
【解析】解：
（1）动量守恒：
规定v0的方向为正方向
其中，v0=4m/sv1=—2m/sv2=2m/s
解得：
m2=3.0Kg
（2）碰前的动能
碰后的动能
因为碰前的动能等于碰后的总动能，所以是弹性碰撞
17.如图所示，一质量m＝1.0kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数μ＝0.1的水平轨道上的A点．现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P＝10.0W．经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道CDM，恰好能过轨道的最高点M．已知轨道AB的长度L＝2.0m，半径OC和竖直方向的夹角α＝60°，圆形轨道的半径R＝2.5m．（空气阻力可忽略，重力加速度g＝10m/s2），求：
（1）滑块运动到C点时速度vC的大小；
（2）B、C两点的水平距离x；
（3）水平外力作用在滑块上的时间t.
【答案】
（1）10m/s
（2）
（3）1.45s
【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出滑块运动到M点的速度，对C到M的过程运用机械能守恒定律求出C点的速度；将C点的速度分解为水平方向和竖直方向，结合平行四边形定则求出竖直分速度，从而得出平抛运动的时间，结合水平分速度和时间求出水平位移；对A到B的过程运用动能定理求出外力作用的时间．
解：
（1）滑块运动到M点时，由牛顿第二定律得
滑块由C点运动到M点的过程，由机械能守恒定律得
联立解得vC＝10m/s
（2）滑块在C点时，速度的竖直分量为vy＝vCsinα＝
m/s-
滑块由B运动到C所用的时间为ty＝
s
滑块运动到B点时的速度为vB＝vCcosα＝5m/s
B、C间的水平距离为x＝vBty＝
m
（3）滑块由A点运动到B点的过程，由动能定理得
Pt－μmgL＝
解得t＝1.45s
18.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。
现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。
已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。
释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。
求：
（1）物体C从开始到刚离开地面过程中，物体A沿斜面下滑的距离
（2）斜面的倾角α
（3）物体A能获得的最大速度
【答案】
（1）
（2）30°（3）
【解析】【分析】C球刚离开地面时，弹簧的弹力等于C的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、A受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角；A、B、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，根据受力知，压缩量与伸长量相等．在整个过程中弹性势能变化为零，根据系统机械能守恒求出B的最大速度，A的最大速度与B相等；
解：
（1）设开始时弹簧的压缩量xB，对B有kxB=mg
设当物体C刚离开地面时，弹簧的伸长量为xC，则kxC=mg
当物体C刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体A沿斜面下滑的距离均为
x=xC+xB
联立解得：
（2）物体C刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力
kxC、细线的拉力T三个力的作用，
设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有T-mg-kxC=ma
对A有4mgsinα-T=4ma
解得4mgsinα-mg-kxC=5ma
当B获得最大速度时，有a=0
由以上几式联立，解得sinα=
所以：
α=30°
（3）由于弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体C刚离开地面时，A、B两物体的速度相等，设为vm，以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得：
解得：
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