1、- 1 -福建省永春县第一中学 2017-2018高一下学期期末考试物理试题一、单项选择题1.在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越的贡献，以下关于物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是（ ）A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值B. 开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础C. 牛顿通过计算首次发现了海王星D. 哥白尼提出了行星运动三定律【答案】B【解析】A. 牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，故 A错误；B. 开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础。故 B正确。C. 海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨
2、道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星海王星。美国天文学家汤博发现冥王星，故 C错误。D. 开普勒发现了行星运动三大定律。故 D错误。故选：B2.下列描述各种物体的运动过程中，不满足机械能守恒的是（ ）A. 做平抛运动的物体B. 匀速下落的跳伞运动员C. 光滑曲面上滑下的物体D. 椭圆轨道上运行的卫星【答案】B【解析】物体做平抛运动，只受重力，机械能守恒，故 A不符合题意；跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小故 B符合题意；沿光滑斜面下滑的物体只有重力做功，机械能守恒，选项 C不符合题意；在轨道
3、上运行的卫星只有地球的引力做功，机械能守恒，选项 D不符合题意；故选 B.- 2 -3.一个物体在相互垂直的恒力 F1和 F2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去 F2，则物体以后的运动情况是 （ ）A. 物体做匀变速曲线运动B. 物体做变加速曲线运动C. 物体沿 F1的方向做匀加速直线运动D. 物体做直线运动【答案】A【解析】试题分析：一个物体在相互垂直的恒力 F1和 F2作用下，由静止开始沿两力的合力方向上做匀加速直线运动经过一段时间后，突然将撤去 F2，则物体出现了合力，方向即为 F1方向，大小为 F1F 1方向与此时的速度不共线，所以做曲线运动，由于合力的大小与方向不变，所
4、以做匀变速曲线运动因此 A正确，BCD 均错误；故选 A考点：曲线运动【名师点睛】本题即考查了物体做曲线运动的条件，还考查了学生对匀变速运动的理解，把这两部分内容理解透彻就不会出错了判定直线运动与曲线运动的方法，同时做曲线运动条件是加速度与速度不共线，而不是加速度变化4.在国际单位制中，万有引力常量的单位是（ ）A. Nm 2/kg2 B. kg2/Nm 2C. Nkg 2/m2 D. m2/Nkg 2【答案】A【解析】万有引力定律 公式中，质量 m的单位为 kg，距离 r的单位为 m，引力 F的单位为N，由公式推导得出，G 的单位为 N.m2/kg2.故选：A.5.要使两物体间的万有引力减小
5、到原来的 ，下列办法不正确的是( )A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变B. 使其中一个物体的质量减小到原来的 ，距离不变C. 使两物体间的距离增大到原来的 2倍，质量不变- 3 -D. 两物体的质量和距离都减小到原来的【答案】D【解析】【详解】使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律 可知，万有引力变为原来的 ，选项 A正确；使其中一个物体的质量减小到原来的 ，距离不变，根据万有引力定律 可知，万有引力变为原来的 ，选项 B正确；使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律 可知，万有引力变为原来的 ，选项 C正确；使两物体间的距离和质量都减为原来的 ，根据万有
6、引力定律 可知，万有引力与原来相等，选项 D错误。故选 ABC.6.如图示喷枪是水平放置且固定的，图示虚线分别为水平线和竖直线。 A、 B、 C、 D四个液滴可以视为质点；不计空气阻力，已知 D、C、B、A 与水平线的间距依次为 1 cm、4cm、9 cm、16 cm 要下列说法正确的是( )A. A、 B、 C、 D四个液滴的射出速度相同B. A、 B、 C、 D四个液滴在空中的运动时间是相同的C. A、 B、 C、 D四个液滴出射速度之比应为 1234- 4 -D. A、 B、 C、 D四个液滴出射速度之比应为 34612【答案】D【解析】AB. 液滴在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运
7、动，竖直方向做自由落体运动。设喷枪到墙的水平距离为 x，液滴到墙时下落的高度为 h，则有：x=v0t，h= ；可得：t= ，v 0=x ，由题图知：ABCD 四个液滴的水平距离 x相等，下落高度 h不等，则射出的初速度一定不同，运动时间一定不同。故 AB错误；CD.四个液滴下落高度之比为：16:9:4:1由 v0=x 和数学知识可得：液滴出射速度之比应为 3:4:6:12，故 C错误，D 正确。故选：D点睛：液滴在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据运动学公式分别列出初速度和时间的表达式，即可进行解答7.质量为 m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变当汽
8、车加速度为 a，速度为v时发动机的功率为 P1；当功率为 P2时，汽车行驶的最大速度应为( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】对汽车受力分析，设受到的阻力的大小为 f，由牛顿第二定律可得 Ff=ma，所以 F=f+ma，所以功率 P1=Fv=(f+ma)v，解得 f= ma，当功率恒为 P2时，设最大速度为 v，则 P2=Fv=fv，所以 v= = ，故 ABC错- 5 -误，D 正确。故选：D.点睛：对汽车受力分析，由牛顿第二定律，可以求得汽车运动过程中的受到的阻力的作用，再由 P=Fv=fv可以求得汽车的最大速度8.如图所示，可视为质点的、质量为 m的小球，现在最低点给小球一个初
9、速度，使其在半径为 R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中不正确的是（ ）A. v的最小值为 2B. 当 v 时，外侧轨道对小球有作用力C. 当 v 由 2 逐渐增大时，在最高点轨道对小球的弹力逐渐增大D. 当 v 由 逐渐增大时，在最高轨道对小球的弹力逐渐增大【答案】C【解析】A. 圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为 0，根据机械能守恒，小球在最低点的最小速度 v=2 ， 故 A正确；B.当小球在最高点受到轨道的作用力为零时，v 1= ，根据机械能守恒 ，小球在最低点的速度为 v2= 。当最低点的速度 v2 时，在最高点速度大于 ，外侧轨道对小球有作用力，
10、故 B正确；C当 v 由 2 逐渐增大时，在最高点轨道对小球的弹力向上，逐渐减小，故 C错误；D当 v 由 逐渐增大时，在最高轨道对小球的弹力向下，逐渐增大，故 D正确；本题选错误的答案，故选：C.二、多项选择题9.以下四个物理实验情景中，有渗透“放大”思想方法的是( )- 6 -A. 显示桌面受力形变 B. 显示玻璃瓶受力形变 C. 测定引力常数 D. 探究分力合力的关系【答案】ABC【解析】A观察桌面形变时，由于形变微小故通过光线反射，运用放大来体现，故 A正确；B及显示玻璃瓶受力形变时，通过细管来放大液面是否上升，故 B正确；C测万有引力常数时，使转动的位移放大，故 C正确；D探究合力分
11、力的关系时，采用的等效替代法，故 D错误。故 ABC正确，D 错误。故选：ABC10.2017年 5月 23日，第八届中国卫星导航学术年会在上海召开，本届年会以“定位，万物互联”为主题。据悉中国将于 2017年下半年开始发射北斗三号卫星。北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道 1上，然后在 P处变轨到椭圆轨道 2上，最后由轨道 2在 Q处变轨进入圆轨道 3，轨道 1、2 相切于 P点，轨道 2、3 相切于 Q点忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（ ）A. 该卫星从轨道 1变轨到轨道 2需要在 P处减速B. 该卫星在轨道从轨道 1到轨道 2再到轨
12、道 3，机械能逐渐减小C. 该卫星在轨道 3的动能小于在轨道 1的动能D. 该卫星稳定运行时，在轨道 3上经过 Q点的加速度等于在轨道 2上 Q点的加速度【答案】CD【解析】该卫星从轨道 1变轨到轨道 2需要在 P处加速，选项 A错误；该卫星在轨道从轨道 1到轨道2需要点火加速，则机械能增加；从轨道 2再到轨道 3，又需要点火加速，机械能增加；故- 7 -该卫星在轨道从轨道 1到轨道 2再到轨道 3，机械能逐渐增加，选项 B错误；根据 可知，该卫星在轨道 3的速度小于在轨道 1的速度，则卫星在轨道 3的动能小于在轨道 1的动能，选项 C正确；根据 可知，该卫星稳定运行时，在轨道 3上经过 Q点
13、的加速度等于在轨道 2上 Q点的加速度，选项 D正确；故选 CD.11.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为 M，到小环的距离为 L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为 F.小环和物块以速度 v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子 P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为 g.下列说法正确的是( )A. 小环碰到钉子 P时，绳中的张力大于 2FB. 物块上升的最大高度为C. 速度 v不能超过D. 若小环碰到杆上的钉子 P后立刻以 的速度反弹，这时绳的张力等于 +Mg【答案】CD【解析】A
14、. 小环碰到钉子 P时，物体 M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力等于夹子与物体间的摩擦力，由于物块在夹子中没有滑动，拉力一定小于2F，故 A错误；B. 依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有： ，那么物块上升的最大高度为 h= ，故 B错误；- 8 -C因夹子对物体 M的最大静摩擦力为 2F，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，对物体M，则有：2FMg= ，解得：v= ，故 C错误；D. 若小环碰到杆上的钉子 P后立刻以 的速度反弹，绳的张力 T-Mg=M ，T= +Mg， 故 D正确。故选：CD.12.如图所示，一倾角为 a的固定斜面下端固定一挡
15、板，一劲度系数为 k的轻弹簧下端固定在挡板上现将一质量为 m的小物块从斜面上离弹簧上端距离为 s处，由静止释放，已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ，物块下滑过程中的最大动能为 Ekm，小物块运动至最低点,然后在弹力作用下上滑运动到最高点，此两过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 物块下滑刚与弹簧接触的瞬间达到最大动能B. 下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值大C. 下滑过程物块速度最大值位置比上滑过程速度最大位置高D. 若将物块从离弹簧上端 2s的斜面处由静止释放，则下滑过程中物块的最大动能大于 2Ekm【答案】BC【解析】A. 物块刚与弹簧接触的瞬间，弹簧的弹
16、力仍为零，仍有 mgsinmgcos，物块继续向下加速，动能仍在增大，所以此瞬间动能不是最大，当物块的合力为零时动能才最大，故 A错误； B. 根据动能定理，上滑过程克服重力和摩擦力做功总值等于弹力做的功。上滑和下滑过程弹力做的功相等，所以下滑过程克服弹簧弹力和摩擦力做功总值比上滑过程克服重力和摩擦力做功总值大，故 B正确；C. 合力为零时速度最大。下滑过程速度最大时弹簧压缩量为 x1，则mgsin=kx 1+mgcos，x 1= ；上滑过程速度最大时弹簧压缩量为 x2，则 - 9 -kx2= mgsin+mgcos，x 2= ；x 1E p，即 mgxsinmgxcosE p0，所以得E k
17、m2Ekm.故 D错误。故选：BC.二、实验题13.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力做功的关系” ，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中 A为小车，B 为打点计时器，C 为弹簧测力计，P 为小桶（内有沙子） ，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点（1）该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清晰的某点开始记为零点，依次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离 x，计算出它们与零点之间的速度平方差v2=v2v 02，弹簧秤的读数为 F，小车的质量为
18、m，然后建立v 2x坐标系，通过描点法得到- 10 -的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率为_ （填写表达式）（2）若测出小车质量为 0.4 kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为_N（3）本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量_（填“是”或“否” ）【答案】 (1). （1） (2). （2）1 (3). （3）否【解析】（1）由动能定理可得： ，所以有： ，可知图象的斜率等于 。（2）由图可知，图象的斜率为 5；合外力 F=1N；（3）本实验不需要用小桶（含内部沙子）的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量。1
19、4.某同学利用图示装置验证小球摆动过程中机械能守恒，实验中小球摆到最低点时恰好与桌面接触但没有弹力，D 处（箭头所指处）放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面，P 是一刻度尺。该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量 A位置到桌面的高度 H、桌面到地面的高度 h及小球平抛运动的水平位移 x即可。（1）测量 A位置到桌面的高度 H应从_ （填“球的上边沿” “球心”或“球的下边沿” ）开始测。（2）实验中多次改变 H值并测量与之对应的 x值，利用作图象的方法去验证。为了直观地表述 H和 x的关系（图线为直线） ，若用横轴表示 H，则纵轴应表示 _。 （填“x” 、“x2”
20、或“ ”）（3）若小球下摆过程中机械能守恒，则 h、H 和 x的关系为 H= _。【答案】 (1). （1）球的下边沿； (2). （2）x 2； (3). （3）- 11 -【解析】:(1)测量 A位置到桌面的高度 H,即球做圆周运动下降的高度,因为到达桌面时是球的下沿与桌面接触,所以测量的高度 H应从球的下边沿开始测.(2)根据 得: 则平抛运动的初速度为 :, 若机械能守恒,有: 即为: ,若用横轴表示 H,则纵轴应表示(3)由(2)知,若小球下摆过程中机械能守恒,则 h、H 和 x的关系为: 点睛：根据球先做圆周运动,再做平抛运动,结合平抛处理规律,即可求解平抛的初速度,算出对应的动能
21、,再由刻度尺量出高度,算出重力势能,进而得以验证机械能守恒,因球落地时,球下边沿与地面接触,从而可确定结果三、计算题15.以速度 v0水平抛出一个质量为 m的小球，当其竖直分位移与水平分位移相等时（不计空气阻力，重力加速度为 g） ，求：（1）小球的瞬时速度大小；（2）小球重力做功的瞬时功率。【答案】 （1） v = （2） P= 2mg v0【解析】（1）水平分位移 x=v0t，竖直分位移 h= ，由题意知 v0t= ，得 t= ，小球的瞬时速度：v= ；- 12 -（2）设重力做功的瞬时功率为 P，则 P=mgvy=mggt=2mgv0；点睛：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向
22、上做自由落体运动，根据竖直位移和水平位移相等，求出运动的时间，从而得出竖直分速度，结合平行四边形定则求出瞬时速度的大小；根据 P=Gvy求解重力的瞬时功率。16.一名宇航员到达半径为 R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为 m的小球，上端固定在 O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕 O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小 F随时间 t的变化规律如图乙所示。F 1、F 2已知，引力常量为 G，忽略各种阻力。求：（1）星球表面的重力加速度；（2）卫星绕该星的第一宇宙速度；（3）星球的密度。【答案】 （1） （2）【解析】（1）由图知：小球做圆周运动在最
23、高点拉力为 F2，在最低点拉力为 F1设最高点速度为 ，最低点速度为 ，绳长为在最高点： 在最低点： 由机械能守恒定律，得由，解得 - 13 -（2） = 两式联立得：v=（3）在星球表面： 星球密度： 由，解得 点睛：小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出重力加速度；万有引力等于重力，等于在星球表面飞行的卫星的向心力，求出星球的第一宇宙速度；然后由密度公式求出星球的密度 17.如图所示，一轻绳跨过光滑的小定滑轮，一端与在倾角为 37的光滑斜面上的小物体 m1连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物体 m2连接，滑轮到竖直杆的距离为 1
24、.2m。现在让物体 m2从与滑轮等高的 A点由静止释放，设斜面和杆足够长，m 1不会碰到滑轮，m 2不会碰到地面，已知：m 2的质量为 m, g取 10m/s2（1）若 m2下滑到距 A点 1.6m的 C点时，其速度刚好为 0，求 m1增加的重力势能及物体 m1的质量；（2）若 m2=0.36m1，当 m2下滑到距 A点 0.9m的 B点时，求此过程绳对 m2做的功。【答案】 （1）E P= 1.6mg； （2）-7m【解析】【详解】 （1）由几何关系知：m 2下滑到 C点，m 1上升了 L 2=0.8m - 14 -此时两者速度均为 0，由系统机械能守恒定律得： 解得： ， m 1 = m
25、E P= m1gh2 =1.6mg （2）由几何关系知：m 2下滑到 B点，m 1上升了 L 1=0.3m 此时两者速度关系为： 由系统机械能守恒定律得： 解得：v 1=1.2m/s，v 2=2m/s mghAB + WF= 解得：w F =-7m点睛：若 m2下滑到距 A点 1.6m的 C点时，其速度刚好为 0，m 1的速度也为 0，由系统机械能守恒求解质量之比；以两个物体组成的系统为研究对象，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒两个物体沿绳子方向的分速度相等根据系统的机械能守恒和速度关系联合求解速度大小根据动能定理，可求绳对 m2做的功。18.如图，在竖直平面内，一半径为 R的光滑圆弧轨道
26、 ABC和水平轨道 PA在 A点相切。 BC为圆弧轨道的直径。 O为圆心， OA和 OB之间的夹角为 ， （ =37 0）一质量为 m的小球沿水平轨道向右运动，经 A点沿圆弧轨道通过 C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在 C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为 g。求：（1）水平恒力的大小和小球到达 C点时速度的大小；（2）小球到达 A点时动能的大小；（3）小球从 C点落至水平轨道所用的时间。- 15 -【答案】 （1） ； （2） （3）【解析】（1）设水平恒力的大小为 F0，小球到达 C
27、点时所受合力的大小为 F。由力的合成法则有 设小球到达 C点时的速度大小为 v，由牛顿第二定律得由式和题给数据得F0= mg v= （2）设小球到达 A点的速度大小为 v1，作 ，交 PA于 D点，由几何关系得由动能定理有 由式和题给数据得，小球在 A点的动能大小为EK= （3）小球离开 C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为 g。设小球在竖直方向的初速度为 ，从 C点落至水平轨道上所用时间为 t。由运动学公式有 由 式和题给数据得- 16 -点睛：根据小球在 C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，合力提供向心力，列方程联立求解即可；从 C到 D，应用动能定理可求 A点的动能；竖直方向做竖直下抛运动，求出竖直初速度，根据位移时间关系可求时间。
