江西省上饶市高一物理下学期期末试卷(含解析)

上饶市2014-2015学年度第二学期期末教学质量测试
高一物理试题卷
本试卷分选择题和非选择题两部分，考试用时90分钟，卷面满分100分。

第I 卷(选择题 共40分)
一、选择题(本大题有10小题，每小题4分，共40分。

其中1～7题为单项选择题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；8～10题为多项选择题，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，请将正确答案写入题号内) l ．质点沿如图所示的轨迹从A 点运动到B 点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质点在C 点处受力的是
【答案】C
【解析】物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧．且(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；(3)当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变．故图C 正确。

【考点】曲线运动的条件
2．一物体从某高度以初速度v 0水平抛出，落地时速度大小为v t ，则它运动时间为
A ．
B ． c ． D ．
【答案】D
【解析】平抛运动的基本规律：(1)水平方向：做匀速直线运动，速度v x ＝v 0， (2)竖直方
向：做自由落体运动，速度v y ＝gt ， (3)合速度：v t ＝v 2x ＋v 2y ，联立解得t = ，选项D 正
确。

【考点】平抛运动的基本规律
3．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道如图所示，0点为磁道的圆心，A 、B 两点位于不同的
磁道上，硬盘绕0点匀速转动时，A 、B 两点的向心加速度
A ．大小相等，方向相同 B. 大小相等，方向不同
C ．大小不等，方向相同
D ．大小不等，方向不同
【答案】D
【解析】匀速圆周运动的向心加速度大小a n ＝r ω2，可知当角速度一定时，向心加速度跟半
径成正比，方向总是指向圆心．由此可以判定选项D 正确。

【考点】匀速圆周运动的向心加速度
4．一颗小行星环绕太阳作匀速圆周运动，半径是地球环绕半径的4倍，则它的环绕周期是
A ．2年
B ．4年
C ．8年
D ．16年 。

【答案】C
【解析】由万有引力等于向心力，即G Mm r 2＝m 4π2
T 2r ，得出T 小行星：T 地 = = 8，T 小行星= 8T 地 = 8年，选项C 正确。

【考点】万有引力和航天
5．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6．4倍，一个在地球表面重量为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N ，由此可推知该行星的半径与地球半径之比约为
A ．0．5
B ．2
C ．3．2
D ．4
【答案】B
【解析】解决天体(卫星)运动问题的基本思路：在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G Mm R 2＝mg =G 人 ，则得R 行星：R 地球 = = 2 ，选项B 正确。

【考点】万有引力及其应用
6．一小石子从高为10m 处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它
的重力势能(以地面为参考平面)，g=10 m ／s 2，则该时刻小石子的速度大小为
A ．5 m ／s
B ．10 m ／s
C ．15 m ／s
D ．20 m ／s
【答案】B
【解析】由自由落体运动规律有：v 2 = 2g(H – h) ,E K = mv 2 ; E P = mgh ; E P = E k ,联立
以上各式且将H = 10m, g=10 m/s 2代入解得该时刻小石子的速度大小v = 10m/s,选项B 正
确。

【考点】自由落体运动、动能和重力势能
7．汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动，汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P 与时间t 的关系图像中，能描述上述过程的是
【答案】C
【解析】汽车从静止开始先做匀加速直线运动，有F － F f ＝ma ，F ＝P v
，v = at ,则得： P = (ma+F f )v = (ma+F f )at ,P 与t 成正比关系；做匀速运动时有F ＝ F f ，则有P = F f v < (ma+F f )v ，所以图C 正确。

【考点】功和功率、动能定理
8．把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h ，若物体的质量为m ，所受的空气阻力恒为f ，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中
A ．重力所做的功为零
B ．重力所做的功为mgh
C ．空气阻力做的功为零
D ．空气阻力做的功为-2 fh
【答案】AD
【解析】在从物体被抛出到落回地面的全过程中,重力不做功，有W G = mgs = 0 ，选项A
正确，B 错误；摩擦力一直做负功，W f = f ×2h ×cos1800 = -2fh ，选项D 正确，C 错误。

0【考点】功
9．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使
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
与2相切于Q 点，轨道2与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，以下说法正确的是
A ．卫星在轨道3上的速率小于它在轨道1上的速率
B ．卫星在轨道3上的角速度大于它在轨道1上的角速度
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度
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】AD
【解析】卫星在1、3轨道做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm r 2＝m v 2
1r
， v ＝ ，r 3 > r 1 ，得v 3 < v 1 ,选项A 正确；根据G Mm r 2＝m ω2r ，得卫星在1、3轨道的角速度大小之比为 ＝ ,选项B 错误；G Mm r 2＝m a ,r 1Q = r 2Q ,r 2P =r 3P , 卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度等于它在轨道2上经过Q 点时的加速度，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,选项C 错误；D 正确。

【考点】卫星变轨问题
10．甲．乙两球的质量相等，悬线一长一短，将两球由图示位置的同一水平面无初速度释放，不计阻力，则对小球过最低点时的正确说法是
A ．甲球的动能与乙球的动能相等
B ．两球受到线的拉力大小相等
C ．两球的向心加速度大小相等
D ．相对同一参考面，两球的机械能相等
【答案】BCD
【解析】不计阻力，两球由同一水平面无初速度释放过程中只受重力作用，小球的机械能守
恒．故相对同一参考面，两球的机械能相等，选项D 正确；mgL = mv 2 = E K , L 甲 > L 乙 ，
小球过最低点时的动能E K 甲>E K 乙 ，选项A 错误；在最低点有：F 拉 – mg = ,a 向 = ，联立解得：F 拉 = 3mg ；a 向 = 3g ,选项B 、C 正确。

【考点】机械能守恒定律、向心力和向心加速度
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、实验题：(每空2分，共18分)
11．小杨同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验
(1)除了图1装置中的器材之外，还必须从图2中选取实验器材，其名称是
(2)指出图1装置中一处不合理的地方；
(3)小杨同学得到了如图3的一条纸带，读出0、5两点间的距离为 cm；
(4)计算打下计数点5时纸带速度的大小为 m／s（保留3位有效数字)。

【答案】（1）毫米刻度尺（刻度尺同样给分）
（2）重锤离打点计时器太远（相近答案同样给分）
（3）4.72～4.77cm (4) 0.910～0.915 m/s
【解析】（1）停表用于测时间，游标卡尺和螺旋测微计测长度量程太小，故只有选用刻度尺（2）重锤离打点计时器太远，纸带能打取的点太少，开始时重锤应靠近打点计时器。

（3）刻度尺读数为准确值+估计值+单位，X05 = X5– X0 = 4.72～4.77cm
(4) v5 = = 0.910～0.915 m/s
【考点】正确使用刻度尺、验证机械能守恒定律
12．在“研究平抛运动”实验中：．
(1)关于实验操作，下列说法正确的是。

A．固定轨道时斜槽末端可以是不水平的
B. 将斜槽末端槽口位置投影到坐标纸上．确定小球做平抛运
动的抛出点O
C．小球每次都应从斜槽上同一位置由静止开始滑下
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多
一些
(2)如图所示，是一位同学通过实验得到小球做平抛运动的轨迹，
请您帮助该同学算出小球做平抛运动的初速度大小 m／s，小球经过B点时竖直方向
．．．．上的速度大小 m／s。

(g取9．8m／s2)
【答案】（1）CD (2)1.4 3.5
【解析】（1）固定轨道时斜槽末端必须水平，小球飞出才做平抛运动，故选项A错误；小球做平抛运动的抛出点O为小球在斜槽末端槽口时的球心位置，选项B错误；小球每次都应从斜槽上同一位置由静止开始滑下,选项C正确；要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，选项D正确。

（2）平抛运动的基本规律在水平方向做匀速直线运动：x AB = x BC =x，t AB = t BC = T = ，速度v0＝，在竖直方向做自由落体运动， y BC - y AB =gT2 , 小球经过B点时竖直方向上的速度v By＝，联立各式且结合图中数据得小球做平抛运动的初速度v0＝ 1.4 m/s ，小球经过B点时竖直方向上的速度v By＝ 3.5m/s 。

【考点】研究平抛运动规律的实验
13．某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如图所示，在高度为h的光滑水平桌面上，沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m 的小钢球接触，弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌面边缘．使钢球压缩弹簧△x后由静止释放，钢球沿桌面水平飞出，落到水平地面，小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示，重力加速度为g。

试导出弹簧的弹性势能E P与m、h、s的关系为 .
分析实验数据，写出s 和△x 的关系为 .
【答案】 s △x (或：s = k △x ,k
为比例系数；也可以
写成 s = 3△x ) 【解析】钢球压缩弹簧△x 后由静止释放到钢球刚飞出的过程有：弹簧的弹性势能E P = mv 02
， 钢球沿桌面水平飞出做平抛运动有：h = gt 2 , s = v 0t ,联立解得：E P = ; 分析实验数据，可得出s 和△x 的关系是s △x (或：s = k △x ,k 为比例系数；也可以写成 s = 3△x )
【考点】平抛运动规律、功能关系
三、计算题(本大题有4小题，共42分。

请注意规范答题和书写)
14．(8分)灵山因山峦俊秀而成上饶新开发的重要风景区，其新建的索道气势宏伟。

某滑车(包括滑车里的人)总质量为m ，滑车从静止开始运动．经时间t 升高了h ，此过程钢丝绳拉该滑车平均功率为p ，则t 末滑车速度是多少？（不计空气阻力，重力加速度为g)
【答案】v =
【解析】由动能定理得：
Pt – mgh = mv 2 ·······6分
得：v = ······2分
【考点】功和功率、动能和动能定理
15．(10分)长为L 的细线，拴一质量为m 的小球，一端固定于O 点。

让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。

当摆线L 与竖直方向的夹角是θ时，求：
(1)线的拉力F ；
(2)小球运动的线速度大小；
【答案】(1) (2) 或
【解析】(1)以小球为研究对象，受竖直向下重力和绳子的拉力
竖直方向Fcos θ = mg 得F = ······3分
(2)根据牛顿第二定律，水平方向上 Fsin θ = ······3分
r = Lsin θ ······3分
联立方程计算得：v = 或 ·······1分
【考点】匀速圆周运动的应用
16．(12分)2013年12月2日，我国成功发射探月卫星“嫦娥三号”，该卫星在环月圆轨道绕行n 圈所用的时间为t ，月球半径为R 0，月球表面处重力加速度为g 0．
(1)请推导出“嫦娥三号”卫星离月球表面高度的表达式；
(2)地球和月球的半径之比为 = 4，表面重力加速度之比为 = 6，试求地球和月球的密度之比．
【答案】(1) h = (2) = 3/2
【解析】 (1)由题意知，“嫦娥三号”卫星的周期为T = ······(1分)
设卫星离月球表面的高度为h，由万有引力提供向心力得：
G = m(R0 + h)()2······2分
又 G = m/g0······2分
联立解得：h = – R0······1分
(2)设星球的密度为ρ，由G = m/g得GM=gR2······(1分)
ρ = M/V = ······2分
联立解得：ρ= ······(1分)
设地球、月球的密度分别为ρ0、ρ1，则： = ······(1分)
将 = 4， = 6代入上式，解得：ρ0 ：ρ1= 3 ：2 ······(1分)
【考点】万有引力定律及其应用
17．(12分)为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为 370、长为L= 2．0 m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。

其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。

一个质量为2kg的小物块以初速度v0 = 4．0 m／s，从某一高处水平抛出，恰从A 点无碰撞地沿倾斜轨道滑下。

已知物块与倾斜轨道AB的动摩擦因数μ= 0．5(g取10m／s2，sin370 = 0．6，cos370 = 0．8)：
(1)求小物块的抛出点和A点的高度差；
(2)求小物块沿着轨道AB运动的过程中克服摩擦力所做的功；
(3)为了让小物块能沿着轨道运动，并从E点飞出，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?
【答案】(1)h = 0．45m (2)W=16J (3)R≤0．66m ．
【解析】 (1)设从抛出点到A点的高度差为h，到A点时
有则有：
Mgh = mv y2，v y = ······(2分)
且v y/v0 = tan370·····1分
代入数据解得h=0．45m ………(1分)
(2)小物块沿着轨道AB运动的过程中克服摩擦力所做的功
W = mgLsinθ······ 2分
W = 16J ······（1分)
(3)小物体到达A点时的速度： v A = = 5m／s ······（1分)
从A到B，由动能定理：mgLsin37 0 - μmgcos370×L = mv B2 - mv A2······1分)
小物体从B到环最高点机械能守恒： mv B2 = mv P2 + mg×2R······1分)
要通过最高点，则在最高点有：m ≥ mg ······1分
解得R≤0．66m ······1分
【考点】向心力、功能关系、机械能守恒定律及其应用。