湖北省宜昌市七校教学协作体2016-2017学年高一下学期期末考试物理试题-含解析

湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体2017年春期末联考高一物理
一．单项选择题（共8小题，每小题只有一个选项是正确的，选对的得4分，选错或不选得0分，共32分）
1. 下面说法正确的是（）
A. 物体的质量越大，动量一定越大
B. 物体的质量越大，动能一定越大
C. 力越大，力对物体的冲量就越大
D. 物体的动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零
【答案】D
【解析】根据P=mv可知，物体的质量越大，动量不一定越大，选项A错误；根据E=mv2可知，物体的质量越大，动能不一定越大，选项B错误；根据I=Ft可知，力越大，力对物体的冲量不一定就越大，选项C错误；根据动量定理可知，物体的动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零，选项D正确；故选D.
2. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（）
A. 飘落的树叶
B. 沿滑梯下滑的人
C. 乘电梯匀速上升的人
D. 做自由落体运动的铅球
【答案】D
点睛：本题考查了机械能守恒的判断，关键要知道机械能守恒的条件是只有重力做功，和机械能的概念，即可正确解题.
3. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（）
A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用
B. 摆球A受拉力和向心力的作用
C. 摆球A受拉力和重力的作用
D. 摆球A受重力和向心力的作用
【答案】C
【解析】试题分析：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图
小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力．
故选：C．
4. 关于功率，下列说法中正确的是（）
A. 功率大的机械做的功多
B. 功率大的机械做功时用的时间少...
C. 汽车上坡时，司机要用“换挡”的办法减小速度，其目的是在输出功率一定时，可以用此办法获得较大的牵引力
D. 某汽车发动机的功率越大，则牵引力越大
【答案】C
【解析】根据W=Pt可知，功率大的机械做的功不一定多，还要看时间，选项A错误；功率大的机械做相同的功时用的时间少，选项B错误；根据P=Fv可知，汽车上坡时，司机要用“换挡”的办法减小速度，其目的是在输出功率一定时，可以用此办法获得较大的牵引力，选项C正确；根据P=Fv可知，某汽车发动机的功率越大，则牵引力不一定越大，选项D
错误；故选C.
5. 在列车编组站里，一辆的货车在平直轨道上以的速度运动，碰上一辆的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，则货车碰撞后运动的速度大小是（）
A. 0.8m/s
B. 0.9 m/s
C. 0.7 m/s
D. 0.85 m/s
【答案】A
【解析】两列车碰撞过程动量守恒，以m1的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m1v1=（m1+m2）v，
解得：；故选A.
6. 一名运动员用力踢质量为0.5g的足球，使球由静止以20m/s的速度飞出，假定运动员踢球瞬间
对球平均作用力是200N，球在水平方向运动了20m停止，那么人对球所做的功为（）A. 50 J B. 100 J C. 500 J D. 4 000 J
【答案】B
【解析】对皮球，从静止到离开脚飞出过程，由动能定理得：W人＝mv2−0
可求得人对皮球做功：W人＝×0.5×400＝100J，故选B．
7. 关于地球同步卫星，下列说法中错误的是（）
A. 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
B. 它一定在赤道上空运行
C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D. 各国发射这种卫星的轨道半径都是一样的
【答案】A
【解析】地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据，得：，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A错误，C正确; 它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动，一定在赤
道上空运行,故C正确；根据万有引力提供向心力，列出等式：，其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．由于轨道半径一定，选项D正确；此题选项错误的选项，故选A.
点睛：地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小.
8. 质量为4g的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，取g=10m/s2，则下列判断错误的是（）
A. 人对物体做的功为12 J
B. 合外力对物体做的功为2 J
C. 物体克服重力做的功为
10 J
D. 人对物体做的功等于物体增加的动能...
【答案】D
【解析】分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为0.25m，末速度的大小为1m/s，由v2-0=2a可得，加速度a=2m/s2；由牛顿第二定律可得，F-mg=ma，所以F=mg+ma=48N，拉力对物体做功为W=F=12J，故A正确．合外力对物体做功W合=F合
=4×2×0.25=2J，故B正确．重力做功为W G=-mgh=-10J．所以物体克服重力做功为10J，故C正确．根据动能定理得合力做功等于物体增加的动能，故D错误．故选ABC.
点睛：人对物体做功，即为除重力以外的力做功，所以会导致物体机械能变化；而重力势能的变化由重力做功决定，对于合力做功可以由动能变化确定．
二．多项选择题（共4小题，每小题至少有两个选项是正确的，选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选得0分，共16分）
9. 雨滴由静止开始下落，遇到水平吹的风，下列说法正确的是（）
A. 雨滴下落时间与风速无关
B. 雨滴着地速度与风速无关
C. 风速越大，雨滴下落时间越长
D. 风速越大，雨滴着地时速度越大
【答案】AD
【解析】试题分析：将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，两个分运动相互独立，雨滴下落时间与竖直高度有关，与水平方向的风速度无关．故A正确C错误；着地的速度等于分速和落地竖直速度的合速度，故雨滴着地速度与风速有关，选项B错误；风速越大，落地时，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大．故D正确．故选AD．
考点：运动的合成和分解
【名师点睛】此题是对运动的合成和分解问题的考查；解题时要将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，两个分运动具有独立性．则雨滴下落时间与竖直高度有关，与水平方向的风速度无关．风速越大，落地时，雨滴水平分速度越大，合速度也越大。

10. 如图为常见的自行车传动示意图．A轮与脚踏板相连，B轮与车轴相连，C为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下说法正确的是（）
A. B轮角速度比C轮角速度大
B. A轮角速度比C轮角速度小
C. B轮边缘与C轮边缘的线速度大小相等
D. A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等【答案】BD
【解析】轮AB边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等，根据公式v=rω，线速度相等时，半径小的角速度大，所以A轮角速度比B轮角速度小；而B与C属于同轴转动，二者的角速度是相等的，所以A轮角速度比C轮角速度小．故B正确，A错误；轮B边缘与C轮边缘的点在同一个轮子上，所以B轮边缘与C轮边缘的角速度相同，而r C＞r B，据公式v=ωr可知，B轮边缘与C 轮边缘的线速度大小不相等，故C错误；轮AB边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等．故D正确；故选BD.
点睛：本题关键明确两种常见的传动方式的特点：同缘传动边缘点线速度相等，同轴传递角速度相等.
11. 2016年9月25日，天宫二号由离地面h1=380m的圆形运行轨道，经过“轨道控制”上升为离地面h2=393m的圆形轨道，“等待”神州十一号的访．已知地球的质量为M，地球的半径为R，引力常量为G．根据以上信息可判断（）
A. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于第一宇宙速度
B. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于轨道h1上的运行速度
C. 天宫二号在轨道h1上的运行周期为
D. 天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2运行周期变大
【答案】CD
【解析】根据万有引力提供向心力得：所以： ;由于“天宫二号”的轨道半径大于地球的半径，所以天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于第一宇宙速度．故A 错误；
根据，由于h1＜h2，可知，天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于轨道h1上的运行速度．故B错误；“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
，解得在轨道h1上的运行周期：，故C正确；“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，解得周期：
，天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2轨道半径增大，则运行周期增大，故D正确；故选CD.
点睛：本题考查了万有引力定律的应用，知道飞船绕地球做圆周运动，靠万有引力提供圆周运动的向心力，理解第一宇宙速度的物理意义.
12. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g．关于小球在刚接触地面到速度变为零的过程中，下列说法中正确的有（）
A. 小球的机械能减少了mgh
B. 小球克服阻力做的功为mg（H+h）
C. 小球所受阻力的冲量等于...
D. 小球动量的改变量大小等于
【答案】BD
【解析】小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg（H+h），则小球的机械能
减小了mg（H+h）．故A错误．对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-W f=0，则小球克服阻力做功W f=mg（H+h）．故B正确．落到地面的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得，I G+I f＝0−m，知阻力的冲量大小不等于m．故C错误．落到地面的速度
v=，对进入泥潭后的速度为0，所以小球动量的改变量大小等于m．故D正确．故选BD.
点睛：解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向，运用动量定理解题需考虑速度的方向.
三．实验题
13. 如图1是探究重锤下落过程中“机械能守恒定律”的实验装置．
下列实验步骤操作合理的排列顺序是________________（填写步骤前面的字母）
A. 将打点计时器竖直安装在铁架台上
B. 接通电，再松开纸带，让重物自由下落
C. 取下纸带，更换新纸带重新做实验
D. 将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E. 选择一条理想纸带，用刻度尺测出重物下落的高度,计算出对应的瞬时速度
F. 分别算出和，在实验误差允许范围内看是否相等
【答案】ADBCEF
【解析】根据实验的原理及操作，实验步骤操作合理的排列顺序是：ADBCEF.
14. 为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下．
请思考并回答下列问题：
（1）实验中木板略微倾斜，这样做目的是（_____）
A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
（2）据以上数据，在坐标纸(图2)中作出W-v2图象_____．
（3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与_______________________ ．
【答案】(1). （1）C(2). （2）根据题目给定数据，在坐标纸中作出W-v2图象，见解析；(3). （3）小车速度的平方成正比．
【解析】试题分析：
（1）木板略微倾斜，是为了平衡摩擦力，使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故C对。

（2）图像如图所示。

（3）W-v2图为过原点的直线，则力对小车做的功与小车的速度的平方成正比。

考点：探究力对物体做功与速度的关系的实验。

【名师点睛】做实验题时，关键弄清楚该实验的实验原理。

此实验中橡皮筋对小车做的功为小车的合功，与小车速度平方成正比。

四．计算题（共4小题，共计47分，解答应写出必要的文字说明、关系式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
15. 如图所示，从地面上方某点，将一小球以v0=5m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过t=1s落地，不计空气阻力（g=10m/s2），求
（1）小球抛出时离地面的高度是多少？
（2）小球从抛出点到落地点的水平位移大小？
（3）小球落地时的速度大小？
【答案】（1）5m（2）5m（3）11.18m/s
【解析】（1）小球做平抛运动，利用运动的合成与分解的方法
小球在竖直方向上做匀变速直线运动，由
得小球抛出时离地面的高度为h=5m
（2）小球在水平方向上做匀速直线运动，由
得小球从抛出点到落地点的水平位=5m
（3）小球落地时竖直方向的速度
小球落地时的速度或...
16. 质量为m=0.2g的小球竖直向下以v1=6m/s的速度落至水平地面，再以v2=4m/s的速度反向弹回，小球与地面的作用时间t=0.2s，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s2）．求
（1）小球与地面碰撞前后的动量变化？
（2）小球受到地面的平均作用力是多大？
【答案】（1） 2g∙m/s 方向竖直向上（2）12N
【解析】（1）取竖直向上为正方向，碰撞地面前小球的动量
碰撞地面后小球的动量
小球与地面碰撞前后的动量变化方向竖直向上
（2）小球与地面碰撞，小球受到重力G和地面对小球的作用力F，
由动量定理
得小球受到地面的平均作用力是F=12N
17. 国庆期间进行特技飞行表演的飞机，在竖直平面内做匀速圆周运动，圆周半径R=1000m，飞机的飞行速度为v=90m/s，飞行员的质量为60g,（取g=10m/s2），求飞机运动到最高点时座椅对飞行员的作用力大小和方向？
【答案】114N，方向竖直向上
【解析】由竖直平面内的匀速圆周运动可知，若飞行员上升到最高点只由重力提供向心力，则飞机需要的速度为
由牛顿第二定律得
由于实际飞机飞行速度所以座椅表现出对飞行员有向上的作用力F,
由牛顿第二定律
得飞机运动到最高点时座椅对飞行员的作用力大小F=114N，方向竖直向上
18. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R．质量为m的小球由A点静止释放，求：
（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F N的大小；
（3）小球通过粗糙的水平面BC滑上固定光滑曲面，恰好到达最高点D，后返回滑到水平面BC的中点停下，求D点到地面的高度为h。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）小球从A滑至B的过程，由动能定理得：
则得小球滑到最低点B时的速度大小为：
（2）在最低点B，小球受到重力G和支持力FN作用，
由牛顿第二定律得：
得轨道对小球的支持力大小
（3）从A到D的过程，受到的摩擦力为f, BC段的长度为SBC
由动能定理得：
从D到CB中点的过程，由动能定理得：
得D点到地面的高度：。