北京四中2009.6第二学期期末高一年级物理试题分析.doc

北京四中20082009学年度第二学期期末高一年级物理试题分析编 稿：王 军 审 稿：厉璀琳一、单选题（本题共15小题，满分60分）1下列说法正确的是（ ）a万有引力定律是由开普勒发现的b万有引力定律是由伽利略发现的c万有引力定律是由牛顿发现的 d万有引力定律是由胡克发现的答案：c解析：万有引力定律是牛顿在开普勒发现的行星运动三定律的基础上，大胆假设后提出的。2物体做匀速圆周运动的过程中，以下物理量发生变化的是（ ）a线速度 b转速 c周期 d频率答案：a解析：本题考查学生对标量和矢量的理解，特别需要注意的是矢量的方向性。转速、周期、频率都是标量，在匀速圆周运动中都是不变的；线速度是矢量，匀速圆周运动中，它的大小不变，但是方向时刻改变（与该点的切线方向一致），因此是时刻变化的物理量。3下列说法正确的是（ ）a第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度b第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度c如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点d地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的答案：b解析：a、b：第一宇宙速度是在地面上发射人造卫星的最小速度，同时又是所有环绕地球飞行的卫星中速度最大的；这并不矛盾，关键是区分卫星的“发射速度”和稳定运行时的“环绕速度”。地球的卫星，距离地面越远，线速度、角速度都越小；第一宇宙速度是理想中的贴近地面飞行的卫星的速度，由于它是所有卫星中距离地面最近的，因此它的速度是所有地球卫星中最大的。c、d：同步卫星的周期是24小时，与地球自转周期相同。因此，由可知，同步卫星的轨道半径、线速度、角速度都是固定值。因此它的轨道只能是赤道平面上的一个圆，并且在固定高度处。4水平地面上有一木块，质量为m，它与地面间的动摩擦因数为，在水平恒力f作用下由静止开始运动，经过时间t，撤去此力，木块又向前滑行一段时间2t才停下，此恒力f的大小为amgb2mgc3mg d4mg答案：c解析：此题应用运动学或者动量定理均可。使用动量定理分析的话，思路是这样的：整个3t时间段内，物体受到摩擦力和恒定外力的作用；初动量和末动量都是0，因此由动量定理可列出：，由此可得c选项是正确的。5某人把一个物体沿竖直方向匀速提升了一段距离，下面有关人的拉力对物体做功、重力对物体做功以及物体动能变化的说法中正确的是（ ）a重力做正功，拉力做负功，物体动能增大b重力做负功，拉力做正功，物体动能增大c重力做负功，拉力做正功，物体动能不变d重力不做功，拉力做负功，物体动能不变答案：c解析：位移方向向上，与重力方向相反，因此重力做负功；拉力做正功。因为匀速提升，所以速度不变，动能不变；也就是重力做功与拉力做功之和为0。有很多学生对这个问题有这样的疑惑，认为：重力做功与拉力做功之和为0，也就是没有力对物体做功，因此物体的能量不应该增大，但是该物体向上运动，最后重力势能增大了呢？关键是没弄清前面思路中的“能量”是指什么？若是指机械能，那么由机械能定理可知，除重力、弹簧弹力外别的力做功，物体机械能增大，这里有外力（拉力）做功，因此机械能增大了，表现为动能不变，重力势能增大。若是指动能，那么由动能定理知，合外力做的功等于物体动能的变化量，这里合外力不做功，因此动能没变化。所以，什么样的力做功对应什么样的能量变化，这里的对应关系要清楚。6汽车发动机的额定功率为80kw，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是a8000n b4000n c2000n d1600n答案：b解析：汽车发动机的输出功率等于：，特别要注意是牵引力与速度的乘积，不是汽车合外力与速度的乘积。由此可得牵引力等于4000n。又因为匀速行驶的汽车受到的阻力与牵引力之和为0，因此阻力大小也是4000n。7关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是（ ）a由于，所以线速度大的物体的向心加速度大b由于，所以旋转半径大的物体的向心加速度小c由于，所以角速度大的物体的向心加速度大d以上结论都不正确答案：d解析：本题考察对力与加速度关系的理解。由牛顿第二定律知，物体的加速度是由物体所受到的外力和物体自身的质量决定的，对于向心加速度也是这样。所以abc均不正确。abc所示的圆周运动向心力的几个表达式只是表示了向心加速度与线速度、角速度、半径这些量的一个大小关系，或者说我们只是能由线速度、半径或角速度、半径这些量求出向心加速度的大小而已，并不能说线速度、角速度、半径决定了向心加速度的大小。8 人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是（ ）a b c d答案：d解析：人对小球做的功等于小球离开人的手时的动能大小。小球离开人的手后，只受到重力作用，由动能定理可得：，就是小球离开人的手时的动能，也就是人对小球做得功的大小，所以d选项正确。9 如图所示，用长为l的绳子一端系着一个质量为m的小球，小球可视为质点，另一端固定在o点，用手拉小球到a点，此时绳偏离竖直方向角，若不计空气阻力，则当放开手后，小球经过最低点时的速度大小为（ ）a bcd答案：b解析：小球在下落的过程中，受到重力和绳的拉力，但是绳的拉力指向圆心，时刻与小球的位移方向垂直，因此不做功。由动能定理可得：，由此可得小球经过最低点时的速度大小是b。10质量为m的小球，被长度为的细线悬挂在o点。设法使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示。则下列说法中正确的是a小球受各力的合力为0 b小球受各力的合力方向指向悬挂点oc小球受细绳拉力大于小球的重力d小球受细绳拉力小于小球的重力答案：c解析：a：小球做匀速圆周运动，因此一定受到向心力的作用，因此a选项错误。b：匀速圆周运动的合外力就是向心力，向心力指向圆心，因此小球受各力的合力方向应该指向悬点下方、轨迹圆的圆心。c：小球竖直方向上没有加速度，合外力为0，因此，所以c选项正确。11质量为3m的机车，其速度为v0在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂在一起时的速度为a3v0/2 b2v0/3 c2v0/5 d3v0/5答案：d解析：碰撞前后由于内力远大于外力，因此动量守恒，可得：由此可得d选项正确。12如图所示的装置中，木块b与水平桌面间的接触是光滑的，子弹a沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中a动量守恒，机械能守恒b动量不守恒，机械能不守恒c动量守恒，机械能不守恒d动量不守恒，机械能守恒答案：b解析：从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中，受到墙的支持力，因此动量不守恒；在子弹穿进木块的过程中，摩擦生热，因此机械能也不守恒。对于此模型，我们需要分段考虑：子弹从接触木块到嵌入木块最深（此时它们有了共同的速度）这个过程，认为时间极短，木块位置没有改变，弹簧未受到压缩，因此子弹和木块动量守恒，机械能不守恒；子弹和木块有了共同速度后，一起压缩弹簧，此过程受子弹、木块和弹簧受到墙的支持力，但支持力不做功，因此动量不守恒，机械能守恒。13下列关于动量的论述中正确的是a速度大的物体动量一定大 b受力大的物体动量一定大c速度越大，物体动量变化一定越快d受力越大，物体动量变化一定越快 答案：d解析：ab：物体的动量等于质量与速度的乘积，因此速度大的物体，动量不一定大；受力大小与物体动量大小没有关系。cd：力与动量变化量的关系是，动量变化越快的物体一定受力越大。所以d选项正确。14某人两次以不同的速率从一层上楼到五层，比较两次人克服重力所做的功和功率a速度大时做功多，功率也大 b速度小时做功多，但功率小c两次做功一样多，但功率不同 d两次做功不一样多，但功率相同答案：c解析：重力做功的大小只与物体的高度差有关，两次都是从一层到五层，高度差相同，因此重力做功相同，并且都是做负功，可以叙述成人克服重力做功是一样多的。功率等于功除以做这些功所用的时间，两次上楼所用时间不同，因此功率不相同。15试通过估算说明鸟类对飞机飞行的威胁，设飞鸟的质量m=1kg，飞机的飞行速度为v=500m/s鸟与飞机相撞时，冲击力约为a102 n b104 n c106 n d108 n答案：c解析：此问题我们只能根据生活经验进行估算。假设鸟的体长为20cm，即0.2m，飞机以500m/s的速度将其撞扁，则用时为。再由动量定理可得，由此造成的冲击力为：n。因此c选项正确。二、计算题（本题共3道小题，共计35分）22、把一个质量为1 kg的物体放在水平面上，用8n的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面的动摩擦因数为0.2，物体运动2s后，把拉力撤去（g取10 m/s2）求：（1）2 s末物块的速度；（2）2 s后物块在水平面上还能向前滑行的距离解析：（1）滑动摩擦力大小为：n，小于所施加的外力，因此物体是做加速运动，受到的确实是滑动摩擦力。由动量定理可得：，计算得到2s末的速度大小为12m/s，方向与水平外力方向一致。（2）求滑行的距离，想到应用动能定理。摩擦力做得功等于物体动能的变化量，由动能定理可得：，将第一问求得的速度值代入可得：s=36m。23如图所示，质量m=3kg的长木板小车静止在光滑水平面上。质量为m=1kg的小铁块以v0=8m/s速度向右冲上长木板小车，它与长木板之间的动摩擦因数为=0.5。最终小铁块没有从长木板上掉下。取g=10m/s2。求（1）长木板与小铁块最后共同运动的速度；（2）小铁块在长木板上滑行的距离。解析：（1）铁块在小车上运动时，将两者看做一个系统，则合外力为0，动量守恒。以向右为正方向，由动量守恒定律可得：，代入数值可得：m/s。（2）由能量守恒可知，系统产生的热量等于滑动摩擦力对小车和铁块做功之和，也就等于系统机械能的减少量的绝对值大小。而滑动摩擦力做功对系统做功之和等于滑动摩擦力与小车和铁块相对位移的乘积。由此可列方程：，代入数据可得：m。24已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可计算出(1)地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比；(2)靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比；(3)靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比。解析：（1）忽略自转，物体在星体表面受到的重力等于它所受到的万有引力，由此可列方程：，因此可得：。（2）贴近星体表面飞行的卫星只受到万有引力的作用，万有引力完全充当向心力，使卫星做匀速圆周运动。可列出方程：。所以，。（3）由于匀速圆周运动的周期，所以。第二部分（本部分满分共计50分）三多选题（本题共5小题，共25分；全选对的得5分，部分选对的得3分）16关于曲线运动的条件，以下说法正确的是（ ）a物体受变力作用才可能做曲线运动b物体受恒力作用也可能做曲线运动c物体只要受到合外力作用就一定做曲线运动d物体所受合外力为零，不可能做曲线运动答案：bd解析：关于这样的概念判断，我们经常可以通过举一些我们学过的特殊运动来进行证伪。比如a选项，平抛运动受到的力是物体重力，是恒力，但是这种运动是曲线运动；c选项，匀加速直线运动的物体受到合外力作用，但是是直线运动。物体是否做曲线运动，关键是1、合外力不为0，即一定要有加速度。不过要特别注意，这里加速度可以是恒定的，比如平抛中的重力加速度，也可以是时刻变化的，比如匀速圆周运动。2、加速度的方向要与初速度的方向不在同一直线上，这样加速度才会有垂直于速度的一个分量，正是这个分量使物体速度方向发生改变，物体的轨迹才是曲线。17质量为1 kg的物体，在空中由静止开始自由落下，经5s落地，以下说法中正确的是（g取10m/s2）a前2 s内小球的动能增量为200 jb第2 s内重力做功为250 jc第2 s末重力做功的瞬时功率为200 wd下落中任意2 s内重力的冲量大小均为20 ns答案：acd解析：本题考查做功与能量变化的关系，如动能定理，机械能定理。我们紧扣定理，可以轻松的选出正确选项。如a选项，前2s内小球下落距离可以有自由落体规律求出，是20m；根据动能定理，重力做的功等于小球动能的增量，所以前2 s内小球的动能增量为200j。对于c选项，瞬时功率可以用力与瞬时速度的乘积得到，所以第二秒末的重力瞬时功率是w。对以d选项，恒力的冲量等于力与时间的乘积，因此任意两秒内重力的冲量为ns。18质量为m的子弹，以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为m的木块，并留在其中，下列说法中正确的有 a子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等b子弹克服阻力做的功与子弹减少的动能相等c子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等d系统增加的内能等于系统减少的机械能答案：bd解析：对于ab选项，“子弹克服阻力做的功”可以翻译成“此阻力对子弹做负功”，此阻力即木块对子弹的摩擦力，根据动能定理，b选项正确。c选项，子弹对木块做的功就是子弹对木块的摩擦力做的功，根据动能定理，应该等于木块动能的变化量，因此c选项错误。d选项，根据能量守恒，系统减少的机械能都转化成了系统的内能，即热量。19某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。不计空气阻力，则下列说法中正确的是a从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量b从p至c过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功c从p至b过程中人的速度不断增大d从a至c过程中加速度方向保持不变答案：bc解析：ab选项：从p至c过程，初状态和末状态的速度都是0，因此动能变化量和动量变化量均是0，根据动能定理和动量定理，重力的冲量大小等于弹性绳弹力的冲量，重力做的功大小也等于弹性绳弹力做的功。cd选项：b是重力等于弹力的点，在它之上，重力大于弹力，因此加速度向下，人做加速运动；在它之下，重力小于弹力，加速度向上，与速度方向相反，人做减速运动。20水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力f1、 f2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v - t图线如图所示，图中abcd。则整个过程中 af1的冲量等于f2的冲量bf1的冲量小于f2的冲量c摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量d合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量答案：bd解析：条件abcd告诉我们，ab段和cd段物体的加速度大小相等（因为v-t图线的斜率表示加速度的大小）；又因为a、b两个物体质量相等，因此两物体在运动时受到的滑动摩擦力大小相等。ab选项，根据动量定理，对于两物体ob、od全程运动分析，可列方程：，由于b物体运动时间更长，所以滑动摩擦力的冲量更大，因此f1的冲量小于f2的冲量。根据动量定理，可知d选项也是正确的。四、实验题（8分）21、如图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度，测得所用的重物的质量为，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作o，另选连续的3个点a、b、c作为测量点。经测量知道a、b、c各点到点o的距离分别为15.55cm、19.20cm、23.23cm。根据以上数据可知，当打点计时器打b点时重物重力势能的减少量为_j，重物的动能为_j。（取3位有效数字）答案：1.88，1.84解析：（1）对于重力势能的减少量，我们可以通过分析纸带，量出ob长度，再用计算出，结果为1.88j。（2）当打点计时器打b点时重物的动能可以用计算，其中b点的瞬时速度等于ac段的平均速度，因为b点是ac段的中间时刻。注意：有的同学根据动能定理，重力做的功等于物体动能的变化量，因此第二个空也是1.88j。这是不对的。第一，我们不能确定当打点计时器打o点时，物体的速度是0，所以b点动能不确定等于；第二，这是一个实验题，该实验的目的是验证动能定理，因此我们不能事先就认定动能定理正确，然后使用这个定理，第二个空填的是1.88j的学生根本就没有明白该实验的实验目的是什么。五、计算题25（17分）如图所示，在竖直面内有一个半径为r=0.1m的半圆形粗糙轨道，直径ab为竖直方向。紧靠