高一下学期期末考试模拟试题.docx
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高一下学期期末考试模拟试题
一、单选题
1．关于竖直下抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．下落过程是加速运动，加速度越来越大
B．下落过程是匀速直线运动
C．在下抛时，由于给物体一定的作用力，所以在下落过程中的加速度大于重力加速度
D．下落过程中物体的运动是匀变速直线运动
2．如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°，在此过程中，质点的动能（ ）
A．不断增大B．不断减小C．先增大后减小D．先减小后增大
3．（2013·高考新课标全国卷Ⅱ）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（ ）
A．卫星的动能逐渐减小
B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小
C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小
解析：
选BD.卫星半径减小时，分析各力做功情况可判断卫星能量的变化．
卫星运转过程中，地球的引力提供向心力，G
＝m
，受稀薄气体阻力的作用时，轨道半径逐渐变小，地球的引力对卫星做正功，势能逐渐减小，动能逐渐变大，由于气体阻力做负功，卫星的机械能减小，选项B、D正确．
4．
如图所示，可视为质点的小球，位于半径为
m半圆柱体左端点A的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点。
过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°，则初速度为（不计空气阻力，重力加速度取g＝
10m/s2）（ ）
A.
m/sB．4
m/s
C．3
m/sD.
m/s
5．如图7所示，长为l的细绳的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球转动轨道的最高点和最低点，小球经过a、b两点时的速度大小分别为
、
，则绳对球的作用力可能是（ ）
A．a处为推力，b处为推力
B．a处为拉力，b处为推力
C．a处为推力，大小为7mg，b处为拉力，大小为6mg
D．a处为拉力，大小为mg，b处为拉力，大小为7mg
6．关于功率以下说法中正确的是（）
A．据P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C．据P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D．根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
7.如图1所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离。
在此过程中（ ）
图1
A．外力F做的功等于A和B动能的增量
B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量
C．A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功
D．外力F对B做的功等于B的动能的增量
解析：
选B A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即B对；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不相等，C错；对B应用动能定理，WF－WFf＝ΔEkB，即WF＝ΔEkB＋WFf，就是外力F对B做的功，等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和，D错；由前述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量（等于B对A的摩擦力所做的功）不等，故A错。
8.如图3所示，AB为
圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧对应的圆的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ）
图3
A.
μmgR B.
mgR
C．mgRD．（1－μ）mgR
解析：
选D 由题意可知mgR＝WfAB＋WfBC，WfBC＝μmgR，所以WfAB＝（1－μ）mgR，D正确。
9.总质量约为3.8t的“嫦娥三号”探测器在距月面3m处关闭反推发动机，让其以自由落体方式降落在月球表面。
4条着陆腿触月信号显示，“嫦娥三号”完美着陆月球虹湾地区。
月球表面附近重力加速度约为1.6m/s2，4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧，在软着陆后，每个轻弹簧获得的弹性势能大约是（ ）
图2
A.28500JB.4560J
C.18240JD.9120J
解析 由机械能守恒定律，mgh＝4Ep，解得Ep＝
＝4560J，选项B正确。
答案 B
10.如图3所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中，由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中，机械能不守恒的是（ ）
图3
A.子弹射入物块B的过程
B.物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量最大的过程
C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程
D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长量达最大的过程
解析 子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B组成的系统，由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功，一部分机械能转化成了内能，所以机械能不守恒。
在子弹与物块B获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中，对于A、B、弹簧和子弹组成的系统，由于墙壁给A一个推力作用，系统的外力之和不为零，但这一过程中墙壁的弹力不做功，只有系统内的弹力做功，动能和弹性势能发生转化，系统机械能守恒，这一情形持续到弹簧恢复原长为止。
当弹簧恢复原长后，整个系统将向右运动，墙壁不再有力作用在A上，这时物块的动能和弹簧的弹性势能相互转化，故系统的机械能守恒。
答案 A
二、多选题
11．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑，则（ ）
A．a点与b点的线速度大小相等
B．a点与b点的向心加速度大小相等
C．a点与c点的线速度大小相等
D．a点与d点的向心加速度大小相等
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等，根据v=rω，a=rω2=
求出各点线速度、角速度和向心加速度的大小．
【解答】解：
A、a、c两点靠传送带传动，线速度大小相等，b、c两点共轴转动，角速度相等，c、b的半径之比为2；1，根据v=rω知，c、b的线速度之比为2：
1，所以a、b的线速度之比为2：
1，故A错误，C正确．
B、根据a=
知，a、c的向心加速度之比为2：
1，根据a=rω2知，c、b的向心加速度之比为2：
1，所以a、b两点的向心加速度之比4：
1，故B错误．
D、a、c两点的向心加速度之比为2：
1，根据a=rω2知，c、d两点的向心加速度之比为1；2，所以a、d两点的向心加速度大小相等，故D正确．
故选：
CD．
12．在同一高度将质量不等的两个小球A、B以相等的速度分别竖直上抛和竖直下抛，不计空气阻力，则（ ）
A．A、B落地时位移相同
B．A、B落地时质量较大者速度较大
C．运动过程中，A、B加速度相同
D．A、B从抛出到落地所需的时间是不同的
13．如图8所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
图8
A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
14．如右图所示，一小球以v0=10m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点．在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°（空气阻力忽略不计，g取10m/s2），以下判断中正确的是（ ）
A．小球经过A、B两点间的时间t=（
﹣1）s
B．小球经过A、B两点间的时间t=
s
C．A、B两点间的高度差h=10m
D．A、B两点间的高度差h=15m
【考点】平抛运动．
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，将A、B两点的速度进行分解，求出竖直方向上的分速度，根据速度速度时间公式、速度位移公式求出运动的时间和高度差．
【解答】解：
根据速度的分解和竖直方向自由落体运动可知：
vAy=v0tan45°=v0，vBy=v0tan60°=
又vBy﹣vAy=gt
解得：
t=
=
s=（
﹣1）s
A、B两点间的高度差为：
h=
=
=
m=10m
故选：
AC
15．（2015·新课标全国卷Ⅰ）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2，则此探测器（ ）
A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s
B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N
C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能不守恒
D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度
解析：
由题述地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.7倍，由公式G
＝mg，可得月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的1/6，即g月＝1.6m/s2.由v2＝2g月h，解得此探测器在着陆瞬间的速度v＝3.6m/s，选项A错误；由平衡条件可得悬停时受到的反冲作用力约为F＝mg月＝1.3×103×1.6N＝2×103N，选项B正确；从离开近月圆轨道到着陆这段时间，由于受到了反冲作用力，且反冲作用力对探测器做负功，探测器机械能减小，选项C错误；由G
＝m
，G
＝mg，解得v＝
，由于地球半径和地球表面的重力加速度均大于月球，所以探测器在近月轨道上运行的线速度要小于人造卫星在近地轨道上运行的线速度，选项D正确．
答案：
BD
三、实验题
16．
（1）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图2甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．
①实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2（选填“>”“＝”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平．
②滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________（写出物理量的名称及符号）．
③若上述物理量间满足关系式__________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．
答案
（1）＝
（2）8.474（在8.473～8.475之间均算对）
（3）滑块质量M 两光电门间距离L
（4）mgL＝
（M＋m）
2－
（M＋m）
2
2．（2013·新课标全国卷Ⅱ，22）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：
一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图10所示。
向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面。
通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
图10
回答下列问题：
（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。
已知重力加速度大小为g。
为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________（填正确答案标号）。
A．小球的质量m
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量Δx
E．弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝______________。
图11
（3）图11中的直线是实验测量得到的s－Δx图线。
从理论上可推出，如果h不变。
m增加，s－Δx图线的斜率会________（填“增大”、“减小”或“不变”）：
如果m不变，h增加，s－Δx图线的斜率会________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
由图11中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比。
解析
（1）小球抛出时的动能Ek＝
mv
，要求得v0需利用平抛知识，s＝v0t，h＝
gt2。
根据s、h、g，求得v0＝s
，因此，需测量小球质量m、桌面高度h及落地水平距离s。
（2）小球抛出时的动能Ek＝
mv
＝
。
（3）弹簧的弹性势能Ep＝Ek＝
mv
＝
即s＝2
，根据题给的直线关系可知，s与Δx成正比，而Ep与s2成正比，故Ep应与Δx的2次方成正比，则s∝2
Δx，s－Δx图线的斜率正比于
，如果h不变，m增加，s－Δx图线的斜率将会减小；如果m不变，h增加，则s－Δx图线的斜率会增大。
答案
（1）ABC
（2）
（3）减小 增大 2
四、计算题
10．近年来，随着人类对火星的了解越来越多，美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索，并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者。
若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处做自由落体运动的时间的1.5倍，已知地球半径是火星半径的2倍。
（1）求火星表面重力加速度g1与地球表面重力加速度g2的比值。
（2）如果将来成功实现了“火星移民”，求在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与在地球上发射卫星的最小速度v2的比值。
答案：
（1）
（2）
解析：
（1）由自由落体运动的规律h＝
gt2可得g＝
①
因此有
＝
②
代入数据解得
＝
③
（2）发射载人航天器或卫星的最小速度即第一宇宙速度，因此有
G
＝m
，即v2＝G
④
又G
＝mg，即GM＝R2g⑤
由④⑤解得v＝
⑥
即
＝
⑦
代入数据解得
＝
。
11．（2015·福建省漳州市八校第三次联考）（20分）一长l＝0.8m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m＝0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H＝1.00m。
开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示。
让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。
不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g＝10m/s2。
求：
（1）当小球运动到B点时的速度大小；
（2）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面上的C点，求C点与B点之间的水平距离；
（3）若OP＝0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力。
8.在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用。
在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情景如图6所示，水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处且处于静止状态，距弹簧自由端的距离为L1＝1m。
当赛车启动时，产生水平向左的恒为F＝24N的牵引力使赛车向左匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下。
已知赛车的质量为m＝2kg，A、B之间的距离为L2＝3m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v＝4m/s，水平向右。
g取10m/s2。
求：
图6
（1）赛车和地面间的动摩擦因数；
（2）弹簧被压缩的最大距离。
（3）求赛车从弹开到停下过程中赛车和地面这个系统的发热量。
解析
（1）从赛车离开弹簧到B点静止，由动能定理得
－μmg（L1＋L2）＝0－
mv2
解得μ＝0.2。
（2）设弹簧被压缩的最大距离为L，从赛车加速到离开弹簧，由动能定理得
FL1－μmg（L1＋2L）＝
mv2－0
解得L＝0.5m。
答案
（1）0.2
（2）0.5m
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