北京市海淀区高一物理下学期期中试题(含解析)-人教版高一全册物理试题

2016-2017学年度第二学期期中考试高一物理一、单项选择题：此题共10小题，每题3分.共30分.在每一小题给出的4个选项中，只有一项为哪一项符合题意的，选对的得3分.有选错或不答的得0分.1.如下物理量中，属于标量的〔 〕A.速度 B.动量 。向心力 D.动能【答案】D【解答】标量是只有大小没有方向的物理量.矢量是指既有大小又有方向的物理量.A.速度是矢量，其方向就是物体的运动方向，故A错误；B.动量是矢量，其方向与物体的运动方向一样，故B错误；。向心力是矢量，有大小也有方向，故C错误；D.动能只有大小没有方向，是标量；所以D选项是正确的.2.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图1所示，的速率比在BD.动能只有大小没有方向，是标量；所以D选项是正确的.2.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图1所示，的速率比在B点的速率大，如此太阳是位于〔F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点〕、J图1B.AD.BA.F2C.F1【答案】A【解答】易知太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，故排除C、D两项.根据开普勒第二定律推论可知近日点的速率大于远日点的速率，行星在A点的速率比在B点大，所以太阳位于F2点.故此题正确答案为A..沿水平方向抛出一个铅球，不计空气阻力，铅球在空中运动的过程中〔B.机械能增加D.B.机械能增加D.重力势能增加C.动能减少【答案】A【解答】明确小球在空中的受力情况，根据机械能守恒的条件进展分析，从而明确机械能是否守恒；再根据机械能守恒定律分析重力势能和动能的变化情况.A、B因为不计空气阻力，故小球在空中飞行时只有重力做功，故机械能守恒；所以A选项是正确的，B错误；C、D因为小球高度下降，故重力势能减小，根据机械能守恒定律可以知道，动能增加，故C、D错误.故A选项是正确的..如图2所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么如下说法正确的答案是〔 〕A.轮胎受到的摩擦力做了负功B.轮胎受到的重力做了正功C.轮胎受到的拉力不做功D.轮胎受到的支持力做了正功【答案】A【解答】力F对物体做功WF=F.scos9〔其中0表示力与位移方向的夹角〕，受训者拖着轮胎在水平直跑道上跑了100m过程，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对轮胎做负功，轮胎高度不变，重力不做功，拉力与轮胎位移方向呈锐角，所以拉力对轮胎做正功，支持力方向与轮胎位移方向垂直，对轮胎不做功，故A项正确；故此题正确答案为A.5・竖直上抛一球，球又落回原处，空气阻力的大小恒定，如此〔 〕A.上升过程中抑制重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中抑制重力做的功等于下降过程中重力做的功C上升过程中抑制重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率D.上升过程中抑制重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率【答案】B【解答】重力是保守力，做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，所以A错误B正确.物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，此时物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是一样的，由P=w可知，上升的过程中的重力的功率较大，所以C,D错误.应当t选B.6.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么〔 〕A.地球公转周期大于火星的公转周期B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的加速度小于火星公转的加速度D.地球公转的角速度小于火星公转的角速度【答案】D

【解答】A项，对于做圆周运动的天体，万有引力提供向心力0得.詈二喂，可得T=2飞舟'轨道半径越大，周期越大，故A项错误;【解答】A项，对于做圆周运动的天体，万有引力提供向心力0得.詈二喂，可得T=2飞舟'轨道半径越大，周期越大，故A项错误;B项，万有引力提供向心力GMm=m2，r2 rg.m_:GM可得v=\;~7~，轨道半径越大，线速度越小，故B项错误;C项，万有引力提供向心力GMm=mar2可得a二GM，轨道半径越大，加速度越小，故Cr2项错误;D项，GMm一由 =m32r，r2可得3=GM轨道半径越大，角速度越小，故D项正确.故此题正确答案为D..如图3,质量为M的小船在平静水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止.假设救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，忽略水的阻力,v+m-vov+m-voM【答案】Cv-mvoMmm/、vH (v+v) D.vH (v-v)oMo oMo【解答】人和小船系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解，人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，设救生员跃出后小船的速度为v1，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：(M+m)v=Mv-mv，解得v=v+m(v+v)；故此题正确答案为C.0i i0M0.如图4是“牛顿摆〃装置，5个完全一样的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此严密排列，球心等高.用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的互相碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度一样，如图乙所示.关于此实验，如下说法中正确的答案是〔〕甲 乙 丙A.上述实验整个过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒.上述实验整个过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C.如果同时向左拉起小球1、2、3到一样高度〔如图丙所示〕，同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度D.如果同时向左拉起小球1、2、3到一样高度〔如图丙所示〕同时由静止释放，经碰撞后小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度一样【答案】D【解答】A、B项，实验过程中，小球1和5受到重力的冲量，所以5个小球组成的系统在实验过程中动量不守恒，但在碰撞瞬间动量守恒，而实验过程中，除重力之外，其它力并不对系统做功，5个小球组成的系统机械能守恒，故A、B项错误.C、D项，碰撞瞬间5个小球组成的动量守恒，可以将5个小球看做5个个体，在碰撞瞬间小球3首先碰撞小球4，二者速度交换，同一瞬间小球2碰撞小球3，二者速度交换，以此类推，在碰撞过程中，动量进展传递，从小球1、2、3传递至小球3、4、5，碰撞前后系统的机械能一样，如此小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度一样，故C项错误，D项正确.故此题正确答案为D..物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于〔 〕A.物体重力势能的增加量B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量和重力势能增加量的总和D.物体抑制重力所做的功【答案】C【解答】A.升降机加速上升过程中，h变大，故重力势能增加，动能增加，故A错误；B.升降机加速运动，动能增加，故B错误；C.由前面分析知地板对物体做的功等于抑制重力做的功加上物体动能的增加量故C正确；D.由前面分析知D错误.故此题正确答案为C.

10.有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行，突然进入一密度为p=1x10-7km/m3的微陨石尘区，假设微陨石尘与飞船碰撞后即附着在飞船上.飞船的正横截面积S=2m2,欲使飞船保持原速度不变，试求飞船的助推器应增大〔〕20N B.30N C.40N D.50N【答案】A【解答】选在时间At内与飞船碰撞的微陨石为研究对象，其质量应等于底面积为S，高为vAt的直柱体内微陨石尘的质量，即m=pSvAt，初动量为0，末动量为mv.设飞船对微陨石的作用力为F，由动量定理得：F,At=mv-0如此F=mvAt=pSv2=10-7x2x(104)2N=20N根据牛顿第三定律可知，微陨石对飞船的撞击力大小也等于20N故此题正确答案为A.二、多项选择题：此题共3小题，每一小题3分，共9分.在每一小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.如图5所示，单摆摆球的质量为m，摆球从A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v」重力加速度为g，不计空气阻力，如此〔〕A.B.C.D.摆球从A运动到A.B.C.D.摆球从A运动到B的过程中重力做功为1mv22摆球运动到最低点B时重力的瞬时功率为mgv摆球从A运动到B的过程中重力的冲量为0摆球从A运动到B的过程中合力的冲量大小为mv【答案】A【解答】A.摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B,根据动能定理得：W=mmv2-0=mmv2故人正确；G2 2B.设摆球从A运动到B的过程中某点重力的瞬时功率最大，设此时速度方向与竖直方向的夹角为9，如此有p=mgvcos。＜mgv，故B错误；C.根据冲量的公式I=Ft得：重力的冲量为I=mgt，不为零，故C错误；D.由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量.所以摆球从A运动到B的过程中合力的动量为mv,故D错误..如图6所示，在嫦娥探月工程中，设月球半径为R,月球外表的重力加速度为g0.飞

船在半径为4R的圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道H,到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道m绕月球做圆周运动，如此〔〕图6图6a.飞船在轨道m上的运行速率大于%可b.飞船在轨道I上的运行速率小于在轨道n上b处的运动速率C.飞船在轨道I上的重力加速度小于在轨道n上B处的重力加速度D.飞船在轨道I、轨道m上运行的周期之比（：T=4:1【选择】BC m【解答】A项，对轨道m,GMm=mv2，对地面上物体GMm=mg，得v=,gR，故AR2R R2 00 0项错误；B项，在A点，轨道I的万有引力刚好提供向心力，而轨道n万有引力大于向心力，得出飞船在轨道I上运行速率小于在轨道n上B处的速率，故B项正确；D项，由GMm=m4n2r,r2 T2所以周期之比为8:1,C项，由GRMm=mg得出g<g0，而由B点轨道nD项，由GMm=m4n2r,r2 T2所以周期之比为8:1,故此题正确答案为BC..质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为H.初始时小物块停在箱子正中间，如图7所示，C.2n^mgL现给小物块一水平向右的初速度vC.2n^mgL1mMD.NhmgLD.NhmgL2m+M【选择】C【解答】小物块在箱壁之间来回运动的过程中，系统所受的合外力为零，动量守恒，根据动量守恒定律求出物块与箱子相对静止时共同速度，再求解物块和系统损失的动能，以与系统产生的内能.系统产生的内能等于系统抑制摩擦力做的功.由于箱子M放在光滑的水平面上，如此由箱子和小物块组成的整体动量始终是守恒的，直到箱子和小物块的速度一样时，小物块不再相对滑动，有mv=(m+M)v1,系统损失的动能是因为摩擦力做负功AE=—W=—|1mgNL.kf2故此题正确答案为C三、实验题：此题共10分14.如图8,用“碰撞试验器〃可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平局部碰撞前后的动量关系.〔1〕实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过仅测定〔填选项前的序号〕，间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的水平射程入射小球被碰小球111茄图8〔2〕图8中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1屡次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP.然后把被碰小球m2静止于轨道的水平局部，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并屡次重复.接下来要完成的必要步骤是.〔填选项的符号〕A.用测量两个小球的质量m、mB.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM、ON〔3〕假设两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为〔用〔2〕中测量的量表示〕；假设碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为〔用〔2〕中测量的量表示〕.〔4〕经测定，m1=45.0g,m2=7.5g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图9所示.碰TOC\o"1-5"\h\z撞前、后m的动量分别为P与P'，碰撞完毕时m的动量为P'，如此碰撞前、后总动量的1 1 1 2 2比值为.（结果保存三位有效数字）P'+P'1 2O MPNU——35.20cm——U I" 44.80cm——■― 5、.6XC1T1 A图9【答案】〔1〕C；〔2〕ADE；〔3〕m,OM+mON+mop;m,OM+mON=mop;〔4〕14；2.9；1.01；〔5〕76.8【解答】〔1〕小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，应当选C.〔2〕要验证动量守恒定律定律，即验证：m1=mj2+mj，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间；相等，上式两边同时乘以/得：m^vt=mvt+mvt，得：mOP=mOM+mON,因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，应当选：ACE.〔3〕由②可知，实验需要验证：mOP=m1OM+m2ON;假设碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，如此：1mv2=1mv2+1mv2,代入得；TOC\o"1-5"\h\z210 212 222mOP2=mOM2+m2ON2；4〕碰撞前后叫动量之比：PP'=OPOM=44.835.2=14111 11P'P'=mOMmON=45.0义35.27.5义55.68=112.912 1 2PP'+P'=mOPmOM+mONx1.01112 1 1 25〕发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据.动量守恒的表达式是mv=m?+mv,由机械能守恒定律得：—mv2=m^2+—mv2210 212 222解得：mOP2=mOM2+mON2.因此最大射程为：s=mOM+mOP=76.8cm;四、计算题：此题共6小题，共51分.解答要写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤，直接写出最后答案的不能得分.15.〔8分〕质量是50kg的运动员，从5.0m高处自由下落在海绵垫上，经过1.0s停止.g取10m/s2，求海绵垫对运动员的平均作用力的大小.【答案】1000N【解答】设运动员从h处下落，刚触网的速度为v,如此：v2=2gh所以：v2=2gh=2x10x5v=10m/s与海棉接触后运动员受到两个力的作用，以向下为正，由动量定理：1000N代入数据得：F=1000N答：海棉垫对运动员的平均作用力的大小为1000N.16.〔8分〕如图10所示，质量为m的小物块在光滑水平面上做直线运动，以速度v飞离桌面，最终落在水平面上.v=3.0m/s,m=0.10kg，桌面高h=0.45m.不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2.求：〔1〕小物块落地点距飞出点的水平距离s；〔2〕小物块平抛过程重力做功W；

〔3〕小物块落地时的动能ek.【答案】〔1〕0.9m〔2〕0.9J〔3〕4m/s【解答】〔1〕由平抛运动规律，有竖直方向h；gt2,水平方向svt，得水平距离乙,.，2h0,9m♦g〔2〕由机械能守恒定律，动能E ^mv2mgh0.9Jk2〔3〕A、B质量相等，发生弹性碰撞，虽然不知道碰前A的速度，但速度互换，可以等效成人直接滑出桌面.由动能定理，有mgl2mv21有mgl2mv21—mv220得初速度大小v0v'2glv24.0m/s17.我国航天事业取得了令世界瞩目的成就，其中嫦娥三号探测器与2013年12月2日凌晨1:30分在四川省西昌卫星发射中心发射，2013年12月6日傍晚17点53分.嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道，它绕月球运行的轨道可近似看作图，如图11.设嫦娥三号运行的轨道半径为r,周期为丁，月球半径为R.〔1〕嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小〔2〕月球外表的重力加速度g月进入奔月轨迹〔3进入奔月轨迹〔3〕月球的第图11【答案】〔1〕vr2nr

【答案】〔1〕vr2nr

~F〔2〕g月472r3T2R2[3)v472r3

T3R【解答】〔1〕嫦娥三号做匀速圆周运动线速度：v2nr.T〔2〕由重力等于万有引力：GMMm-mg月①.对于嫦娥三号由万有引力等于向心力:GMm由①②可得：g由①②可得：g月4n2r3T2R2〔3〕第一宇宙速度为沿月表运动的速度：mg=m竺月R得v得v18.〔9分〕如图12所示，固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接轨道半径为R,PN恰好为该圆的一条竖直直径.可视为质点的物块A以某一初速度经过M点，沿轨道向右运动，恰好能通过P点.物块A的质量m.物块A与MN轨道间的动摩擦因数为R，轨道MN长度为l，重力加速度为g.求：〔1〕物块B运动到〃点的速度大小v；P〔2〕物块运动到N点对轨道的压力多大;〔3〕物块A经过M点时的初速度.图12【答案】〔1〕ygR；〔2〕Fn=6mg〔3〕”5gl-2Hgl【解答】〔1〕物体在竖直平面内做圆周运动，在P点时重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=mv—R计算得出：v=/；P〔2〕物体沿圆轨道向上运动过程只有重力做功，由动能定理得：-mg2R=^mv2-—mv22 2n计算得出：'广丹•TOC\o"1-5"\h\z心一上L V2在N,点：F-mg=mn R联立得：F=6mg.根据牛顿第三定律可以知道，物块对地面的压力大小也是6mg〔3〕物块A向右运动的过程中只有摩擦力做功，1 1—mv2mv22 2m联立得vm=5ggl-2rgl.19.〔9分〕严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污〃已成为国家的工作重点，如图13,某一燃油公交车车重10t，额定功率为150kW初速度为零，以加速度a=1.5m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重0.05倍,g取10m/s，求：〔1〕该车车速度的最大值；〔2〕车做匀加速直线运动能维持多长时间;〔3〕燃油公交车每做1J功排放气态污染物3x10-卷，求匀速运行阶段每秒钟该公交车排放气态污染物的质量.【答案】〔1〕30m/s