湖南省醴陵市第四中学2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题(解析版)

醴陵四中2018年上学期高一年级物理科期末考试试卷
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分）。

1. 下列说法正确的是（）
A. 做曲线运动物体的速度、加速度都一定在改变
B. 做曲线运动物体受到的合外力可能为零
C. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
D. 做曲线运动物体的加速度可能不变
【答案】D
【解析】A、曲线运动的速方向一定变化，故是变速运动，而合外力可以是恒力，加速度不变，故A错误。

B、物体所受合外力为零时，做匀速直线运动或静止，不可能做曲线运动，B错误。

C、匀变速曲线运动所受合力为恒力，故只要合外力和速度不共线就能做曲线运动，C错误。

D、当合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，而加速度可不变，也可以变化，但速度一定变化，故D正确。

故选D。

【点睛】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件.
2. 在匀速圆周运动中，发生变化
．．．．的物理量是( )
A. 速度
B. 速率
C. 角速度
D. 周期
【答案】A
【解析】试题分析：匀速圆周运动是线速度大小保持不变的圆周运动，它的线速度的大小、角速度、周期都保持不变；它的速度、加速度、与合外力的大小保持不变而它们的方向时刻都在变化，故该题的四个选项中只有速度方向会发生变化，故正确选项为A。

考点：本题考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点，意考查考生对匀速圆周运动的理解。

3. 关于万有引力定律，下列说法正确的是（）
A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
B. 万有引力定律只适用于天体之间
C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小相同
【答案】C
【解析】试题分析：牛顿提出了万有引力定律，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的，故A错误；万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，是自然界一种基本相互作用的规律，故B错误，C正确；
根据万有引力公式可知，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，故D错误。

考点：万有引力定律及其应用
【名师点睛】对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．从公式的适用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．
4. 一轮船以对水不变的速度垂直河岸向对岸行驶，关于轮船过河过程中所发生的位移和所用时间与水流速度的关系正确的是（）
A. 水流速度越大，位移越大，过河时间越长
B. 水流速度越大，位移越大，过河时间越短
C. 水流速度越大，位移越大，但过河时间不变
D. 不论水流速度大小如何，过河位移和时间都不变
【答案】C
【解析】运用运动分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行，即垂直河岸的速度不变，虽水速越大，但过河所用的时间不变；不过由平行四边形定则知这时轮船的合速度越大，因此，轮船所通过的位移越长。

所以A、B、D错误，C正确。

故选C。

【点睛】轮船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．
5. 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳的位置（）
A. 一定在F2
B. 可能在F1 也可能在F2
C. 一定在F1
D. 以上都不正确
【答案】A
【解析】根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。

如
果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积A=面积B，如图所示：
由此可知，弧长t1t2＞弧长t3t4则v A＞v B即行星在在近日点A的速率最大，远日点B的速率最小，故A正确，B、C、D错误。

故选A。

【点睛】考查了开普勒第二定律，再结合时间相等，面积相等，对应弧长求出平均速度。

6. 两个可视为质点物体相距为R时，其相互作用的万有引力大小为F。

若将两个物体间的距离增大为2R，其相互作用的万有引力大小变为( )
A. 4F
B. 2F
C. F/2
D. F/4
【答案】D
【解析】根据万有引力定律公式知，两物体间的距离增大为原来的2倍，则万有引力变为原来的，即为。

故选D。

【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道万有引力大小与质量的乘积成正比，与两物体间距离的二次方成反比．
7. 如图所示，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上。

下列关于重力势能的计算，正确的是：（）
A. 重物的重力势能为24J
B. 重物的重力势能为8J
C. 重物从支架下落到地面重力势能减为零
D. 因为没有选取零势面，无法计算重物的重力势能
【答案】D
【解析】重力势能是相对的，是相对于零势能面的，该题没有选择零势能面，所以无法计算重物的重力势能，故ABC错误，D正确；
故选D。

8. 如图所示，工人推动一台割草机在水平草坪上加速前进，推力方向与水平方向夹角为30°，对割草机所受各力的做功情况正确的判断是（）
A. 推力对割草机做负功
B. 支持力对割草机做正功
C. 重力对割草机做负功
D. 合力对割草机做正功
【答案】D
【解析】A、B、C、对收割机受力分析可知，受到斜向下的推力，竖直向上的支持力，重力和水平向右的摩擦力，根据W=Fx cosθ可知，推力做正功，支持力和重力不做功，故A、B、C错误；D、割草机加速前进，速度增大，根据动能定理可知，合外力做正功，故D正确；故选D。

【点睛】本题主要考查了恒力做功的计算，关键是正确的受力分析找出各力与位移的夹角关系。

9. 如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动。

两颗卫星相比较（）
A. N受到的万有引力较大
B. M的角速度较大
C. N的周期较大
D. M的线速度较大
【答案】A
【解析】A、由万有引力表达式可知，两卫星的质量相等，轨道半径小的万有引力大，故N受的万有引力较大，故A正确。

B、C、由万有引力提供向心力得，，知卫
星的轨道半径越大，周期越大，角速度越小；所以M的周期较大，M的角速度较小，故B、C均错误。

D、
由万有引力提供向心力得，知卫星的轨道半径越小，线速度越大，所以N的线速度较大，故D错误。

故选A。

【点睛】本题是对万有引力充当向心力这一思路的应用，通过解析式分析各量的关系．另有一个简单方法就是，除了周期随半径增大外，其余各量都是随轨道半径增大而减小．
10. 开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是( )
A. k是一个与中心天体无关的常量
B. a代表行星的球体半径
C. T代表行星运动的自转周期
D. T代表行星绕太阳运动的公转周期
【答案】D
【解析】A．开普勒第三定律中的公式＝k，k是一个与行星无关的常量，与中心天体有关，选项A正确；
B．a代表行星椭圆运动的半长轴，选项B错误；
CD．T代表行星绕太阳运动的公转周期，选项C错误，D正确.
故选：AD
11. 如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度，是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（）
A. 的拉力
B. 的压力
C. 的拉力
D. 的压力
【答案】A
【解析】在最高点，设杆对球的弹力向下，大小为F，根据牛顿第二定律得：，又，解
得，说明假设正确，即可知道杆对球产生的是拉力，根据牛顿第三定律得知，球对杆的作用力是的拉力。

故选A。

【点睛】小球在最高点时，要注意绳子与杆的区别：绳子只能提供拉力；杆提供的了可能是拉力，也可能是支持力．假设法是常用的解法．
12. 设飞机飞行中所受阻力与其速度的三次方成正比
．．．．．．，如飞机以速度v匀速飞行时，其发动机功率为P，则飞机以速度2v匀速飞行时，其发动机功率为（）
A. 2P
B. 4P
C. 8P
D. 16P
【答案】D
【解析】设飞机飞行中所受阻力f=kv3，在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等，所以飞机以速度v飞行时P=Fv=kv3•v=kv4，当飞机以2v匀速飞行时，P′=F′v′=k（2v）4=16P，故选D。

【点睛】当飞机匀速飞行时，飞机的牵引力和受到的阻力大小相等，由此可以求得飞机飞行时的功率，但需要注意的是飞机在以不同的速度飞行时受到的阻力的大小是不同的．
二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。

全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选不得分。

）
13. 如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP：PQ=1：4，不考虑空气阻力的影响．下列说法中正确的是（）
A. 两小球的下落时间之比为1：1
B. 两小球的下落时间之比为1：4
C. 两小球的初速度大小之比为1：4
D. 两小球的初速度大小之比为1：5
【答案】AD
【解析】A、B、两个小球都做平抛运动，由，得，则知两球下落的高度相同，故下落时间相同，下落时间之比为1：1．故A正确，B错误；C、D、两小球的水平位移分别为OP和OQ，故水平位移之比为1：5，由x=v0t可知两小球的初速度之比为1：5，故C错误，D正确；故选AD。

【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，对于平抛运动要注意用好几何关系，并能灵活应用各物理量之间的关系．
14. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A 和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）
A. A球的线速度必定小于B球的线速度
B. A球的角速度必定小于B球的角速度
C. A球的运动周期必定小于B球的运动周期
D. A球对筒壁的压力必定等于B球对筒壁的压力
【答案】BD
【解析】A、如图所示，小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动。

由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的。

由向心力的计算公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的A线速度大，所以
A错误。

B、又由公式F=mω2r，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的A角速度小，所以B正确。

C、由周期公式，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误。

D、球A 对筒壁的压力等于，和球B对筒壁的压力相等，故D正确。

故选BD。

【点睛】对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同．
15. 已知引力常量为G，根据下列所给条件能估算出地球质量的是
．．．．．．（）
A. 月球绕地球的运行周期T和月球的半径R
B. 人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T
C. 地球绕太阳运行的周期T和地球中心到太阳中心的距离r
D. 地球半径R和地球表面重力加速度g.
【答案】BD
......
............
【点睛】解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简．
16. 英国《每日邮报》网站2015年4月3日发表了题为《NASA有能力在2033年将宇航员送入火星轨道并在2039年首次登陆火星》的报道。

已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同。

地球表面重力加速度是g，若宇航员在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述
分析正确的是：( )
A. 火星表面的重力加速度是
B. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
C. 宇航员在火星上向上跳起的最大高度是
D. 宇航员在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍
【答案】CD
【解析】A、根据得，因为火星的质量与地球质量之比为1:9，半径之比为1:2，则表面重力加速度之比为4:9，可知火星表面重力加速度为，故A错误。

B、根据得，第一宇宙速度，因为重力加速度之比为4:9，半径之比为1:2，则第一宇宙速度之比为，故B错误。

C、根据知，重力加速度之比为4:9，则上升的最大高度之比为9:4，可知宇航员在火星上向上跳起的最大高度为，故C 正确。

D、根据F=mg知，重力加速度之比为4:9，则所受的引力之比为4：9，故D正确。

故选B。

【点睛】解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一重要理论，通过该理论得出火星和地球表面的重力加速度之比是关键．
三、填空题（每空2分，共12分）
17. “研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（______）
A.安装斜槽轨道，使其末端可以不水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(2)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是（______）
A.秒表
B.刻度尺
C.天平
D.弹簧秤
【答案】(1). C(2). B
【解析】(1) A、安装斜槽时，斜槽末端需保持水平，保证初速度水平，故A错误．B、C、只有每次小球静止释放初位置相同，小球平抛的初速度才相同，故B错误，C正确．D、应用平滑的曲线描点构成抛物线，
故D错误．故选C．
(2)做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要的是器材是刻度尺．刻度尺除能更准确确画坐标系外，还能量出某点坐标.
【点睛】在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹．
18. 关于探究功与物体速度变化的关系的实验中，下列叙述正确的是（________）
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
【答案】D
【解析】A、我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，A错误；
B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度一定要保持一致，B错误；
C、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，C 错误；
D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确；
故选D。

19. 某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，在方格纸上建立如图所示
的坐标系，小方格的边长L．＝6.4cm，
．．．．．．．若小球在平抛运动实验中记录了几个位置如图中的a、b、c、d、e 所示。

（g＝10m/s2）
①图示的几个位置中，明显有问题的是___________
②小球平抛的初速度为_________m/s；
③小球经过位置b竖直分速度为_________m/s
【答案】(1). d(2). 1.6(3). 1.2
【解析】(1)平抛运动的轨迹为抛物线，根据各点的位置可知d点明显不在抛物线轨迹上．
(2)平抛运动水平方向可看成匀速直线运动，根据图象可知x ab=x bc，再由x=v0t，可知t ab=t bc，设t ab=t bc=t0，平抛运动竖直方向可看成自由落体运动，由于a点不是平抛运动的初始点，所以在竖直方向上用，解得，。

(3)设小球在b点的竖直分速度为v1，小球从a到c，在竖直方向上有匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于该段时间内时间中点的瞬时速度，即，所以小球在b点的速度。

四、计算题（本题共3小题，每题12分，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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．）
20. 一个物体质量为2kg，让它在空中从静止开始自由下落，忽略空气阻力。

求：
(1)4秒末重力的瞬时功率；
(2)前4s内重力的平均功率;
(3)第4s内重力的平均功率。

【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)物体从静止开始做自由落体运动，4秒末的速度为：v=gt=10×4=40m/s，
4秒末重力的瞬时功率为：P=mgv=2×10×40W=800W
(2)前4s内物体下落的高度为：
前4s内重力做的功为：W=mgh=2×10×80=1600J，
前4s内重力的平均功率为
(3)第4s内的物体下落高度
第4s内重力的平均功率为
21. 已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。

(1)推导第一宇宙速度v的表达式；
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。

【答案】(1) (2)
【解析】试题分析：（1）根据题给条件由万有引力公式可得:
则：
（2）由公式可得:
考点：万有引力提供向心力
点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。

视频
22. 从某一高度平抛一物体，当抛出2s后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平成60°角。

（g取10m/s2）求：
(1)抛出时的速度；
(2)落地时的速度；
(3)抛出点与落地点的距离.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析：（1）抛出2s后竖直方向的速度v y1=gt=20m/s
则．
（2）落地时有：
则．
落地时的速度．
（3）根据得，h=．
答：（1）抛出时的初速度为20m/s．
（2）落地时的速度40m/s．
（3）抛出点距地面的高度为60m．。