解析湖南省长沙市铁路一中学年高一下学期期末考试物理试题.docx

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解析湖南省长沙市铁路一中学年高一下学期期末考试物理试题

高一年级下学期期末考试物理试卷

一、选择题

1.子弹以v＝1　000m/ｓ的速度斜向上射出,速度方向与水平方向的夹角为６0°，如图所示.若将该速度分解到水平方向vｘ和竖直方向vy，则水平方向ｖx的大小为（　）

A.0　　B.　500　m/sC.　Ｄ.　１０0０m/s

【答案】Ｂ

【解析】

对ｖ向ｘ轴和y轴进行正交分解，在ｘ轴上的分量为:

，Ｂ正确.

2．甲、乙、丙三船在同一河流中渡河，船头和水流方向如图所示，已知三船在静水中的速度均大于水流速度v0，则

A.甲船可能垂直到达对岸　　B．乙船可能垂直到达对岸

Ｃ．丙船可能垂直到达对岸　D.　都不可能垂直到达对岸

【答案】A

【解析】

试题分析:

由于三个船速都大于水速，故只有甲船可能垂直到达对岸，而乙的速度与河岸的方向垂直、丙船是斜向下的，故它俩是不可能垂直到达对岸的，故A是正确的。

考点：

速度的合成。

3．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点A，Ｂ，C．下列说法中正确的是（　）

A.　A、B的角速度相同

B.　Ａ、C的角速度相同

Ｃ.B、C的线速度相同

Ｄ．Ｂ、C的角速度相同

【答案】D

【解析】

A、B两点是有同一条皮带相连,因为同一皮带轮上的线速度大小相同，故,B和Ｃ是同轴转动,因为同一轮上的角速度相同,所以,A、B两点的半径不同，根据可知A、B两点的角速度不等，Ａ和C两点的角速度也不同,AB错误D正确;因为B、Ｃ半径不同，结合，根据可知B、C两点的线速度不同，C错误.

4．如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离处有一小木块随圆盘一起转动,则木块转动所需的向心力是由（　）提供的。

Ａ.木块所受的重力

B．圆盘对木块的支持力

C.圆盘对木块的静摩擦力

D．圆盘对木块的支持力和静摩擦力的合力

【答案】C

【解析】

【详解】木块做匀速圆周运动,合力指向圆心，对木块受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图

重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力。

故C正确，ABD错误。

故选C。

5.开普勒第二定律告诉我们:

对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,如图所示，某行星绕太阳运动轨道为椭圆，该行星在近日点A时的速度大小为vＡ，在远日点B时的速度大小为ｖB，则vA、vB的大小关系为（　）

Ａ.　

B.

C.　

D.　无法确定

【答案】A

【解析】

【详解】对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。

结合扇形面积的公式可知，距离太阳近的点的线速度大，即vA>vB,故Ａ正确,BCD错误；故选Ａ。

【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．

6．地球同步卫星“静止”在赤道上空。

设地球同步卫星运行的角速度为，地球自转的角速度为,则和的关系是（）

A.

B.

C．　

D.　无法确定

【答案】Ｂ

【解析】

【详解】地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同,由ω=可知，角速度相同，故B正确,ACD错误;故选B。

7.如图,甲乙两颗质量相等的卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为r甲、ｒ乙，且r甲<　r乙，它们的线速度大小分别为v甲、v乙，地球对它们的引力大小分别为Ｆ甲、Ｆ乙。

下列关系正确的是（　　）

Ａ．

B.v甲　=v乙

C．Ｆ甲　

Ｄ．Ｆ甲=　F乙

【答案】Ａ

【解析】

【详解】根据得,线速度，ｒ甲

地球对卫星的万有引力，因为卫星的质量相等，r甲<ｒ乙,则Ｆ甲＞Ｆ乙,故CD错误。

故选A。

【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律公式,知道卫星做圆周运动向心力的来源，得出线速度的表达式是关键．

8．已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G,若不考虑地球自转的影响，则可以求出地球的质量为（）

A.

B.

C.　

D.　

【答案】B

【解析】

【详解】设地球质量为Ｍ，地球上的物体质量为m，重力等于万有引力,即为:

G＝mg,则地球质量为:

M=；故Ｂ正确,ACＤ错误。

故选B。

【点睛】此题只需要应用万有引力定律进行计算,万有引力等于重力,由万有引力公式即可求出地球质量．

9.如图所示，将一个小钢珠（可视为质点）从平台上沿水平方向弹出，小钢珠落在水平地面上的Ａ点，已知当地的重力加速度．为测出小钢珠离开平台时的初速度v0，只需要下列哪一件器材（　　）

A.天平　Ｂ.　弹簧测力计　C.　刻度尺　　D.　秒表

【答案】C

【解析】

小钢珠离开平台后做平抛运动，将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，则有：

，联立得：

可知只要用刻度尺测量出钢珠平抛运动的水平距离x和下落高度h,就能测出ｖ,故ABＤ错误,C正确。

点睛:

本题主要考查了平抛运动规律的理解和应用，平时要加强练习，提高迁移能力。

10.用水平恒力F作用于质量为Ｍ的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样距离s，恒力做功为W2，设m

A.W1>W2

Ｂ．　W1=W2

C．　W1＜W2

D.W1与Ｗ2　大小无法确定

【答案】B

【解析】

【详解】由于物体受到的都是恒力的作用，根据恒力做功的公式W＝FS可知，在两次拉物体运动的过程中,拉力的大小相同，物体运动的位移也相等，所以两次拉力做的功相同,所以B正确。

故选B。

11．甲、乙两人分别将同一桶水竖直向上匀速提升相同的高度,甲提水的速度比乙大，设甲、乙两人匀速提水过程中所做的功分别为W甲和W乙,做功的功率分别为P甲和P乙。

下列关系正确的是（　　　）

A.W　甲>W乙　　　Ｂ.W甲<　W乙　C.P　甲＞P乙D．P甲　

【答案】Ｃ

【解析】

根据W=Fh=Gｈ可知,W甲　=W乙；因甲提水速度大,则时间短，根据可知,P甲>　Ｐ乙，则选项C正确,AＢD错误；故选C.

1２．关于机械能守恒下列说法正确的是　（）

A．如果物体受到的合外力为零,则机械能一定守恒

B．如果合外力做功为零,则物体机械能一定守恒

C．　做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒

D.　做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒

【答案】D

【解析】

【详解】如果物体所受到的合外力为零，则机械能不一定守恒，例如:

匀速下落的降落伞的合力为零，合力做功为零，但机械能减小,ＡB错误；做匀速圆周运动的物体,机械能不一定守恒,例如在竖直面内做匀速圆周运动的物体,选项Ｃ错误;做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒,比如自由落体运动,D正确;故选D。

【点睛】掌握住机械能守恒的条件，也就是只有重力或者是弹力做功，动能定理是经常应用的知识点．

1３.汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动,所受阻力始终不变,在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A.汽车发动机的输出功率逐渐增大

B.　汽车发动机的输出功率保持不变

C.在任意两相等的位移内，发动机做功相等

Ｄ．　在任意两相等的时间内，发动机做功相等

【答案】AC

【解析】

【详解】匀加速运动合外力Ｆ为定值，又因为阻力不变,故牵引力恒定不变，由P=Ｆv,v逐渐增大　所以P增大　所以A正确，B错误。

根据W＝Fx可知因F一定，则在任意两相等的位移内,发动机做功相等,选项C正确；汽车做匀加速运动，则在任意两相等的时间内的位移不同,发动机做功不相等，选项D错误;故选ＡC.

【点睛】该题主要考查了机车启动时功率跟牵引力、速度的关系，关键是掌握功率的公式P＝Fv以及牵引力做功的公式W=Ｆｘ，题目较为简单．

14．如图所示，细绳的一端固定于Ｏ点,另一端系一个小球，小球从某一高度摆下。

当小球经过最低点时,下列说法正确的是（　）

A．细绳对小球拉力的方向竖直向上

B.　细绳对小球拉力的大小等于重力

C.　小球经过最低点的速度越大，细绳对小球的拉力越大

Ｄ.细绳对小球的拉力大小与小球经过最低点的速度大小无关

【答案】AC

【解析】

【详解】小球在最低点时,由重力和绳子的拉力的合力提供向心力,方向指向圆心，所以细绳对小球拉力的方向竖直向上,，根据向心力公式得:

F-mg=m，F=mｇ+m>mg,速度越大，拉力越大，故ＡC正确，BD错误。

故选ＡC。

【点睛】本题的关键是知道小球在最低点时,由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，知道向心力方向指向圆心．

15.已知引力常量Ｇ和以下各组数据,能够估算出地球质量的是（　　）

A.地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离

Ｂ.月球绕地球运行的周期和月球与地球中心间的距离

C.　人造地球卫星贴近地球表面绕行的速度与周期

D.　若不考虑地球的自转,已知地球的半径与地面的重力加速度

【答案】BCD

【解析】

【详解】地球绕太阳做匀速圆周运动,受到太阳的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:

，则太阳的质量，因此不能求出地球的质量,故选项A错误。

月球绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万有引力充当向心力,用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得：

，则地球的质量,因此,可求出地球的质量，故选项B正确。

人造卫星绕地球表面做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得：

又因,则地球的质量M′＝,因此可求出地球的质量,故选项C正确。

地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即ｍg=,因此，可求出地球的质量M′=,故选项Ｄ正确。

故选BＣＤ。

【点睛】解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动,其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简．

16.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面，不计空气阻力,则下列说法中正确的是（）

Ａ．物体上升到最高点时的重力势能为

B.物体落到海平面时的重力势能为－ｍgh

Ｃ.物体在海平面上的动能为

D.物体在海平面上的机械能为

【答案】BD

【解析】

【详解】物体在最高点时,由斜抛运动的规律可知,以地面为零势能面，则在最高点的重力势能,选项A错误；以地面为零势能面，海平面低于地面ｈ,所以物体在海平面上时的重力势能为-ｍｇh，故B正确。

由动能定理得:

mgｈ=Ek2-mv0２,物体在海平面上的动能为:

Ｅk2＝ｍv0２+ｍｇh,故C错误。

整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为ｍｖ02，所以物体在海平面时的机械能也为mv02,故D正确。

故选BＤ。

【点睛】此题考查重力势能、重力做功、动能定理和机械能守恒，动能定理揭示了外力对物体所做总功与物体动能变化之间的关系,它描述了力在空间的积累效果，力做正功,物体的动能增加，力做负功,动能减少.动能定理解决的问题不受运动形式和受力情况的限制.

二.实验题

１7.用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．

⑴　下列物理量中，必需直接测量的是___＿__＿_（填写代号）

Ａ．重锤质量　　　　　　　　

B.重力加速度

C.重锤下落的高度　　　　

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

⑵　设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图乙是实验得到的一条纸带，Ａ、B、C、D、E为相邻的连续计时点．根据测得的x１、x2、x３、x4,写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式__＿____＿＿＿＿_＿，动能增量的表达式__＿＿____＿_＿_＿___.由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．

【答案】　

（1）.

（1）C　（２）．　

（2）mg（x3-x1），（3）.,　（4）．　小于

【解析】

【详解】

（1）此实验要验证的关系是:

mgｈ=mv２，即ｇh=v２，则直接测量的有：

用刻度尺测量重锤下落的高度h;重物的质量可以测量也可以不测量；重力加速度不需测量,通过计算间接得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度．故选Ｃ ．

（2）选取B、D两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是△Eｐ=mｇh=ｍg（x3-ｘ1）,ﻫ根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，；　

则从B到D动能的变化量:

 ；由于空气阻力和摩擦力阻力的作用，重物动能的增加总是小于重力势能的减小．

【点睛】解决本题的关键知道实验的原理,掌握纸带的处理方法，会通过下落的高度求解重力势能的减小量，通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量.

三、计算题

18.从某高度处以１５m／s的初速度水平抛出一物体,经时间2s落地,ｇ取1０m/s2,求:

物体抛出时的高度和物体抛出点与落地点间的水平距离

【答案】

【解析】

【详解】物体抛出时的高度为：

y=ｇt2=

19.把一个质量为ｍ=０.lｋg的小球用一根长为Ｌ=5m的细线悬挂起来,让小球在竖直平面内摆动,摆动中小球最高位置与最低位置的高度差为ｈ=１．2５ｍ。

不计阻力,取重力加速度g=10ｍ／ｓ２。

问:

ﻡﻭ（１）小球摆到最低位置时，速度的大小是多少？

（2）小球摆到最低点时,细绳的拉力为多大？

ﻭ【答案】

（1）ﻡ　

（2）1.5N

【解析】

【详解】

（1）根据动能定理得:

ｍgh＝mｖ2,

解得最低点的速度为：

ﻡ　．

（2）根据牛顿第二定律得：

F－mg＝mﻡ，

解得拉力为:

F=mg+ｍ=Ｎ=１.５N．

【点睛】本题考查了机械能守恒定律和牛顿第二定律的综合运用，知道最低点的向心力来源,结合牛顿第二定律进行求解.ﻭ２0.如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的Ｂ端切线水平，且距水平地面高度为h＝1.2５m,现将一质量m=0．2ｋg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/ｓ的速度水平飞出（g=10m/s２）,空气阻力不计。

求:

（1）小滑块沿圆弧道运动过程中克服摩擦力做的功；ﻭ

（2）小滑块着地时速度的大小和方向．ﻭ【答案】

（1）ﻡ

（2）ﻡ，水平方向夹角4５度

【解析】

【详解】

（1）滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用,由动能定理ﻫmgＲ＋Wf＝ﻡｍｖ2

Wf＝－1.5Jﻫ

（2）滑块过Ｂ点后作平抛运动,设着地时竖直速度为vy,根据平抛运动规律有:

ﻫ竖直方向末速度vy＝=5m/s

滑块落地时速度方向与水平方向夹角为θ度，则有tａｎθ=ﻡ所以θ=45°ﻭ即滑块落地时速度方向与水平方向夹角为４5度。

故滑块落地时速度v＝ﻡ＝ﻭ【点睛】动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动。

动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功。

对于第2问，我们也可以运用动能定理求解。