北京市东城区北京171中学2016-2017学年高一下学期期中物理试题

北京市第一七一中学2016—2017学年度第二学期高一物理期中考试试题（考试时间：100分钟总分：100分）一、单项选择题（每题只有一个选项正确，每题3分，共30分）1．关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是（）A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．做曲线运动的物体所受的力的方向一定是变化的D．合力方向与物体速度方向既不相同、也不相反时，物体一定做曲线运动【答案】D【解析】A．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，比如平抛运动，受到的就是恒力重力的作用，所以AC错误．B．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，对合力是否变化，没有要求，所以B错误．D．合力的方向与物体速度的方向既不相同，也不相反时，物体一定做曲线运动，所以D正确．故选D．2．质点作匀速圆周运动时，不变的物理量（）A．速度、角速度、向心加速度 B．角速度、速率、周期C．向心力、向心加速度、周期 D．速率、周期、向心力【答案】B【解析】匀速圆周运动中速度的大小不变，方向时刻改变．匀速圆周运动中向心力的大小不变，但方向时刻在变化．匀速圆周运动中的周期不变．匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以B正确的，A．C．D错误．故选B．3．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（）A．万有引力定律是牛顿发现的B．中的是一个比例常数，它和动摩擦因数一样是没有单位的C．万有引力定律公式在任何情况下都是适用的D．由公式可知，当时，【答案】A【解析】A．万有引力定律是牛顿发现的，所以A选项是正确的．B．公式中，引力恒量是有单位的比例系数，单位为，故B错误．C．两个质量分布不均匀，没有规则形状的物体，不能用公式直接求解，故C错误．D．等于零时物体不能看做质点，此时不能用该公式直接计算两物体之间的万有引力，故D错误．故选A．4．小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是（）A．小船要用更长的时间才能到达对岸B．小船到达对岸的时间不变，但位移将变大C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化【答案】B【解析】A项、由于水流加快并未影响到小船垂直于河岸线的分运动，该分运动速度不变，由，所以小船渡河所需时间不变，故A项错误．B．C．D项、由A项分析，小船到达河对岸的时间不变，但由于水流加快，顺流水方向上的分运动的速度增大，位移增大，所以总位移增大，故B项正确，C．D项错误．故选B．5．关于人造地球卫星，下列说法正确的是（）A．由，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增大到原来的倍B．由，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，速度增大到原来的倍C．由，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力减为原来的D．由，卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力减为原来的【答案】C【解析】A．B项、，移项化简得，，所以当轨道半径变为原来的倍时，速度变为原来的倍，故A．B项错误．C项、，当轨道半径变为原来的倍之后，万有引力变为，故C项正确．D项、由，当轨道半径增大到原来的两倍时，向心力变为原来的，故D项错误．故选C．6．如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼．下列关于两人受到的力做功判断正确的是（）甲乙A．甲图中支持力对人做正功 B．乙图中支持力对人做正功C．甲图中摩擦力对人做负功 D．乙图中摩擦力对人做负功【答案】A【解析】A．甲图中，人匀速上楼，不受静摩擦力，摩擦力不做功，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，所以A正确的，C错误．B．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故B．D错误．故选A．7．如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入顺时针匀速转动的水平传送带上，并从右端滑出，则传送带对物体做功的情况不可能是（）A．始终不做功 B．始终做正功 C．始终做负功 D．先做正功后做负功【答案】D【解析】A．当物体到达传送带上时，如果物体的速度恰好和传送带的速度相等，那么物体和传送带将一起在水平面上运动，它们之间没有摩擦力的作用，所以传送带对物体始终不做功，所以A可能．B．若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功，直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，不会出现再做正功的情况；若物体速度小，则受向前的摩擦力，做正功．到速度一致时，摩擦力又变为零，不做功；则说明传送可以对物体做正功，也可以做负功；故BC可能，D不可能．故选D．8．如图，是静止在地球赤道上的物体，、是两颗人造地球卫星，其中是地球同步卫星，、、在同一平面内沿不同的轨道绕地心做匀速圆周运动，三者绕行方向相同（为图示逆时针方向），已知．若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图甲所示．那么再经过小时，物体、卫星、的位置可能是图乙中的（）甲A． B． C． D．乙【答案】D【解析】同步卫星又与地球保持相对静止，所以物体，卫星的角速度相同，所以始终在的正上方．根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，周期越大，则角速度越小，所以卫星的角速度是的角速度倍．所以经过小时回到原位置，所以D正确的．故选D．9．质量为、的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为的人站在上用恒力拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为和，位移分别为和，如图所示．则这段时间内此人所做的功的大小等于（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根据功的定义，而其加的应拉过的绳子长度，好就是两个物体运动的位移之和，AB错误．C．D．根据动能定理，拉力做的功等于两个物体增加的动能之和，即，因此C正确，D错误．故选C．10．足球运动员在距球门正前方处的罚球点，准确地从球门正中央横梁下边缘踢进一球，横梁下边缘高地面的高度为，足球质量为，空气阻力忽略不计，运动员至少要对足球做的功为．下面给出功的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断，根据你的判断，的表达式最合理应为（）A． B．C． D．【答案】B【解析】A．足球重力势能增加量为，动能增加最大于零，故功大于，故A错误．B．当时，一定有，所以B正确的．C．功等于机械能增量，故功，但取一定的值时，此式可能小于，矛盾，故C错误．D．等号右边单位为：，不是焦耳，故D错误．故选B．二、多项选择题．（每题有两个及以上选项，每题4分，共20分）11．关于人造地球卫星的下列说法中正确的是（）A．其轨道平面一定通过地球球心，但一定和赤道共面B．做匀速圆周运动的近地卫星（）的运行线速度小于同步卫星运行线速度C．做匀速圆周运动的近地卫星（）的向心加速度等于（近似）地球表面重力加速度D．地球同步卫星可以定点于北京正上方【答案】AC【解析】A．依据卫星围绕地球旋转的特点，故A正确．B．依据高轨低速的特点，故B错误．C．依据万有引力航天公式，故C正确．D．同步卫星有特定的轨道，故D错误．故选AC．12．飞行在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体，不计空气阻力．如果以第一个物体的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系，下图所示是第个物体离开飞机时，抛出的个物体（、、、、）在空间位置的示意图，其中可能的是（）A． B． C． D．【答案】ACD【解析】A．不计空气阻力，以地面为参考系，每个物体都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以在水平向上，四个物体的速度总是与飞机速度相同的，水平位移相同，故没有位移差，看起来在一条竖直线上，竖直方向做自由落体运动，最先释放的物体间距离大些，相当于同一个物体做自由落体运动在不同时刻的位置，所以A正确的，B错误．C．若第个物体离开飞机时，刚好落地，此时对于C图，若第个物体离开飞机时，刚好落地，此时对于D图，故CD正确．故选：ACD13．测定运动员体能的一种装置如图所示，运动员质量为同，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦、绳的质量），悬挂重物，假定人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带上侧以速率向右运动．下列说法正确的是（）A．人对传送带不做功 B．人对传送带做功C．人对传送带做功的功率为 D．人对传送带做功的功率为【答案】AC【解析】A．人对传送带的摩擦力方向向右，传送带在力的方向上有位移，所以人对传送带做功，故A错误，B正确．C．人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于，所以人对传送带做功的功率为，故C正确，D错误．故选AC．14．物体在合外力作用下做直线运动的图象如图所示，下列表述正确的是（）A．在内，合外力做正功 B．在内，合外力总是不做功C．在内，合外力做负功 D．在内，合外力做负功【答案】AB【解析】A．在内，物体做匀加速运动，合外力方向与位移方向相同，故做正功，所以A选项是正确的．B．在内，物体做匀速运动，合外力为零，故合外力总是不做功，所以B选项是正确的．C．在内，根据动能定理可以知道，合外力做功为零，故C错误．D．在内，物体做反方向的匀加速直线运动，位移方向和合外力方向相同，故做正功，故D错误．故选AB．15．质量为的质点在平面上做曲线运动，在方向的速度图象和方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（）A．质点的初速度大小为 B．末质点速度大小为C．质点做曲线运动的加速度大小为 D．质点初速度的方向与合外力方向垂直【答案】AC【解析】A．由方向的速度图象可以知道，在方向初速度为，加速度为，受力，由方向的位移图象可以知道在方向做匀速直线运动，速度为，受力，因此质点的初速度为，故A．C正确．B．末质点速度应该为，故B错误．D．合外力方向在轴方向上，所以质点初速度方向与合外力方向不垂直，D错误．故选AC．三、实验题（每空2分，共14分）16．（）在“研究平抛物体的运动规律”的实验中，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（）A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，初速度水平C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨道是一条抛物线（）实验中，检验斜槽末端是否水平的方法是_________________________．（）引起实验误差的原因是（）（多选）A．小球运动时与白纸相接触B．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦C．描绘同一平抛运动轨迹的实验中，多次实验，没有保证小球从斜面上同一位置无初速释放（）为了探究平抛运动的规律，将小球和置于同一高度，在小球做平抛运动的同时静止释放小球．同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析．通过多次实验，下列说法正确的是（）A．只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B．两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动C．只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D．两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动（）在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下三点痕迹，如图是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是，已知闪光频率是，那么重力加速度__________，小球的初速度是__________，球过点时的速率是__________．（小数点后保留二位）【答案】（）B（）略．（）AB（）D（）【解析】（）研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故ACD错误，B正确．故选B．（）依据特点，看小球在末端是否滚动，确定是否水平．（）A．小球运动时不应与木板上白纸接触，防止摩擦而改变运动的轨迹，会造成较大误差，故A正确．B．确定轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，保证初速度沿水平方向，故B正确．C．只要让它从同一高度，无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，故C错误．D．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，所以D错误．故选AB．（）在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律．在图乙实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动，频闪照片显示小球在水平方向相等时间内做的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动，所以D选项是正确的，A．B．C错误．故选D．（）相邻两个点的时间间隔为，在竖直方向上，所以中间点在竖直方向上的速度，则所以．四、计算题（共36分）17．如图所示，光滑水平地面静止放着质量的木箱，与水平方向成折恒力作用于物体，恒力，当木箱在力作用下由静止开始运动后，求：（）末物体的速度大小．（）内力所做的功．（）末力的瞬时功率．【答案】（）（）（）【解析】（）木箱受到重力、恒力、水平面的支持力作用，设加速度大小为，将拉力正交分解，根据牛顿第二定律得：代入计算得出所以末箱的速度为．（）移动的距离是根据功的定义式得内力所做的功（）根据得末拉力的瞬时功率．18．据报道，“嫦娥一号”在距离月球高为处绕月球做匀速圆周运动，已知月球半径为，月球表面的重力加速度为．引力常量为，求：（）月球的质量．（）“嫦娥一号”环绕月球运行的周期．【答案】（）（）【解析】（）万有引力提供重力①则②（）卫星做圆周运动的向心力③故由②③得卫星的周期．19．质量为的汽车，沿倾角为的斜坡由静止开始沿斜坡向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为，汽车发动机的额定输出功率为，开始进以的加速度做匀加速运动（取）．求：（）汽车做匀加速运动的时间．（）汽车所能达到的最大速率．（）若斜坡长，且认为汽车到达坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间．【答案】（）（）（）【解析】（）设汽车的牵引力为，汽车在斜坡上受重力、支持力、摩擦力、牵引力．根据牛顿第二定律有：；设匀加速的末速度为，根据，知道汽车的速度增加，发动机的功率也在增大，当汽车功率增加到额定输出功率时，速度继续增加，牵引力就要减小，此时匀加速运动结束，则有：；根据匀加速运动公式有：，代入数值，联立计算得出：匀加速的时间为：．（）当达到最大速度时，汽车做匀速直线运动，此时，所以有：计算得出：汽车的最大速度为：．（）汽车匀加速运