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1、北京四中2017-2018学年下学期高一年级期期末考试物理试卷一、选择题1.下列物理量中属于矢量的是（ ）A. 动能B. 向心加速度C. 机械能D. 周期【答案】B【解析】【详解】动能、机械能和周期都是只有大小无方向的物理量，是标量；只有向心加速度既有大小又有方向，是矢量；故选B.2.做平抛运动的小球在距地面高h处以速度v0水平抛出，从抛出到落地过程中（ ）A. 运动时间为B. 运动时间为C. 水平位移为D. 水平位移为【答案】C【解析】【详解】根据h=gt2解得运动时间为，选项AB错误；水平位移为x=v0t=,选项C正确，D错误；故选C.【点睛】此题关键是要掌握平抛运动的特点，水平方向做匀速
2、运动，竖直方向做自由落体运动，灵活运用公式求解.3.两个质点间的万有引力大小为F，当两个质点间距离变为原来3倍时，质点间万有引力大小变为（ ）A. B. 9FC. D. 3F【答案】A【解析】【详解】根据万有引力定律公式得，将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，则万有引力的大小变为原来的故A正确，BCD错误。故选A。4.公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动，如图所示，汽车通过桥最高点时（ ）A. 车对桥的压力等于汽车的重力B. 车对桥的压力大于汽车的重力C. 车的速度越大，车对桥面的压力越大D. 车的速度越大，车对桥面的压力越小【答案】D【解析】【详解】在最高点，合外力的方
3、向竖直向下，加速度方向向下，则有：mg-N=m；所以：N=mg；桥面对汽车的支持力小于汽车的重力，故AB错误；由上式可知，车的速度越大，车对桥面的压力越小。故C错误，D正确。故选D。【点睛】该题考查向心力的来源，要知道向心力是由其他力提供的，此题中是由重力和支持力的合力提供的；属于基础题5.在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（ ）A. 物体在空中做平抛运动B. 跳伞运动员在空中匀减速下落C. 人乘电梯匀加速上升D. 物体沿斜面匀速下滑【答案】A【解析】【详解】物体在空中做平抛运动时，由于只有重力做功，故机械能守恒；故A正确；运动员在空中匀减速下落时，动能和重力势能均减小，故机械能不守恒；
4、故B错误；人乘电梯匀加速上升，重力势能和动能都增加，机械能增加，选项C错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，而重力势能减小，所以机械能一定减小；故D错误；故选A。【点睛】对于机械能是否守恒的判断，关键掌握机械能守恒的条件，也可以从能量转化的角度进行分析；两种方法要注意灵活应用6.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。欲使小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力等于小球的重力，则h与R应满足的关系是（不考虑摩擦阻
5、力和空气阻力）( )A. h=2RB. h=2.5RC. h=3RD. h=3.5R【答案】C【解析】试题分析：小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力恰好等于零时重力完全充当向心力，根据牛顿运动定律和机械能守恒定律分析解题小球恰能通过圆轨道最高点时，重力提供向心力，即应满足：，小球运动到最高点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律：，解得，B正确7.皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（ ）A. A、B两点的线速度大小相等B. A点的角速度小于B点的角速度C. A、B两点的向心加速度大小相等D. 大轮和小轮的周期相
6、同【答案】AB【解析】【详解】两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正确；根据公式v=r，v一定时，角速度与半径成反比，故A点的角速度小于B点的角速度。故B正确；根据a=v可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C错误。根据可知，大轮的周期大于小轮的周期，选项D错误；故选AB。【点睛】本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=r、a=v列式求解，基础题目8.下图中描绘的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（ ）A. B. C. D. 【答案】ACD【解析】【详解】人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引
7、力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动。故ACD正确，B错误。故选ACD。【点睛】解决本题的关键知道人造地球卫星靠万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，卫星做圆周运动的圆心必须是地心9.天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期，已知万有引力常量G。则由此可推算出（ ）A. 行星的质量B. 行星的线速度C. 恒星的质量D. 恒星的半径【答案】BC【解析】【详解】行星绕恒星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，知道轨道半径和周期，可以求出恒星的质量，行星是环绕天体，在分析时质量约去，不可能求出行星的质量，也不能求解恒星
8、的半径，选项C正确，AD错误。根据可求解行星的线速度，选项B正确；故选BC.【点睛】此题关键是知道已知行星（或卫星）的轨道半径和周期，只能求解恒星（或行星）的质量，即中心天体的质量.10.如图所示，A为系在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下的恒力F的作用下，弹簧被压缩到B点，现突然撤去力F，小球将在竖直方向上开始运动，若不计空气阻力，则下列中说法正确的是（ ）A. 小球在上升过程中，重力势能逐渐增大B. 小球在上升过程中，动能先增大后减小C. 小球上升至弹簧原长处时，动能最大D. 小球上升至弹簧原长处时，动能和重力势能之和最大【答案】ABD【解析】【详解】小球在上升过程中，随高度增加重力势能逐渐增
9、大，选项A正确；小球在上升过程中，一开始弹簧的弹力大于重力，加速度方向向上，小球做加速运动，速度增大，动能增大。当弹力等于重力时，加速度为零；当弹力小于重力后，加速度方向向下，小球做减速运动，速度减小，动能减小，即动能先增大后减小，故B正确。小球在上升过程中，开始时弹力大于重力，动能增加，而当弹力和重力相等后，合外力做负功，动能减小，则在弹力等于重力时刻，小球动能最大，而不是弹簧在原长位置动能最大，选项C错误；撤去F后对于小球、地球、弹簧构成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，小球在上升过程中，弹簧的压缩量不断减小，则弹性势能一直减小，当恢复到原长位置时，弹性势能最小，则动
10、能和重力势能之和最大，故D正确。故选ABD。【点睛】本题关键要分析小球在上升过程中的受力情况，来分析运动情况，理解加速度的变化由重力与弹力共同决定，掌握速度如何变化，并知道加速度为零时，速度达到最大值11.高空中仍有稀薄大气，所以低轨道的卫星会受到稀薄空气阻力的作用，从而不能永远在固定的圆轨道上运动。则下列说法正确的是（ ）A. 由于阻力的作用，卫星速度减小，因此靠近地球，轨道半径会变小B. 由于阻力的作用，卫星速度减小，因此远离地球，轨道半径会变大C. 在卫星轨道变化的过程中，卫星的机械能不变D. 虽然有稀薄空气阻力作用，但最终卫星的动能会增大【答案】AD【解析】【详解】由于阻力的作用，卫星
11、速度减小，则此时地球的引力大于向心力，掌握卫星做近心运动，因此靠近地球，轨道半径会变小，选项A正确，B错误；在卫星轨道变化的过程中，卫星由于受阻力作用，则其机械能减小，选项C错误；虽然有稀薄空气阻力作用，但最终卫星的半径减小，根据可知，速度变大，则动能会增大，选项D正确；故选AD.【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，当引力大于向心力时要做近心运动，会根据该规律判断线速度、周期与轨道半径的变化的关系12.如图所示，一个质量为M的物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进。在时间为t的过程中，说法正确的是（ ）A. 拉力对物体的冲量为FtcosB. 摩擦力对物体的冲量为FtcosC.
12、重力对物体的冲量为零D. 合力对物体的冲量为零【答案】BD【解析】【详解】运动时间为t，则拉力的冲量为I1=Ft；故错误；由于做匀速运动，阻力大小与F的水平分力相等，摩擦力大小为f=Fcos，摩擦力对物体的冲量的大小为I2=ft=Ftcos故B正确；重力对物体的冲量为mgt，选项C错误；物体匀速运动，合外力为零，由动量定理知合外力对物体的冲量为零。故D正确；故选BD。【点睛】此题中各力都恒力，恒力的冲量公式I=Ft与物体的运动状态无关13.质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手，首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开
13、枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示. 设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是（ ）A. 木块静止，d1=d2B. 木块向右运动，d1d2C. 木块静止，d1TB，则运行周期最短的是B；由可知，vBvC；根据 可知，vCvA，则线速度最小的是A. 近地卫星的线速度大小等于第一宇宙速度，约为7.9km/s。【点睛】此题涉及到两种不同的模型；注意地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=r比较线速度的大小，根据万有引力提供向心力比较B、C的线速度、周期大小18.如图所示，水平传送带的运行速率为v，将质量为
14、m的物体轻放到传送带的一端，物体随传送带运动到另一端。若传送带足够长，则整个传送过程中，物体动能的增量为_，由于摩擦产生的内能为_。【答案】 (1). ； (2). ；【解析】【详解】传送带足够长，故物体末速度为v，由动能定理得Ek=Wf=mv2；运动过程中，物体的加速度为a=g，由v=gt可得：t=，相对位移为：x=x传-x物=vt-=，所以全过程中物体与传送带摩擦产生内能为：Q=mgx=mg=mv2。【点睛】了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，工件从静止到与传送带相对静止这个过程，物块与传送带的位移不等，所以摩擦力对两者做功大小也不等；系统产生的内能等于滑动摩擦力乘以相对位移19.两位
15、同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。（1）实验中必须满足的条件是_。A. 斜槽轨道尽量光滑以减小误差B. 斜槽轨道末端的切线必须水平C. 入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D. 两球的质量必须相等（2）甲同学测得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式_时，即说明
16、两球碰撞中动量守恒：如果同时还满足表达式_，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点，实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M和N。测得B与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式_时，则说明球A和球B碰撞中
17、动量守恒。【答案】 (1). BC； (2). ； (3). ； (4). ；【解析】(1)验证动量守恒定律的实验，是通过平抛运动规律求解碰撞前后的速度的，只要小球离开轨道后做平抛运动，对斜槽轨道是否光滑没有要求，A错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，B正确；要使碰撞前的速度不变，且等于通过平抛运动规律表示的速度，入射球每次都要从斜槽轨道的同一位置由静止滚下，C正确；为使入射小球碰后不反弹，入射小球质量应大于被碰小球质量，D错误。(2)小球碰撞后做平抛运动，由于下落高度相同，它们在空中的运动时间相等，则它们的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替碰撞前后的速度。
18、若动量守恒，则有mAOP=mAOM+mBON；若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，总动能不变，则有mAOP2=mAOM2+mBON2。(3)小球做平抛运动，由平抛运动规律有x=v0t，h=gt2，则平抛的初速度v0=，要验证动量守恒mAv=mAvA+mBvB，只需满足=+。三、计算题20.2008年9月25日21点10分，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船。飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距地面一定高度的近似圆形轨道。航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h，
19、忽略地球自转的影响，求：（1）飞船绕地球运行加速度的大小；（2）飞船绕地球运行的周期。【答案】（1） （2） 【解析】试题分析：（1）在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，得根据万有引力提供向心力，得（2）根据万有引力提供向心力，得考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算21.高台滑雪以其惊险刺激而闻名，运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性。某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图所示的示意图。其中
20、AB段是助滑坡，倾角=37，BC段是水平起跳台，CD段是着陆坡，倾角=30，DE段是停止区，AB段与BC段平滑相连，轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为=0.03，图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h=47m。运动员连同滑雪板的质量m=60kg，滑雪运动员从A点由静止开始起滑，通过起跳台从C点水平飞出，运动员在着陆坡CD上的着陆位置与C点的距离l=120m。设运动员在起跳前不使用雪杖助滑，忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）运动员在助滑坡AB上运动加速度的大小；（2）运动员在C点起跳时速度的大小；（3）运动员从起滑台
21、A点到起跳台C点的过程中克服摩擦力所做的功。【答案】（1） （2） （3） 【解析】【详解】（1）运动员在助滑坡AB上运动时，根据牛顿第二定律得：mgsin-mgcos=ma解得：a=g（sin-cos）=10（0.6-0.030.8）=5.76m/s2（2）设运动员从C点起跳后到落到着陆坡上的时间为t，C点到着陆坡上着陆点的距离为L运动员从C点起跳后做平抛运动，则有竖直方向：Lsin=gt2水平方向：Lcos=v0t由：得：tan=解得 t=2s，v0=30m/s（3）运动员从起滑台A点到起跳台C点的过程，根据动能定理得mgh-Wf=mv02解得克服摩擦力所做的功 Wf=mgh-mv02=6
22、01047-60302=1200J【点睛】本题要分析清楚运动员的运动情况，知道运动员先做匀加速运动，后做匀减速运动，最后平抛运动，是动能定理和平抛运动的综合，要善于运用斜面的倾角研究平抛运动两个分位移之间的关系，求出时间22.质量为200g的玻璃球，从1.8m高处自由下落，与地面相碰后，又弹起1.25m，若球与地面接触的时间为0.55s，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）在与地面接触过程中，玻璃球动量变化量的大小和方向；（2）地面对玻璃球的平均作用力的大小。【答案】(1) ，竖直向上（2） 【解析】【详解】（1）小球下降过程中只受重力，机械能守恒，根据机械能守恒，有：mgHmv12解
23、得： 小球上升过程中只受重力，机械能守恒，根据机械能守恒，有：mghmv22解得：假设竖直向下为正方向，则；负号表示方向竖直向上；（2）根据动量定理有：Ft+mgt=p 代入已知解得：F=-6N“-”表示F的方向竖直向上；【点睛】本题关键是明确乒乓球上升和下降过程机械能守恒，然后结合机械能守恒定律和动量定理列式求解，注意正方向的选取23.如图所示，有一竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，当滑块运动时，圆筒壁对滑块有阻力的作用，阻力的大小恒为f=mg（g为重力加速度）。在初始位置滑块静止，圆筒内壁对滑块的阻力为零，弹簧的长度为L。现有一质量也为m的物
24、体从距地面2L处自由落下，与滑块发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物体与滑块粘在一起立刻向下运动，运动到最低点后又被弹回向上运动，滑动到发生碰撞位置时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。求：（1）物体与滑块碰后瞬间的速度大小；（2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能；（3）碰撞后，在滑块向下运动到最低点的过程中弹弹性势能的变化量。【答案】（1） （2） (3) 【解析】试题分析：（1）设物体下落至与薄滑块碰撞前的速度为v0，在此过程中机械能守恒，依据机械能守恒定律有解得设碰撞后共同速度为v，依据动量守恒定律有mv02mv解得5分（2）物体与薄滑块相碰过程中损失的机械能4分（3）设物体和
25、滑块碰撞后下滑的最大距离为x，依据动能定理，对碰撞后物体与滑块一起向下运动到返回初始位置的过程，有：设在滑块向下运动的过程中，弹簧的弹力所做的功为W，依据动能定理，对碰撞后物体与滑块一起向下运动到最低点的过程，有解得：，所以弹性势能增加考点：本题考查动能定理的应用24.如图所示，一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量，使A向左运动，B向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s，最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数=0.50，取重力加速度g=10m/s2。求：
26、（1）经历多长时间A相对地面速度减为零；（2）站在地面上观察，B板从开始运动，到A相对地面速度减为零的过程中，B板向右运动的距离；（3）A和B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离。【答案】（1） （2） （3） 【解析】【详解】（1）A在摩擦力f=mg作用下，经过时间t速度减为零，根据动量定理有：mgt=mv0解得t=0.40s（2）设B减速运动的加速度为a，A速度减为零的过程中，板B向右运动的位移为x根据牛顿第二定律有mg=Ma，解得a=1.25m/s2根据匀变速直线运动位移公式有x=v0t-at2解得x=0.70m（3）设A和B二者的共同速度为v，根据动量守恒定律有（M-m）v0=（M+m）v解得v=1.2m/s设A和B二者达到共同速度时，小滑块A与板B右端的距离为l，根据做功与能量变化的关系有mgl=（M+m）v02-（M+m）v2解得l=1.28m，所以A、B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离为：x=L-l=0.72m【点睛】本题可以通过分别对两个木块受力分析，求加速度，判断运动规律；也可以直接用动量守恒定律和能量守恒列式求解，动量守恒定律不涉及中间过程，解题较为方便.ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%