高一物理学年度第二学期期中考试试题解析.docx
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高一物理学年度第二学期期中考试试题解析
高一物理2017-2018学年度第二学期期中考试试题解析
一、选择题（本大题共12小题,每小题4分,共40分。
其中1—7小题只有一个选项符合题意；8—12小题有多个选项符合题意。
选全得4分,不全得2分，有错选或不选得0分。
）
1.小球做匀速圆周运动的过程中，以下各量不发生变化的是（）
A.线速度B.向心力C.周期D.向心加速度
【答案】C
【解析】试题分析：
在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是周期和角速度，所以C正确．
考点：
线速度、角速度和周期、转速．
点评：
对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．
2.用长为l的细绳拴着质量为M的小球在竖直平面内作圆周运动，下列说法正确的是（）
A.小球在圆周运动的最高点绳子的拉力一定不可能为零
B.小球在圆周运动的最高点速度一定是
C.小球在圆周运动的最低点拉力一定大于重力
D.小球在圆周运动的最高点所受的向心力一定是重力
【答案】C
【解析】在最高点，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，当小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，此时有：
Mg=M
，解得：
v=
，当绳子拉力不为零时，速度不是
，故ABD错误；在最低点，有：
F-Mg=M
，则绳子的拉力F=Mg+M
＞Mg，故C正确。
故选C。
3.宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（）
A.只能从较低轨道上加速
B.只能从较高轨道上加速
C.只能从与空间站同一高度轨道上加速
D.无论在什么轨道上，只要加速都行
【答案】A
【解析】试题分析：
解答本题需掌握：
飞船做匀速圆周运动的向心力有引力提供，当引力大于需要的向心力时，飞船做向心运动；当飞船受到的万有引力小于所需要的向心力时，飞船做离心运动；飞船的线速度、角速度都与轨道半径一一对应．
解：
飞船做匀速圆周运动时，引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，可以知道速度与轨道半径的关系为v=
A、在较低轨道上，当飞船加速时，在原轨道运行所需要的向心力变大，但万有引力大小不变，故引力不足以提供向心力，飞船会做离心运动，可飞到较高的轨道与空间站对接；故A正确．
B、在较高轨道上或在空间站同一高度的轨道上，当飞船加速时，飞船做离心运动，轨道半径增大，飞到更高的轨道，将不能与空间站对接．故BC错误．
D、由上知D错误．
故选A．
【点评】解决本题关键要结合离心运动和向心运动的条件进行分析．
4.下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是（）
A.为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B.通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度可以不同
C.不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
D.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
【答案】D
【解析】同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故A错误，D正确；通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，线速度也相等，B错误；不同国家发射通信卫星的地点不同，但射通信卫星是同步卫星，轨道固定不变，所以这些卫星轨道一定在同一平面内，故C错误；
【点睛】地球同步卫星有四个“定”：
定轨道、定高度、定速度、定周期，
5.如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到
时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（）
A.
B.
C.
D.0
【答案】A
【解析】设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有
，当绳的拉力减为
时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有
，根据动能定理得
，所以绳的拉力所做功的大小为
，故A正确，BCD错误。
6.火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为50m/s，则下列说法中正确的是（）
A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力
C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力
【答案】B
【解析】试题分析：
当火车在该弯道实际运行速度为30m/s，火车有近心运动的趋势，因此仅内轨对车轮有侧压力，故选A
考点：
考查离心和近心运动
点评：
本题难度较小，注意实际速度和临界速度的关系是判断近心运动和离心运动的关键
7.如图所示，长为L的细绳，一端系着一只小球，另一端悬于O点，将小球由图示位置由静止释放，当摆到O点正下方时，绳被小钉挡住.当钉子分别处于图中A、B、C三个不同位置时，小球继续摆的最大高度分别为h1、h2、h3，则（）
A.h1＞h2＞h3B.h1=h2=h3C.h1＞h2=h3D.h1=h2＞h3
【答案】D
【解析】小球的释放点距D点的高度为
，即与B点等高。
当光滑小钉位于A、B两处时，由机械能守恒可知，小球将摆到与B等高处，即h1=h2；当光滑小钉位于C处时，假设小球能从释放点到B点，由机械能守恒可得，到B点时速度vB=0，根据牛顿第二定律：
，解得：
，要使小球运动到B点，速度应满足
，所以不能到达B点。
所以h1=h2＞h3，故D正确，ABC错误。
8.关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是（）
A.作用力做功，反作用力一定做功
B.作用力做正功，反作用力可能做负功
C.作用力和反作用力可能都做负功
D.作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零
【答案】BC
【解析】相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功，故A错误；作用力做正功，反作用力也可以做负功，比如两个木块叠放静止，给下面木板一个初速度，则两个摩擦力一个做正功，一个做负功，故B正确；一对作用力和反作用力可能都做负功。
例如，两辆相向行驶的实验小车在发生碰撞的过程中，它们间的相互冲击力都做负功，故C正确；用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故作用力和反作用力对发生相互作用的系统做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定为零，故D错误。
所以BC正确，AD错误。
9.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为
g，在物体下
落h的过程中，下列说法中正确的应是（）
A.物体的动能增加了
mghB.物体的机械能减少了
mgh
C.物体克服阻力所做的功为
mghD.物体的重力势能减少了mgh
【答案】ACD
【点睛】决本题的关键知道合力做功等于各力做功的代数和，知道合力做功等于动能的变化量，重力做功等于重力势能的减小量．
10.质量相同的两个小球，分别用长l和2l的细绳悬挂在天花板上，分别拉起小球，使细绳伸直呈水平状态后轻轻释放，当小球到达最低位置时（）
A.它们的线速度大小相等B.它们的角速度相等
C.它们的向心加速度相等D.绳对球的拉力相等
【答案】CD
【解析】根据动能定理：
，解得：
，可知细绳越长速度越大，故A错误；角速度为：
，可知两球的角速度不等，故B错误；向心加速度为
，可知与l无关。
所以两球的向心加速度相等，故C正确；根据F-mg=ma，解得F=mg+ma=3mg，所以细绳对两球拉力大小相等，故D正确。
所以CD正确，AB错误。
11.如图所示，A和B两个小球固定在轻杆的两端，质量分别为m和2m，此杆可绕穿过其中心的水平轴O无摩擦转动。
现使轻杆从水平位置无初速释放，发现杆绕O沿顺时针方向转动，则轻杆从释放起到转动900的过程中（）
A.B球的重力势能减少，动能增加
B.A球的重力势能增加，动能减少
C.轻杆对A球和B球都做正功
D.A球和B球的总机械能是守恒的
【答案】AD
【解析】B球向下加速运动，重力做正功，重力势能减小，动能增加，故A正确；A球向上运动，位置升高，重力势能增加，速度增加，动能增加，故B错误；轻杆对A做正功，对B做负功，故C错误；A、B组成的系统在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。
所以AD正确，BC错误。
12.如右图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下.不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中（）
A.弹簧与重物的总机械能守恒
B.弹簧的弹性势能增加
C.重物的重力势能和动能的总和减少
D.在最低点时弹簧弹力等于小球的重力
【答案】ABC
【解析】由A到B的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，即弹簧与重物的总机械能守恒，故A正确；在运动的过程中，弹簧的形变量增大，则弹簧的弹性势能增加，故B正确；在整个运动的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，而弹簧的弹性势能增加，重力势能和动能的总和减少，故C正确；小球到达最低点时，弹簧的形变程度最大，大于重力，故D错误。
所以ABC正确，D错误。
二、实验题（18分）
13.用落体法验证机械能守恒定律的实验中，
（1）运用公式
对实验条件的要求是___________，为此所选择的纸带第1、2点间的距离应接近_____________。
（2）若实验中所用重锤的质量m=1kg，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，所标数值单位为毫米，则记录B点时，重锤的的速度vB=_____________，重锤的动能Ek=____________，从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是__________，（以上三空保留两位有效数字）由此可得出的结论是________________。
（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以h为横轴画出的图像应是图3-A-7-2中的哪个（______）
A.
B.
C.
D.
【答案】
（1）.打第一个点时，重物初速度为零
（2）.2mm（3）.0.59m/s（4）.0.17J（5）.0.18J（6）.重锤下落过程中机械能守恒（7）.C
【解析】
（1）运用
验证时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始。
打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物下落的距离为：
，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm。
（2）利用匀变速直线运动的推论：
，重锤的动能为：
。
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×10×0.176J=0.18J。
得出的结论是在误差允许范围内，重锤下落过程机械能守恒。
（3）物体自由下落过程中，有：
，可得：
，所以以
为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误。
14.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图5－10所示，实验主要过程如下：
（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…；
（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、…；
（3）作出W－v草图；
（4）分析W－v图象．如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝
等关系．
以下关于该实验的说法中正确的是________．
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W….所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．
【答案】ABC
【解析】试题分析：
当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算．因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故A正确；小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故B正确；本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故C正确；本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系．这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故D错误。
考点：
考查了探究功与速度变化的关系
三、计算题（共34分，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位.）
15.如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道固定在水平地面上，A、B两点在同一竖直线上，质量为m的小球以某一初速度从C运动自A点进入轨道，它经过最高点B处飞出又落回到C点，AC=2R，求小球自A点进入轨道时的速度大小.
【答案】
【解析】试题分析：
小球从B到C过程为平抛运动，根据平抛运动的分位移公式列式求出小球在B点的速度；
解：
小球从B到C过程为平抛运动，根据平抛运动的分位移公式，有
水平方向：
2R=vBt…①
竖直方向：
2R=
…②
解得：
vB=
小球从A到B过程只有重力做功，机械能守恒，根据守恒定律，有
mg•（2R）+
=
…③
联立①②②解得：
vA=
答：
小球自A点进入轨道时的速度大小为
．
16.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g=10m／s2。
（1）汽车保持额定功率不变从静止起动后，当汽车的加速度为2m／s2时速度多大?
（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m／s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间?
【答案】
（1）4m/s
（2）16s
【解析】汽车运动中所受的阻力大小为
F′=0.1mg=0.1×5×103×10N=5×103N
（1）汽车保持恒定功率起动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大。
设当汽车的加速度为2m／s2时牵引力为F1，由牛顿第二定律得F1－F′=ma
得F1=F′+ma=5×103N＋5×103×2N=1.5×104N
汽车的速度为v=
m／s="4"m／s
（2）当汽车以恒定加速度0.5m／s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F2，由牛顿第二定律得F2－F′=ma
得F2=F′+ma=5×103N＋5×103×0.5Ｎ=7.5×103Ｎ
汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为vt=
m／s="8"m／s
则汽车匀加速运动的时间为
t=
s="16"s
思路分析：
当汽车以额定功率行驶时，随着汽车速度的增加，汽车的牵引力会逐渐的减小，所以此时的汽车不可能做匀加速运动，直到最后牵引力和阻力相等，到达最大速度之后做匀速运动．
试题点评：
题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉
17.如图所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为120°，半径R为2.0m，一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处，以初速4.0m／s沿斜面向下运动.若物体与两斜面的动摩擦因数为0.02，则物体在两斜面上（不包括圆弧部分）一共能走多长路程?
（g取10m／s2）
【答案】280m
【解析】试题分析：
本题的关键分析物体运动过程，由于能量损失，物体最终在B、C之间往复运动，根据能量守恒定律物体减少的机械能等于系统产生的内能，列出表达式即可求解．
解：
根据题意可知，由于斜面有摩擦圆弧光滑，所以物体经过多次上下运动最终将在B、C之间往复运动，由于斜面与圆弧面相切，根据几何知识可知OB连线应与AB垂直，又OE连线与斜面底端垂直，所以斜面的倾角应是60°
，由能量守恒定律得：
mg（h﹣Rsin30）+
m
=μmgscos60°，
解得s=280m．
故物体在两斜面上一共能走280m．
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