【全国百强校】河北省定州中学2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题(解析版)

河北省定州中学2017—2018学年度高一下学期期末考试
物理试题
一、单选题
1. 下列关于电势高低的判断，正确的是
A. 负电荷从A移到B时，电场力做正功，A点的电势一定较高
B. 负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低
C. 正电荷从A移到B时，电势能增加、A点的电势一定较低
D. 正电荷只在电场力作用下从静止开始，由A移到，B点的电势一定较高
【答案】C
【解析】由电场力做功与电势能关系可知，。

负电荷从A移到B时，电场力做正功。

电势必然升高，即；负电荷从A移到B时，电势能增加，电势必然降低，即；正电荷从A移到B时，电势能增加，；正电荷只在电场力作用下从静止开始，电场力必然做正功，电势必然降低，即。

综上分析，C正确。

2. 如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m沿斜面升高．则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时，小车的速度为（）
A. v cosθ
B. v sinθ
C.
D. v tanθ
【答案】A
【解析】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，得绳子速率为：v绳=vcosθ
而绳子速率等于物体m的速率，则有物体m的速率为：v m=v绳=vcosθ，故A正确，BCD错误；故选A。

点睛:本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出这样错误的结果：将绳的速度分解到水平方向和竖直方向，得到v=v绳sinθ，一定注意合运动是物体的实际运动．
3. “嫦娥”三号探测器经轨道I到达P点后经过调整速度进入圆轨道II，经过变轨进入椭圆轨道Ⅲ，最后经过动力下降降落到月球表面上.下列说法正确的是( )
A. “嫦娥”三号在地球上的发射速度大于11.2km/s
B. “嫦娥”三号”由轨道I经过P点进入轨道Ⅱ时要加速
C. “嫦娥”三号”在月球表面经过动力下降时处于失重状态
D. “嫦娥”三号”分别经过轨道Ⅱ、Ⅲ的P点时，加速度相等
【答案】D
【解析】A项，“嫦娥”三号在地球上的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A项错误。

B项，“嫦娥”三号由轨道Ⅰ经过点P进入轨道Ⅱ时，做向心运动，可以看出万有引力大于圆周运动所需的向心力，“嫦娥”三号减速，故B项错误。

C项，“嫦娥”三号在月球表面动力下降时，加速度方向向上，处于超重状态，故C项错误。

D项，“嫦娥”三号分别经过轨道Ⅱ、Ⅲ的P点时，运动半径相同，由可知，加速度相同，故D项正确。

故选D
4. 如图所示，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点。

现将物块拉到A点后由静止释放，物块运动到最低点B，图中B点未画出。

则下列说法正确的是
A. B点一定在O点左下方
B. 速度最大时，物块的位置可能在O点左下方
C. 从A到B的过程中，弹簧弹力总是做正功
D. 从A到B的过程中，小物块加速度先增大后减小
【答案】B
【解析】A项，物块从A运动到O点的过程中，由动能定理得：，由于合外力做功不确定，所以在运动到O点之前可能速度已经为零了，故B点也可以在O点的上方。

故A错误
B项，物块速度最大时，加速度为零；若重力沿斜面的分力大于摩擦力，从A到O点，物块受到的弹簧弹力沿斜面向下，则合力沿斜面向下，物块将做加速运动，在O点下方，物块受到的弹簧弹力沿斜面向上，物块速度继续增加，在某一点，物块受到斜向上摩擦力和弹簧弹力、重力沿斜面斜向下的分力平衡，物块的速度达到最大，此时速度最大时，物块的位置在O点下方，故B项正确。

C项，若B点在O点的上方，则从A到B的过程中，弹簧弹力总是做正功，若B点在O点的下方，则从A 到B的过程中，弹力先做正功后做负功，故C错误；
D项，从A到B的过程中物块的速度从零到零，所以物块先加速后减速，则加速度先减小到零后反向增大，故D错误
故选B
5. 蹦床（Trampoline）是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。

在某次“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图所示.在h1～h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦.下列有关说法正确的是
A. 整个过程中小朋友的机械能守恒
B. 从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小
C. 小朋友处于h＝h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg(h2－h4)
D. 小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm＝mgh1
【答案】C
【解析】A、小朋友接触蹦床后,蹦床对小朋友的弹力做功,所以整个过程中小朋友的机械能不守恒,故A错误.
B、从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中,蹦床对小朋友的弹力先小于重力,后大于重力,随着弹力的增大,合力先减小后反向增大,所以加速度先减小后增大,故B错
C、由图知,小朋友在处和处动能相等,根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得:小朋友处于高度时，蹦床的弹性势能为，故C正确
D、小朋友从下降到过程中,蹦床的最大弹性势能为,故D错误.
故选C
6. 一只船在静水中的速度是4m/s，它要横渡一条200m宽的河，水流速度为5m/s，此船过河的最短时间为（）
A. 28.6s
B. 40s
C. 66.7s
D. 50s
【答案】D
..................
故选D
7. 一长度为2R的轻质细杆两端分别固定质量为m和2m小球M和N，两小球可视为质点，细杆的中点处有一轴，细杆可绕其在竖直平面内无摩擦地转动。

开始细杆呈竖直状态，N在最高点，如图所示，当装置受到很小扰动后，细杆开始绕过中点的轴转动，则在球N转动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）
A. N的重力势能减小量等于M的重力势能增加量
B. 运动过程中两球的最大速度均为
C. 细杆对N做的功的绝对值大于细杆对M做的功的绝对值
D. 细杆对N做的功为
【答案】B
【解析】A、由于M、N的质量不相等，所以重力势能的变化量也不相等，故A错误；
B、在最低点速度最大,根据系统机械能守恒,有:,解得：，故B正确；
C、对两个球系统,重力和细杆的弹力做功,只有重力势能和动能相互转化,机械能守恒,故细杆对两个球做功的代数和为零,即细杆对N做的功的绝对值等于细杆对M做的功的绝对值,故C错误;
D、对球N,根据动能定理,有:
解得：故D错误；
故选B
点睛：球M和球N的机械能均不守恒,但两个球整体的机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求解最大速度,根据动能定理列式判断细杆做功情况.
本题关键是明确两个球系统机械能守恒,而单个球的机械能不守恒,结合机械能守恒定律和动能定理列式分析即可.
8. 如图所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )
A. 气体对外界做功，内能减少
B. 气体不做功，内能不变
C. 气体压强变小，温度降低
D. 气体压强变小，温度不变
【答案】BD
【解析】根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。

稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小。

视频
9. 关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的电场强度有关
B. 电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
C. 将正点电荷从电场强度为零的一点移动到电场强度为零的另一点,静电力做功为零
D. 在正电荷或负电荷产生的静电场中,电场强度方向都指向电势降低最快的方向
【答案】C
【解析】A、电势差的大小决定于电场线方向上两点间距和电场强度，所以A错误；
B、在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，所以B错误；
C、场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，所以C错误；
D、沿电场方向电势降低，而且降低的速度最快，所以D正确；
综上所述本题答案是：D
10. 氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为
A. 红、蓝靛
B. 黄、绿
C. 红、紫
D. 蓝靛、紫
【答案】A
【解析】原子发光时光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV和2.55 eV的光子属于可见光．并且属于红光和蓝 靛的范围，为A
视频
11. 我国于2017年11月发射“嫦娥五号”探月卫星,计划执行月面取样返回任务。

“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步,如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ,第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ,第三步当接近地球表面附近时,又一次变轨,从B点进入绕地圆轨道Ⅲ,第四步再次变轨道后降落至地面,下列说法正确的是
A. 将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7. 9km/s
B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ需要加速
C. “嫦娥五号”从A沿月地转移轨Ⅱ到达B点的过程中其动能一直增加
D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
【答案】B
【解析】A、月球的第一宇宙速度比地球的要小,故A错误;
B、“嫦娥五号”从轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ是离心运动,所以需要加速,所以B选项是正确的;
B、刚开始的时候月球对“嫦娥五号”的引力大于地球对“嫦娥五号”的引力,所以动能要减小,之后当地球的引力大于月球的引力时,卫星的动能就开始增加,故C错误;
D、“嫦娥五号”降落至地面的运动为向心运动,需要减速,故D错误.
综上所述本题答案是：B
点睛：第一宇宙速度是在星球表面发射飞行器的最小发射速度;圆周运动的卫星加速后做离心运动,减速后做向心运动.
12. 太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。

天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A 的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为
A. B.
C. D.
【答案】A
13. 变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则下列正确的是
A. 当B轮与C轮组合时，两轮的线速度之比v B:v C=7:3
B. 当B轮与C轮组合时，两轮的周期之比T B:T C=3:7
C. 当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA:ωD＝1∶4
D. 当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA:ωD＝4∶1
【答案】C
【解析】当B轮与C轮组合时，同缘传动边缘点线速度相等，前齿轮的齿数与每秒转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与每秒转动圈数的乘积，，解得，故，故AB错误；同理当
A轮与D轮组合时，。

综故C正确，D错误。

14. 如图所示，通过空间任意一点A可作无限多个斜面，如果将若干个小物体在A点分别从静止沿这些倾角各不相同的光滑斜面同时滑下，那么在某一时刻这些小物体所在位置所构成的面是（）
A. 球面
B. 抛物面
C. 水平面
D. 无法确定
【答案】A
【解析】设轨道与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，物体的加速度，所有小物体在相等时间内的位移，由图可知，
为直径的长度，通过几何关系知，某一时刻这些小物体所在位置构成的面是球面。

故A正确。

点晴：本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式的运用，结合牛顿第二定律和位移时间公式求出经过相同时间内各个物体的位移，通过几何关系确定这些物体所在位置构成的面的形状。

15. 一个同学在做研究平抛运动实验时，只在纸上记下y轴位置，并在坐标纸上描出如下图所示曲线现在我们在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AA′=，BB′=，以及AB的整直距离h，从而求出小球抛出时的初速度为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设初速度为v0，则从抛出点运动到A所需的时间t1=，从抛出点运动到B所需的时间t2=，在
竖直方向上有：代入t1、t2，解得：v0=．故A正确
16. 如图所示，一木块沿竖直放置的粗糙曲面从高处滑下．当它滑过A点的速度大小为5m/s时，滑到B点的速度大小也为5m/s．若使它滑过A点的速度变为7m/s，则它滑到B点的速度大小为（）
A. 大于7 m/s
B. 等于7 m/s
C. 小于7 m/s
D. 无法确定
【答案】C
【解析】木块从曲面的A点下滑过程中，重力和滑动摩擦力做功，当木块下滑的速度增大时，在同一点木块所需要的向心力增大，轨道对木块的支持力增大，则木块对轨道的压力增大，滑动摩擦力增大．木块从A 运动到B，运动的路程相等，则木块下滑过程中克服摩擦力做功增大，重力做功相同，根据动能定理得知，动能的变化量增大，第一次下滑过程动能变化量为零，第二次动能的变化量应小于零，则有，得：v B＜v A=7m/s．即滑到B点的速率一定小于7m/s．故C正确,A、B、D错误．
点晴：木块从曲面的A点下滑过程中，重力和滑动摩擦力做功，当木块下滑的速度减小时，运用向心力知识分析轨道对木块支持力的变化，判断摩擦力如何变化，确定木块克服摩擦力做功的大小，分析动能变化量的大小，再求出木块运动到B点时的速度范围．
17. 一个人站在高为H的平台上，以一定的初速度将一个质量为m的小球抛出．测出落地时小球的速度大小是V，不计空气阻力，人对小球做的功W及小球被抛出时的初速度大小V0分别为（）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】A
【解析】对小球在空中运动过程，有：；解得：，，故A正确。

点晴：本题考查了动能定理的直接应用，在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便．该题难度不大，属于基础题。

18. 当船头垂直于河岸渡河时，下列说法中正确的是
A. 船渡河时间最短
B. 船渡河路程最短
C. 船实际运动方向垂直对岸
D. 若河水流速增大，则渡河时间变长
【答案】A
【解析】A、当船头垂直于河岸渡河时，根据可知渡河时间最短，故A正确；
BC、当船头垂直于河岸渡河时，船的位移会向下游偏离，所以位移不是最小的，故BC错误；
D、根据分运动的等时性可知：渡河时间与速度的大小没有关系，故D错误；
本题选：A
19. 如图所示，长为12m绷紧的传送带以v=4m/s的速度匀速运行，现将一质量m =1kg的小物块轻轻放在传送带左端，经过4s小物块运动到传送带的右端，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2。

下列判断正确的是
A. 此过程小物块始终做匀加速运动
B. 此过程摩擦力对小物块做功24J
C. 此过程中因摩擦产生的热量为8J
D. 此过程中因摩擦产生的热量为24J
【答案】C
【解析】A、设物块速度达到皮带速度时用时为t，运动的位移为s
则：
解得：
所以物块在皮带上先匀加速后匀速运动，故A错误；
B、此过程摩擦力对小物块做功,故B错；
CD、当物块的速度等于皮带的速度时所用的时间为
皮带在t时间内运动的位移为
此过程中因摩擦产生的热量,故C正确；D错误；
故选：C
点睛：在处理皮带类问题时要注意物块和皮带是否能共速，所以在此类题时一般要假设能共速，然后计算共速时发生的位移，从而判断出是否共速。

20. 亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员成功将其驱离。

假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的V—t图象如图所示，设运动过程中海盗快艇所受阻力不变。

则下列说法正确的是
A. 海盗快艇在0～66s内从静止出发做加速度增大的加速直线运动
B. 海盗快艇在96s末开始调头逃离
C. 海盗快艇在66s末离商船最近
D. 海盗快艇在96s～116s内做匀减速直线运动
【答案】B
【解析】A：速度时间图象的切线倾斜程度表示加速度，由图象得：海盗快艇在0-66s内从静止出发做加速度减小的加速直线运动；故A错误
BC：由图象得：快艇在0-99s内速度为正，96s-116s内速度为负；故快艇在99s末开始调头逃离，0-99s内一直向商船靠近。

故B错误，C正确
D：由图象得：海盗快艇在96s-116s内做负方向的匀加速直线运动，故D错误。

点睛：图象类问题要关注图象与横纵坐标的交点、图象切线斜率、图象与坐标轴围成面积表等对应的物理意义。

二、实验题
21. 用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。

小车滑行过程中通过打点计器的纸带，记录其运动规律．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹均匀分布，回答下列问题：
（1）实验前适当垫高木板是为了____________
（2）在用做“探究功与速度关系”的实验时，下列说法正确的是_________。

A．通过控制橡皮筋的伸长量不变，改变橡皮筋条数来分析拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C．实验过程中木板适当垫高就行，没有必要反复调整
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度即可.
（3）实验结束后，为了更直观的研究功与速度变化的关系，利用所得的数据，画出的正确图像应该是图中的图_______
【答案】(1). （1）平衡摩擦阻力(2). （2）A (3). （3）乙
【解析】试题分析：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；
（2）橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，橡皮条数的关系就是做功多少的关系，因此用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，故A正确；橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能根据公式W=FL求变力做功问题，因此实验中并非通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值，故B错误；实验过程中木板适当垫高就行，反复调整使得小车沿木板向下的重力与摩擦力平衡才行，故C错误．橡皮条做功完毕，速度最大，通过研究纸带，得到小车的最大速度，故D错误．
（3）根据甲图，得到，式子中a为常系数，n为指数；当n=1时，图线为直线；当时，图线向下弯曲；当时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v2成正比，故乙图正确．
考点：探究“功与物体速度变化”的关系实验
名师点睛：本题关键是涉及到功的测量方法和用图想法分析实验数据，通过改变橡皮条的条数巧妙地使总功整数倍地增加，同时要明确正比图线是通过坐标原点的直线
三、解答题
22. 如图所示,一水平传送带顺时针转动,一质量为的物块运动到传送带的最右端B点时速度为3m/s。

物块从C点沿圆弧切线进入竖直粗糙的半圆轨道并恰能做圆周运动。

轨道最低点为D，D点距水平面的高
度h=0.8m。

最后物块落到地面上,且落地点到D点的水平距离为1.6m，重力加速度g取10m/s2，物块可视为质点。

求：
(1)物块经过D点时对轨道的压力的大小；
(2)物块在沿竖直半圆周运动的过程中克服摩擦力所做的功。

【答案】（1）（2）29J
【解析】(1)因物块刚好从C点做圆周运动，有，且v C=v B
解得R=0.9m
物块离开D点后做平抛运动,有x=v D t；h=gt2
解得v D=4m/s
物块在D点时，有
解得
由牛顿第三定律可得，物块经过D点时对轨道的压力
(2)对物块从C点运动到D点的过程由动能定理得
解得W f=29J。