北京市东城区学年高一下学期期末考试物理试.docx
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北京市东城区学年高一下学期期末考试物理试
本试卷共100分，考试时长100分钟。
一、选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。
每小题4分，共48分）
1.下列物理量中属于矢量的是
A.功B.向心加速度C.动能D.功率
【答案】B
【解析】
试题分析：
功、动能和功率都是标量，它们没有方向，而向心加速度是失量，它是有方向的，故选项B正确。
考点：
失量与标量。
2.两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的一半，它们之间万有引力的大小变为
A.错误！
未找到引用源。
B.错误！
未找到引用源。
C.错误！
未找到引用源。
D.错误！
未找到引用源。
【答案】D
【解析】
考点：
万有引力定律。
3.一圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO′转动，如图所示。
在圆盘上放置一木块，当木块随圆盘一起匀速转动时，关于木块的受力情况，以下说法中正确的是
A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相反
B.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心
C.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心
D.木块与圆盘间没有摩擦力作用，木块受到向心力作用
【答案】C
【解析】
试题分析：
当木块随圆盘一起转运时，木块做圆周运动，一定有指向圆心的向心力，而这个向心力只能有摩擦力提供，故木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心，选项C正确。
考点：
向心力的来源。
4.如图所示，用恒力F拉着物体沿水平面从A移动到B的过程中，下列说法正确的是
A.水平面粗糙时力F做的功比水平面光滑时力F做的功多
B.水平面粗糙时和水平面光滑时相比力F做的功一样多
C.加速运动时力F做的功比减速运动时力F做的功多
D.加速运动时力F做的功比匀速运动时力F做的功多
【答案】B
考点：
功的大小的计算。
5.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，运动速率之比为vA：
vB=2：
1，则轨道半径之比为
A.RA∶RB＝2∶1B.RA∶RB＝1∶2
C.RA∶RB＝4∶1D.RA∶RB＝1∶4
【答案】D
【解析】
试题分析：
人造卫星绕地球运动时，
，则卫星的速度与半径的关系为R=
，则半径之比RA∶RB＝1:
4，选项D正确。
考点：
万有引力与航天。
6.在下列所述实例中，机械能守恒的是
A.木箱沿光滑斜面下滑的过程
B.电梯加速上升的过程
C.雨滴在空中匀速下落的过程
D.乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程
【答案】A
考点：
机械能守恒的条件。
7.如图所示，一个人把质量为m的石块，从距地面高为h处，以初速度v0斜向上抛出。
以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为g，则：
A.石块离开手的时刻机械能为
B.石块刚落地的时刻动能为
C.人对石块做的功是
D.人对石块做的功是
【答案】D
【解析】
试题分析：
石块离开手的时刻机械能为
+mgh，选项A错误；石块的机械能守恒，故刚落地的时刻动能为
+
，选项B错误，人对石块做的功是
，选项C错误，D正确。
考点：
机械能守恒。
8.关于地球的同步卫星，下列说法正确的是
A.同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面
B.同步卫星的轨道必须和地球赤道共面
C.所有同步卫星距离地面的高度不一定相同
D.所有同步卫星的质量一定相同
【答案】B
【解析】
考点：
地球同步卫星。
9.如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断中正确的是
A.能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B.物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等
C.当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小
D.物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大
【答案】B
【解析】
试题分析：
物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，能量在动能、重力势能和弹性势能两种形式之间转化，选项A错误；物体、地球和弹簧组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，故它们在任意两时刻机械能相等，选项B正确；当重力和弹簧弹力大小相等时，物体受到的合外力为0，物体的加速度为0，速度最大，故物体还要向下运动，所以此时重力势能并不是最小，选项C错误；物体在把弹簧压缩到最短时，物体的速度为0，故它的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故选项D错误。
考点：
机械能守恒。
10.如图，光滑小球置于正方体盒子中，盒子的边长略大于小球的直径。
此盒子在机械装置（未画出）带动下在竖直平面内做匀速圆周运动。
图中所示a位置为竖直方向上的最高点，b位置与圆心O的连线与Oa垂直。
关于小球与盒子内壁的相互作用情况，下列说法正确的是
A.盒子运动到a点时，盒子上壁与小球之间一定没有作用力
B.盒子运动到b点时，盒子右壁与小球之间一定没有作用力
C.盒子运动到a点时，盒子左壁和右壁与小球间的作用力大小一定不等
D.盒子运动到b点时，盒子上壁和下壁与小球间的作用力大小一定不等
【答案】D
【解析】
考点：
向心力，匀速圆周运动。
11.“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，一般有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每个座椅可坐一人。
启动时，座椅在圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转。
不考虑空气阻力，当旋转圆盘匀速转动时，设连接A、B的缆绳与中心轴的夹角为θ，则
A.θ与座椅及乘坐人的质量有关
B.θ与缆绳悬点到中心轴的距离有关
C.θ与圆盘旋转的角速度无关
D.θ与缆绳的长度无关
【答案】B
考点：
向心加速度，向心力。
12.汽车通过如图所示的一段路面，其中AB、CD分别为水平路面，BC为一段斜坡，全程路面的材质相同，各路段之间平滑连接。
若汽车在从A到D的过程中发动机的功率始终保持不变，在三段路面上达到匀速行驶状态时速率分别为v1、v2、v3。
则以下关于汽车的速度随时间变化的图像中可能正确的是
【答案】A
【解析】
试题分析：
由于AB、CD面水平，故汽车在这两个表面行驶的牵引力相等，BC是倾斜的，故汽车在BC上的牵引力较大，由P=Fv可知，汽车在BC段稳定的速度小于汽车在AB、CD表面的速度，且汽车在AB、CD两个表面的速度是相等的，故选项CD错误；汽车由AB到BC时，阻力增大，而汽车的牵引力没变化，故汽车的加速度为负值，做减速运动，当速度减小，由P=Fv可知，牵引力F增大，故汽车的合外力减小，加速度还是负值，但大小在减小，故速度减小变慢，当牵引力与BC面上的阻力相等时，加速度为0，所以这是一个加速度大小逐渐减小的减速运动；同理，当汽车由BC到CD时，阻力减小，而汽车的牵引力没变化，故汽车的加速度为正值，做加速运动，当速度增大，由P=Fv可知，牵引力F减小，故汽车的合外力减小，加速度大小在减小，故速度增加变慢，当牵引力与CD面上的阻力相等时，加速度为0，所以这是一个加速度大小逐渐减小的加速运动；故选项A正确，B错误。
考点：
功率，汽车的启动问题。
二、实验题（共14分）
13.（4分）为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。
小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。
关于该实验，下列说法中正确的是
A.两球的质量必须相等
B.两球应同时落地
C.实验只能说明A球在竖直方向上做自由落体运动
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
【答案】BC
考点：
验证平抛运动。
14.（4分）如图所示是某次实验中用频闪照相的方法拍摄的小球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片。
如果图中每个方格的边长表示的实际距离l和闪光频率f为已知量，请写出计算平抛初速度v0的表达式：
v0=___________；计算当地重力加速度值g的表达式：
g=_________________。
【答案】3lf；2lf2
【解析】
考点：
研究平抛运动。
15.（6分）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证“机械能守恒定律”。
（1）已准备的器材有：
打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材有______________（选填选项前的字母）。
A.直流电源
B.交流电源
C.天平及砝码
D.刻度尺
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示（其中一段纸带图中未画出）。
图中O点为打出的起始点，且速度为零。
选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。
其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。
已知打点计时器打点周期为T=0.02s。
由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=____________m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）若已知当地重力加速度为g，代入图乙中所测的数据进行计算，并将
与___________（用图乙中所给字母表示）进行比较，即可在误差范围内验证，从O点到E点的过程中机械能是否守恒。
【答案】
（1）BD；
（2）3.01；（3）gh2
考点：
验证机械能守恒。
三、论述、计算题（共38分。
解题要求：
写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。
有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）
16.（6分）从某高度处以12m/s的初速度水平抛出一物体，经2s落地，不计空气阻力，g取10m/s2。
求：
（1）物体抛出时距地面的高度h；
（2）物体落地点距抛出点的水平距离x；
（3）刚落地时速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ。
【答案】
（1）20m；
（2）24m；（3）5/3。
【解析】
试题分析：
（1）物体抛出时距地面的高度
m
（2）物体落地点距抛出点的水平距离
m
（3）
考点：
平抛运动。
17.（6分）太阳正处于主序星演化阶段，为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。
已知地球半径为R，地球质量为m，日地中心的距离r，万有引力常量为G，地球绕太阳公转的周期为T，试写出目前太阳的质量M的表达式。
【答案】
【解析】
考点：
万有引力与航天。
18.（8分）如图，用与水平方向成θ角的恒力F，将质量为m的物体由静止开始从A点拉到B点，若物体和地面间的动摩擦因数为μ，AB间距离为x。
求：
（1）从A到B的过程中力F做的功W；
（2）物体到达B点时的动能Ek。
【答案】
（1）
；
（2）
。
【解析】
试题分析：
（1）由功的公式可求得：
（2）物体受到的摩擦力
对物体从A点到B点的过程应用动能定理：
即物体到达B点时的动能
考点：
功，动能定理。
19.（9分）如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点静止。
若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
求：
（1）物块滑到b点时的速度；
（2）物块滑到b点时对b点的压力；
（3）b点与c点间的距离。
【答案】
（1）
；
（2）
；（3）
。
【解析】
考点：
机械能守恒，牛顿第二定律。
20.（9分）如图甲所示，一长为l=1m的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。
给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过传感器测得小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示，重力加速度为g，不考虑摩擦和空气阻力，请分析并回答以下问题：
（1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要求？
（用题中给出的字母表示）。
（2）请根据题目及图像中的条件求出小球质量m的值。
（g取10m/s2）
（3）求小球从图中a点所示状态到图中b点所示状态的过程中，外界对此系统做的功。
（4）当小球达到图乙中b点所示状态时，立刻停止能量输入。
之后的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置，轻绳绷断，求绷断瞬间绳中拉力的大小。
【答案】
（1）
；
（2）m=0.2kg；（3）
3.0J；（4）16N。
【解析】
动能，由
，得到：
3.0J
（或：
由
，将
0.2kg、
、F=4.0N代入，可求得：
）
对小球从状态a到状态b的过程，有：
外界对系统做的功为2.0J。
（4）在停止能量输入之后，小球在重力和轻绳拉力作用下在竖直面内做圆周运动，运动过程中机械能守恒。
当小球运动到最低点时，绳中拉力达到最大值。
设小球在最低点的速度为v，对从b状态开始至达到最低点的过程应用机械能守恒定律，有：
；
设在最低点绳中拉力为Fm，由牛顿第二定律有：
两式联立解得：
Fm=16N。
即绷断瞬间绳中拉力的大小为16N。
考点：
圆周运动，牛顿第二定律，机械能守恒定律。
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