辽宁省锦州市高一物理下学期期末试卷(含解析)

2014-2015学年辽宁省锦州市高一（下）期末物理试卷
一、单项选择题（4分×8=32分）在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的.
1．关于功率公式P=和P=Fv的说法正确的是（）
A．由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P=Fv知，汽车的功率与它的速度成正比
D．从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
2．如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tanθ随时间t的变化图象正确的是（）
A． B．C．
D．
3．“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器已成功实现了自动交会对接．设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，对接成功后，“神舟九号”和“天宫一号”一起绕地球运
行的轨道可视为圆周轨道，轨道离地球表面的高度约为R，运行周期为T，则（）A．地球质量为（）2
B．对接成功后，“神舟九号”飞船里的宇航员受到的重力为零
C．对接成功后，“神舟九号”飞船的线速度为
D．对接成功后，“神舟九号”飞船的加速度为g
4．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星．观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为T1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2、周期为T2．已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件，下列说法正确的是（）
A．不能求出木星的质量
B．能求出太阳与木星间的万有引力
C．能求出木星与卫星间的万有引力
D．可以断定=
5．质量为m的汽车，以速率v通过半径为r的凹形桥，在桥面最低点时汽车对桥面的压力大小是（）
A． mg B．C． mg﹣D． mg+
6．一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于（）
A．物体动能的增加量
B．物体重力势能的减少量和物体克服摩擦力做的功之和
C．物体重力势能的减少量和物体动能的增加量以及物体克服摩擦力做的功之和
D．物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和
7．随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能，假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的（）A． 0.5倍B． 2倍C． 4倍D． 8倍
8．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为（）
A．B．C．D．
二、多项选择题（4分×4=16分）在每小题给出的四个选项中有多个选项是正确的，全选对得4分，选不全得2分，错与不答得0分.
9．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长比S A：S B=2：3，转过的圆心角比θA：θB=3：2．则下列说法中正确的是（）
A．它们的线速度比v A：v B=2：3 B．它们的角速度比ωA：ωB=2：3
C．它们的周期比T A：T B=2：3 D．它们的周期比T A：T B=3：2
10．如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中（）
A．重力先做正功后做负功；弹力一直做负功
B．金属块先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
C．金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡
D．金属块的动能为零时．弹簧的弹性势能最大
11．如图所示．a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则（）
A． b所需向心力最小
B． b、c的周期相同且大于a的周期
C． b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D． c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
12．如图所示，一小球用一长为L不可伸长的细线悬挂在天花板上，将小球从最低点拉至P 点，并使细线保持绷直状态，然后在P点由静止释放，当小球经过最低点时细线恰好被拉断．重力加速度为g，不计空气阻力．则（）
A．细线断前瞬间小球的速度大小
B．细线断前瞬间小球受到的拉力大小
C．细线断后小球做匀变速直线运动
D．细线断后小球做匀变速曲线运动
三、实验填空题（毎空3分，共9分）
13．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为L，且L=1.25cm，如果取g=10m/s2，那么：
（1）照相机的闪光频率是Hz；
（2）小球运动的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），其大小是
m/s．
四、计算题（9+10+12+12=43分）每题要写出公式，代入相应的数据，最后得出答案. 14．在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h，汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍．
（1）如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
（2）事实上在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，路面与水平面间的夹角为θ，且tan θ=0.3125；而拐弯路段的圆弧半径R=200m．若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，则车速v应为多少？（g=10m/s2）
15．我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星，标志着中国航天正式开始了深空探测新时代．已知月球的半径约为地球半径的，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的．地
球半径R地=6.4×103km，取地球表面的重力加速度g近似等于π2．求绕月球飞行卫星的周期最短为多少？
16．足够长的水平传送带以v=4m/s的速度匀速运行，将一质量为2kg的工件沿竖直向下的方向轻轻放在传送带上（设传送带的速度不变），若工件与传送带之间的动摩擦因数为0.2，则放手后工件在4s内的位移是多少？摩擦力对工件做功为多少？（g取10m/s2）
17．光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑连接，导轨半径为R，一个质量m的小物块在A点以V0=3的速度向B点运动，如图所示，AB=4R，物块沿圆形轨道通过最高点C后做平抛运动，最后恰好落回出发点A．（ g取10m/s2），求：
（1）物块在C点时的速度大小V C
（2）物块在C点处对轨道的压力大小F N
（3）物块从B到C过程阻力所做的功．
2014-2015学年辽宁省锦州市高一（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（4分×8=32分）在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的.
1．关于功率公式P=和P=Fv的说法正确的是（）
A．由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
B．由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率
C．从P=Fv知，汽车的功率与它的速度成正比
D．从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
考点：功率、平均功率和瞬时功率．
分析：功率的计算公式由两个P=，和P=Fv，P=只能计算平均功率的大小，而P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度．
解答：解：A、P=只能计算平均功率的大小，不能用来计算瞬时功率，所以A错误；
B、P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，所以B错误；
C、从P=Fv知，当F不变的时候，汽车的功率和它的速度是成正比的，当F变化时就不对了，所以C错误；
D、从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，所以D正确．
故选：D．
点评：在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，公式P=一般用来计算平均功率，公式P=Fv既可以计算瞬时功率，又可以计算平均功率．
2．如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tanθ随时间t的变化图象正确的是（）
A． B．C．
D．
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，速度不变，在竖直方向上做自由落体运动，速度v y=gt．根据tanθ=得出tanθ与t的函数关系．
解答：解：平抛运动水平方向上的速度不变，为v0，在竖直方向上的分速度为v y=gt，tanθ==，g与v0为定值，所以tanθ与t成正比．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，速度不变，在竖直方向上做自由落体运动，速度v y=gt．
3．“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器已成功实现了自动交会对接．设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，对接成功后，“神舟九号”和“天宫一号”一起绕地球运
行的轨道可视为圆周轨道，轨道离地球表面的高度约为R，运行周期为T，则（）A．地球质量为（）2
B．对接成功后，“神舟九号”飞船里的宇航员受到的重力为零
C．对接成功后，“神舟九号”飞船的线速度为
D．对接成功后，“神舟九号”飞船的加速度为g
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
专题：人造卫星问题．
分析：根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出地球的质量．根据万有引力等于重力，万有引力提供向心力，得出对接成功后的加速度
解答：解：A、由牛顿第二定律得：G=m（R+R），解得，地球
的质量：M=，故A错误；
B、对接成功后，飞船里的宇航员的重力不为零，故B错误；
C、对接成功后，飞船的线速度：v==，故C正确；
D、对接成功后，根据G=mg，G=mg′，联立两式解得，飞船的加速度：g′g，“神舟九号”飞船的加速度小于g．故D错误．
故选：C．
点评：本题考查了万有引力定律的应用，解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．
4．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星．观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为T1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2、周期为T2．已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件，下列说法正确的是（）
A．不能求出木星的质量
B．能求出太阳与木星间的万有引力
C．能求出木星与卫星间的万有引力
D．可以断定=
考点：万有引力定律及其应用．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：木星绕太阳作圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式；某一卫星绕木星作圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式；根据题目中已知物理量判断能够求出的物理量；运用开普勒第三定律求解问题．
解答：解：A、根据万有引力提供圆周运动向心力，已知木星卫星运行的周期、轨道半径和引力常量可以求得中心天体木星的质量，故A错误；
B、同理根据木星绕太阳圆周运动的周期与半径可以算得太阳的质量，再根据A问中求得的木星质量，可以算得太阳与木星间的万有引力，故B正确；
C、由A知可以算得木星质量，但不知木星卫星的质量，故C无法求得，故C错误；
D、开普勒行星运动定律要面对同一个中心天体，而木星绕太阳运动，与木星卫星绕木星运动中心天体不同，故半径的三次方与周期的二次方比值不同，故D错误．
故选：B．
点评：一个物理量能不能求出，我们应该先通过物理规律表示出这个物理量的关系式，再根据题目中已知物理量判断．开普勒第三定律为：，其中我们要清楚k与中心体的质量有关，与环绕体无关．
5．质量为m的汽车，以速率v通过半径为r的凹形桥，在桥面最低点时汽车对桥面的压力大小是（）
A． mg B．C． mg﹣D． mg+
考点：牛顿第二定律．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：在最低点，靠汽车的重力和支持力提供向心力，根据牛顿第二定律求出汽车对桥面的压力．
解答：解：对于凹形桥最低点，根据牛顿第二定律得：F N﹣mg=
得：F N=mg+
故选：D
点评：解决本题的关键知道做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．
6．一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于（）
A．物体动能的增加量
B．物体重力势能的减少量和物体克服摩擦力做的功之和
C．物体重力势能的减少量和物体动能的增加量以及物体克服摩擦力做的功之和
D．物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和
考点：重力势能的变化与重力做功的关系．
专题：计算题；压轴题．
分析：知道重力做功量度重力势能的变化．
知道合力做功量度动能的变化．
建立功能关系的表达式，找出此过程中重力对物体做的功．
解答：解：一物体由静止开始从粗糙的斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中，物体受重力、支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做负功．
设重力做功为w G，物体克服摩擦力做的功为w f，物体动能的增加量为△E k
根据动能定理知道：w合=△E k
w G+（﹣w f）=△E k
w G=w f+△E k
此过程中重力对物体做的功等于物体动能的增加量与物体克服摩擦力做的功之和．
根据重力做功与重力势能变化的关系得：
w G=﹣△E p，
在此过程中重力对物体做的功也等于重力势能的减小量．
故选D．
点评：解这类问题的关键要熟悉功能关系，也就是什么力做功量度什么能的变化，并能建立定量关系．
我们要正确的对物体进行受力分析，能够求出某个力做的功．
7．随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能，假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的（）A． 0.5倍B． 2倍C． 4倍D． 8倍
考点：万有引力定律及其应用．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：根据万有引力等于重力，列出等式表示出重力加速度．再根据密度与质量关系代入表达式找出半径的关系，求出质量关系．
解答：解：根据万有引力等于重力，列出等式：
g=，其中M是地球的质量，r应该是物体在某位置到球心的距离．
根据根据密度与质量关系得：M=ρ•πr3，星球的密度跟地球密度相同，
g==Gρ•πr，
星球的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，所以星球的半径也是地球的2倍，所以再根据M=ρ•πr3得：星球质量是地球质量的8倍．
故选D．
点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．
8．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为（）
A．B．C．D．
考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．
专题：功率的计算专题．
分析：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解
即可．
解答：解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件有：
F1=f…①
P=F1v…②
当汽车的车速为时有：
…③
根据牛顿第二定律有：
F2﹣f=ma…④
由①～④式，可求得：
所以ABD错误，C正确；
故选：C．
点评：本题关键结合功率与速度关系公式P=Fv、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解．
二、多项选择题（4分×4=16分）在每小题给出的四个选项中有多个选项是正确的，全选对得4分，选不全得2分，错与不答得0分.
9．A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长比S A：S B=2：3，转过的圆心角比θA：θB=3：2．则下列说法中正确的是（）
A．它们的线速度比v A：v B=2：3 B．它们的角速度比ωA：ωB=2：3
C．它们的周期比T A：T B=2：3 D．它们的周期比T A：T B=3：2
考点：线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：根据公式v=求解线速度之比，根据公式ω=求解角速度之比，根据公式T=求
周期之比．
解答：解：A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为S A：S B=2：3，根据公式公式v=，线速度之比为v A：v B=2：3，故A正确；
通过的圆心角之比φA：φB=3：2，根据公式ω=式ω=，角速度之比为3：2，故B错误；根据公式T=，周期之比为T A：T B=2：3，故C正确，D错误；
故选：AC．
点评：本题关键是记住线速度、角速度、周期和向心加速度的公式，根据公式列式分析，基础题．
10．如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中（）
A．重力先做正功后做负功；弹力一直做负功
B．金属块先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动
C．金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡
D．金属块的动能为零时．弹簧的弹性势能最大
考点：机械能守恒定律．
专题：机械能守恒定律应用专题．
分析：金属快静止在弹簧正上方，具有重力势能，由静止下落后，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大．
金属块撞击弹簧后，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，将继续向下加速运动；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，金属的运动速度最大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力大于重力时，金属块进行减速运动．金属块从自由下落到下落到最底端，金属块的运动速度先增大，后减小，到最底端速度为零．通过分析金属块的运动情况进行判断．
解答：解：A、金属块一直向下运动，重力方向与位移方向一直相同，所以重力一直做正功，故A错误．
B、金属块受到的弹力为变力；故不可能变匀变速运动；故B错误；
C、金属块撞击弹簧，受到弹簧向上的弹力，开始重力大于弹力，继续向下加速运动；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，金属块的运动速度最大，其动能最大，故C 正确．
D、当金属块的速度为零时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大．故D正确．
故选：CD
点评：本题不能想当然，认为金属块一碰到弹簧就减速，要根据其受力情况进行判断．金属块从碰到弹簧到最底端，分两个过程，一、弹力小于重力时加速；二、弹力大于重力时减速．金属块从最高点到最低点速度先增大后减小到零．
11．如图所示．a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则（）
A． b所需向心力最小
B． b、c的周期相同且大于a的周期
C． b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D． c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
专题：人造卫星问题．
分析：根据万有引力提供向心力，得出线速度、加速度、周期与轨道半径的大小关系，从而比较出大小．
解答：解：根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m=m r=ma，A、因为a、b质量相同，且小于c的质量，可知b所需向心力最小．故A正确；
B、周期T=2π，所以b、c的周期相同，大于a的周期．故B正确；
C、向心加速度a=，b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，故C错误；
D、c加速后速度变大，所需要的向心力变大，c做离心运动，c的轨道半径变大，c不可能追上b；b减速后速度变小，所需要的向心力变小，b做向心运动，轨道半径变小，b不可能可等候同一轨道上的c，故D错误；
故选：AB．
点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论．
12．如图所示，一小球用一长为L不可伸长的细线悬挂在天花板上，将小球从最低点拉至P 点，并使细线保持绷直状态，然后在P点由静止释放，当小球经过最低点时细线恰好被拉断．重力加速度为g，不计空气阻力．则（）
A．细线断前瞬间小球的速度大小
B．细线断前瞬间小球受到的拉力大小
C．细线断后小球做匀变速直线运动
D．细线断后小球做匀变速曲线运动
考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律；平抛运动；向心力．
专题：机械能守恒定律应用专题．
分析：小球向下运动的过程，细线的拉力不做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解细线断前瞬间小球的速度大小；
细线断前瞬间，由重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解细线的拉力大小；
细线断后小球做平抛运动，是一种匀变速曲线运动．
解答：解：A、根据机械能守恒得：mgh=，得v=．故A正确．
B、细线断前瞬间，由牛顿第二定律得：T﹣mg=m，解得T=mg+mg=mg．故B错误．
C、D细线断后小球做平抛运动，加速度是g，是一种匀变速曲线运动．故C错误，D正确．故选AD
点评：本题是机械能守恒定律与牛顿第二定律的综合应用，常规题，难度不大．
三、实验填空题（毎空3分，共9分）
13．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为L，且L=1.25cm，如果取g=10m/s2，那么：
（1）照相机的闪光频率是20 Hz；
（2）小球运动的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），其大小是0.75 m/s．
考点：研究平抛物体的运动．
专题：实验题．
分析：正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．
解答：解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，
解得：T=
其中△h=（4﹣2）×0.0125=0.025m，
代入数据求得：T=0.05s．
所以：f==20Hz
（2）水平方向：x=v0T，
解得：
带入数据解得：v0=0.75m/s．
故答案：（1）20；（2）；0.75．
点评：对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．
四、计算题（9+10+12+12=43分）每题要写出公式，代入相应的数据，最后得出答案. 14．在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h，汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍．
（1）如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？
（2）事实上在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，路面与水平面间的夹角为θ，且tan θ=0.3125；而拐弯路段的圆弧半径R=200m．若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，则车速v应为多少？（g=10m/s2）
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，写出运动学方程，即可求得结果．若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，则重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式列式即可求解．
解答：解：（1）汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有：
F m=0.5mg≥
由速度v=108km/h=30m/s，解得弯道半径为：r≥180m；
（2）若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零，则重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式得：mgtanθ=。