北京市海淀区第一零一中学高一下学期期中考试物理试题

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精北京一零一中2016-2017学年度第二学期期中考试高一物理命题：杨双伟 审核:高一物理备课组一、单项选择题:本题共10小题,每题3分．共30分．在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分．有选错或不答的得0分．1．下列物理量中，属于标量的（）A．速度 B．动量 C．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相同，故B错误；

C．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，和是椭圆轨道的两个焦点，行星在点的速率比在点的速率大,则太阳是位于(）图1A． B． C． D．【答案】A【解答】易知太阳位于椭圆轨道的一个焦点上,故排除、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,行星在点的速率比在点大，所以太阳位于点．故本题正确答案为A．3．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(）A．机械能守恒 B．机械能增加C．动能减少 D．重力势能增加【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行分析，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．4．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，那么下列说法正确的是（）图2A．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】力对物体做功（其中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；故本题正确答案为A．5．竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小恒定，则（）A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B．上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C．上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率D．上升过程中克服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相同的，由可知，上升的过程中的重力的功率较大,所以C,D错误．故选B．6．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知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D得．，可得,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，可得，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，可得,轨道半径越大，加速度越小，故C项错误；D项，由，可得，轨道半径越大，角速度越小，故D项正确．故本题正确答案为D．7．如图3，质量为的小船在平静水面上以速率向右匀速行驶，一质量为的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中,忽略水的阻力，救生员跃出后小船的速率为（）A． B． C． D．【答案】C【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，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得；故本题正确答案为C．8．如图4是“牛顿摆”装置，个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，根轻绳互相平行，个钢球彼此紧密排列，球心等高．用、、、、分别标记个小钢球．当把小球向左拉起一定高度,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，可观察到球向右摆起，且达到的最大高度与球的释放高度相同,如图乙所示．关于此实验，下列说法中正确的是(）甲乙丙A．上述实验整个过程中,个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B．上述实验整个过程中，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、、到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放,经碰撞后，小球、一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球、、的释放高度D．如果同时向左拉起小球、、到相同高度（如图丙所示）同时由静止释放,经碰撞后小球、、一起向右摆起，且上升的最大高度与小球、、的释放高度相同【答案】D【解答】A、B项，实验过程中,小球和受到重力的冲量，所以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,个小球组成的系统机械能守恒,故A、B项错误．C、D项,碰撞瞬间个小球组成的动量守恒，可以将个小球看做个个体，在碰撞瞬间小球首先碰撞小球，二者速度交换,同一瞬间小球碰撞小球，二者速度交换,以此类推,在碰撞过程中，动量进行传递，从小球、、传递至小球、、，碰撞前后系统的机械能相同，则小球、、一起向右摆起,且上升的最大高度与小球、、的释放高度相同，故C项错误，D项正确．故本题正确答案为D．9．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．物体克服重力所做的功【答案】C【解答】A．升降机加速上升过程中,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克服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．故本题正确答案为C．10．有一宇宙飞船以在太空中飞行，突然进入一密度为的微陨石尘区，假设微陨石尘与飞船碰撞后即附着在飞船上．已知飞船的正横截面积，欲使飞船保持原速度不变，试求飞船的助推器应增大（)A． B． C． D．【答案】A【解答】选在时间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,高为的直柱体内微陨石尘的质量，即，初动量为，末动量为．设飞船对微陨石的作用力为,由动量定理得:则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故本题正确答案为A．二、多项选择题：本题共3小题,每小题3分，共9分．在每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11．如图5所示，单摆摆球的质量为,摆球从处由静止释放,摆球运动到最低点时的速度大小为,重力加速度为，不计空气阻力，则()图5A．摆球从运动到的过程中重力做功为 B．摆球运动到最低点时重力的瞬时功率为 C．摆球从运动到的过程中重力的冲量为 D．摆球从运动到的过程中合力的冲量大小为【答案】A【解答】A．摆球从最大位移处由静止开始释放，摆球运动到最低点，根据动能定理得:故A正确；B．设摆球从运动到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，则有,故B错误；C．根据冲量的公式得:重力的冲量为，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．所以摆球从运动到的过程中合力的动量为,故D错误．12．如图6所示，在嫦娥探月工程中，设月球半径为，月球表面的重力加速度为．飞船在半径为的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，则（）图6A．飞船在轨道Ⅲ上的运行速率大于 B．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上处的运动速率 C．飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上处的重力加速度 D．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比【选择】BC【解答】A项，对轨道Ⅲ，，对地面上物体,得，故A项错误；B项，在点，轨道Ⅰ的万有引力刚好提供向心力，而轨道Ⅱ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Ⅱ上处的速率，故B项正确;C项，由得出，而由点轨道Ⅱ卫星做离心运动，故，则飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上处重力加速度,故C项正确；D项,由，得，所以周期之比为，故D项错误．故本题正确答案为BC．13．质量为、内壁间距为的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为．初始时小物块停在箱子正中间,如图7所示,现给小物块一水平向右的初速度小物块与箱壁碰撞次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为（)图7A． B． C． D．【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，以及系统产生的内能．系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功．由于箱子放在光滑的水平面上，则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相同时,小物块不再相对滑动,有，系统损失的动能是因为摩擦力做负功．故本题正确答案为C．三、实验题：本题共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部分碰撞前后的动量关系．（）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 B．小球抛出点距地面的高度 C．小球做平抛运动的水平射程图8（）图8中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置,测量平抛水平射程．然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞，并多次重复．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、 B．测量小球开始释放高度 C．测量抛出点距地面的高度 D．分别找到、相碰后平均落地点的位置、E．测量平抛射程、（）若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_______________________________．（用（）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为_____________．（用（）中测量的量表示）．（）经测定，，,小球落地点的平均位置到点的距离如图9所示．碰撞前、后的动量分别为与,碰撞结束时的动量为，则碰撞前、后总动量的比值为________．（结果保留三位有效数字）图9【答案】（)C；（);(）；；（）14；；；（)【解答】（）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，故选C．（）要验证动量守恒定律定律，即验证：，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：，得:，因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移,故选:ACE．（）由②可知,实验需要验证：;若碰撞是弹性碰撞,满足动能守恒，则:,代入得;；()碰撞前后m1动量之比：．．；（）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,由机械能守恒定律得：，解得：．因此最大射程为：；四、计算题：本题共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）质量是的运动员,从高处自由下落在海绵垫上，经过停止．取,求海绵垫对运动员的平均作用力的大小．【答案】【解答】设运动员从处下落，刚触网的速度为，则：所以：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：．代入数据得：．答：海棉垫对运动员的平均作用力的大小为．16．（8分）如图10所示，质量为的小物块在光滑水平面上做直线运动,以速度飞离桌面，最终落在水平面上．已知，，桌面高．不计空气阻力，重力加速度．求：图10（）小物块落地点距飞出点的水平距离;()小物块平抛过程重力做功；（）小物块落地时的动能．【答案】(）（）（)【解答】(）由平抛运动规律，有竖直方向，水平方向，得水平距离．（）由机械能守恒定律,动能．（）、质量相等，发生弹性碰撞，虽然不知道碰前的速度，但速度互换，可以等效成直接滑出桌面．由动能定理，有．得初速度大小．17．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年月日凌晨分在四川省西昌卫星发射中心发射，年月日傍晚点分．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,周期为，月球半径为．（)嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小．（）月球表面的重力加速度．（）月球的第一宇宙速度多大．图11【答案】（）（）（）【解答】（）嫦娥三号做匀速圆周运动线速度：．（）由重力等于万有引力：①．对于嫦娥三号由万有引力等于向心力：②．由①②可得：．（）第一宇宙速度为沿月表运动的速度：．得．18．（9分)如图12所示，固定的长直水平轨道与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接轨道半径为，恰好为该圆的一条竖直直径．可视为质点的物块以某一初速度经过点，沿轨道向右运动，恰好能通过点．物块的质量．已知物块与轨道间的动摩擦因数为，轨道长度为,重力加速度为．求：（）物块运动到点的速度大小；(）物块运动到点对轨道的压力多大；（）物块经过点时的初速度．图12【答案】(）；（)（）【解答】（）物体在竖直平面内做圆周运动，在点时重力提供向心力,由牛顿第二定律得：计算得出：；

（）物体沿圆轨道向上运动过程只有重力做功，由动能定理得:．计算得