河南省开封市兰考县高一物理下学期期末试卷讲解

2016-2017学年河南省开封市兰考高一（下）期末物理试卷一、单选题（每题4分，共32分）1．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同2．如图所示，在水平桌面上的A点，有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（）A．02 B．02 C． D．02（H﹣h）3．下列物体中，机械能守恒的是（）A．被平抛出去的物体（空气阻力不能忽略）B．被匀速吊起的集装箱C．物体以的加速度竖直向上做减速运动D．光滑曲面上自由运动的物体4．如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是（）A．夹角α将变大 B．夹角α与初速度大小无关C．小球在空中的运动时间不变 D．间距是原来间距的3倍5．已知某星球的质量和半径均为地球质量和半径的6倍；地球的半径为r，地球表面的重力加速度大小为g；忽略地球和该星球的自转，且不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度大小为（）A． B． C． D．以上不对6．一物体速度由0增加到v，再从v增加到2v，合外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是（）A．W12 B．W2=2W1 C．W2=3W1 D．W2=4W17．如图所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从位置水平向右做匀减速直线运动，则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（）A．直线P B．曲线QC．曲线R D．三条轨迹都有可能8．用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图所示，已知拉绳的速度v不变，则船速（）A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．不变 D．先增大后减小二、多选题（每题4分，多选、错选0分，少选、漏选2分，工16分）9．（多选题）已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M（已知引力常量G）（）A．地球绕太阳运行周期T1及地球到太阳中心的距离R1B．月球绕地球运动的周期T2及月球到地球中心的距离R2C．地球绕太阳运行的速度v3，及地球到太阳中心的距离R3D．人造卫星在地面附近的运行速度v4和运行周期T410．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是（）A．飞船在轨道1的运行周期大于在轨道2的运行周期B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度11．如图所示，自由下落的小球从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，如果不计空气阻力，并且弹簧的形变始终没有超过弹性限制，则（）A．小球的加速度先减小后增大B．小球的速度一直减小C．小球的机械能一直减小D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小12．如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点．A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时（）A．A球的机械能等于B球的机械能B．A球的动能等于B球的动能C．重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率D．细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力三、实验题（13题9分，14题10分，共19分）13．某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50．（1）实验中木板略微倾斜，这样做．A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为．（保留三位有效数字）（3）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状，可知W﹣v的关系符合实际的是．14．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量1.00的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度9.802．那么：（1）纸带的端（选填“左”或“右’）与重物相连；（2）从O点到B点，重物重力势能减少量△J，动能增加量△J；（以上两空均要求保留3位有效数字）（3）上问中，重物重力势能减少量总是（填‘大于’或者‘小于’）动能增加量，原因是．四、计算题（共43分）15．在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的周期．16．英国某媒体推测：在2020年之前人类有望登上火星，而登上火星的第一人很可能是中国人．假如你有幸成为人类登陆火星的第一人，乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的神舟x号宇宙飞船，通过长途旅行终于亲眼目睹了美丽的火星．为了熟悉火星的环境，你乘坐的x号宇宙飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面高度为H，飞行了n圈，测得所用的时间为t，已知火星半径R，试求火星表面重力加速度g．17．某型号汽车发动机的额定功率为60，在水平路面上行驶时受到的阻力是2000N，求：（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度大小（2）在同样的阻力下，若汽车行驶速度只有54，则发动机输出的实际功率．18．如图，半径0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A且μ=0.4．一质量0.1的小球，以初速度v0=8在粗糙水平地面上向左作直线运动，运动4m后，冲上竖直半圆环，经过最高点B后飞出．取重力加速度102．求：（1）小球到达A点时速度大小；（2）小球经过B点时对轨道的压力大小．2016-2017学年河南省开封市兰考二高高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（每题4分，共32分）1．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同【考点】42：物体做曲线运动的条件；37：牛顿第二定律．【分析】曲线运动的条件是初速度与加速度不在一条直线上，速度不断变化，它是变速运动，曲线运动有加速度不变的，也有加速度变化的．当物体做圆周运动，其合力不一定指向圆心，若是匀速圆周运动，则合力一定指向圆心．【解答】解：A、做曲线运动的物体，其速度一定变化，但加速度不一定变化，比如平抛运动，故A错误；B、物体做圆周运动，所受的合力不一定指向圆心，当是匀速圆周运动时，由于速度大小不变，所以加速度垂直于速度，因此合力一定指向圆心，故B错误；C、当物体所受合力方向与运动方向相反，则一定做减速且直线运动，故C正确；D、物体运动的速率在增加，则一定有加速度存在，但不一定与运动方向相同，比如平抛运动，合力方向与运动方向不相同．故D错误；故选：C2．如图所示，在水平桌面上的A点，有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（）A．02 B．02 C． D．02（H﹣h）【考点】43：平抛运动．【分析】小球做平抛运动，只受重力，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可．【解答】解：小球做平抛运动，只受重力，机械能守恒，其减小的重力势能等于增加的动能，即﹣解得：故选：B．3．下列物体中，机械能守恒的是（）A．被平抛出去的物体（空气阻力不能忽略）B．被匀速吊起的集装箱C．物体以的加速度竖直向上做减速运动D．光滑曲面上自由运动的物体【考点】6C：机械能守恒定律．【分析】根据机械能守恒的条件判断物体的机械能是否守恒，或通过物体的动能和势能之和是否保持不变，判断机械能是否守恒．【解答】解：A、被平抛出去的物体，由于阻力不能忽略，物体除了重力做功以外，还有阻力做功，机械能不守恒，故A错误．B、匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能的增大，则机械能增大，故B错误．C、物体的加速度是，说明物体必定受到向上的拉力的作用，物体在竖直方向上运动，拉力对物体做功，所以机械能不守恒，故C错误．D、光滑曲面上自由运动的物体，只有重力做功，机械能守恒，故D正确．故选：D．4．如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是（）A．夹角α将变大 B．夹角α与初速度大小无关C．小球在空中的运动时间不变 D．间距是原来间距的3倍【考点】43：平抛运动．【分析】小球落在斜面上，根据竖直位移与水平位移的关系求出小球在空中的运动时间，从而得出间的变化．结合速度方向与水平方向夹角正切值和位移与水平方向夹角正切值的关系，判断夹角与初速度的关系．【解答】解：根据得，小球在空中运动的时间，因为初速度变为原来的2倍，则小球运动的时间变为原来的2倍．故C错误．速度与水平方向的夹角的正切值，因为θ不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知α不变，与初速度无关，故A错误，B正确．的间距，初速度变为原来的2倍，则的间距变为原来的4倍，故D错误．故选：B．5．已知某星球的质量和半径均为地球质量和半径的6倍；地球的半径为r，地球表面的重力加速度大小为g；忽略地球和该星球的自转，且不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度大小为（）A． B． C． D．以上不对【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力．【分析】第一宇宙速度是卫星绕天体表面附近做圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力列式求解．【解答】解：设地球质量为m，半径为r，表面的重力加速度为g，某星球的质量为，半径为r1，表面的重力加速度为g1，根据：′g有：同理，g1=所以：解得：g1设该星球第一宇宙速度为v1，由m′g1′得v1故选：A．6．一物体速度由0增加到v，再从v增加到2v，合外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是（）A．W12 B．W2=2W1 C．W2=3W1 D．W2=4W1【考点】66：动能定理的应用．【分析】由动能定理可求得两过程中外力所做的功，则可求得二者的关系．【解答】解：由动能定理可知：W12；W2（2v）2﹣22；故W2=3W1；故选：C．7．如图所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从位置水平向右做匀减速直线运动，则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（）A．直线P B．曲线QC．曲线R D．三条轨迹都有可能【考点】44：运动的合成和分解．【分析】蜡块参与了水平方向向右初速度不为0的匀减速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动，根据合速度与合加速度的方向关系确定蜡块的运动轨迹．【解答】解：当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向．蜡块的合速度方向斜向右上方，合加速度方向水平向左，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，知C正确，A、B、D错误．故选：C．8．用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图所示，已知拉绳的速度v不变，则船速（）A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．不变 D．先增大后减小【考点】44：运动的合成和分解．【分析】将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解，拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度，再对绳子收缩方向的分速度的表达式进行讨论，即可以求出船速的变化情况．【解答】解：将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解，如图拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度，由几何关系，得到船θ在小船靠岸的过程中，由于拉绳的速度v保持不变，θ也不断变大，故v船不断变大，故A正确，错误；故选：A．二、多选题（每题4分，多选、错选0分，少选、漏选2分，工16分）9．（多选题）已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M（已知引力常量G）（）A．地球绕太阳运行周期T1及地球到太阳中心的距离R1B．月球绕地球运动的周期T2及月球到地球中心的距离R2C．地球绕太阳运行的速度v3，及地球到太阳中心的距离R3D．人造卫星在地面附近的运行速度v4和运行周期T4【考点】4F：万有引力定律及其应用．【分析】地球表面重力等于万有引力，环绕天体的向心力由万有引力提供，据此进行相关分析即可．【解答】解：A、根据万有引力提供圆周运动向心力，可以求出中心天体的太阳的质量而不可以求出环绕天体地球的质量，故A错误；B、月球绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，可以求出中心天体地球的质量，故B正确；C、万有引力提供圆周运动向心力，可以据此计算中心天体的质量，而地球绕太阳运动可以计算中心天体太阳的质量，故C错误；D、已知人造地球卫星在地面运行的速度和运行周期，根据可得轨道半径，根据得地球质量，故可以求出地球的质量．故选：．10．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是（）A．飞船在轨道1的运行周期大于在轨道2的运行周期B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度【考点】4F：万有引力定律及其应用．【分析】根据开普勒第三定律，比较飞船在轨道1和轨道2上的运动周期；飞船在圆轨道上运动时，宇航员处于完全失重状态；根据周期和角速度的关系，比较角速度的大小；根据万有引力的大小，结合牛顿第二定律比较加速度的大小．【解答】解：A、飞船在轨道2上的轨道半径大于轨道1的半长轴，根据知，飞船在轨道1的运行周期小于在轨道2上的运行周期，故A错误．B、飞船在圆轨道上做圆周运动，宇航员处于完全失重状态，故B正确．C、飞船在圆轨道上的周期小于同步卫星的周期，根据知，飞船在圆轨道上的角速度大于同步卫星的角速度，故C正确．D、飞船变故前后在远地点所受的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等，故D错误．故选：．11．如图所示，自由下落的小球从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，如果不计空气阻力，并且弹簧的形变始终没有超过弹性限制，则（）A．小球的加速度先减小后增大B．小球的速度一直减小C．小球的机械能一直减小D．小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小【考点】6C：机械能守恒定律．【分析】本题要正确分析小球下落与弹簧接触过程中弹力变化，即可求出小球合外力的变化情况，进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化，从而明确速度的变化情况．再由机械能守恒的条件进行分析即可明确能量的变化．【解答】解：A、小球接触弹簧上端后受到两个力作用：向下的重力和向上的弹力．在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，因为弹力不断增大，所以合外力不断减小，故加速度不断减小，由于加速度与速度同向，因此速度不断变大．当弹力逐步增大到与重力大小相等时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大．后一阶段，即小球达到上述位置之后，由于惯性小球仍继续向下运动，但弹力大于重力，合外力竖直向上，且逐渐变大，因而加速度逐渐变大，方向竖直向上；小球的加速度先先减小，后增大；速度先增大后减小；故A正确；B错误；C、小球做减速运动，当速度减小到零时，达到最低点，弹簧的压缩量最大．整过程中小球的机械能一直减小；故C正确；D、由于小球和弹簧组成的系统机械能守恒；故小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和保持不变；因动能先增大后减小；故重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大；故D错误；故C正确，D错误；故选：．12．如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点．A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时（）A．A球的机械能等于B球的机械能B．A球的动能等于B球的动能C．重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率D．细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；66：动能定理的应用．【分析】A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，比较出初始位置的机械能即可知道在最低点的机械能大小．根据动能定理2，可比较出A、B两球的动能大小．经过最低点时，两球竖直方向速度都为0，所以重力的瞬时功率都为0；根据动能定理或机械能守恒求出在最低点的速度，然后根据F﹣，得出拉力的大小，从而可以比较出两球摆线的拉力．【解答】解：A、A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等．故A正确．B、根据动能定理2，知，L越大，动能越大，所以A球的动能大于B球的动能．故B错误．C、经过最低点时，两球竖直方向速度都为0，所以重力的瞬时功率都为0，故C正确；D、根据动能定理═2，知v2=2，由F﹣得，3，与摆线的长度无关．所以两球摆线拉力大小相等．故D正确．故选．三、实验题（13题9分，14题10分，共19分）13．某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50．（1）实验中木板略微倾斜，这样做．A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为2.00．（保留三位有效数字）（3）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状，可知W﹣v的关系符合实际的是C．【考点】：探究功与速度变化的关系．【分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动．（2）明确实验原理以及实验目的即可知了解具体的实验操作；纸带上点距均匀时，表示小车已经做匀速直线运动，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小；（3）根据图象特点，利用数学知识可正确得出结论．【解答】解：（1）使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故错误，正确；故选：．（2）各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00时做匀速直线运动，打点时间间隔0.02s，小车速度2.00．（3）由动能定理得：2，W与v是二次函数关系，由图示图象可知，C正确，故选：C．故答案为：（1）；（2）2；（3）C．14．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量1.00的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度9.802．那么：（1）纸带的左端（选填“左”或“右’）与重物相连；（2）从O点到B点，重物重力势能减少量△1.88J，动能增加量△1.84J；（以上两空均要求保留3位有效数字）（3）上问中，重物重力势能减少量总是大于（填‘大于’或者‘小于’）动能增加量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．【考点】：验证机械能守恒定律．【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．【解答】解：（1）从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与重物相连．（2）重力势能减小量△1.0×9.8×0.19201.88J．利用匀变速直线运动的推论×10﹣2=1.922=×1×（1.92）21.84J动能增加量△﹣0=1.84J（3）重物重力势能减少量总是大于动能增加量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．故答案为：（1）左（2）1.88，1.84（3）大于，下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．四、计算题（共43分）15．在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的周期2π．【考点】4A：向心力；48：线速度、角速度和周期、转速．【分析】小球在水平面做匀速圆周运动，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解周期【解答】解：如图小球的受力如右图所示，由牛顿第二定律得：θ由图可知，小球圆周运动的半径：θ联立解得：2π故答案为：2π．16．英国某媒体推测：在2020年之前人类有望登上火星，而登上火星的第一人很可能是中国人．假如你有幸成为人类登陆火星的第一人，乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的神舟x号宇宙飞船，通过长途旅行终于亲眼目睹了美丽的火星．为了熟悉火星的环境，你乘坐的x