湖北高一高中物理期末考试带答案解析

湖北高一高中物理期末考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.下面说法正确的是（ ）
A ．物体的质量越大，动量一定越大
B ．物体的质量越大，动能一定越大
C ．力越大，力对物体的冲量就越大
D ．物体的动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零
2.下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（ ） A ．飘落的树叶 B ．沿滑梯下滑的人 C ．乘电梯匀速上升的人 D ．做自由落体运动的铅球
3.如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A 的受力情况，下列说法中正确的是（ ）
A ．摆球A 受重力、拉力和向心力的作用
B ．摆球A 受拉力和向心力的作用
C ．摆球A 受拉力和重力的作用
D ．摆球A 受重力和向心力的作用
4.关于功率，下列说法中正确的是（ ） A ．功率大的机械做的功多
B ．功率大的机械做功时用的时间少
C ．汽车上坡时，司机要用“换挡”的办法减小速度，其目的是在输出功率一定时，可以用此办法来获得较大的牵引力
D ．某汽车发动机的功率越大，则牵引力越大
5.在列车编组站里，一辆m 1=2.0×104kg 的货车在平直轨道上以v 1=2m/s 的速度运动，碰上一辆m 2=3.0×104kg 的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，则货车碰撞后运动的速度大小是（ ） A ．0.8m/s B ．0.9 m/s C ．0.7 m/s D ．0.85 m/s
6.一名运动员用力踢质量为 0.5kg 的足球，使球由静止以 20m/s 的速度飞出，假定运动员踢球瞬间对球平均作用力是 200N ，球在水平方向运动了20m 停止，那么人对球所做的功为（ ） A ．50 J B ．100 J C ．500 J D ．4 000 J
7.关于地球同步卫星，下列说中不正确的是（ ） A ．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 B ．它一定在赤道上空运行
C ．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D ．各国发射的这种卫星轨道半径都一样
8.质量为4kg 的物体被人由静止开始向上提升0.25m 后速度达到1m/s ，则下列判断错误的是（ ）
A ．人对物体做的功为12 J
B ．合外力对物体做的功为2 J
C ．物体克服重力做的功为10 J
D ．人对物体做的功等于物体增加的动能
9.雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是（ ） A ．雨滴下落时间与风速无关 B ．雨滴着地速度与风速无关 C ．风速越大，雨滴下落时间越长 D ．风速越大，雨滴着地时速度越大
二、不定项选择题
1.如图为常见的自行车传动示意图．A 轮与脚踏板相连，B 轮与车轴相连，C 为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下
说法正确的是（ ）
A ．
B 轮角速度比
C 轮角速度大 B ．A 轮角速度比C 轮角速度小
C ．B 轮边缘与C 轮边缘的线速度大小相等
D ．A 轮边缘与B 轮边缘的线速度大小相等
2.2016年9月25日，天宫二号由离地面h 1=380km 的圆形运行轨道，经过“轨道控制”上升为离地面h 2=393km 的圆形轨道，“等待”神州十一号的来访．已知地球的质量为M ，地球的半径为R ，引力常量为G ．根据以上信息可判断（ ）
A ．天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度大于第一宇宙速度
B ．天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度大于轨道h 1上的运行速度
C ．天宫二号在轨道h 1上的运行周期为
D ．天宫二号由圆形轨道h 1进入圆形轨道h 2运行周期变大
3.如图所示，质量为m 的小球从距离地面高H 的A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为 g ．关于小球在刚接触地面到速度
变为零的过程中，下列说法中正确的有（ ）
A ．小球的机械能减少了mgh
B ．小球克服阻力做的功为mg （H+h ）
C ．小球所受阻力的冲量等于
D ．小球动量的改变量大小等于
三、实验题
1.如图是探究重锤下落过程中“机械能守恒定律”的实验装置．下列实验步骤操作合理的排列顺序是__（填写步骤前
面的字母）
A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上
B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C ．取下纸带，更换新纸带重新做实验
D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E ．选择一条理想纸带，用刻度尺测出重物下落的高度h 1，h 2，h 3，…h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…v n
F ．分别算出mv n 2和mgh n ，在实验误差允许范围内看是否相等．
2.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W 、2W 、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v ，记录数据如下．请思考并回答下列问题
功W
W
2W
3W
4W
5W
6W
（1）实验中木板略微倾斜，这样做__（填答案前的字母）． A ．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B ．是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C ．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D ．是为了使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动 （2）据以上数据，在坐标纸中作出W ﹣v 2图象． （3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与
__．
四、简答题
1.如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s 的初速度沿水平方向抛出．小球经过1s 落地．不计空气阻力，g=10m/s 2．则
（1）小球抛出时离地面的高度是多少？
（2）小球从抛出点到落地点的水平位移大小是多少？ （3）小球落地时的速度大小是多少？
2.质量为m=0.2kg 的小球竖直向下以v 1=6m/s 的速度落至水平地面，再以v 2=4m/s 的速度反向弹回，小球与地面
的作用时间t=0.2s，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s2）．求
（1）小球与地面碰撞前后的动量变化？
（2）小球受到地面的平均作用力是多大？
3.国庆期间进行特技飞行表演的飞机，在竖直平面内做匀速圆周运动，圆周半径R=1000m，飞机的飞行速度为
v=90m/s，飞行员的质量为60kg，（取g=10m/s2），求飞机运动到最高点时座椅对飞行员的作用力大小和方向？4.如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R．质量为m的
小球由A点静止释放，求：
（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
的大小；
（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F
N
（3）小球通过粗糙的水平面BC滑上固定光滑曲面，恰达最高点D，后返回滑到到水平面BC的中点停下，求D
到地面的高度为h．
湖北高一高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.下面说法正确的是（）
A．物体的质量越大，动量一定越大
B．物体的质量越大，动能一定越大
C．力越大，力对物体的冲量就越大
D．物体的动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零
【答案】D
=mv2可知，物体的质量越【解析】根据P=mv可知，物体的质量越大，动量不一定越大，选项A错误；根据E
k
大，动能不一定越大，选项B错误；根据I=Ft可知，力越大，力对物体的冲量不一定就越大，选项C错误；根据
动量定理可知，物体的动量发生了变化，则物体在这段时间内的合外力一定不为零，选项D正确；故选D.
2.下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（）
A．飘落的树叶
B．沿滑梯下滑的人
C．乘电梯匀速上升的人
D．做自由落体运动的铅球
【答案】D
【解析】飘落的树叶在空中运动的过程中，除了受重力，树叶还受到空气的阻力，则树叶的机械能不守恒，故A
错误．沿滑梯下滑的人，除重力做功外，还受阻力的作用，则其机械能不守恒，故B错误．人乘电梯匀速上升的
过程中，重力势能增加，动能不变，则其机械能必定增加，故C错误．做自由落体运动的铅球只受到重力的作用，则机械能守恒，故D正确．故选D.
点睛：本题考查了机械能守恒的判断，关键要知道机械能守恒的条件是只有重力做功，和机械能的概念，即可正确解题.
3.如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（）
A ．摆球A 受重力、拉力和向心力的作用
B ．摆球A 受拉力和向心力的作用
C ．摆球A 受拉力和重力的作用
D ．摆球A 受重力和向心力的作用
【答案】C
【解析】小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受重力和线的拉力，由它们的合力提供向心力，向心力是按照力的效果命名的，不是单独的一个力，所以摆球A 受拉力和重力的作用，故C 正确，ABD 错误。

4.关于功率，下列说法中正确的是（ ） A ．功率大的机械做的功多
B ．功率大的机械做功时用的时间少
C ．汽车上坡时，司机要用“换挡”的办法减小速度，其目的是在输出功率一定时，可以用此办法来获得较大的牵引力
D ．某汽车发动机的功率越大，则牵引力越大
【答案】C
【解析】根据W=Pt 可知，功率大的机械做的功不一定多，还要看时间，选项A 错误；功率大的机械做相同的功时用的时间少，选项B 错误；根据P=Fv 可知，汽车上坡时，司机要用“换挡”的办法减小速度，其目的是在输出功率一定时，可以用此办法来获得较大的牵引力，选项C 正确；根据P=Fv 可知，某汽车发动机的功率越大，则牵引力不一定越大，选项D 错误；故选C.
5.在列车编组站里，一辆m 1=2.0×104kg 的货车在平直轨道上以v 1=2m/s 的速度运动，碰上一辆m 2=3.0×104kg 的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，则货车碰撞后运动的速度大小是（ ） A ．0.8m/s B ．0.9 m/s C ．0.7 m/s D ．0.85 m/s
【答案】A
【解析】两列车碰撞过程动量守恒，以m 1的初速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：m 1v 1=（m 1+m 2）v ， 解得：
；故选A.
6.一名运动员用力踢质量为 0.5kg 的足球，使球由静止以 20m/s 的速度飞出，假定运动员踢球瞬间对球平均作用力是 200N ，球在水平方向运动了20m 停止，那么人对球所做的功为（ ） A ．50 J B ．100 J C ．500 J D ．4 000 J
【答案】B
【解析】对皮球，从静止到离开脚飞出过程，由动能定理得：W 人＝mv 2−0
可求得人对皮球做功：W 人＝
×0.5×400＝100J ，故选B ．
点睛：本题容易犯的错误是，将人对球的作用力对应的位移当成20m ，从而误选D ．此类题目一定要注意过程的选择，以及物理量与过程的对应.
7.关于地球同步卫星，下列说中不正确的是（ ） A ．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 B ．它一定在赤道上空运行
C ．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D ．各国发射的这种卫星轨道半径都一样
【答案】A
【解析】地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据，
得：
，r 越大，v 越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A 错误，C 正确;
它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平
面上，这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动，一定在赤道上空运行,故C正确；根据万有引力提供向心力，列出等式：，其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周
期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．由于
轨道半径一定，选项D正确；此题选项错误的选项，故选A.
点睛：地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小.
8.质量为4kg的物体被人由静止开始向上提升0.25m后速度达到1m/s，则下列判断错误的是（）
A．人对物体做的功为12 J
B．合外力对物体做的功为2 J
C．物体克服重力做的功为10 J
D．人对物体做的功等于物体增加的动能
【答案】D
【解析】A、根据功能原理知，人对物体做的功等于物体机械能的增加量，
即：，故A正确，D错误；
B、由动能定理知，合外力对物体做的功等于物体动能的增加量，
即：，故B正确；
C、物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，即：，故C正确。

点睛：人对物体做功，即为除重力以外的力做功，所以会导致物体机械能变化；而重力势能的变化由重力做功决定，对于合力做功可以由动能变化来确定，此题关键要理解并掌握功与能的关系。

9.雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是（）
A．雨滴下落时间与风速无关
B．雨滴着地速度与风速无关
C．风速越大，雨滴下落时间越长
D．风速越大，雨滴着地时速度越大
【答案】AD
【解析】将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，两个分运动相互独立，雨滴下落时间与竖直高度有关，与水平方向的风速度无关．故A正确C错误；着地的速度等于分速和落地竖直速度的合速度，故雨滴着地速度与风速有关，选项B错误；风速越大，落地时，雨滴水平方向分速度越大，合速度也越大．故D正确．故选AD．
【考点】运动的合成和分解
【名师点睛】此题是对运动的合成和分解问题的考查；解题时要将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，两个分运动具有独立性．则雨滴下落时间与竖直高度有关，与水平方向的风速度无关．风速越大，落地时，雨滴水平分速度越大，合速度也越大。

二、不定项选择题
1.如图为常见的自行车传动示意图．A轮与脚踏板相连，B轮与车轴相连，C为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下
说法正确的是（）
A．B轮角速度比C轮角速度大
B．A轮角速度比C轮角速度小
C．B轮边缘与C轮边缘的线速度大小相等
D．A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等
【答案】BD
【解析】轮AB 边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A 轮边缘与B 轮边缘的线速度大小相等，根据公式v=rω，线速度相等时，半径小的角速度大，所以A 轮角速度比B 轮角速度小；而B 与C 属于同轴转动，二者的角速度是相等的，所以A 轮角速度比C 轮角速度小．故B 正确，A 错误；轮B 边缘与C 轮边缘的点在同一个轮子上，所以B 轮边缘与C 轮边缘的角速度相同，而r C ＞r B ，据公式v=ωr 可知，B 轮边缘与C 轮边缘的线速度大小不相等，故C 错误；轮AB 边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A 轮边缘与B 轮边缘的线速度大小相等．故D 正确；故选BD.
点睛：本题关键明确两种常见的传动方式的特点：同缘传动边缘点线速度相等，同轴传递角速度相等.
2.2016年9月25日，天宫二号由离地面h 1=380km 的圆形运行轨道，经过“轨道控制”上升为离地面h 2=393km 的圆形轨道，“等待”神州十一号的来访．已知地球的质量为M ，地球的半径为R ，引力常量为G ．根据以上信息可判断（ ）
A ．天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度大于第一宇宙速度
B ．天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度大于轨道h 1上的运行速度
C ．天宫二号在轨道h 1上的运行周期为
D ．天宫二号由圆形轨道h 1进入圆形轨道h 2运行周期变大
【答案】CD
【解析】根据万有引力提供向心力得：
所以：
;由于“天宫二号”的轨道半径大于地球的半
径，所以天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度小于第一宇宙速度．故A 错误； 根据
，由于h 1＜h 2，可知，天宫二号在圆形轨道h 2上运行的速度小于轨道h 1上的运行速度．故B 错误；
“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力， ，解得在轨道h 1上的运行周
期：
，故C 正确；“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
，解得周期：
，天宫二号由圆形轨道h 1进入圆形轨道h 2轨道半径增大，
则运行周期增大，故D 正确；故选CD.
点睛：本题考查了万有引力定律的应用，知道飞船绕地球做圆周运动，靠万有引力提供圆周运动的向心力，理解第一宇宙速度的物理意义.
3.如图所示，质量为m 的小球从距离地面高H 的A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为 g ．关于小球在刚接触地面到速度
变为零的过程中，下列说法中正确的有（ ）
A ．小球的机械能减少了mgh
B ．小球克服阻力做的功为mg （H+h ）
C ．小球所受阻力的冲量等于
D ．小球动量的改变量大小等于
【答案】BD
【解析】小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg （H+h ），则小球的机械能减小了mg
（H+h ）．故A 错误．对全过程运用动能定理得，mg （H+h ）-W f =0，则小球克服阻力做功W f =mg （H+h ）．故B 正确．落到地面的速度 ，对进入泥潭的过程运用动量定理得，I G +I f ＝0−m
，知阻力的冲量大小不
等于m ．故C 错误．落到地面的速度v=，对进入泥潭后的速度为0，所以小球动量的改变量大小等
于m
．故D 正确．故选BD.
点睛：解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向，运用动量定理解题需考虑速度的方向.
三、实验题
1.如图是探究重锤下落过程中“机械能守恒定律”的实验装置．下列实验步骤操作合理的排列顺序是__（填写步骤
前面的字母）
A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上
B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C ．取下纸带，更换新纸带重新做实验
D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E ．选择一条理想纸带，用刻度尺测出重物下落的高度h 1，h 2，h 3，…h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…v n
F ．分别算出mv n 2和mgh n ，在实验误差允许范围内看是否相等．
【答案】ADBCEF
【解析】实验时先组装器材，步骤为：将打点计时器竖直安装在铁架台上，将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带，然后进行实验，步骤为：接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，取下纸带，更换新纸带重新做实验，最后实验数据处理，步骤为：选择一条理想纸带，用刻度尺测出重物下落的高度
，计算出对应的瞬时速度
，分别算出
和
，在实验误差允许范围内看
是否相等，则实验步骤操作合理的排列顺序是ADBCEF 。

点睛：对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验。

2.为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W 、2W 、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v ，记录数据如下．请思考并回答下列问题
（1）实验中木板略微倾斜，这样做__（填答案前的字母）． A ．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B ．是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C ．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D ．是为了使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动 （2）据以上数据，在坐标纸中作出W ﹣v 2图象． （3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与
__．
【答案】 C W ﹣v 2图象如图:
小车速度平方成正比 【解析】
（1）木板略微倾斜，是为了平衡摩擦力，使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故C 对。

（2）图像如图所示。

（3）W-v 2图为过原点的直线，则力对小车做的功与小车的速度的平方成正比。

【考点】探究力对物体做功与速度的关系的实验。

【名师点睛】做实验题时，关键弄清楚该实验的实验原理。

此实验中橡皮筋对小车做的功为小车的合功，与小车速度平方成正比。

四、简答题
1.如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s 的初速度沿水平方向抛出．小球经过1s 落地．不计空气阻力，g=10m/s 2．则
（1）小球抛出时离地面的高度是多少？
（2）小球从抛出点到落地点的水平位移大小是多少？ （3）小球落地时的速度大小是多少？
【答案】（1）5m ；（2）5m ；（3）
【解析】（1）小球做平抛运动，利用运动的合成与分解的方法 小球在竖直方向上做匀变速直线运动，由
得小球抛出时离地面的高度为h="5m" （2）小球在水平方向上做匀速直线运动，由 得小球从抛出点到落地点的水平位x=5m （3）小球落地时竖直方向的速度 小球落地时的速度
或
2.质量为m=0.2kg 的小球竖直向下以v 1=6m/s 的速度落至水平地面，再以v 2=4m/s 的速度反向弹回，小球与地面的作用时间t=0.2s ，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s 2）．求 （1）小球与地面碰撞前后的动量变化？ （2）小球受到地面的平均作用力是多大？
【答案】（1）2kg•m/s ，方向竖直向上；（2）12N ．
【解析】（1）取竖直向上为正方向，碰撞地面前小球的动量 碰撞地面后小球的动量
小球与地面碰撞前后的动量变化
方向竖直向上
（2）小球与地面碰撞，小球受到重力G和地面对小球的作用力F，
由动量定理
得小球受到地面的平均作用力是F=12N
3.国庆期间进行特技飞行表演的飞机，在竖直平面内做匀速圆周运动，圆周半径R=1000m，飞机的飞行速度为
v=90m/s，飞行员的质量为60kg，（取g=10m/s2），求飞机运动到最高点时座椅对飞行员的作用力大小和方向？【答案】114N，方向竖直向上．
【解析】由竖直平面内的匀速圆周运动可知，若飞行员上升到最高点只由重力提供向心力，则飞机需要的速度为
由牛顿第二定律得
由于实际飞机飞行速度所以座椅表现出对飞行员有向上的作用力F,
由牛顿第二定律
得飞机运动到最高点时座椅对飞行员的作用力大小F=114N，方向竖直向上
4.如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R．质量为m的
小球由A点静止释放，求：
（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
的大小；
（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F
N
（3）小球通过粗糙的水平面BC滑上固定光滑曲面，恰达最高点D，后返回滑到到水平面BC的中点停下，求D 到地面的高度为h．
【答案】（1）（2）3mg；（3）
【解析】（1）小球从A滑至B的过程，由动能定理得：
则得小球滑到最低点B时的速度大小为：
（2）在最低点B，小球受到重力G和支持力FN作用，
由牛顿第二定律得：
得轨道对小球的支持力大小
（3）从A到D的过程，受到的摩擦力为f, BC段的长度为SBC
由动能定理得：
从D到CB中点的过程，由动能定理得：
得D点到地面的高度：。