西藏拉萨中学2016-2017学年高一(下)期末物理试卷(解析版)

2016-2017学年西藏拉萨中学高一（下）期末物理试卷
一、选择题：（本题10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，1～6小题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列关于作用力、反作用力做功说法中正确的是（）
A．作用力做功，反作用力也必定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力做功的数值，一定等于反作用力做功的数值
D．作用力与反作用力功的代数和可能为零，也可能不为零
2．如图所示，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，假设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（）
A．mgh B．mgH C．mg（H+h）D．mg（H﹣h）
3．一只小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过30m宽的河，河水的速度为4m/s，则下列说法正确的是（）
A．船不能渡过河B．船渡河的速度一定为5m/s
C．船不能垂直到达对岸D．船渡河的时间不可能为10s
4．如图所示，质量为m的小球用细绳拴住，在竖直平面内做圆周运动，已知小球运动到最高点时对绳的拉力为mg，则小球运动到最低点时对绳的拉力为（）
A．3mg B．5mg C．7mg D．9mg
5．一个物体以初速V0水平抛出，经时间t，竖直方向速度大小为V0，则t为（）
A．B．C．D．
6．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为h 的坑，如图所示，在此过程中，下列说法正确的是（）
A．重力对物体做功mgH
B．物体重力势能减少mg（H+h）
C．若取地面为零势能面，物体在坑底时的重力势能为mgh
D．物体机械能守恒
7．2012年初，我国宣布北斗导航系统正式商业运行．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B 两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则（）
A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为
C．卫星l向后喷气就一定能追上卫星2
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功
8．如图所示，一小球m，用长L的悬线固定与一点O，在O点正下方处有一长钉．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子瞬间（）
A．小球速率突然增大B．小球角速度突然增大
C．小球向心加速度突然增大D．悬线的拉力突然增大
9．如图，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则（）
A．两物体落地时速率相同
B．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功不相同
C．落地时两个物体的机械能是相等的
D．两物体落地时，重力的瞬时功率相同
10．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示．从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f，则（）
A．0﹣t1时间内，汽车的牵引力等于
B．t1﹣t2时间内，汽车的功率等于
C．汽车运动的最大速度
D．t1﹣t2时间内，汽车的平均速度小于
二、实验题：（2小题，每空3分，共15分）
11．如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径．转动时皮带不打滑，则A、B两点的角速度之比ωA：ωB=，B、C两点向心加速度大小之比a B：a C=．
12．某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理“的实验．在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量m=1.00kg的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且0为开始打出的第一点，0A之间有若干点未标出，相邻计数数点的时间间隔为0.02s，重力加速度g取9.80m/s2．
（1）释放纸带前，纸带的（选填“0“或“C“）端在上面；
（2）重物从0运动到B的过程中，动能的变化量△E=J（取两位有效数字）；
（3）请列举一种能有效减小实验误差的做法．
三、计算题（3个小题，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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．）
13．汽车发动机的额定功率为60kw，汽车的质量为3×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍（重力加速度g=10m/s2）求：
（1）汽车保持额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是多少？
（2）汽车从静止开始，保持1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
14．1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径2R=32km，如该小行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？
（已知地球半径R0=6400km，地球的第一宇宙速度v1=8km/s）
15．如图所示，竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．小滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过A 点时的速度v A=6.0m/s．已知半圆形轨道光滑，半径R=0.40m，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.50，A、B两点间的距离l=1.10m．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）滑块运动到B点时速度的大小v B；
（2）滑块运动到C点时速度的大小v C；
（3）滑块从C点水平飞出后，落地点与B点间的距离x．
2016-2017学年西藏拉萨中学高一（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：（本题10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，1～6小题只有一个选项正确，7～10小题有多个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列关于作用力、反作用力做功说法中正确的是（）
A．作用力做功，反作用力也必定做功
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．作用力做功的数值，一定等于反作用力做功的数值
D．作用力与反作用力功的代数和可能为零，也可能不为零
【考点】62：功的计算；35：作用力和反作用力．
【分析】力做功的正负即决于力和位移的方向关系；根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况．
【解答】解：A、放在地面上的物体在运动时，地面对物体的摩擦力做功，但物体对地面的摩擦力不做功；故说明作用力作功时，反作用力不一定做功；故A 错误；
B、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，故B错误；
C、由A的分析可知作用力和反作用力做功的数值不一定相同，故C错误；
D、作用力和反作用力的代数和可能为零，如两物体位移相同时，作用力和反作用力做功的代数和即为零；但如A中情景时，两力做功的代数和不为零；故D 正确；
故选：D．
2．如图所示，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为
h，假设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（）
A．mgh B．mgH C．mg（H+h）D．mg（H﹣h）
【考点】6C：机械能守恒定律．
【分析】小球落到地面瞬间重力势能可直接得到﹣mgh，但动能不知道，机械能不好直接确定．但最高点时速度为零，动能为零，机械能很快求出，根据小球下落过程中机械能守恒，落地时与刚下落时机械能相等，就能求出小球落到地面前的瞬间的机械能．
【解答】解：以桌面为参考平面，小球在最高点时机械能：E=mgH
小球下落过程中机械能守恒，则小球落地时的机械能等于E，为mgH．
故选：B
3．一只小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过30m宽的河，河水的速度为4m/s，则下列说法正确的是（）
A．船不能渡过河B．船渡河的速度一定为5m/s
C．船不能垂直到达对岸D．船渡河的时间不可能为10s
【考点】44：运动的合成和分解．
【分析】将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间．通过判断合速度能否与河岸垂直，判断船能否垂直到对岸．
【解答】解：A、当静水速与河岸不平行，则船就一定能渡过河．故A错误．B、因为船的静水速的方向未知，根据平行四边形定则，无法判断船渡河的速度大小．故B错误．
C、根据平行四边形定则，由于船在静水中的速度小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸．故C正确．
D、当静水速与河岸垂直时，渡河时间t==s=10s．故D错误．
故选：C．
4．如图所示，质量为m的小球用细绳拴住，在竖直平面内做圆周运动，已知小球运动到最高点时对绳的拉力为mg，则小球运动到最低点时对绳的拉力为（）
A．3mg B．5mg C．7mg D．9mg
【考点】65：动能定理；4A：向心力．
【分析】根据牛顿第二定律求出小球在最高点的速度，根据动能定理求出小球到达最低点的速度，结合牛顿第二定律求出小球在最低点所受的拉力．
【解答】解：在最高点，根据牛顿第二定律得，，F1=mg，
解得，
根据动能定理得，，
解得最低点速度v2=，
根据牛顿第二定律得，，
解得F2=7mg．
故选：C．
5．一个物体以初速V0水平抛出，经时间t，竖直方向速度大小为V0，则t为（）
A．B．C．D．
【考点】43：平抛运动．
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据速度时间公式求出运动的时间．
【解答】解：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，则运动的时间t=．故
A正确，B、C、D错误．
故选：A．
6．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为h 的坑，如图所示，在此过程中，下列说法正确的是（）
A．重力对物体做功mgH
B．物体重力势能减少mg（H+h）
C．若取地面为零势能面，物体在坑底时的重力势能为mgh
D．物体机械能守恒
【考点】6C：机械能守恒定律．
【分析】根据重力做功由公式W G=mg△h即可求解；重力做功多少，重力势能就减少多少；根据物体距零势能面的高度，求物体在坑底时的重力势能．根据是否只有重力做功，分析物体的机械能是否守恒．
【解答】解：A、根据重力做功的公式可知：重力对物体做功W G=mg△h=mg （H+h）．故A错误．
B、重力对物体做功为mg（H+h），根据功能关系可知，物体重力势能减少mg （H+h）．故B正确．
C、若取地面为零势能面，物体在坑底时的高度为﹣h，则其重力势能为﹣mgh，故C错误．
D、物体落在坑中时阻力对物体要做功，则其机械能减少，故D错误
故选：B
7．2012年初，我国宣布北斗导航系统正式商业运行．北斗导航系统又被称为“双
星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B 两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则（）
A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为
C．卫星l向后喷气就一定能追上卫星2
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功
【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；4F：万有引力定律及其应用．
【分析】由==，可得出r相同则速度v大小相等，v变大则r
变大（做离心运动），再结合=mg即GM=g（黄金代换），即可求解．
【解答】解：A、根据=ma得，对卫星有=ma，可得a=，取地面一物
体由=mg，联立解得a=，可见A正确．
B、根据=mr得，T=①，又GM=g②，t=③，联立①②
③可解得t=，故B正确．
C、若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2．
D、卫星1由位置A运动到位置B的过程中，由于万有引力始终与速度垂直，故
万有引力不做功，D错误．
故选AB．
8．如图所示，一小球m，用长L的悬线固定与一点O，在O点正下方处有一长钉．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子瞬间（）
A．小球速率突然增大B．小球角速度突然增大
C．小球向心加速度突然增大D．悬线的拉力突然增大
【考点】4A：向心力；6C：机械能守恒定律．
【分析】把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，
线速度大小不变，半径发生变化，根据v=rω，a=判断角速度、向心加速度大小的变化，再根据牛顿第二定律判断悬线拉力的变化．
【解答】解：AC、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，根据向心
加速度公式a=得，线速度大小不变，半径变小，则向心加速度变大．故A错误，C正确，
B、根据v=rω，知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大．故B正确．
D、根据牛顿第二定律得：T﹣mg=得：T=mg+m．半径变小，则拉力变大．故D正确．
故选：BCD．
9．如图，小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则（）
A．两物体落地时速率相同
B．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功不相同
C．落地时两个物体的机械能是相等的
D．两物体落地时，重力的瞬时功率相同
【考点】6C：机械能守恒定律．
【分析】两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们的落地时的速度的大小，再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论．
【解答】解：A、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，故A正确；
B、重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，故B错误．
C、因两小球下落中均只有重力做功，因此机械能守恒，因质量相同，开始下落时的机械能相同，故落地时的机械能相等，故C正确；
D、重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同；两种情况下落地的方向不同，根据公式P=Fvcosθ，所以瞬时功率不同．故D错误．
故选：AC．
10．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示．从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f，则（）
A．0﹣t1时间内，汽车的牵引力等于
B．t1﹣t2时间内，汽车的功率等于
C．汽车运动的最大速度
D．t1﹣t2时间内，汽车的平均速度小于
【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；1I：匀变速直线运动的图像；66：动能定理的应用．
【分析】本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．
【解答】解：A、由题图可知，0～t1阶段，汽车做匀加速直线运动，a=，F1
﹣F f=ma，联立得，F1=m+F f，选项A错误；
B、在t1时刻汽车达到额定功率P=F1v1=，t1～t2时间内，汽车保持额定功率不变，选项B正确；
C、t2时刻，速度达到最大值v2，此时刻F2=F f，P=F2v2，v2==（+1）v1，选项C正确；
D、由v﹣t图线与横轴所围面积表示位移的大小可知，t1～t2时间内，汽车的平
均速度大于，选项D错误．
故选BC．
二、实验题：（2小题，每空3分，共15分）
11．如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A是大轮边缘上一点，
B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径．转动时皮带不打滑，则A、B两点的角速度之比ωA：ωB=1：2，B、C两点向心加速度大小之比a B：a C=4：1．
【考点】48：线速度、角速度和周期、转速．
【分析】靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点具有相同的角速度．根据v=rω，a=ω2r可得出A、B、C三点的角速度之比和向心加速度之比．
【解答】解：A、B两点的线速度相等，A的半径是B的半径的2倍，根据v=rω，知ωA：ωB=1：2．
点A、C共轴转动，角速度相等，即ωA：ωC=1：1．所以ωA：ωB：ωC=1：2：1 B、C具有相同的半径，根据a=rω2，知a B：a C=4：1
故答案为：1：2，4：1．
12．某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理“的实验．在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量m=1.00kg的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且0为开始打出的第一点，0A之间有若干点未标出，相邻计数数点的时间间隔为0.02s，重力加速度g取9.80m/s2．
（1）释放纸带前，纸带的C（选填“0“或“C“）端在上面；
（2）重物从0运动到B的过程中，动能的变化量△E=0.67J（取两位有效数字）；
（3）请列举一种能有效减小实验误差的做法多次测量求平均值．
【考点】MJ：探究功与速度变化的关系．
【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．【解答】解：（1）0点为打出来的第一个点，速度为0，与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以释放纸带前，纸带的C端在上面．
（2）利用匀变速直线运动的推论得：=1.1575m/s，
△E k=mv B2==0.67J，
（3）可以多次测量求平均值以减小实验误差．
故答案为：（1）C；（2）0.67；（3）多次测量求平均值．
三、计算题（3个小题，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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．）
13．汽车发动机的额定功率为60kw，汽车的质量为3×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍（重力加速度g=10m/s2）求：
（1）汽车保持额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是多少？
（2）汽车从静止开始，保持1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；37：牛顿第二定律．
【分析】（1）当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，根据P=fv m求出汽车的最大速度．
（2）根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间．
【解答】解（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，由P=Fv=fv m得：
v m==20m/s．
（2）由F﹣f=ma得牵引力为：
F=f+ma=0.1×3×104+3×103×1N=6000N，
则匀加速直线运动最大速度为：
v=m/s=10m/s，
由v=at得匀加速运动的时间为：
t==10s．
答：（1）汽车保持额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是20m/s；
（2）这一过程能维持10s时间．
14．1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径2R=32km，如该小行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？
（已知地球半径R0=6400km，地球的第一宇宙速度v1=8km/s）
【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力．
【分析】因题目中是将吴健雄星与地球相比较，故应根据万有引力定律分别对地球和吴健雄星列出方程，通过作比得出小行星的第一宇宙速度．
【解答】解：根据万有引力等于向心力得
=m
v=，
第一宇宙速度v===R
小行星的密度和地球的密度相同，直径2R=32km，即小行星的半径是地球的，
所以小行星第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比是==，
地球的第一宇宙速度v1=8km/s，所以小行星第一宇宙速度是20m/s，
答：小行星第一宇宙速度是20m/s．
15．如图所示，竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆
形轨道的最低点和最高点．小滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过A 点时的速度v A=6.0m/s．已知半圆形轨道光滑，半径R=0.40m，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.50，A、B两点间的距离l=1.10m．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）滑块运动到B点时速度的大小v B；
（2）滑块运动到C点时速度的大小v C；
（3）滑块从C点水平飞出后，落地点与B点间的距离x．
【考点】65：动能定理．
【分析】（1）从A到B利用动能定理即可求解．（2）从B到C利用机械能守恒定律求解．（3）据平抛运动分解为水平方向的匀速直线和竖直方向的自由落体运动．
【解答】解：（1）滑块从A运动到B的过程中，根据动能定理：﹣μmgl=﹣
代入数据解得：v B=5m/s
（2）滑块从B运动到C的过程中，取水平面为零势能平面，根据机械能守恒定
律：=mg•2R+
代入数据解得：v C=3.0m/s
（3）滑块从C水平飞出后做平抛运动．设飞行时间为t，则
水平方向：x=v C t
竖直方向：
联立并代入数据解得：x=1.2 m
答：（1）滑块运动到B点时速度的大小5m/s；
（2）滑块运动到C点时速度的大小3m/s；
（3）滑块从C点水平飞出后，落地点与B点间的距离1.2m．。