四川省遂宁高中2016-2017学年高一(下)期末物理试卷(解析版)

四川省遂宁市高中2016-2017学年高一（下）期末物理试卷
考试时间90分钟，总分100分
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．如图所示，物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6J，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
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60 m
B．渡河的时间可能少于20 s
C．以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为80 m
D．河水的流速越大，渡河的时间一定越长
3．如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（g=10m/s2）（）
A．15 m/s B．20 m/s C．25 m/s D．30 m/s
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
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
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．落地时的速度相同
C．落地时重力的功率相同 D．落地时的动能相同
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．v0sinθC．v0cosθD．
8．两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，m A=1kg，
m B=2kg，v A=6m/s，v B=3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为（）
A．v A=4m/s，v B=4m/s B．v A=2m/s，v B=5m/s
C．v A=﹣4m/s，v B=6m/s D．v A=7m/s，v B=2.5m/s
9．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，将卫星送人同步圆轨道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点时加速度大于它在轨道2上经过Q点时加速度
D．卫星在轨道1上经过Q点时加速度等于它在轨道2上经过Q点时加速度
10．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轮绕过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
二、实验题（共计16分）
11．（6分，每空3分）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υ1、υ2．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．
12．（每空2分）图1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
图2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0.02s打一个点．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据可算出（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．
三、计算题（共计44分）背面作答，注意步骤。

13．（8分）我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空．到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3．求：
（1）月球质量M；
（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v．
14．（12分）水平面上静止放置一质量为m=0.2kg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秒末到达额定功率，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=10m/s2，电动机与物块间的距离足够远，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．
15．（12分）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=0.5kg的小物块（可视为质点）之间的动摩擦因数μ=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
=10m/s．取g=10m/s2，则：
道的最低点B时撤去拉力，此时速度v
B
（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．
16．（12分）如图所示，已知半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连．一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开圆轨道．若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：
（1）分别经过C、D时的速度；
（2）小球释放的高度h；
（3）水平CD段的长度．
2016-2017学年高一（下）期末物理试卷答案
一、不定项选择题
1. A 解：合力做功等于各分力做功的代数和（分力做功有正负），与分力之间的夹角无关，故力F 1、F 2的合力对物体做功为6+8=14J ； 选项A 正确，BCD 错误．故选：A
2．C 【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸．
【解答】解：A 、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，所以船的位移一定大于60m ．故A 错误．
B 、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：t min =
=
=20s ，故B 错误．
C 、船以最短时间20s 渡河时沿河岸的位移：x=v 水t min =4×20m=80m ，即到对岸时被冲下80m ，C 正确．
D 、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短，与水流的速度无关．故D 错误．故选：C
3．B 【解答】解：根据牛顿第二定律得，，即
解得：r=40m ．当摩擦力为零时，
支持力为零，有：mg=
，解得
．故B 正确，A 、C 、D 错误．故选B ．
4．A 分析A 、弹簧和小球系统中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，机械能总量守恒，A 正确； B 、小球不断下降，重力势能不断减小，故B 错误；
C 、小球从b 到c 过程，先加速和减速，故动能先变大后变小，故C 错误；
D 、小球从a 到c 过程中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，机械能总量守恒，而在最高点和最低点动能都为零，故减少的重力势能全部转化为弹性势能，故D 错误；
5．B 【解答】解：A 、因为a 、b 两球下落的高度之比为2：1，根据h=gt 2得，t=
，则飞行时间
之比为：1，故A 错误． B 、小球落在斜面上时，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； C 、a 、b 两球的水平位移之比为2：1，时间
之比为
：1，根据v 0=知，初速度之比为
：1，故C 错误． D 、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 a 2+mgh a ）：（mv b 2+mgh b ），将v a ：v b =
：1，h a ：h b =2：1，代入解得
E Ka ：E kb =2：1，故D 错误．
6．D 【解答】解：A 、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； B 、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，故B 错误； C 、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C 错误； D 、根据机械能守恒定律得到落地时动能相等，故D 正确；
7．A 【解答】解：将A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子的速度等于A
沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度v=
．故A 正确，BCD 错误．故选：A
8．AB【解答】解：两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全
非弹性碰撞，由动量守恒定律得：M
A v
A
+M
B
v
B
=（M
A
+M
B
）v，代入数据解得：v=4m/s，
如果两球发生完全弹性碰撞，有：M
A v
A
+M
B
v
B
=M
A
v
A
′+M
B
v
B
′，由机械能守恒定律得：
，代入数据解得：v
A ′=2m/s，v
B
′=5m/s，
则碰撞后A、B的速度：2m/s≤v
A ≤4m/s，4m/s≤v
B
≤5m/s，故A、B正确，C、D错误．
9．BD【解答】解：AB、根据万有引力提供向心力，得，ω=．由此可知，
轨道半径越大，速度和角速度都越小，故A错误、B正确．CD、根据万有引力提供向心力，
得，所以卫星在轨道1上经过Q点时加速度等于它在轨道2上经过Q点时加速度，故C错误、D 正确．
10．AD【解答】解：①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：ω
a ：ω
b
=3：2根据ω=2πn，有：
n a ：n
b
=3：2根据a=vω，有：a
a
：a
b
=3：2 ②轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：ω
b
：ω
c
=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
综合得到：v
a ：v
b
：v
c
=3：3：2 ω
a
：ω
b
：ω
c
=3：2：2 n
a
：n
b
：n
c
=3：2：2 a
a
：a
b
：a
c
=9：6：4
二、实验题（共计16分）
11． m1v1﹣m2v2=0 ；使物体不受摩擦力作用，系统所受合外力为零．
12．（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是 A 和 F
①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为0.86 J．
②打B点时重物的动能为0.81 J．
（2）由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功．
【解答】解：（1）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，所以不需要测出重物和夹子的质量，故A不需要．
物体下落的时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表测重物下落的时间，故F不需要．
故选：A和F．
①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量△E
p
=mgh=0.5×9.8×0.176J=0.86J．
②B点的速度=1.8m/s，则B点的动能
=0.81J．
三、计算题（共计44分）
13．解：（1）设：月球半径为RG=mg…①
月球的质量为：M=…②
由①②得：M=…③
（2）万有引力提供向心力：G=m…④
由①②得：R=…⑤
由④⑤得：v==…⑥
答：（1）月球质量M=；
（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度为．
14．【解答】解：（1）根据图象知匀加速的加速度为a=m/s2=0.4m/s2
f=μmg=0.1×0.2×10=0.2N
根据F=f+ma=0.2+0.2×0.4=0.28N
=0.28×0.8=0.224W
（2）2s末电动机达到额定功率P=Fv
2
==m/s=1.12m/s
（3）当F=f时，速度达最大，v
m
答：（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小为0.28N；
（2）电动机的额定功率为0.224W；
（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度为1.12m/s．
15．【解答】解：（1）物块在水平面上运动时，由牛顿第二定律得：
F﹣μmg=ma
解得 a=4m/s2；
==12.5m
则AB间的距离 S
AB
=37.5J
拉力F做功 W=FS
AB
（2）由牛顿第二定律 N﹣mg=m
解得 N=30N
由牛顿第三定律得物块对轨道的压力N′=N=30N
（3）从B到C的过程，由机械能守恒定律得
2mgR+=
物块离开C点后做平抛运动，则
2R=
x=v
t
C
代入数据解得 x=4m
答：（1）拉力F做了37.5J的功；
（2）经过B点后瞬间，物块对轨道的压力是30N；
（3）BD间的距离是4m．
，16、【解答】解：（1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C点时的速度为v
c 通过甲环最高点速度为v′，根据小球对最高点压力为零，有
①
取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律
②
由①、②两式消去v′，可得
③
同理可得小球滑过D点时的速度
④
所以小球经过C点的速度为经过D点的速度为
（2）小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至C点时机械能守恒，有
⑤
由③、⑤两式联立解得
h=2.5R
因此小球释放的高度为2.5R
（3）设CD段的长度为l，对小球滑过CD段过程应用动能定理
⑥ 由③、④、⑥三式联立解得
则有水平CD段的长度为
2017年8月18日 01:14
By BoliviA。