1、兰州市高一年期末考试物理科试卷一、选择题(本题15小题,共50分。1-10为单选题,只有一个答案是正确的,每题3分;11-15为多选题每小题4分,全部选对得4分,少选得2分,错选或多选得0分。)1.学习完高一物理必修2后,你认为以下说法正确的是( )A. 借助机械做功可以省力但不可以省功B. 牛顿发现了万有引力定律并测量了万有引力常量C. 机械能可以转化为热能而热能不可以转化为机械能D. 能量守恒定律告诉我们能源是取之不尽用之不竭的【答案】A【解析】【详解】A、借助机械做功可以省力，根据能量转化和守恒定律得知，机械是不可以省功的，故A正确；B、牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许通过扭秤实验测
2、量了万有引力常量。故B错误；C、机械能可以转化为热能，热能也可以转化为机械能，故C错误；D、能量守恒定律告诉我们能量在转化或转移过程中，能量的总量保持不变。能源是能提供能量的物质，能源是有限的，故一定要注意节约能源，故D错误。2.关于曲线运动、平抛运动、圆周运动,以下说法中正确的是( )A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B. 平抛运动是典型的匀变速曲线运动C. 匀速圆周运动是速度不变的圆周运动D. 匀速圆周运动的向心力始终保持不变【答案】B【解析】【详解】A、B项：曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，是典型的匀变速运动曲线运动，故A错误，B正确；C项：匀速圆周
3、运动的速度方向不断改变，一定是变速运动，故C错误；D项：匀速圆周运动的向心力大小不变，方向时刻改变，故D错误。3.如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情玩耍在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是()A. 先做负功，再做正功B. 先做正功，再做负功C. 一直做正功D. 一直做负功【答案】D【解析】在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力方向向上，力的方向与运动方向相反，床面对小朋友的弹力一直做负功。故D项正确，ABC三项错误。4. 下面列举的实例中，机械能守恒的是（ ）A. 雨滴在空中匀速下落B. 汽车沿斜坡加速上升C. 物块沿光滑斜面自由上滑D.
4、飞机沿水平跑道减速滑行【答案】C【解析】试题分析：A、雨滴在空中匀速下落隐含了受到空气摩擦力的条件，机械能不守恒，故A错误；B、汽车加速上升，受到的地面摩擦力与汽车提供的动力都不是保守力，机械能不守恒，故B错误；C、斜面光滑，只受重力，机械能守恒，故C正确；D、水平面上减速滑行，必定受到阻力（非保守力），机械能不守恒，故D错误；故选C5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,则此时细杆OA受到A. 6.0N的压力B. 6.0N的拉力C. 24N的压力D. 2
5、4N的拉力【答案】A【解析】【详解】小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为v1，则有：，得：因为，所以小球受到细杆的支持力，小球在O点受力分析：重力与支持力，解得：，所以细杆受到的压力，大小为6.0N，故A正确。6.如图所示,汽车甲通过定滑轮拉汽车乙前进,甲、乙分别在上下两水平面上运动,某时刻甲的速度为v1,乙的速度为v2,则v1:v2为( )A. 1:cosB. sin:1C. cos:1D. 1:sin【答案】C【解析】【详解】将绳子拉乙车的端点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，在沿绳子方向的分速度等于汽车甲的速度。所以v2cos=
6、v1则v1：v2=cos：1，故C正确。7.2000年1月26日我国发射了一颗地球同步卫星,其定点位置与东经98经线在同一平面内,如图所示, 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1;然后点火,使其沿椭圆轨道2运行;最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时( )A. 若设卫星在轨道1上的速率v1、卫星在轨道3上的速率v3,则v1v3B. 卫星要由轨道1变轨进入轨道2,需要在Q点加速C. 若设卫星在轨道1上经过Q点的加速度为a1Q:卫星在轨道2上经过Q点时的加速度为a2Q,则a1Qa2QD. 卫星要由轨道2变轨进
7、入轨道3,需要在P点减速【答案】B【解析】【详解】A项：卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：，得，轨道3的半径比轨道1的半径大，则v1v3，故A错误；B项：卫星要由轨道1上的Q点变轨到轨道2，要做离心运动，故需要在Q点加速，故B正确；C项：根据牛顿第二定律得：，得： ，同一点r相同，则 a1Q=a2Q故C错误；D项：由轨道2变轨进入轨道3需要加速，使卫星做离心运动，因此需要加速。故D错误。8.如图,位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动,在圆盘上有一质量为m的小木块,距圆心的距离为r木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍,在圆盘转速缓慢增大的过程中,下列说法正确的是
8、( )A. 摩擦力对小木块做正功,其机械能增加B. 小木块受重力、支持力和向心力C. 小木块获得的最大动能为kmgrD. 小木块所受摩擦力提供向心力,始终指向圆心,故不对其做功【答案】A【解析】【详解】A、D项：木块随圆盘一起做加速转动，线速度越来越大，是摩擦力沿速度方向的分力对小木块做正功，其机械能增加，故A正确，D错误；B项：小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用。向心力是效果力，不能说小球受到向心力。故B错误；C项：根据牛顿第二定律得，解得最大速度，则小木块的最大动能，故C错误。9.如图,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h。设下列情境中物体
9、从A点上滑的初速度仍为v0,则下列说法中正确的是( )A. 若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB. 若把斜面AB与水平面的夹角稍变大,物体沿斜面上升的最大高度将小于hC. 若把斜面弯成竖直光滑圆形轨道D,物体沿圆弧能上升的最大高度仍为hD. 若把斜面AB变成光滑曲面AEB,物体沿此曲面上升的最大高度仍为h【答案】D【解析】【详解】A项：若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后做斜上抛运动，在最高点物体还有一部分动能没有转换成重力势能，故不能上升到h，故A错误；B项：把斜面AB与水平面的夹角稍变大，根据机械能守恒，物体上升的最大高度仍为h，故B错误；C项：把斜面弯成竖直光滑圆形
10、轨道AD，物体沿圆弧能上升的最大高度时有最小速度，故动能没有全部转化为重力势能，故上升高度小于h，故C错误；D项：若把斜面AB换成光滑曲面AEB，此过程由机械能守恒可知，故D正确。10.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能,取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距离质量为M0的引力源中心为时,其引力势能Ep=-GM0m0/r0(式中G为引力常数),一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为M,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2,若在这个过程中空气阻力做功为Wf,则在下面给出的Wf,的四个表达式中正确的是( )A. B
11、. C. D. 【答案】A【解析】【详解】卫星在圆轨道半径从r1上时，根据万有引力提供向心力：，解得：，卫星的总机械能：，同理：卫星的圆轨道半径从r2上时，卫星的总机械能：卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2在这个过程中空气阻力做功为Wf，等于卫星机械能的减少：，故A正确。11.如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点.当叶片转动时,下列说法正确的( )A. A，B，C三点线速度大小都相同B. A，B，C三点角速度大小都相等C. A，B，C三点中,B点的向心加速度最小D. A，B，C三点中,B点的转速最小【答案】BC【解析】【详解】A、B项：ABC
12、属于同轴转动，故他们的角速度相等，由v=r知，AC的半径r相等，故线速度的大小相等，都大于B点的线速度，故A错误，B正确；C项：由a=2r知，A、C半径相等，B点的半径最小，故AC向心加速度相等，大于B的向心加速度，故C正确；D项：ABC属于同轴转动，故他们的角速度相等，各点的转速是相等的。故D错误。12. 关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A. 如果需要，可以定点在北京的正上方B. 卫星运行周期与地球的自转周期相同C. 在轨道上运行的线速度大于7.9km/sD. 所有同步卫星离地面的高度都相等【答案】BD【解析】试题分析：A同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A错误B地球同步卫星与
13、地球同步，则周期相同，故B正确C地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据G=m，得：v=，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度故C错误D地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据G=mr，可知，轨道半径的大小都相等，即高度相同故D正确故选：BD13.一艘小船在静水中的速度为3m/s,渡过一条宽150m且水流速度为4m/s的河流,则该小船( )A. 以最短位移渡河时,位移大小为200mB. 以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为200mC. 渡河的时间可能少于50sD. 能到达正对岸【答案】AB【解析】【详解】A项：因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形
14、法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，且当合速度与船的航向垂直时，渡河位移最短，所以最短位移，故A正确；B项：船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v水tmin=450m=200m，即到对岸时被冲下200m，故B正确；C项：当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：，故C错误；D项：因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，故D错误。14.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的,已知内外轨道平面与水平面倾角为,如图所示,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于,则( )A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.
15、 外轨对外侧车轮轮缘有挤压C. 这时铁轨对火车的支持力等于D. 这时铁轨对火车的支持力小于【答案】AD【解析】【详解】A、B项：火车重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度小于，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；C、D项：当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，由于内轨对火车的作用力沿着斜面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C错误，D正确。15.汽车发动机的额
16、定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A. 汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB. 汽车匀加速的运动时间为10sC. 当汽车速度达到16m/s时，汽车加速度为0.5m/s2D. 汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s【答案】ABD【解析】由题意知，汽车发动机的额定功率P额=40kW=4104W，阻力f=0.1mg=0.1200010N=2000N，A、当汽
17、车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：，故A正确；B、若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有： 根据牛顿第二定律有： ，联立可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间t=10s，故B正确；C、当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：，则汽车的加速度：，故C错误；D、设匀加速后的800m过程所用的时间为t，从静止开始一直运动到最大速度的过程中，根据动能定理得：，解得：t=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t=10s+47.5s=57.5s，故D正确故选ABD【
18、点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时速度最大，当功率达到额定功率时，匀加速运动结束二、实验探究题(每空格各2分,共12分)16.(1)如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置关于这一实验，下列说法中正确的是_A.需使用天平测出重物的质量B.应先释放纸带，后接通电源打点C.需使用秒表测出重物下落的时间D.测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度(2)实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上这样做可以_（选填“消除”、“减小”或“增大”）纸带与限位孔之间的摩擦(3)在实际测量中，重物减少的重力势能通常会_（选填“略大于”、“等于”或“略小
19、于”）增加的动能【答案】 (1). D (2). 减小 (3). 略大于【解析】【试题分析】正确解答本题需要掌握：理解该实验的实验原理，需要测量的数据等；明确打点计时器的使用；理解实验中的注意事项以及如何进行数据处理；对于任何实验注意从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚纸带与限位孔之间的摩擦是无法避免的，这样做只能减小纸带与限位孔之间的摩擦实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能(1)A、根据，可知不需要测量重物的质量m，故A错误；B、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，
20、然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故C错误；D、测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度，故D正确故选D(2)打点计时器的两个限位孔如果不在在同一竖直线上纸带运动中就会与限位孔之间有摩擦，重物下落时要克服这个阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，实验存在误差纸带与限位孔之间的摩擦是无法避免的，这样做只能减小纸带与限位孔之间的摩擦(3)实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下
21、落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，有一小部分转化为内能，故重物减少的重力势能通常会略大于增加的动能【点睛】对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验，验证机械能守恒是中学阶段的基础实验，要从实验原理出发来理解实验同时注意平时加强练习17.在做“研究平抛物体运动”的实验中,(1)不引起实验误差的原因有_A.小球运动时与白纸相接触B.确定Oy轴时,没有用重垂线C.斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦D.小球从斜槽上的不同位置由静止释放(2)在一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球的三个位置,如图所
22、示,则该小球做平抛运动的初速度为_m/s;平抛运动的初位置坐标为_（如图，以O为原点，水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴的正方向,g取10m/s2) 【答案】 (1). C； (2). 1.5； (3). （-5,5）【解析】【详解】(1) A项：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会引起实验误差；B项：确定Oy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会引起实验误差；C项：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不会
23、引起实验误差；D项：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会引起实验误差，故D会引起实验误差。本题选不会引起实验误差的是，故选：C。(2) 根据图象，由，代入数据解得： 平抛初速度 B点的竖直分速度 从抛出点到B点的时间 抛出点到A点时间为0.2-0.1=0.1s抛出点到A点的水平位移 抛出点到A点的竖直位移 结合图象知平抛的初始位置（-5，5）。四、计算题:(共四小题,共38分。要求写出解答过程。)18.如图，一质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，在方向为水平向右、大小为8N的恒力F的作用下开始运动，求物体经过3s：（1）力F对物
24、体所做的功； （2）力F对物体所做功的平均功率；（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率【答案】（1）144J（2）48W（3）96W【解析】【详解】（1）物体的加速度 则位移 根据功的公式得： （2）由功率公式得：（3）3s末的速度 由瞬时功率 得： 故本题答案是：（1）144J（2）48W（3）96W19.宇航员来到某星球表面做了如下实验：将一小钢球以v0的初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升离抛出点的最大高度为h（h远小于星球半径），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G，求：（1）求该星球表面的重力加速度；（2）若该星球的半径R，忽略星球的自转，求该星球的密度【答案】（1）（2）【解析】（1
25、）根据速度-位移公式得：，得（2）在星球表面附近的重力等于万有引力，有及联立解得星球密度20.如图所示,质量为1kg物块自高台上A点以4m/s的速度水平抛出后,刚好在B点沿切线方向进入半径为0.5m的光滑圆弧轨道运动。到达圆弧轨道最底端C点后沿粗糙的水平面运动43m到达D点停下来,已知OB与水平面的夹角=53,g=10m/s2(sins53=0.8,cos53=0.6).求:(1)AB两点的高度差;(2)物块到达C点时,物块对轨道的压力;(3)物块与水平面间的动摩擦因数【答案】(1) 0.45m(2) (3) 【解析】【详解】(1) 小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道，据几何关系有： A到B的
26、过程中机械能守恒，得： 联立解得：；(2) 小物块由B运动到C，据动能定理有： 在C点处，据牛顿第二定律有： 解得：根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小NC为96N；(3) 小物块从C运动到D，据功能关系有： 联立解得：。21.如图所示,小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连,小车A放在足够长的水平桌面上,B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C放在水平地面上,现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌面平行,已知A、B的质量均为2m,C的质量为m,A与桌面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为g,弹簧的弹性势
27、能表达式为EP=，式中x是弹簧的劲度系数，x是弹簧的伸长量或压缩量。细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时,整个系统处于静止状态,对A施加一个恒定的水平拉力F后,A向右运动至速度最大时,C恰好离开地面,求此过程中:(1)拉力F的大小(2)C恰好离开地面时A的速度【答案】（1）3.4mg（2）【解析】【详解】(1)A向右运动至最大速度时C恰好离开地面，此时A、B、C加速度均为零，设此时绳的拉力为T，对A：F-mg-T=0， 对B、C整体：T-3mg=0，代入数据解得F=3.4mg。(2) 开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x1，对B有 kx1=2mg则： C恰好离开地面时，弹簧伸长量为A由静止到向右运动至速度最大的过程中，对A、B、C及弹簧组成的系统，由能量守恒得 解得：。
