山东省泰安市2016-2017学年高一下学期期末考试物理试

一、选择题：共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分
1．一个做匀速直线运动的质点，突然受到一个与运动方向垂直的恒力作用时，且原来作用在质点上的力不发生改变，关于质点的运动说法正确的是
A．一定做直线运动
B．一定做匀变速运动
C．可能做直线运动，也可能做曲线运动
D．可能做匀速圆周运动
2．如图所示，一小船位于100m宽的河的正中央A点处，从这里向下游m处由一危险区，当时水流速度为6m/s，为了使小船避开危险区直线到达对岸，那么小球航行的最小速度（静水中）为
A．2m/s B．C．4m/s D．3m/s
3．如图所示，绳子一端拴着物体M，另一端绕过滑块系在水平向左运动的小车的P点，图示时刻滑轮左侧的绳子与水平方向成 ，则
A．若小车匀速运动，则M加速上升
B．若小车匀速运动，则M减速上升
C．若小车做加速运动，则M匀速上升
D．若小车做加速运动，则M减速上升
4．中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。

现有一可视为均匀球体的中子星，观测到它的自转周期为130
T s =，要维持该星体的保持稳定，不致因自转而瓦解的最小密度ρ约是（引力常数11326.6710/G m kg s -=⨯⋅）
A ．1431.2710/kg m ρ=⨯
B ．1331.2710/kg m ρ=⨯
C ．1531.2710/kg m ρ=⨯
D ．1631.2710/kg m ρ=⨯
5．汽车在平直公路上以速度0v 匀速行驶，发动机功率为P ，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率理解减小一半并保持该功率继续行驶，以下四个图像中，哪个图线正确表示从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系
6．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以
A ．减小球对手的冲量
B ．减小球的动量变化率
C ．减小球的动量变化率
D ．减小球的动能变化量
7．如图所示，光滑水平面上有甲乙两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量1M =2kg ，车上另有一个质量为m=1kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车总质量2M =4kg ，以0v =7m/s 的速度向甲车运动，甲车为了不和乙车相撞，向乙车水平发射小球m （乙上有接收装置使小球最终停在乙车上），则甲车相对地面发射小球的最小水平速度是
A．6m/s B．9m/s C．12m/s D．8m/s
8．在地面上方某一点将小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度和加速度之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
9．通过观测冥王星的卫星，可以推算处冥王星的质量。

假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。

这两个物理量可以是A．卫星的质量和轨道半径
B．卫星的速度和角速度
C．卫星的质量和角速度
D．卫星的运行周期和轨道半径
10．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道I绕月飞行，如图所示，之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道III上绕月球做匀速圆周运动，对此，下列说法正确的是
A．卫星在轨道III上运动的速度小于月球的第一宇宙速度
B．卫星在轨道III上运动的周期比在轨道I上打
C．卫星在轨道III上运动到P点的加速度等于沿轨道I运动到P点的加速度
D．I、II、II三种轨道运行相比较，卫星在轨道I运行的机械能最大
11．如图所示，固定的竖直刚好长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），
则在圆环下滑到最大距离的过程中
A．圆环机械能与弹簧弹性时间之和保持不变
B．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
C
D．圆环的加速度逐渐减小
12．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的
固定斜面，其运动的加速度为2
3
g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过
程中物体
A．重力势能增加了mgh
B．动能损失了4
3 mgh
C．克服摩擦力做功1
6 mgh
D．机械能损失了1
2 mgh
二、实验题
13．某同学用图示装置研究平抛运动及其特点。

他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。

（1）他观察到的现象是：小球A 、B__________（填“同时”或“不同时”）落地；
（2）让A 、B 球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A 球在空中运动的时间将___________（填“变长”、“不变”或“变短”）。

14．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A 点处由一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离，b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点的瞬时速度，实验时滑块在A 处由静止开始运动。

（1）滑块通过B 点的瞬时速度可表示为_____________________；
（2）某次实验测得的倾角θ=30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量可表示为k E ∆=____________，系统的重力势能减少量可表示为p E ∆=_________，在误差允许的范围内，若P p E E ∆=∆则可认为系统的机械能守恒。

三、解答题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

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，跳台滑雪运动员在专用滑雪板上，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，设一位运动员由a 点沿水平方向跃起，到山坡b 点
着陆，测得ab 间距L=75m ，山坡倾角θ=37°，山坡可以看成一个斜面，运动员可以看成质点。

（不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，210/g m s =），求：
（1）运动员起跳后他在空中从a 到b 飞行的时间；
（2）运动员在a 点的起跳速度；
16．宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为0.20.42A B m kg m kg ==，的小球A 、B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A 粘连，另一端与小球B 接触而不粘连。

现使小球A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度00.1/v m s =做匀速直线运动，如图所示，过一段时间突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两球仍沿直线运动，从弹簧与小球B 刚刚分离开始计时，经时间t=3.0s ，两球之间的距离增加了s=2.7m ，求弹簧被锁定时的弹性势能P E
17．如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R ，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A 以某一速度冲进轨道。

到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的小球B 发生碰撞，小球B 的质量是小球A 的2倍，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N 点为2R ，已知小球A 的质量为m ，重力加速度为g ，忽略圆管内径，空气阻力以及各处摩擦均不计。

求：
（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间；
（2）小球A 冲进轨道时对轨道N 点的压力大小。

18．如图，一长木板位于光滑水平面上，长木板的左端固定一挡板，木板和挡板的总质量为M=3.0kg ，木板的长度为L=1.5m ，在木板右端有一小物块，其质量m=1.0kg ，小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，它们都处于静止状态，重力加速度210/g m s =。

（1）若小物块以初速度0v 沿木板上表面向左滑动，小物块恰好能运动到左端挡板处，求0v 的大小；
（2）若小物块以初速度13/v m s =沿木板向左滑动，小物块与挡板相撞后，恰好能回到右端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能。

物理答案
1B 2D 3A 4A 5C 6B 7D 8BC 9BD 10ACD 11AC 12AB
13、（1）同时（2）不变
14、（1）b t （2）()22
2M m b t +（3）()2M m gd - 15、（1）运动员做平抛运动，其位移为L ，将位移分解，其竖直方向上的位移21sin 2
L gt θ=①
解得3t s == （2）水平方向上的位移0cos L v t θ=，故运动圆在a 点的起跳速度
0c o s 20/L v m s t
θ=
= 16、由机械能守恒：222200121111+2222A B P A B m v m v E m v m v ++=① 由运A 、B 两球满足动量守恒()012A B A B m m v m v m v +=+②
动学公式12v t v t S -=③
代入数据，解①②③方程可得0.054J P E =
17、（1）粘合后两球做平抛运动，2122R gt =①，解得t =
（2）两小球碰撞后的速度v ，由平抛运动公式2R=vt ③，v =
在M 点，小球A 的碰撞前速度为1v ，由动量守恒定律()12mv m m v =+⑤，解得
1v =
在N 点，小球A 的速度为0v ，小球从N 点到M 点机械能守恒，220111222
mv mgR mv =+
⑦ 在N 点小球A 受轨道支持力20v F mg m R -=⑧ 解⑦⑧解得14F mg =
由牛顿第三定律小球A 对轨道N 点压力为14mg ，
18、（1）设木板和物块最终共同的速度为v ，由动量守恒定律()0m M v mv += 对木板和物块系统，由功能关系可知()2201122
mgL mv m M v μ=-+，解得02/v m s = （2）动量守恒定律可知，木板和物块最后也要达到共同速度2v ，()21m M v mv += 射碰撞过程中损失的机械能为E ∆
对木板和物块系统的整个运动过程，由功能关系有()221211222
mgL E mv m M v μ+∆=-+
由以上各式解得21122Mm E v mgL M m μ∆=-+ 代入数据可得0.375J E ∆=。