人教版高中物理必修一高一(下)期末试卷

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）2015-2016学年吉林省长春外国语学校高一（下）期末物理试卷（理科）一、选择题，本题共12小题，每小题4分，1～8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，选不全的得2分，选错的得0分1．放在水平地面上的物体在拉力F作用下作匀速直线运动，先后通过A、B两点，在这过程中（）A．物体的运动速度越大，力F做功越多B．物体的运动速度越大，力F做功越少C．物体的运动速度越大，力F做功的功率越大D．物体的运动速度越大，力F做功的功率不变2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动就是匀速运动B．匀速圆周运动是一种变加速运动C．匀速圆周运动的物体处于平衡状态D．匀速圆周运动的加速度是恒定不变的3．关于重力做功与重力势能的改变，下述说法中正确的是（）A．物体从A点沿不同的路径运动到B点，重力势能的变化相同B．物体在重力和弹力作用下做匀速运动，物体的重力势能一定不变C．重力对物体做正功，物体的重力势能增加D．重力对物体做的功，等于物体的重力势能4．下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（）A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零5．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动．当它在较大的轨道半径r1上时运行线速度为v1，周期为T1，后来在较小的轨道半径r2上时运行线速度为v2，周期为T2，则它们的关系是（）A．v1＜v2，T1＜T2 B．v1＞v2，T1＞T2 C．v1＜v2，T1＞T2 D．v1＞v2，T1＜T26．一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm．则（）A．无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比B．若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vmC．汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力D．若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动7．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A．弹簧的弹性势能逐渐减少B．物体的机械能不变C．弹簧的弹性势能先增加后减少D．弹簧的弹性势能先减少后增加8．如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则（）A．物体在海平面的重力势能为mghB．重力对物体做的功为零C．物体在海平面上的机械能为mv02+mghD．物体在海平面上的动能为mv02+mgh9．起重机吊钩挂着一木箱，木箱正在匀减速下降，这个过程中（）A．木箱的重力做正功B．钢索对木箱的拉力做正功C．钢索对木箱的拉力做负功D．木箱的重力势能和动能都减少10．我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持．嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来．已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半．根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是（）A．卫星A做圆周运动的圆心和地心重合B．卫星B离地面较近，卫星A离地面较远C．正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大D．卫星A所需的向心力比卫星B所需的向心力大11．如图，A、B质量相等，它们与地面间的摩擦系数也相等，且FA=FB，如果A、B由静止开始运动相同的距离，那么（）A．FA对A做的功与FB对B做的功相同B．FA对A做功的平均功率大于FB对B做功的平均功率C．到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能D．到终点时物体A获得的动能小于物体B获得的动能12．宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．双星做圆周运动的动能均减小B．双星做圆周运动的半径均增大C．双星相互间的万有引力变大D．双星做圆周运动的周期均增大二、填空题每空4分，共24分；计算题16题8分，17题10分，18题10分，共28分，计算题要求有必要的文字说明、公式、数据．13．“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．（1）比较这两种方案，（填“甲”或“乙”）方案好些．（2）在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：打点计时器所用交流电的频率为50Hz，实验得到的两条纸带如图所示，应选纸带好．（填“甲”或“乙”）14．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上．A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有竖直高度h和水平距离x，其初速度的表达式为v0=．15．为了充分利用地球自转的速度，人造卫星发射时，火箭都是从向．（填东、南、西、北）发射．考虑这个因素，火箭发射场应建在纬度较低的地方较好，例如海南的文昌发射场．三、计算题（共3小题，满分28分）16．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转的影响．（1）求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行半径r．17．一辆质量为2.0×103kg的汽车，以额定功率为6.0×104W在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车所能达到的最大速度是30m/s，求：（1）汽车受到的阻力是多大？（2）当汽车的加速度为0.50m/s2时汽车的速度是多大？18．如图所示，竖直平面内的轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R的圆轨道，（1）若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求通过最高点C的速度（2）若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h．（3）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，轨道半径R=0.4m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中克服摩擦阻力做的功．取g=10m/s2．

2015-2016学年吉林省长春外国语学校高一（下）期末物理试卷（理科）参考答案与试题解析一、选择题，本题共12小题，每小题4分，1～8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，选不全的得2分，选错的得0分1．放在水平地面上的物体在拉力F作用下作匀速直线运动，先后通过A、B两点，在这过程中（）A．物体的运动速度越大，力F做功越多B．物体的运动速度越大，力F做功越少C．物体的运动速度越大，力F做功的功率越大D．物体的运动速度越大，力F做功的功率不变【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】抓住物体做匀速直线运动，得出拉力不变，结合功的公式和功率的公式分析做功的大小和功率的大小变化．【解答】解：A、物体做匀速直线运动，拉力F等于摩擦力，根据W=Fx知，拉力做功与位移有关，与速度大小无关，故不论速度大小，力做功均相同；故AB错误；C、根据P=Fv知，拉力不变，速度越大，拉力功率越大，故C正确，D错误．故选：C．2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动就是匀速运动B．匀速圆周运动是一种变加速运动C．匀速圆周运动的物体处于平衡状态D．匀速圆周运动的加速度是恒定不变的【考点】匀速圆周运动．【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动．加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动．【解答】解：匀速圆周运动的加速度不为零，总是指向圆心，时刻改变，是变加速曲线运动，不是平衡状态；故ACD错误，B正确；故选：B3．关于重力做功与重力势能的改变，下述说法中正确的是（）A．物体从A点沿不同的路径运动到B点，重力势能的变化相同B．物体在重力和弹力作用下做匀速运动，物体的重力势能一定不变C．重力对物体做正功，物体的重力势能增加D．重力对物体做的功，等于物体的重力势能【考点】机械能守恒定律．【分析】重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大．【解答】解：A、物体从A点沿不同路径运动到B点，重力做功相同，则重力势能变化相同．故A正确．B、物体在重力和弹力作用下向下或向上匀速运动，重力势能将会变化．故B错误．C、D、重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大．重力所做的功等于重力势能的变化量．故C、D错误．故选：A．4．下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（）A．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零【考点】功能关系；动能和势能的相互转化．【分析】体所受合外力为零，根据功的公式分析合外力对物体做的功是否为零．再分析合外力对物体所做的功为零，合外力是否为零．根据动能定理分析动能不变时，合外力是否为零．【解答】解：A、如果物体所受的合外力为零，根据W=FS得，那么外力对物体做的总功一定为零；故A正确；B、如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零．可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，故B错误；C、物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变．所以，做变速运动的物体，动能可能不变，故C错误；D、物体动能不变，只能说合外力不做功，但合外力不一定为零，故D错误．故选：A5．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动．当它在较大的轨道半径r1上时运行线速度为v1，周期为T1，后来在较小的轨道半径r2上时运行线速度为v2，周期为T2，则它们的关系是（）A．v1＜v2，T1＜T2 B．v1＞v2，T1＞T2 C．v1＜v2，T1＞T2 D．v1＞v2，T1＜T2【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力作用，其运动轨道半径会逐渐减小，根据万有引力提供向心力列出等式，判断线速度、周期的变化．【解答】解：根据万有引力提供向心力列出等式==解得：v=，由于r1＞r2，所以v1＜v2，T=2π，由于r1＞r2，所以T1＞T2．故选C．6．一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm．则（）A．无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比B．若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vmC．汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力D．若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据牛顿第二定律得出加速度与牵引力的表达式，从而判断加速度与牵引力的关系．汽车以恒定加速度启动，当功率达到额定功率时，在匀加速直线运动中，速度最大，然后做变加速直线运动，加速度为零时，速度达到最大．当汽车以恒定功率启动，结合牵引力的变化，根据牛顿第二定律判断加速度的变化．【解答】解：A、根据牛顿第二定律得，a=，可知加速度与牵引力不是成正比关系，故A错误．B、若汽车匀加速启动，功率达到额定功率时，速度没有达到最大，然后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，故B错误．C、汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，若要减速，则需减小牵引力，故C正确．D、若汽车以额定功率启动，汽车先做加速度减小的加速运动，加速度减为零后做匀速直线运动，故D错误．故选：C．7．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A．弹簧的弹性势能逐渐减少B．物体的机械能不变C．弹簧的弹性势能先增加后减少D．弹簧的弹性势能先减少后增加【考点】功能关系；弹性势能．【分析】弹簧的弹性势能与弹簧的形变量大小有关，形变量越大，弹性势能越大，题中弹簧先压缩后伸长，根据形变量的变化，分析弹性势能的变化．【解答】解；当撤去F后，物体向右运动的过程中，弹簧先由压缩状态变到原长，再伸长，所以形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减少再增加．故D正确．撤去力F后，物体向右运动，弹簧的弹性势能转化为物体的机械能，故物体的机械能增加，后来弹簧伸长状态，物体的机械能转化为弹簧的弹性势能，即物体的机械能减少，综上，物体的机械能先增加后减少，故B错误；故选：D．8．如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则（）A．物体在海平面的重力势能为mghB．重力对物体做的功为零C．物体在海平面上的机械能为mv02+mghD．物体在海平面上的动能为mv02+mgh【考点】机械能守恒定律；功的计算．【分析】整个过程不计空气阻力，只有重力对物体做功，所以物体的机械能守恒，应用机械能守恒和功能关系可判断各选项的对错．【解答】解：A、以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为﹣mgh，故A错误．B、重力做功与路径无关，至于始末位置的高度差有关，抛出点与海平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对物体做功为mgh，故B错误．C、不计空气阻力，只有重力对物体做功，所以物体的机械能守恒，则物体在海平面上的机械能等于在地面上的机械能，为mv02．故C错误．D、由机械能守恒定律得mv02=﹣mgh+Ek，则得，物体在海平面上的动能Ek=mv02+mgh，故D正确．故选：D9．起重机吊钩挂着一木箱，木箱正在匀减速下降，这个过程中（）A．木箱的重力做正功B．钢索对木箱的拉力做正功C．钢索对木箱的拉力做负功D．木箱的重力势能和动能都减少【考点】功的计算．【分析】分析物体的受力及运动情况，根据功的计算公式可明确做功的正负【解答】解：A、木箱向下运动，力和位移同向，故重力做正功；故A正确；B、钢索对木箱的力向上，物体的位移向下，故钢索对木箱做负功；故B错误，C正确；D、木箱的重力势能减小，由于速度减小；故动能也减小；故D正确故选：ACD10．我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持．嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来．已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半．根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是（）A．卫星A做圆周运动的圆心和地心重合B．卫星B离地面较近，卫星A离地面较远C．正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大D．卫星A所需的向心力比卫星B所需的向心力大【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】根据卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论，极轨卫星轨道所在平面与赤道平面垂直，地球同步轨道与赤道共面．【解答】解：A、卫星做圆周运动时万有引力提供向心力，所以卫星A做圆周运动的圆心一定和地心重合，故A正确；B、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：F=F向…①F=G…②F向=m=m（）2r因而G=m=m（）2r=ma解得：v=…③T==2π…④由题意知，极轨卫星A周期较短，④式知，其半径是较小的．B、卫星B离地面较近，卫星A离地面较远，与我们推得的结论矛盾；正常运行时由③知A的线速率比B的大，故B错误，C正确；D、卫星B离地面较近，卫星A离地面较远，根据公式①②可知卫星A所需的向心力比卫星B所需的向心力大．故D正确．故选：ACD11．如图，A、B质量相等，它们与地面间的摩擦系数也相等，且FA=FB，如果A、B由静止开始运动相同的距离，那么（）A．FA对A做的功与FB对B做的功相同B．FA对A做功的平均功率大于FB对B做功的平均功率C．到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能D．到终点时物体A获得的动能小于物体B获得的动能【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据功的公式比较两个力做功的大小．结合牛顿第二定律比较出加速度，结合位移时间公式比较出运动的时间，从而得出平均功率的大小．根据速度位移公式比较出末速度的大小，结合瞬时功率公式比较瞬时功率的大小．【解答】解：A、根据W=Fscosθ，因两个力的大小相等，与水平方向的夹角相等，位移相等，则做功的大小相等．故A正确．B、对A，加速度为：a=，对B，加速度为：，可知A的加速度大于B的加速度，根据知，A的运动时间小于B的运动时间，根据P=，FA对A做的平均功率大于FB对B做功的平均功率．故B正确．C、根据v2=2as得，A的速度大于B的速度，所以到终点时物体A获得的动能大于物体B获得的动能．故C正确，D错误．故选：ABC．12．宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．双星做圆周运动的动能均减小B．双星做圆周运动的半径均增大C．双星相互间的万有引力变大D．双星做圆周运动的周期均增大【考点】万有引力定律及其应用．【分析】双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力，应用万有引力定律与牛顿第二定律求出双星的轨道半径关系，从而确定出双星的半径如何变化，以及得出双星的角速度和周期的变化．【解答】解：根据万有引力提供向心力，双星做匀速圆周运动具有相同的角速度和周期，，得，且，得，A、根据万有引力提供向心力，，即=，同理，即=，因为双星距离增大知双星做圆周运动的动能均减小，故A正确B、根据万有引力提供向心力，，得，且，得，，由题意知双星间距离增加，双星做圆周运动的半径均增大，故B正确；C、双星间的距离在缓慢增大，根据万有引力定律，知万有引力减小，故C错误；D、根据，得，，，得，因为双星间距离增大，双星做圆周运动的周期均增大，故D正确；故选：ABD二、填空题每空4分，共24分；计算题16题8分，17题10分，18题10分，共28分，计算题要求有必要的文字说明、公式、数据．13．“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行．（1）比较这两种方案，甲（填“甲”或“乙”）方案好些．（2）在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中：打点计时器所用交流电的频率为50Hz，实验得到的两条纸带如图所示，应选甲纸带好．（填“甲”或“乙”）【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）明确验证明机械能守恒定律中应尽量减少摩擦力等阻力，从而明确实验装置；（2）根据自由落体规律可确定前两点间的距离，从而确定哪条纸带的误差要小一些．【解答】解：（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好．故甲方案好一些．（2）若物体自由下落，则前两点之间的距离应为h=gt2==0.02m=2mm，故前2点的数值应接近2mm最好，故应选择甲纸带误差较小；故答案为：（1）甲；（2）甲14．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上AC．A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有竖直高度h和水平距离x，其初速度的表达式为v0=x．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】（1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤．（2）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住等时性，结合运动学公式求出初速度的表达式，从而确定需要测量的物理量．【解答】解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，可以调节斜槽末端保持水平，故A正确．B、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B错误，C正确．D、记录小球的位置不一定要等于距离下降，故D错误．故选：AC．（2）根据y=gt2得：t=，则初速度为：v0==x．故答案为：（1）AC；（2）x．15．为了充分利用地球自转的速度，人造卫星发射时，火箭都是从西向东．（填东、南、西、北）发射．考虑这个因素，火箭发射场应建在纬度较低的地方较好，例如海南的文昌发射场．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】地球自转是围绕地轴自转的，所以地球上各点纬度越高，自转半径越小，又因为自转的周期和角速度是一定的，所以纬度越低自转半径越大，自转的线速度越大．【解答】解：题目要求充分利用地球的自转，因为从空间看，地球是自西向东自转的，所以要充分利用自转的速度，在发射卫星时要沿着地球自转的方向发射卫星，即从西向东发射．由于要充利用自转的速度，所以在地球上发射卫星的地点，自转的线速度越大越好，根据v=rω可知，地球上各点自转的ω是一样的，那么需要更大的线速度则在自转半径最大的地方建立发射场就好，又因为地球是围绕地轴在转动的，转动半径随纬度的增加而减小，故要使发射时自转线速度最大，则自转半径最大，而自转半径最大处在赤道即纬度最低的地方．故答案为：西，东三、计算题（共3小题，满分28分）16．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转的影响．（1）求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行半径r．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】（1）卫星环绕地球运行的第一宇宙速度就是卫星绕地球附近做匀速圆周运动的速度，根据万有引力等于向心力列方程求解；（2）再运用万有引力等于向心力这一思路，列式求解，向心力用周期来表示即可．【解答】解：（1）设卫星的质量为m，地球的质量为M，物体在地球表面附近时，有：G=mg①卫星做圆周运动时，万有引力提供向心力，即：G=m②联立解得，v1=（2）卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，则有：G=mr③联立①③解得，r=答：（1）卫星