北京市丰台区北京十二中2016-2017学年高一下学期期中考试物理试题

北京十二中20162017学年第二学期高一年级物理期中考试题2017.4命题人：马广明复核人：岳玉平考生须知：1．本试卷共6页，分为两部分．总分100分．考试时间100分钟．2．将选择题答案填涂在答题卡上，第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答在答题卡上，在试卷上作答无效．3．考试结束时，收答题卡．一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．）1．发现“所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等”的科学家是（）A．牛顿 B．第谷 C．开普勒 D．哥白尼【答案】C【解析】所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，也就是开普勒第三定律，所以是开普勒发现的，故C正确．故选C．2．如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，运动方向从到．已知在点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（）A．点的速率比点的速率小 B．点的加速度与速度的夹角大于C．点的加速度比点的加速度大 D．从到加速度与速度的夹角先增大后减小【答案】A【解析】A．根据题意，质点运动到点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由到过程中，合外力做正功，由动能定理可得，点的速度比点速度大，故A正确．B．物体在点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，点的加速度与速度的夹角大于，故B错误．C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，故C错误．D．由的分析可以知道质点由到过程中，受力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向上，加速度与的夹角之间减小，故D错误．故选A．3．关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的动能不变，其动量一定不变C．动量越大的物体，其速度一定越大D．物体的动量越大，其惯性也越大【答案】A【解析】A．动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻的速度方向，故A正确．B．物体的动量：，动量大小取决于质量与速度的乘积，故B错误．C．物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同决定，不是只由物体的速度决定的，故物体的动量大，其速度不一定大，故C错误．D．质量是惯性大小的量度，而物体的动量，，动量大小取决于质量与速度的乘积，动量大的物体惯性不一定大，故D错误．故选A．4．如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（）A．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动 B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动C．突然变大，小球将沿轨迹做离心运动 D．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心【答案】A【解析】A．在水平面上，细绳的拉力提供所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．B．当向心力减小时，将沿轨道做离心运动，故B错误．C．突然变小，小球将沿轨道做离心运动，故C错误．D．突然变大，小球将沿轨迹做向心运动，故D错误．故选A．5．一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎，爆胎可能性最大的地段是（）A．处 B．处 C．处 D．处【答案】D【解析】在凹形路面处支持力大于重力，且，因不变，越小，越大，故在处爆胎可能性最大，故D正确．故选D．6．两个相距为的小物体，它们之间的万有引力为，保持质量不变，将它们间的距离增大到，那么它们之间万有引力的大小将变为（）A． B． C． D．【答案】D【解析】根据万有引力定律得：甲、乙两个质点相距，它们之间的万有引力为．若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离增大到，则甲、乙两个质点间的万有引力，故D正确．故选D．7．如图所示，力大小相等，物体沿水平面运动的位移也相同，下列哪种情况做功最少（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．拉力做功为：，故A错误；B．拉力做功为：，故B错误；C．拉力做功为：，故C错误；D．拉力做功为：，拉力做功最少，故D正确．故选D．8．如图所示，某个力作用在半径为的转盘的边缘上，力的大小保持不变，但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致，则转动一周这个力做的总功为（）A． B． C． D．【答案】B【解析】转周通过的轨迹长度为：，力所做的功，故B正确．故选B．9．国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量将由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径()轨道半径()从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近（）A．年 B．年 C．年 D．年【答案】C【解析】根据得，周期，因为海王星的轨道半径时地球轨道半径的倍，则海王星的周期大约是地球公转周期的倍，地球公转周期为年，则海王星的公转周期有年，故C正确，ABD错误．故选C．10．如图所示，木板可绕固定的水平轴转动．木板从水平位置缓慢转到位置，木板上的物块始终相对于木板静止．在这一过程中，物块的重力势能增加了．用表示物块受到的支持力，用表示物块受到的摩擦力．在这一过程中，以下判断正确的是（）A．和对物块都不做功 B．对物块做功，对物块不做功C．对物块不做功，对物块做功 D．和对物块所做功的代数和为【答案】B【解析】由受力分析知，支持力的方向是垂直于木板向上的，物体的位移也是向上的，所以支持力做正功，但摩擦力方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功，由动能定理可知，，故支持力做功为，故B正确．故选B．二、多项选择题（本题4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确．全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分．）11．如图所示，置于足够长斜面上的盒子内放有光滑球，恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上，一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板拴接，另一端与相连．今用外力推使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中（）A．弹簧的弹性势能一直减小直至为零B．对做的功等于机械能的增加量C．弹簧弹性势能的减小量等于和机械能的增加量D．A所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于动能的增加量【答案】BD【解析】A．因为弹簧一直处于压缩状态，故弹性势能一直减小，但没有减为零，故A错误．B．除重力外其余力做的功等于物体机械能的增加量，故对做的功等于机械能的增加量，故B正确．C．因为整体和弹簧系统机械能守恒，故弹簧弹性势能的减小量等于和机械能的增加量，故C错误．D．对物体、重力、支持力、弹簧弹力和对弹力的合力做的功等于动能的增加量，故重力和弹簧弹力做功的代数和大于动能的增加量，故D正确．故选BD．12．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为，小球半径为，则下列说法正确的是（）A．小球通过最高点时的最小速度B．小球通过最高点时的最小速度C．小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力【答案】BC【解析】A．在最高点，因为外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于时，内管对小球产生弹力，大小为，故最小速度为，故A错误，B正确．C．小球在水平线以下管道运动，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确．D．小球在水平线以上管道运动，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误．故选BC．13．如图所示，小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速度开始下滑，用、和分别表示小球沿轨道下滑的速度、时间和竖直高度，下面的图象和图像中可能正确的是（）A． B． C． D．【答案】AD【解析】A．由于小球从光滑斜槽下滑的过程中，斜槽与水平面间倾角逐渐减小，则小球加速度逐渐减小，图象中，故A正确，B错误．CD．小球下滑过程中只有重力做功，机械能守恒，由可知小球下滑高度与速度的平方成正比，故C错误，D正确．故选AD．14．下列说法正确的是（）A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式都是可以在实验室中得到证明的【答案】AB【解析】A．引用公式，这个关系式实质是牛顿第二定律，可以在实验室得到验证，故A正确．B．引用公式．这个关系式实质是匀速圆周运动的一个公式，即线速度等于弧长与时间的比值，是通过速度的定义式得到的，故B正确．CD．引用公式是开普勒第三定律，是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，在实验室无法验证，故CD错误．故选AB．三、实验题（本题2小题，共17分）15．在“验证机械能守恒定律”的实验中；（）从下列器材中选出实验所必须的，其编号为__________A．打点计时器（包括纸带） B．重物 C．天平D．毫米刻度尺 E．秒表 F．运动小车（）打点计时器的安装放置要求为__________；开始打点计时的时候，应先__________，然后__________．【答案】（）ABD；（）见解析【解析】（）ABD（）底板要竖直，给打点计时器通电打点，释放重锤，让它带着纸带一同下落．16．在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图，其中是起始点，、、是打点计时器连续打下的个点，用毫米刻度尺测量到、、各点的距离，并记录在图中．（已知当地的重力加速度，重锤质量为，计算结果均保留位有效数字）（）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是__________段的读数，应记作__________；（）甲同学用重锤在段的运动来验证机械能守恒，他用段的平均速度作为点对应的即时速度，则求得该过程中重锤的动能增加量__________，重力势能的减少量__________．这样验证的系统误差总是使__________（选填“>”、“<”或“=”）；（）乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点记为第个点，图中的是打点计时器打下的第个点．因此他用计算与点对应的即时速度，求得动能的增加量__________．这样验证的系统误差总是使__________（选填“>”、“<”或“=”）．（）上述两种处理方法中，你认为合理的是__________同学所采用的方法．（选填“甲”或“乙”）【答案】（）；；（）；；；（）；；（）甲【解析】（）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位，这三个数据中不符合有效数字读数要求的是段：，应记作．（）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求的速度大小．该过程重锤的动能增加量重力势能减小量因为物体下落过程中存在摩擦阻力，这样验证的系统误差总是使．（）．这样的验证的系统误差总是使．（）上述两种处理方法中，合理的是甲．四、解答题（本题共5小题，满分40分．在答题卷上解答应写出必要的文字说明、文程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．）17．（6分）如图所示，一质量的物体，由高，倾角的固定斜面的顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数，求物体所受各个力所做的功及合外力所做的功？（）【答案】、、、【解析】重力做功；支持力方向与位移方向垂直，不做功，则有．滑动摩擦力为：，则摩擦力做功为合外力做功为．18．（6分）将质量为的小球，从距水平地面高处，以速度抛出，不计空气阻力，取，求：（）抛出后内重力对小球的冲量；（）小球落地时的动量．【答案】（）；（）【解析】（）重力是恒力，内重力对小球的冲量，方向竖直向下．（）小球落地时竖直分速度为由速度合成知，落地速度．所以小球落地时的动量大小为．19．（8分）如图所示，把一个质量的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上、两个固定点相连接，绳、长都是，长度是，直杆和球旋转的角速度等于多少时，绳上才有张力？（）【答案】见解析【解析】抓住临界条件，当绳刚好伸直还无张力时的角速度为球旋转的最小角速度．已知、绳长均为，如图所示即，．在中，得．设小球做圆周运动的轨道半径为，小球做圆周运动的轨道半径．．绳被拉直但无张力时，小球所受的重力与绳拉力的合力提供向心力，其受力分析如图所示，由图可知，小球的向心力为：．根据牛顿第二定律得：．计算得出直杆和球的角速度为．当直杆和球的角速度时，中才有张力．20．（10分）一列火车总质量，机车发动机的额定功率，在轨道上行驶时，轨道对火车的阻力是车重的倍，取，求：（）火车在水平轨道上行驶的最大速度；（）在水平轨道上，发动机以额定功率工作，当行驶速度为和时，火车的瞬时加速度、各是多少？（）在水平轨道上以速度匀速行驶时，发动机的实际功率．（）若火车从静止开始，保持的加速运动，这一过程维持的最长时间．【答案】（）；（），；（）；（）【解析】（）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，即时列车的加速度为零，速度达最大，则有．（）当时列车加速运动，当时，牵引力为：．据牛顿第二定律得：，当时，有．据牛顿第二定律得：．（）当时，列车匀速运动，则发动机的实际功率．（）根据牛顿第二定律得牵引力，在此过