四川省遂宁市高一物理下学期期末教学水平监测试题(含解析)

四川省遂宁市高中2016-2017学年高一下学期期末教学水平监测物理
试题
一、不定项选择题（共10小题，每小题4分，共40分。

1-7题为单选题8-10为多选题，少选得2分，多选或错选得0分）
1. 物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6J，物体克服力F2做功8J，则力
F1、F2的合力对物体做功
A. 14J
B. 10J
C. 2J
D. -2J
【答案】D
【解析】合力做功等于各分力做功的代数和，与分力之间的夹角无关，物体克服力F2做功8J，表示力F2做了-8J的功，所以F1、F2的合力对物体做功为：，D正确；ABC 错误；
故选D。

2. 一艘船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽60m，水流速度为4m/s的河流中渡河，
则该小船
A. 以最短位移渡河时，位移大小为60m
B. 渡河的时间可能少于20s
C. 以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为80m
D. 河水的流速越大，渡河的时间一定越长
【答案】C
【解析】因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，即位移大小不可能为60m，选项A错误；当船头指向正对岸时渡河时间最短，最短时间为，选项B错误；以最短时间渡河时，
它沿水流方向的位移大小为x=v水t min=80m，选项C正确；船渡河的时间只与船速和船头指向有关，与河水流速无关，选项D错误；故选C.
点睛：小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.
3. 如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为 (g取10 m/s2)
A. 15 m/s
B. 20 m/s
C. 25 m/s
D. 30 m/s
【答案】B
【解析】根据牛顿第二定律得：，即，解得：r=40m．
当支持力为零时，有：，解得：．故选B.
4. 如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，说法正确的是
A. 小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒
B. 小球的重力势能随时间先减少后增加
C. 小球在b点时动能最大
D. 到c点时小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
【答案】A
【解析】试题分析：小球在A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，在B到C的过程中，有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒．故A正确；小球的高度一直降低，重力势能一直减小，选项B错误；小球与弹簧接触前，做自由落体运动，速度在增大，当接触后，由于重力大于弹力，小球的加速度仍旧向下，速度仍在增大，当重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，故C错误；到C点，小球的速度为零，故到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D错误；故选A
考点：考查机械能守恒定律的应用
点评：本题难度较小，确机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功；把握小球从b 到c过程的受力分析和运动分析，知道小球先做加速运动，后做减速运动，在bc之间某位置速度最大，到c点速度减为零，弹簧压缩到最短
5. 如图所示，质量相同的两小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 小球a、b在空中飞行的时间之比为2∶1
B. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面夹角之比为1∶1
C. 小球a、b抛出时的初速度大小之比为2∶1
D. 小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4∶1
【答案】B
【解析】因为两球下落的高度之比为2：1，根据h=gt2得，，高度之比为2：1，则时间之比为：1，故A错误．两球的水平位移之比为2：1，时间之比为：1，根据知，初速度之比为：1，故C错误．小球落在斜面上，速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向的夹角相等，则速度与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，故B正确．根据动能定理可知，到达斜面底端时的动能之比E Ka：E kb=(mv a2+mgh a)：(mv b2+mgh b)=2：1，故D错误．故选B．
6. 在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力．从抛出到落地过程中，三球
A. 运动时间相同
B. 落地时的动量相同
C. 落地时的动能相同
D. 落地时重力的功率相同
【答案】C
【解析】根据抛体运动的规律可知，三球落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，故A错误；小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故末速度相等，但方向不同，则动能相等，落地时的动量不相同，故B错误，C正确；落地时速度相等，但方向不同，根据P=Gvcosθ可知，重力的瞬时功率不等，故D错误；故选C．
点睛：本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒；同时速度是矢量，大小相等、方向相同速度才是相同，要有矢量意识．
7. 人用绳子通过动滑轮拉A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，求A物体实际运动的速度是
A. B. v 0sinθ C. v0cosθ D.
【答案】A
点睛：解决本题的关键知道速度的合成与分解遵循平行四边形定则；注意物体实际运动的速度是合速度．
8. （多选）两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，
，，，，当A球与B球发生碰撞后，AB两球的速度可能为
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】AB
【解析】试题分析：碰撞前系统的总动量：P=16+23=12kg．m/s ，碰撞前系统的总动能：
E K=mAv A2+mBv B2=162+232=25J；
A、碰撞后，A、B的动量P A=14="4" kg．m/s，P B=24=8kg．m/s，系统动量守恒，系统总动能：E K,=mAv A2+mBv B2=142+242=24J25J，系统动能不增加，故A正确；
B、碰撞后，A、B的动量P A=12=2kg．m/s，P B=25=10kg．m/s，系统动量守恒，系统总动能：E K,=mAv A2+mBv B2=122+252=27J25J，系统动能不增加，故B正确；
C、碰撞后，A、B的动量P A=1（-4）="-4" kg．m/s，P B=26=12kg．m/s，系统动量不守恒，故C错误；
D、由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，故D 错误，故选：AB。

考点：动量守恒定律
【名师点睛】】两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度。

9. （多选）发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。

轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
【答案】BD
【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：
A、由，轨道3的半径比轨道1的半径大，所以卫星在轨道3上的运行速率小于在轨道1上的运行速率，A错误；
B、，轨道3半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，B正确；
C、从轨道1到轨道2，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，所以卫星在轨道1上经过Q 点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率，C错误；
D、根据知，在轨道2上经过P点和轨道3上经过P点的加速度大小相等，D正确；故选BD。

10. （多选）如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B：R C=3：2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的
A. 线速度大小之比为3︰3︰2
B. 角速度之比为3︰3︰2
C. 转速之比为2︰3︰2
D. 向心加速度大小之比为9︰6︰4
【答案】AD
【解析】轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：v a：v b=1：1，根据公式v=rω，有：ωa：ωb=3：2，根据ω=2πn，有：n a：n b=3：2，根据a=vω，有：a a：a b=3：2，轮B、轮C 是共轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1，根据公式v=rω，有：v b：v c=3：2，根据ω=2πn，有：n b：n c=1：1，根据a=vω，有：a b：a c=3：2由此可得：v a：v b：v c=3：3：2 ，ωa：ωb：ωc=3：2：2 n a：n b：n c=3：2：2，a a：a b：a c=9：6：4，故AD正确，BC错误。

二、实验题（共计16分）
11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，测得的质量分别为M1和M2，遮光板的宽度相同．实验中，用细线将两个滑块拉近使弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧落下，两个滑块弹开，测得它们通过光电门的速率分别为V1、V2．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式____；本实验选用气垫导轨根本目的是____．
【答案】 (1). M1V1-M2V2=0 (2). 使物体不受摩擦力作用，系统所受合外力为零
【解析】烧断细线，弹簧落下，两个滑块弹开后分别作匀速直线运动，它们通过光电门的速率就等于弹簧结束作用时的速率，所以表示动量守恒应满足的关系式为
选用气垫导轨根本目的是将滑块托起，使滑块不受摩擦力作用，保证系统所受合外力为零。

12. 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____如图为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),打点计时器每隔0.02 s打一个点. 若重物的质量为0.5 kg,当地重力加速度取g = 9.8 m/s2，由图所给的数据可算出(结果保留两位有效数字):
① 从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为____J.
② 打B点时重物的动能为____J.
（2）试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是____
【答案】 (1). （1）A (2). F (3). ① 0.86 (4). ② 0.81 (5). （2）由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功
【解析】试题分析：（1）因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平．故A没有必要；打点计时器是记录时间的仪器，所以不需要秒表测量时间，故F没有必要。

①从O点下落到B点的过程中，减少的重力势能。

②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．，
增加的动能。

（2）的原因是由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦以及空气阻力。

考点：验证机械能守恒定律
【名师点睛】能够清楚该实验的工作原理和实验步骤，熟练应用匀变速直线运动规律来解决纸带问题是力学实验中常见的问题，计算要注意单位的换算和有效数字的保留。

三、计算题（共计44分）
13. 如图所示，一个m=3kg的物体静止在光滑的水平面上，受到与水平方向成60°角的力F 作用，F的大小为9N，经2s时间（g=10m/s2），求：
（1）物体重力冲量大小；
（2）力F的冲量大小；
（3）物体动量的改变量．
【答案】（1）60N∙s（2）18 N∙s（3）9 N∙s；
【解析】试题分析：（1）物体重力冲量为：I1=mgt=3×10×2=60NS；
（2）力F的冲量为：I2=Ft=9×2=18NS
（3）物体受到的合力为：F合=Fcosθ
则物体动量的改变量为：△P=F合t=Fcos60°t=9××2=9NS；
14. 水平面上静止放置一质量为m＝0.2 kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v－t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g＝10 m/s2，电动机与物块间的距离足够长。

求：
（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；
（2）电动机的额定功率；
（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度。

【答案】（1）0.28 N （2）0.224 W（3）1.12 m/s
【解析】试题分析：（1）由题图知物块在匀加速阶段加速度大小a＝＝0．4 m/s2
物块受到的摩擦力大小Ff＝μmg
设牵引力大小为F，则有：F－Ff＝ma得F＝0．28 N．．．．．．．．．．．．4分
（2）当v＝0．8 m/s时，电动机达到额定功率，则P＝Fv＝0．224 W
（3）物块达到最大速度vm时，此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小，有Ff＝μmg，P ＝Ff vm
解得vm＝1．12 m/s。

．．．．．．．4分
考点：汽车启动问题
15. 如图所示，在竖直平面内有轨道ABC，其中AB段为水平直轨道，与质量m=0.5 kg的小物块（可视为质点）之间的动摩擦因数=0．2，BC段为光滑半圆形轨道，轨道半径R=2m，轨道AB与BC在B点相切。

小物块在水平拉力F=3N的作用下从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达圆弧轨道的最低点B时撤去拉力，此时速度v B=10m／s。

取g=10m／s2，则：
（1）拉力F做了多少功；
（2）经过B点后瞬间，物块对轨道的压力是多大；
（3）若物块从最高点C飞出后落到水平轨道上的D点（图中未画出），求BD间的距离。

【答案】（1）37.5J（2）30N（3）4m
s AB==12．5m/s2，W=Fs AB=37．5J
（2）由牛顿第二定律N－mg=，解得N=30N；
由牛顿第三定律得N′=N=30N；
（3）由机械能守恒定律2mgR+mv c2=mv B2；
由平抛规律得2R=gt2，故x=v c t，代入数据解得x=4m。

考点：牛顿运动定律，机械能守恒定律。

16. 如图，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，B同时以=4m/s 向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取，求：
（1）求小车总长；
（2）开始时B离小车右端的距离；
（3）从A、B开始运动计时，经6s小车离原位置的距离x。

【答案】（1）9.5m（2）7.5m（3）1.625m
【解析】（1）设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒：
解得
（2）A车离左端距离刚运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止。

，，，
解得
B离右端距离
（3）从开始到达共速历时，，，解得
小车在前静止，在至之间以a向右加速：
小车向右走位移
接下来三个物体组成的系统以v 共同匀速运动了
小车在6s 内向右走的总距离：
- 11 -。