北京市石景山区重点名校2018-2019学年高一下学期期末经典物理试题含解析

北京市石景山区重点名校2018-2019学年高一下学期期末经典物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1． (本题9分)—火箭从地面竖直向上发射，其v —t 图象如图所示，下列说法中正确的是
A ．t ＝4s 时火箭到达最高点
B ．t ＝12s 时火箭落回地面
C ．火箭上升的最大高度为480m
D ．0~4s 内火箭的加速度为80m/s 2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．0-12s 内速度一直为正，说明火箭一直上升，12s 末上升到最大高度，选项AB 错误；
C ．火箭上升的最大高度为 11280m=480m 2
h =⨯⨯ 选项C 正确；
D ．0~4s 内火箭的加速度为
2280m/s =20m/s 4
v a t ∆==∆ 选项D 错误；
故选C.
点睛：对应图象题目一定明确两个坐标轴的含义，知道斜率表示加速度，面积表示位移．本题中很多学生会错误认为4s 末时刻火箭到达最高点而且开始下降．
2． (本题9分)如图所示，一圆环上均匀分布在正电荷，x 轴垂直于环面且过圆心O ．下列关于x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（ ）
A ．O 点的电场强度为零，电势最低
B ．O 点的电势为零，电场强度最大
C ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度先增大后减小，电势一直降低
D ．从O 点沿x 轴正方向，电场强度一直减小，电势先升高后降低
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在O 点产生的场强抵消，合场强为零。

圆环上各电荷产生的电场强度在x 轴有向右的分量，根据电场的叠加原理可知，x 轴上电场强度方向向右，根据顺着电场线方向电势降低，可知在x 轴上O 点的电势最高，故AB 不符合题意；
CD.O 点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从O 点沿x 轴正方向，场强应先增大后减小。

x 轴上电场强度方向向右，电势降低，故C 符合题意，D 不符合题意。

3． (本题9分)两个质量均为m 的带电小球A 和B ，分别用两根不可伸长的绝缘细绳悬挂于O 点，OA OB AB ==，带电小球均可视为点电荷且处于静止状态。

则（ ）
A ．两个小球一定带等量的同种电荷
B ．AB 连线中点处的场强为零
C ．绳子的拉力为2mg
D ．A 对B 3 【答案】D
【解析】
【详解】 AB.库仑力是相互作用力，电荷量不等时，A 对B 的库仑力也等于B 对A 的库仑力，故两小球不一定带等量同种电荷，AB 连线中点处的场强不一定为零，故AB 错误；
CD.分析小球A 的受力情况，受到重力、库仑力和绳子的拉力。

根据共点力平衡知识可知，绳子拉力 2360mg F sin ==︒ 库仑力
3'603
mg F tan ==︒ 故C 错误，D 正确。

4． (本题9分)地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F ，则月球吸引地球的力的大小为( )
A ．81F
B ．F
C ．9F
D ．81F
【答案】B
【解析】
根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体间作用力等大反向作用在同一条直线上，所以地球吸引月球的力等于月球吸引地球的作用力，故答案选B
5．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A ．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B ．物体在变力作用下一定做曲线运动
C ．做匀速圆周运动的物体任意时刻速度相同
D ．做平抛运动的物体在相同时间内速度变化量相同
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项A 错误；
B. 当变力与速度方向共线时，物体在变力作用下也可能做直线运动，选项B 错误；
C. 做匀速圆周运动的物体任意时刻速度大小相同，但是方向不一定相同，选项C 错误；
D. 做平抛运动的物体加速度恒定为g ，则在相同时间内速度变化量均为gT ，相同，选项D 正确.
6． (本题9分)为了确定一个标有“3.8V ，0.3A”的小灯泡的电阻，小明和小华两位同学分别采用了不同的方法：小明同学用多用电表的欧姆档测量，测量结果R 1=2Ω；小华同学由U R I
=计算可得其阻值R 2≈13Ω。

小明同学的操作过程无误，但R 1和R 2存在明显差异。

对此，下列说法正确的是
A ．小明同学的方法错误，因为测量时没有电流通过小灯泡
B ．小华同学的方法错误，因为小灯泡的电阻不能用U R I
=来计算 C ．两位同学的方法都正确，因为多用电表的欧姆档的精确度不够
D ．两位同学的方法都正确，因为小灯泡的工作状态不同
【答案】D
【解析】灯泡的电阻率随温度的升高增大，则温度越高，电阻越大，当灯泡没有工作时，其电阻不变，根据欧姆定律求出电阻，当灯泡工作时，其电阻增大，根据欧姆定律算出的电阻比没有工作时的大，故两种方法是在灯泡不同的工作状态下测得的，故两种方法都正确，故选D.
【点睛】温度越高，灯丝的电阻率越大，电阻越大，所以对小灯泡来讲，在工作状态时比不工作时状态的电阻大，同在工作状态时下，电压越高，电阻也就越大．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是
A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/s
B．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道Ⅱ
D．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，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Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.
【点睛】
解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．
8．如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，下列说法正确的是( )
A．过网时球1的速度大于球2的速度
B．球1的飞行时间等于球2的飞行时间
C．球1的速度变化率等于球2的速度变化率
D．落台时，球1的重力功率大于球2的重力功率
【答案】ABC
【解析】
【详解】
AB ．球1和球2平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，故A B 正确。

C ．因为平抛运动的加速度不变，都为g ，可知球1和球2的速度变化率相等，故C 正确。

D ．落台时，由于时间相等，则竖直分速度相等，根据P=mgv y 知，重力的瞬时功率相等，故D 错误。

9．同步卫星A 的运行速率为V 1，向心加速度为a 1，运转周期为T 1；放置在地球赤道上的物体B 随地球自转的线速度为V 2，向心加速度为a 2，运转周期为T 2；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C 的速率为V 3，向心加速度为a 3，动转周期为T 3。

比较上述各量的大小可得（ ）
A ．T 1=T 2>T 3
B ．V 3> V 2> V 1
C ．a 1< a 2= a 3
D ．a 3> a 1> a 2 【答案】AD
【解析】
【详解】
A 、同步卫星与地球自转同步，所以T 2＝T 2。

根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故T 2＞T 2．故A 正确。

B 、同步卫星与物体2周期相同，根据圆周运动公式v 2r T π=，所以V 2＞V 2，故B 错误。

CD 、同步卫星与物体2周期相同，根据圆周运动公式a 2
24r T
π=，得a 2＞a 2， 同步卫星2与人造卫星2，都是万有引力提供向心力，
所以a 2
GM r =，由于r 2＞r 2，由牛顿第二定律，可知a 2＞a 2．故C 错误、D 正确。

故选：AD 。

10． (本题9分)一钢球从某高度自由下落到一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力F 、钢球的加速度a 、重力所做的功W G 以及小球的机械能E 与弹簧压缩量x 的变化图线如下图(不考虑空间阻力)，选小球与弹簧开始接触点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图象符合实际的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．由于向下为正方向，而弹簧中的弹力方向向上，所以选项A 中的拉力应为负值，A 错误；
B ．小球接触弹簧上端后受到两个力作用：向下的重力和向上的弹力．在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，而弹力F=kx ，则加速度mg kx k a g x m m
-==-，故B 正确； C ．根据重力做功的计算式G W mgx =，可知C 正确；
D ．小球和弹簧整体的机械能守恒，小球的机械能不守恒，D 错误．
11． (本题9分)质量为m 的物体从地面上方H 高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h 的坑，如图所示，在此过程中（ ）
A ．重力对物体做功为mg （H+h ）
B ．物体的重力势能减少了mg （H+h ）
C ．所有外力对物体做的总功为零
D ．地面对物体的平均阻力为mg
【答案】ABC
【解析】
【详解】
A. 重力对物体做功为mg （H+h ），选项A 正确；
B. 重力做功等于重力势能的减小，则物体的重力势能减少了mg （H+h ），选项B 正确；
C. 根据动能定理可知，物体动能变化为零，则所有外力对物体做的总功为零，选项C 正确；
D. 根据动能定理：()0mg H h fh +-=，则地面对物体的平均阻力为()mg H h f h
+=，选项D 错误. 12． (本题9分)某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m ，当升降机的速度为v 1时，电动机的电功率达到最大值P ，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v 2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g ，有关此过程下列说法正确的是（ ）
A ．升降机的速度由v 1增大至v 2过程中，钢丝绳的拉力不断减小
B ．升降机的最大速度v 2＝P mg
C
．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功
D ．钢丝绳的最大拉力为
1P v 【答案】ABD
【解析】
【详解】
A.升降机速度由v 1增大至v 2的过程中，电动机保持功率不变，由P=Fv 知，钢丝绳的拉力不断减小，故A 正确；
B.升降机的最大速度时，拉力等于重力，故有2P v mg
＝，故B 正确； C.对整个过程运用动能定理得，钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故C 错误；
D.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv 得1
m P F v
，故D 正确。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)某实验小组采用如图甲所示的实验装置来探究功与速度变化的关系．
(1)下列关于该实验的说法正确的是________．
A ．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B ．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值
C ．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同
D ．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示．为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应
选用纸带上的________段进行测量(填“AB”、“BC”或“AC”)；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s.
【答案】（1）AD （2）BC 0.65
【解析】
(1)A、实验时，由于小车与木板间有摩擦，需将长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，从而平衡摩擦力，故A正确；
BC、橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故B、C错误；
D、实验时先接通电源，再释放小车，故D正确；
故选AD．
(2)为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分，即BC段，小车
的最终速度
2
1.3010
/0.65/
0.02
x
v m s m s T
-
⨯
===．
14．(本题9分)某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。

（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.
（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.
（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.
（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。

a. 为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。

（选填“>”“<”“＝”）
b. 其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。

（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.
（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。

【答案】水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点> 44.80
见解析.
【解析】
【详解】
第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.
第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.
第三空. 实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；
第四空. 为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；
第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。

第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙c m；碰后总动量：
m 1∙OM+m 2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6 g∙cm ；即
，则在误差允许的范围
内，实验中两小球碰撞前后的动量守恒； 第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．质量为m 的小孩坐在秋千板上，秋千绳长为l ，如果秋千摆到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是θ，若绳的质量和阻力可忽略，求：
(1)秋千模到最低点时小孩的速度v 的大小；
(2)此时小孩对秋千板的压力F 为多大：
【答案】 (1)2(1cos )v gl θ=-(2)(32cos )mg θ-
【解析】
【详解】
(1)小孩下摆过程中，机械能守恒，有
21(1)2
mgl cos mv θ-=
解得 2(1cos )v gl θ=-
(2)小孩受重力和支持力的合力提供向心力，有
2
N v F mg m l
-= 解得
N (32cos )F mg θ=-
由牛顿第三定律知，小孩对秋千板的压力大小也等于
(32cos )mg θ-。

16． (本题9分)一质量M=0.8kg 的小物块，用长l=0.8m 的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质量m=0.1kg 的粘性小球以速度v 0=10m/s 水平射向小物块，并与物块粘在一起，小球与小物块相互作用时间极短可以忽略．不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 1．求：
（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和小物块共同速度的大小；
（1）小球和小物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；
（3）小球和小物块摆动过程中所能达到的最大高度．
【答案】（1）=2.0/v m s 共 （1）F=15N (3)h=0.1m
【解析】
（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒．
0)(mv M m v =+共
得:=2.0/v m s 共
（1）小球和物块将以v 共 开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F ，
2()()v F M m g M m L
-+=+共 得:15F N =
（3）小球和物块将以v 共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设它们所能达到的最大高度为h ，根据机械能守恒：
21+)()2
m M gh m M v =+共（ 解得:0.2h m =
综上所述本题答案是: （1）=2.0/v m s 共 （1）F=15N (3)h=0.1m
点睛:
（1）小球粘在物块上，动量守恒．由动量守恒，得小球和物块共同速度的大小．
（1）对小球和物块合力提供向心力，可求得轻绳受到的拉力
（3）小球和物块上摆机械能守恒．由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度．
17． (本题9分)宇航员站在某星球表面，从高h 处以初速度0v 水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是L ，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，求：该星球的质量M ． 【答案】2202
2hR v M GL = 【解析】
【分析】
【详解】
小球平抛过程
212
h gt = 0L v t =
以星球表面物体m 为研究对象：
2GMm mg R
= 解得：
2202
2hR v M GL = 点睛：由平抛运动的水平、竖直方向的规律可求出星球表面的重力加速度g ，根据重力等于万有引力，可求星球的质量．。