2017-2018学年江苏省无锡市高一(下)期末物理试卷(解析版)

1、2017-2018学年江苏省无锡市高一（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共5小题，共16.0分）1.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动，其中P是地球同步卫星，则()A. 卫星P的角速度小于卫星M的角速度B. 卫星P的线速度大小等于卫星M的线速度大小C. 卫星P、Q的机械能一定相等D. 卫星P、Q也可能相对地面静止【答案】A【解析】解：A、卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：GMmr2=m2r，解得：=GMr3，故转动半径越大，角速度越小，故P<M，故A正确；B、卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：GMmr2=mv2r，解得：

2、v=GMr，P的线速度大小小于卫星M的线速度大小，故B错误；C、卫星P、Q的质量关系未知，故无法比较机械能大小，故C错误；D、由于地球自转方向与卫星Q的转动方向不一致，故卫星Q不可能相对地面静止，故D错误；故选：A。三颗卫星均做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到加速度、角速度的表达式进行分析。本题考查卫星问题，关键明确卫星的动力学原理，结合牛顿第二定律列式分析，基础题目。2.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则()A. a点的电场强度比b点的小B. a点的电势比b点的低C. 将检验电

3、荷-q点移到b点的过程中，电场力做正功D. 检验电荷-q在a点的电势能比在b点的小【答案】D【解析】解：A、电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故A错误；B、a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高。故B错误；C、D、电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小；-q在a点的电势能较b点小，则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增大，电场力做负功，故C错误，D正确。故选：D。电场线的疏密表示场强

4、的大小；a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势；电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小。该题考查电场线的特点与电场力做功的特点，解题的关键是电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加；知道电场线从正电荷出发，终止于负电荷。3.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是()A. 所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动B. 所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动C. 所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同D. 对于每一个行星，它在近日点时的速率均大于在远日

5、点的速率【答案】D【解析】解：AB、根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率，故AB错误。C、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故C错误。D、根据开普勒第二定律对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率，故D正确。故选：D。开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都

6、相等。考查了开普勒的三个定律。第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。4.在下面各实例中，机械能守恒的是()A. 树上飘落的树叶B. 在空中匀速下降的跳伞运动员C. 在空中做平抛运动的铅球D. 草坪上滚动的足球【答案】C【解析】解：A、树上飘落的树叶在下落过程中受到的阻力不能忽略，故机械能不守恒，故A错误；B、在空中匀速下降的跳伞运动员，动能不变，重力势能减小，因机械能等于动能和势能之和，则机械能减小。故B错误；C、在

7、空中做平抛运动的铅球，由于所受到的阻力可以忽略不计，只受到重力作用，故机械能守恒，故C正确；D、在草坪上滚动的足球，动能减小，势能不变，故机械能减小，故D错误；故选：C。物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功，或看物体的动能和势能之和是否保持不变，即采用总量的方法进行判断解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功。2、看动能和势能之和是否不变5.在光滑绝缘的水平地面上有两个带同种电荷的小球，将两个小球由静止释放后，两小球之间的库仑力将()A. 不变B. 变小C. 变大D. 无法确定【答案】B【解析】解：带同种电荷的两个小球，存在相互作用力斥力，它们之间的距离增

8、大，根据库仑定律，它们之间库仑力大小为F=kQqr2，因Q、q不变，r增大，F减小，故ACD错误，B正确。故选：B。由同种电荷相互排斥和库仑定律分析A、B两个小球间库仑力的变化，从而即可求解解答本题时是要注意电荷间存在库仑力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引二、多选题（本大题共1小题，共4.0分）6.关于同步卫星下列说法正确的是()A. 同步卫星的质量一定相同B. 同步卫星不可能通过通辽地区的正上空C. 运行周期有可能小于24hD. 同步卫星距离地面高度一定相同【答案】BD【解析】解：A、对于同步卫星的质量，不一定相同，故A错误；B、同步卫星与地球保持相对静止，可知同步卫星必须位于赤道的上方

9、，不可能通过通辽的正上空，故B正确；C、同步卫星的周期一定，与地球的自转周期相等，等于24h，故C错误；D、根据万有引力提供向心力GMmr2=m42T2r知，轨道半径一定，则卫星的高度一定，故D正确，故选：BD。同步卫星的特点是：定位置(赤道的上方)、定周期(24h)、定速率、定高度。解决本题的关键知道同步卫星的特点，即定位置(赤道的上方)、定周期(24h)、定速率、定高度。三、实验题探究题（本大题共1小题，共16.0分）7.在“验证机械能守恒定律”的实验中(1)有下列器材可供选择：A.铁架台B.打点计时器C.复写纸 D.纸带E.低压交流电源F.天平G.重锤H.导线I.开关在上述器材

10、中，缺少的测童器材是_。(2)关于这一实验，下列说法中正确的是_。A.重锤应选用密度小的物体B.两个限位孔应在同一竖直线上C.释放纸带前，重睡应靠近带点计时器D.应先释放纸带，后接通电源(3)若质量lkg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图1所示，0为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，取g=9.8m/s2，求从点0到打下计数点的过程中，物体重力势能的减少量Ep=_J，动能的增加最=_J(结果均保留两位有效数字)。(4)小明在实验中，经多次测量发现，重锤减小的重力势能总是略_重锤增加的动能(填“大于”、“小于”)，这是由于_误差造成的(填“系

11、统”、“偶然”)。(5)小明认为，在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒。小明用(3)中数据画2-h图象(图2)，图线的斜率为t则当地重力加速度g跟k的关系式是_。【答案】刻度尺；BC；0.48；0.47；大于；系统；k=2g【解析】解：(1)在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度。纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表。重锤的质量可测可不测，在上述器材中，缺少的测童器材是刻度尺。(2)A、为了让重物的运动接近自由落体，忽略阻力；重物应选择密度大体积小的物体；故A错误；B、手提纸带时使纸带保持竖直，与

12、限位孔应在同一竖直线上，从而减小摩擦力，故B正确；C、D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C正确，D错误。故选：BC；(3)重力势能的减小量为：Ep=mgh=1×9.8×0.0486J0.48J，动能的增加量为：Ek=12mvB2=12×1×(0.97)20.47J。(4)通过计算可知Ep>Ek，因为纸带下落过程中存在摩擦阻力作用，这是系统误差造成的；(5)根据机械能守恒定律有：mgh=

13、12mv2，得：v2=2gh故v2-h图象是过原点的一条直线，直线的斜率k，那么k=2g；故答案为：(1)刻度尺；(2)BC；(3)0.48，0.47；(4)大于，系统；(5)k=2g。理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚；根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，结合周期等于频率的倒数，即可求解；根据机械能守恒定律，结合v2-h图象的斜率含义，即可求解。对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解

14、实验。在实验中注意体会实验的误差来源，并能找到合适的方向去减小误差；并掌握求瞬时速度的方法，及理解机械能守恒定律的条件，注意v2-h图象的斜率的含义。四、计算题（本大题共4小题，共56.0分）8.游乐园中的水上滑梯可简化成如图所示的模型：倾角为=37斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接，起点A距水面的高度H=7.0m，BC长d=2.0m，端点C距水面的高度h=1.0m.质量m=50kg的运动员从滑道起点A无初速地自由滑下，运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为=0.10.(取重力加速度g=10m/s2，cos 37=0.8，sin 37=0.6，运动员在运动过程中可视为质点).求

15、：(1)运动员从起点A下滑到B的过程中，重力势能减少量Ep；(2)运动员从起点A下滑到端点C的过程中，摩擦力所做的功Wf；(3)运动员到达水面时速度的大小v【答案】解 (1)运动员沿AB下滑时有：Ep=mg (H-h)=3000J   (2)运动员从A滑到C的过程中，摩擦力做功为：Wf=-mgcos-mgd=-500 J    (3)在从A点滑出至落到水面的过程中，根据动能定理得：mgH+Wf=mv2   解得v=203m/s答：(1)运动员从起点A下滑到B的过程中

16、，重力势能减少量Ep为3000J；(2)运动员从起点A下滑到端点C的过程中，摩擦力所做的功Wf为-500 J；(3)运动员到达水面时速度的大小v为203m/s【解析】(1)重力势能的减少等于重力与下降的高度的乘积；(2)从A到C的过程中，摩擦力变化，根据功的公式分别计算两个过程的功的大小；(3)对全程，利用动能定理计算速度的大小解题的关键是利用求总功的思路求合力的功，注意计算摩擦力的正压力不等于重力，很多学生易错在这里9.2016年10月17日，我国成功发射了“神舟”十一号载人宇宙飞船。飞船人轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了33天的运行后，飞船的返回舱于11月18日凌

17、晨顺利降落在预定地点，两名宇航员安全返回祖国的怀抱。设“神舟”十一号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R.求：(1)飞船的圆轨道离地面的高度；(2)飞船在圆轨道上运行的速率。【答案】解：(1)飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，则运行周期为：T=tn飞船在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：GMm(R+h)2=m42(R+h)T2在地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即为：GMm'R2=m'g联立以上各式得：h=3gT2t242n2-R(2)由线速度公式得：v=2(R+h)T结合T=t

18、n，h=3gT2t242n2-R解得：v=32ngR2t答：(1)飞船的圆轨道离地面的高度是3gT2t242n2-R；(2)飞船在圆轨道上运行的速率是32ngR2t。【解析】(1)“神舟”十一号载人飞船在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力列出方程。根据物体在地球表面上忽略地球自转时，万有引力等于重力列出方程进行求解即可。(2)根据圆周运动的线速度与周期的关系求解。本题要掌握万有引力的作用，在天体运动中万有引力等于向心力，在地球表面忽略地球自转时万有引力等于重力，利用两个公式即可解决此问题。10.电子从静止开始被U=180V的电场加速，沿直线垂直进入另一个场强为E=6000V/

19、m的匀强偏转电场，而后电子从右侧离开偏转电场.已知电子比荷为em169×1011C/kg，不计电子的重力，偏转电极长为L=6.0×10-2m.求：(1)电子经过电压U加速后的速度vx的大小；(2)电子在偏转电场中运动的加速度a的大小；(3)电子离开偏转电场时的速度方向与进入该电场时的速度方向之间的夹角【答案】解：(1)根据动能定理得，eU=12mvx2，代入数据解得vx=8×106m/s(2)根据牛顿第二定律得，a=qEm，代入数据得a=323×10141.1×1015m/s2(3)粒子在电场中的运动时间t=Lvx，离开电场时的竖直分速度vy=

20、at，根据平行四边形定则知，tan=vyvx，代入数据解得=45答：(1)电子经过电压U加速后的速度vx的大小为8×106m/s；(2)电子在偏转电场中运动的加速度a的大小为1.1×1015m/s2；(3)电子离开偏转电场时的速度方向与进入该电场时的速度方向之间的夹角为45【解析】(1)根据动能定理求出电子经过电压U加速后的速度大小(2)根据牛顿第二定律求出电子在偏转电场中的加速度大小(3)将粒子的运动分解为水平方向和竖直方向，根据水平方向上的运动规律求出电子在电场中匀速运动的时间，结合速度时间公式求出离开电场时的竖直分速度，结合平行四边形定则求出粒子离开电场时的速度方向解

21、决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法，知道粒子在垂直电场方向和沿电场方向上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解11.如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直14圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变)，斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为2Kg的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R=0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，g取10m/s2，求 (1)滑块第一次经过圆轨道上B点时对轨道的压力大小；(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能；(3)滑块在水平轨道BC上运动的总时间及滑块几次经过B点。【答案】解：(1)滑块从A点到B点，由动能定理可得：