2018-2019学年福建省厦门第一中学2016-2017学年高一下学期期中考试物理试题(答案+解析)

2016-2017学年福建省厦门一中高一（下）期中物理试卷一、选择题：（本题共14小题，每小题4分，共56分．其中第1-8题在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第9-14小题有多项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分）
1.下列现象中不是为了防止物体产生离心运动的有()
A. 汽车转弯时要限制速度
B. 转速很高的砂轮半径不能做得太大
C. 在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨
D. 离心水泵的工作
【答案】AC
【解析】
车转弯时要限制速度，是防止因为离心运动而侧滑，故A错误；转速很高的砂轮半径不能做得太大，是为了防止因为高速转动，砂轮做离心运动而解体，故B错误；在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨低于外轨，是为了利用火车的重力提供向心力，防止火车因向心力不足而做离心运动脱离轨道，故C错误；离心水泵工作时是利用了离心运动，故D正确。

所以D 正确，ABC错误。

2.如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升。

若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（）
A. 直线P
B. 曲线Q
C. 曲线R
D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动，实际运动的轨迹为两个分运动的合运动，由于它在任一点的合速度方向都是斜向右上方的，而合加速度是水平向右的，它与速度不在一条直线上，又因物体做曲线运动时曲线总向加速度方向偏折，故应选B。

3.一汽车的额定功率为p0，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为v m，则( )
A. 若汽车以额定功率p0启动，则做加速度减小的直线运动
B. 若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于v m
C. 无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力均成正比
D. 汽车以速度v m匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力
【答案】AD
【解析】
试题分析：当汽车以额定功率启动时，由P=FV可知，牵引力随着速度的增大而减小，则加速度也减小，故不能做匀加速直线运动；故A错误；汽车匀加速启动时，刚达到额定功率时加速度不为零，此后还要继续加速；故没有达到最大速度；故B错误；因汽车受到阻力，故加速度和牵引力与阻力的合力成正比；故C错误；汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，故要减速时，应减少牵引力；故D正确；故选D。

考点：机车启动两种方式、瞬时功率。

【名师点睛】根据汽车启动的两种分类进行分析，明确功率公式P=FV的正确应用本题考查机车的两种启动方式，要注意恒定功率启动时，汽车做变加速运动；匀加速启动时，汽车达到额定功率后有一段变加速过程。

4.做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）
A. 物体的高度和受到的重力
B. 物体受到的重力和初速度
C. 物体的高度和初速度
D. 物体受到的重力、高度和初速度
【答案】C
【解析】
试题分析：由竖直方向和水平方向x=vt可知选项C正确；故选C
考点：考查平抛运动
点评：本题难度较小，水平方向位移由竖直高度和初速度共同决定
5.轻绳一端固定在光滑轴O上，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且恰好能通过最高点P.下列说法正确的是（）
A. 小球在最低点时对绳的拉力为零
B. 小球在最高点时对绳的拉力大小mg
C. 若增大小球的初速度，则过最高点时球对绳的力一定增大
D. 若增大小球的初速度，则在最低点时球对绳的力不一定增大
【答案】C
【解析】
【分析】
小球恰好通过最高点，可知绳子的拉力为零，靠重力提供向心力，在最低点，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律分析拉力和小球速度的关系．
【详解】A、B、小球恰好通过最高点P，可知在最高点，小球对绳子的拉力为零，在最低点，小球靠拉力和重力的合力提供向心力，拉力大于重力，则拉力不为零，故A，B错误．
C
知球对绳子的拉力增大，故C正确．
D、在最低点，根据牛顿第二定律有：
拉力一定增大，故D错误．
故选C．
【点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道“绳模型”最高点的临界情况，结合牛顿第二定律进行分析.
6.节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹由炮筒底部被击发到炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（）
A. 礼花弹的动能变化量为W1+W2+W3
B. 礼花弹的动能变化量为W3﹣W2﹣W1
C. 礼花弹的机械能变化量为W3﹣W2
D. 礼花弹的机械能变化量为W3﹣W2﹣W1
【答案】BC
【解析】
A、B：礼花弹在炮筒内运动的过程中，重力、炮筒及空气阻力做功，高压燃气对礼花弹做功，三个力做功的和：W3﹣W2﹣W1，据动能定理，礼花弹的动能变化量等于三个力做功的和。

故A项错误，B项正确。

C、D：除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，故高压燃气做的功和空气阻力和炮筒阻力做的功之和等于机械能的变化量，即机械能的变化量为W3﹣W2。

故C项正确，D项错误。

7. 在塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为A，物体上升的最大高度为20 m．不计空气阻力，设塔足够高．则物体位移大小为10 m时，物体通过的路程不可能为()
A. 10 m
B. 20 m
C. 30 m
D. 50 m
【答案】B
【解析】
若在抛出点上方，有两个位置，可能是上升10m，即路程为10m，也可能是到最高点后返回10m，即路程为30m；若在抛出点下方，则抛出后回到抛出点又向下运动了10m，故路程为50m，ACD正确．
8.如图所示，在河岸上通过轮轴（轮套在有一定大小的轴上，轮与轴绕共同的中心轴一起转动）用细绳拉船，轮与轴的半径比R：r=2：1．轮上细绳的速度恒为6m/s，当轴上细绳拉船的部分与水平方向成53°角时，船的速度是（）
A. 1.8m/s
B. 3.6m/s
C. 5m/s
D. 6m/s
【答案】C
【解析】
【分析】
先根据同轴转动的角速度相等求出拉船的绳子的速度与细绳的速度之间的关系，然后将船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v，根据平行四边形定则求出船的速度。

【详解】船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则有：
v船cosθ=v
拉船的绳子的速度v与v绳属于同轴转动，角速度相等，它们之间的关系为：
v绳：v=R：r=2：1
联立得：v船=5m/s
故ABD错误，C正确。

故应选：C。

【点睛】解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对速度进行合成。

9.物体在5个恒力的作用做匀速直线运动，现突然撤去其中的一个力，在这以后物体的运动可能是（）
A. 匀加速直线运动
B. 匀速圆周运动
C. 匀变速曲线运动
D. 匀减速直线运动最终静止
【答案】AC
【解析】
试题分析：撤去一个恒力，则物体所受的合力恒定，若合力与速度方向同向，则做匀加速直线运动，若反向，做匀减速直线运动，速度减到零后反向运动；若不在同一条直线上，做匀变速曲线运动．故AC正确，BD错误．故选AC．
考点：曲线运动的条件
【名师点睛】解决本题的关键知道物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动；若不在同一条直线上，则做曲线运动。

10.如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(斜面固定，空气阻力不计)
A. 速率不同，动能不同
B. B物体的速率大，动能也大
C. A、B两物体在运动过程中机械能都守恒
D. B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多
【答案】AC
【解析】
试题分析：由于斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由机械能守恒可以判断落地的速度和动能．
解：斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由于AB的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，即速率相同，由以上分析可知，故A、C正确，BD错误．
故选：AC．
【点评】此题是一道基础性的题，考察了机械能守恒定律．
判断机械能是否守恒，可从以下两点来判断：一是只有重力（或系统内弹力0做功，其它外力和内力都不做功（或其它力做功的代数和为零）；二是物体间只有动能和势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化为其它形式的能．
11.在同水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B，两球相遇于空中的P点，它们的运动轨迹如图所示．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）
A. A球抛出的速度大小小于B球抛出的速度大小
B. A球抛出的速度大小大于B球抛出的速度大小
C. 抛出时，两球同时抛出
D. 抛出时，先抛出A球后抛出B球
【答案】BC
【解析】
【分析】
两球在P点相遇，根据下降的高度比较运动的时间，确定谁先抛出，根据水平位移和时间比较平抛运动的初速度大小．
【详解】C、D
决定，两球在P点相遇，下降的高度相同，则它们运动的时间相等，可知两球同时抛出，故C正确，D错误．
A、B、因为A的水平位移大于B的水平位移，根据x=v0t知，A的初速度大于B的初速度，故A错误，B正确．
故选BC.
【点睛】解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移.
12.物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体的做功情况可能是（）
A. 始终不做功
B. 先做正功后不做功
C. 先做负功后做正功
D. 始终做负功
【答案】ABD
【解析】
【分析】
当物体到达传送带上时，物体的速度可能大于、等于和小于传送带的速度，如果力和位移方向相同，则做正功；力和位移方向相反则做负功，如果没有摩擦力，则做功为零，因此分三种情况讨论即可得出结论．
【详解】A、当物体到达传送带上时，如果物体的速度恰好和传送带的速度相等，那么物体和传送带将一起在水平面上运动，它们之间没有摩擦力的作用，所以传送带对物体始终不做功，故A正确．
B、若物体速度小，则受向前的摩擦力，做正功．到速度一致时，摩擦力又变为零，不做功，故B正确．
C、若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功．直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，不会出现再做正功的情况，故C错误．
D、若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功．如果达到终点时速度仍没有达到相同，则
始终做负功，故D正确．
故选ABD．
【点睛】物体的速度和传送带的速度之间可能有多种情况，在分析问题时一定要考虑全面，否则就容易漏掉答案.
13.质量为2kg的物体(可视为质点)在水平外力F的作用下,从t=0开始在平面直角坐标系xOy(未画出)所决定的光滑水平面内运动。

运动过程中,x方向的x-t图象如图甲所示,y方向的v-t图象如图乙所示。

则下列说法正确的是（）
A. t=0时刻，物体的速度大小为10m/s
B. 物体初速度方向与外力F的方向垂直
C. 物体所受外力F的大小为5N
D. 2s末，外力F的功率大小为25W
【答案】CD
【解析】
【详解】由图甲图得到物体在x方向做匀速直线运动，
t=0时刻，y方向物体的分速度为v y=10m/s，物体的速度大小为10m/s。

故A错误。

物体在x方向做匀速直线运动，合力为零，y方向做匀减速直线运动，合力沿-y轴方向，而物体的初速度不在x轴方向，所以物体的初速度方向和外力的方向并不垂直。

故B错误。

由乙图的斜率等于加速度，所受外力F的大小为F=ma=5N．故C正确。

2s末，外力的功率P=Fv y=5×5W=25W．故D正确。

故选CD。

【点睛】本题知道x、y两个方向的分运动，运用运动的合成法求解合运动的情况．对于位移图象与速度图象的斜率意义不同，不能混淆：位移图象的斜率等于速度，而速度图象的斜
率等于加速度．
14.如图所示，放置在水平转台上的小物体A、B都能够随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B的质量分别为m、3m，A、B与转台间的动摩擦因数都是为μ，A、B离转台中心的距离分别为1.5r，r，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以下说法中正确的是（）
A. 转台对B的摩擦力一定为3μmg
B. A与转台间的摩擦力小于B与转台间的摩擦力
C. 转台的角速度一定满足
D. 转台的角速度一定满足
【答案】BD
【解析】
【分析】
物体B随转台一起以角速度ω匀速转动，靠静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求出转台对B摩擦力大小．分别对A、B受力分析，根据最大静摩擦力提供向心力，求出转台角速度的范围．
【详解】A、对B受力分析，受重力、支持力以及转台对B的静摩擦力，由静摩擦力提供向心力，有A错误．
B、由于A与B A与转台间的摩擦力小于B与转台间的摩擦力，故B正确；
C、D、对A B C错误，D正确；
故选BD.
【点睛】本题要对A、B受力分析，根据静摩擦力提供向心力，以及最大静摩擦力等于滑动摩擦力列式是解题的关键．
二、实验题（本题共2小题，共12分）
15. 下图是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤：
A．用天平测出重物和夹子的质量
B．把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内
C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态
D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态
E．接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源
F．用秒表测出重物下落的时间
G．更换纸带，重新进行两次实验
（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是_____和________
（2）取打下第1个点O时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E k和重力势能E p．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示E k和E p，根据测量及计算得出的数据在下图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2．94J/m，图线Ⅱ的斜率k2=2．80J/m．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为
_________（用k1和k2表示，不必算出具体数值）．
【答案】（1）A、F（2
【解析】
试题分析：（1）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，所以不需要测出重物和夹子的质量，故A不需要．物体下落的时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表测重物下落的时间，故F不需要．故选：A和F．
（2）取打下O点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，
原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．根据动能定理得：2，则
k1=mg，图线斜率k2=mg-f，知k1-f=k2，则阻力f=k1-k2．所以重物和
纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为
考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】此题考查了验证机械能守恒定律的实验；解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度。

16.（8分）某同学采用半径R＝25 cm的1/4圆弧轨道做平抛运动实验，其部分实验装置示意图如图甲所示。

实验中，通过调整使出口末端B的切线水平后，让小球从圆弧顶端的A 点由静止释放。

图乙是小球做平抛运动的闪光照片，照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm。

己知闪光频率是10Hz。

则根据上述的信息可知：
①小球到达轨道最低点B时的速度大小v B＝________m/s，小球在D点时的竖直速度大小
v Dy＝________m/s，当地的重力加速度g＝________m/s2；（结果均保留3位有效数字）
②小球在圆弧槽轨道上是否受到了摩擦力：____（填“受到”、“未受到”或“条件不足，无法
确定”）。

【答案】①1.94 1.94 9.70 ②受到（每空2分，共8分）
【解析】
试题分析：①小球到达轨道最低点B时的速度等于平抛运动的初速度，所以
根据公式可得g="9.70" m/s2；
②实际生活中光滑的接触面是不存在的，所以受到摩擦力作用
考点：本题考查了平抛运动实验
点评：研究平抛物体运动的规律，在实验时就要保证物体做的是平抛运动，要保证每次的平抛初速度在水平方向且相同，所有对实验各个方面的要求都要做到；同时要正确根据平抛运动规律进行有关运算．
三、计算题（本题共4小题，共42分）
17.如图所示，用竖直向上的拉力F提升原来静止的质量m=10kg的物体，使其以a=2m/s2的加速度匀加速竖直上升，不计其他阻力，g=10m/s2，求开始运动的3s内：
(1)物体重力做的功；
(2)拉力F做的功；
(3)物体合外力做功的平均功率．
【答案】(1)-900J (2)1080J (3)60W
【解析】
【分析】
(1)根据位移时间公式求出物体上升的高度，从而得出重力做功的大小．(2)根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合功的公式求出拉力做功的大小．(3)合外力做功等于各力做功的代数和，结合合力做功的大小，通过平均功率的公式求出合力做功的平均功率．
【详解】(1)3s
物体重力做的功为：W G=-mgh=-100×9J=-900J
(2)根据牛顿第二定律得，F-mg=ma
解得F=mg+ma=100+10×2N=120N
则拉力做功W=Fh=120×9J=1080J
(3)W合=W F+W G=1080-900J=180J
则平均功率
【点睛】本题考查了功率、牛顿第二定律、运动学公式的基本运用，知道瞬时功率和平均功率的区别，掌握这两种功率的求法.
18. 如图所示，一个质量为m的小球用一根长为l的细绳吊在天花板上，给小球一水平初速度，使它做匀速圆周运动，小球运动所在的平面是水平的。

已知细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。

求：
（1）细绳对小球的拉力；
（2）小球做圆周运动的线速度。

【答案】（12
【解析】
试题分析：小球做匀速圆周运动，绳的拉力和小球重力的合力提供向心力。

（1（3分）
（2
设小球的线速度为v
（3分）
考点：考查了牛顿第二定律，圆周运动
19.（10分）如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接，AB段长x=10m，半圆形轨道半径R=2.5m。

质量m=0.10kg的小滑块（可视为质点）在水平恒力F 作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出。

重力加速度g取10m/s2。

（1）若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点。

求：
①滑块通过C点时的速度大小；
②滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道压力的大小；
（2）如果要使小滑块能够通过C点，求水平恒力F应满足的条件。

【答案】（1）①v C=10m/s②F N=9N（2）F≥0.625N
【解析】
试题分析：（1）•设滑块从C点飞出时的速度为v C，从C点运动到A点时间为t，滑块从C 点飞出后，做平抛运动
竖直方向：1分）
水平方向：x=v C t（1分）
解得：v C=10m/s （1分）
‚设滑块通过B点时的速度为v B，根据机械能守恒定律
1分）
设滑块在B点受轨道的支持力为F N，根据牛顿第二定律
联立解得：F N= 9N （1分）
依据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力F¢N= F N=9N （1分）
（2）若滑块恰好能够经过C点，设此时滑块的速度为v¢C，依据牛顿第二定律有
解得（1分）
滑块由Ａ点运动到C点的过程中，由动能定理
Fx- 2分）
解得水平恒力F应满足的条件F≥0.625N （1分）
考点：牛顿第二定律牛顿第三定律机械能守恒定律
20.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车左端靠在竖直墙壁上，其左侧半径为R=5m的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，轨道最低点B与水平轨道BC相切相连，水平轨道BC长为3m，物块与水平轨道BC间的摩擦因素μ=0.4，整个轨道处于同一竖直平面内．现将质量为m=1kg的物块（可视为质点）从A点无初速度释放，取重力加速度为g=10m/s2.求：
(1)物块下滑过程中到达B点的速度大小；
(2)若物块最终从C端离开小车，则此过程中产生的热量；
(3)为使小车最终获得的动能最大，求物块释放点与A点的高度差．
【答案】（1）10m/s（2）12J（3）3.2m．
【解析】
【分析】
(1)物块由A到B，根据动能定理求出物块下滑到B点的速度大小.(2)产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积．结合Q=μmg△x求出产生的热量.(3)作出小车和物块的速度时间图线，分析何时小车的动能最大，结合运动学公式和动能定理求出物块释放点与A点的高度差.
【详解】(1)从A到B，由动能定理得：
可得：v0=10m/s
(2)从B到C，此过程中相对位移为BC板长，产生的热量为：Q=μmgL=0.4×1×10×3J=12J
(3)分析可知：只有相对滑行阶段小车方可加速：且
对小车，由t最大，小车最终获得动能才最大．
由v-t图象可知：物块滑到小车右端时恰好与小车共速即可．
设滑块到B点时速度为v，滑到右端时共同速度为v，小车加速时间为t，
得：t=1s，v=6m/s
设释放点与A点的高度差为△h，对滑块下滑阶段由动能定理得：
解得：△h=3.2m
【点睛】本题的关键要知道物块相对小车运动的时间越长，小车的位移越大，则小车的动能越大，结合图线分析比较简洁明了.。