1、河北省邢台市2017-2018学年高一（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1.汛期将至，某地进行抗洪抢险演练。预设情景：一婴儿在一小木盆中随水流动，抢险战士发现这一情况时，抢险船与木盆的连线与河岸垂直，且木盆正好在河中间，如图所示。抢险船在静水中速度为，河宽为200m、河水流速为，不计战士的反应时间和船的发动时间。则最短的救援时间为A. B. C. 25s D. 【答案】B【解析】【详解】船与木盆在水中都随水一起向下游运动，向下游运动速度是相等的，所以可知，若要救援的时间最短，则船头的方向始终指向木盆。所以最短的时间为：故B正确，ACD错误。故选B。2.下列关于机械能守
2、恒的说法正确的是（ ）A. 物体竖直向上运动时所受合力为零，其机械能守恒B. 物体做平抛运动时机械能守恒C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动时机械能守恒D. 物体沿斜面匀速下滑时机械能守恒【答案】B【解析】物体竖直向上运动时所受合力为零，则物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增加，故机械能不守恒，A错误；物体做平抛运动时，只有重力做功，机械能守恒，B正确；物体在竖直平面内做匀速圆周运动过程中，动能不变，势能变化，故机械能不守恒，C错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能恒定，势能减小，机械能不守恒，D错误【点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力
3、的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒也可以机械能的概念：机械能是动能与势能之和，进行分析3.物体从离地面高处以的初速度水平抛出，不计空气阻力，则A. 物体下落的时间B. 物体着地点与抛出点间的距离为2mC. 物体着地前瞬间的速度大小为D. 物体着地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为【答案】C【解析】【详解】物体在竖直方向上做自由落体运动，根据得：，故A错误；物体抛出点到落地点的水平距离为：，物体着地点与抛出点间的距离为：，故B错误；物体落地时在竖直方向的分速度为：，物体着地前瞬间的速度大小为：，故C正确；物体着地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为：，即，故D错误；故选C。4.质量
4、的物体在水平拉力F的作用下，沿水平面做直线运动。时撒去拉力物体运动的图象如图所示，下列说法正确的是A. 第1s末合力对物体做功的功率为8WB. 第1s末拉力F对物体做功的功率为6WC. 整个过程中拉力F对物体做功为0D. 在内拉力F对物体做功为12J【答案】B【解析】【详解】从开始到第2s末，由图象知加速度，第1s末速度为。功率，故A错误；撤去拉力后加速度，摩擦力，拉力，解得，功率，故B正确；由动能定理可得全过程合外力做功为：，拉力做功等于克服摩擦力做功，故C错误；在内拉力，位移为4m，故D错误。故选B。【点睛】本题是速度-时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度-时间图象中图象与坐标轴围
5、成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解，再根据功的定义求功。5.关于绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，下列说法正确的是A. 同一轨道上的卫星质量大的向心加速度小B. 离地面越近的卫星角速度越小C. 卫星的发射速度可能等于D. 卫星的运行速度可能等于【答案】C【解析】【详解】对绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，根据万有引力等于向心力，有：；解得：，；故同一轨道上的卫星向心加速度大小相等，离地面越近的卫星轨道半径越小，角速度越大，故AB错误。由知离地面越近的卫星轨道半径越大，线速度越小，可知近地卫星的运行速度最大为，所以卫星的运行速度不可能等于。是卫星最
6、小的发射速度，则知卫星的发射速度可能等于，故C正确，D错误；故选C。【点睛】本题考查万有引力提供圆周运动向心力，分析向心加速度、角速度和线速度的大小与哪些物理量有关，掌握规律是正确解题的基础。6.据新华社报道，2018年5月9日凌晨，我国长征系列运载火箭，在太原卫星发射中心完或第274次发射任务，成功发射高分五号卫星，该卫星是世界上第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。最初静止的运载火箭点火后喷出质量为M的气体后，质量为m的卫星含未脱离的火箭的速度大小为v，不计卫星受到的重力和空气阻力。则在上述过程中，卫星所受冲量大小为A. Mv B. C. D. mv【答案】D【解析】【详解】喷
7、出气体过程中卫星的重力和空气阻力可忽略不计，可知在火箭发射的过程中卫星受到气体对卫星的冲量等于卫星动量的变化，则：，故ABC错误，D正确；故选D。【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，考查了求导弹的速度问题，知道发射过程系统动量守恒是解题的前提，应用动量守恒定律可以解题。7.如图所示，半径为的竖直圆柱形转筒，绕其竖直中心轴以大小为的角速度转动，可视为质点的物体靠在圆筒的内壁上，若要使物体不下落，则它与圆简间的动摩擦因数至少为（物体与圈简间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为）（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】设以的角速度转动时，物体恰好能静止，则在竖直方向上，在水平方向上，
8、故解得，A正确8.如图所示，银河系中有两黑洞A、B，它们以两者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得黑洞A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A和黑洞B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星体对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于他们之间的距离。下列说法正确的是A. 黑洞A、B的质量之比为2：1B. 黑洞A、B的线速度之比为2：1C. 黑洞A、B的周期之比为2：1D. 若从地球向黑洞A发射一颗探测卫星，其发射速度一定要小于【答案】A【解析】【分析】因为相互作用的两物体的吸引力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，对于双星各自做匀速圆周运动，它们的向心力大小相等，运行周期相同，据此列方程可得相应
9、的关系式。【详解】双星各自做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，因为，知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，故A正确。则，知线速度与半径成正比，为1；2，故B错误；双星的周期相同，与质量无关。故C错误。要在地球上发射一颗探测该黑洞信息的探测器，必须要离开太阳的束缚，故发射速度必大于，故D错误；故选A。【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。以及会用万有引力提供向心力进行求解。9.如图所示。质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则A. 推力F做的功为100JB. 推力F的功率为100WC. 物
10、体克服摩擦力做功为50JD. 物体与水平面间的动摩擦因数为【答案】D【解析】【详解】推力做功，故A错误；，故B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，故C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，故D正确；故选D。二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）10.质量为的物块以大小为的速度在光滑水平面上运动，与质量也为的静止物块发生碰撞，碰撞前后两物体均在同一直线上运动，则碰撞后物块的速度大小和物块的速度大小可能为（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】碰撞前总动量为，总动能为，根据若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率，可知A错误；两球碰撞满足动量守恒，并
11、且总动能为，小于碰撞前的动能，符合题意，B正确；C中两球动量守恒，动能为，大于碰撞前的动能，不符合题意，C错误；D动能两球动量守恒，动能为，小于碰撞前的动能，符合题意，D正确【点睛】对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率11.如图所示，光滑水平面上放有一斜面体，斜面体的斜面光滑，质量、倾角、底边长。将一质量的小滑块从斜面的頂端由静止释放。取重力加速度，则下列说法正确的是A. 滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统机械能守恒B. 滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统动量守恒C. 滑块下滑过程中斜面
12、体向左运动的位移为1mD. 块下滑过程中对斜面体的压力为【答案】AC【解析】【详解】滑块下滑过程中，由于所有接触面光滑，所有滑块和斜面体组成的系统机械能守恒，故A正确；滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向合外力不为零，竖直方向动量不守恒，整体动量不守恒，故B错误；设滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为x，由于整体水平方向平均动量守恒，则，解得：，故C正确；滑块下滑过程中如果斜面体静止不动，则滑块对斜面的压力，由于斜面体向左运动，使得滑块对斜面体的压力减小，故D错误。故选AC。【点睛】本题主要是考查了动量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方
13、向不受外力作用；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和机械能守恒定律列方程进行解答。12.如图所示，在倾角的固定斜面上固定一与斜面垂直的光滑挡板，质量为、半径为的光滑圆柱体放在质量也为、半径也为的半圆柱体上，半圆柱底面与斜面间的动摩擦因数为，现用一个平行斜面向上的拉力使其缓慢沿斜面向上移动直到两者分开。重力加速度为，下列判断正确的是（ ）A. 该过程中半圆柱体受到的摩擦力逐渐变小B. 该过程中挡板受到的弹力逐渐变大C. 该过程中圆柱体对半圆柱体的弹力不做功D. 该过程中半圆柱体克服摩擦力所做的功一定大于【答案】BD【解析】对小球和半圆柱整体分析，知斜面对半圆柱体的支持力等于总重力垂
14、直于斜面的分力，保持不变，由知半圆柱体受到的摩擦力保持不变，A错误；以小球为研究对象，分析受力情况，如图，利用三角形定则作出力的合成图，蓝线为初位置，红线为末位置，则知挡板对小球的支持力N2增大，则小球对挡板的压力也增大，B正确；圆柱体对半圆柱体的弹力过两者球心，故圆柱体对半圆柱体的弹力方向与半圆柱体的位移夹角不垂直，故做功，C错误；半圆柱体受到的摩擦力，当两者分离时，根据几何知识可知，半圆柱体上移的距离为，故克服摩擦力做功为，大于，D正确【点睛】解决本题的关键是灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合分析受力情况。同时，要熟练运用数学知识求解半圆柱体移动的距离三、实验题探究题（本大题共2小题
15、，共18.0分）13.利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内的四分之-光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将质量均为m的滑块A、B分别从圆弧轨道的最高点无初速度释放如图甲所示，测得滑块在水平桌面滑行的距离均为；然后将滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放如图乙所示，测得碰后B沿桌而滑行的距离为，A沿桌而滑行的距离为，圆弧轨道的半径为R，A、B均可视为质点，重力加速度为g。滑块A运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为_。若A和B的碰撞过程动量守恒，则，应满足的关系是_若A和B发生弹性碰撞。则碰撞后瞬间A的速度为_，B的速度为_。【答案】 (1). 3mg (
16、2). (3). 0 (4). 【解析】【详解】滑块A在圆弧轨道上下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，在圆弧轨道最低点，由牛顿第二定律得：，解得：，由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为：；滑块在水平轨道运动过程，由动能定理得：对滑块A：，对B：，如果碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得：；、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，解得：，；【点睛】注意在弹性碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，分析清楚滑块的运动过程是解题的前提，应用机械能守恒定律、牛顿第二定律、动量守恒定律与机械能守恒定律即
17、可解题。14.用如图甲所示的实验装置探究力做功与物体动能变化的关系，根据实验中力传感器的示数和纸带的测量数据等可求得外力对小车做的功和小车动能的变化。除了图甲中注明的器材外，实验中还需要交流电源、导线、开关、刻度尺和_。实验中平衡摩擦力时，取下钩码及细线，_填“连接”或“不连接”纸带，把木板右端垫高，使小车能沿木板做匀速运动。某次实验中打出了一条纸带，其中一部分如图乙所示，各相邻计数点间均有一个点未画出，A、B、C、D、E、F各点与O点间的距离如图，设小车质量为m，打点计时器所用交流电源的频率为f，实验过程中力传感器的示数为F，则从A到E的过程中外力做功_，小车动能变化_；在多次实验中测得多组
18、外力做功W，和对应的动能变化的数据，作出图象如图丙所示，测得图线斜率等于1，由此得出结论是_。【答案】 (1). 天平 (2). 连接 (3). (4). (5). 外力对物体所做的功等于物体动能的增量【解析】（1）要计算小车的动能变化，还需要测量小车的质量，故还需要天平；（2）平衡摩擦力时应取下钩码，连接长纸带，木板右端适当垫高，使小车能匀速运动，即在纸带上打出的点迹是均匀的；（3）根据功的定义可知外力做功为；根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得打到A点时的速度为，打到E点时的速度为，故小车的动能量为，若图像的斜率为1，即，故，故可得出结论是外力对物体所做的功等于物体动能的增量【点睛】本题
19、考查探究功和速度变化关系的实验，关键是明确合力的功、动能的变化如何测量，要从实验原理角度分析误差产生的原因和减小方法，不难四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）15.如图所示，光滑的水平地面上停有一质量，长度的平板车，平板车左端紧靠一个平台，平台与平板车的高度均为，一质量的滑块以水平速度从平板车的左端滑上平板车，并从右端滑离，滑块落地时与平板车的右端的水平距离。不计空气阻力，重力加速度求：滑块刚滑离平板车时，车和滑块的速度大小；滑块与平板车间的动摩擦因数。【答案】(1)， (2)【解析】【详解】设滑块刚滑到平板车右端时，滑块的速度大小为，平板车的速度大小为，由动量守恒可知：滑块滑离平板车后
20、做平抛运动，则有：解得：，；由功能关系可知：解得：【点睛】本题主要是考查了动量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程进行解答。16.如图所示，半径的飞轮绕中心轴转动，轴与飞轮平面垂直。现在飞轮的边缘打进一个质量的螺丝钉视为质点，让飞轮以的转速做匀速圆周运动。取求螺丝钉P所需的向心力大小F；若不转动飞轮，至少要用1250N的力才能把螺丝钉P拔出，求为使螺丝钉P不被甩出，飞轮转动时的最大角速度。【答案】(1) (2)【解析】【详解】由向心力公式有：又解得：由题可知，当螺丝钉P所需
21、要的向心力大于就会被甩出，由向心力公式有：代入数据解得：17.如图所示倾角的粗糙直导轨与半径的光滑圆部分导轨相切，切点为B，O为圆心，CE为竖直直径，整个轨道处在竖直平面内。一质量的小滑块从直导轨上的D点无初速度下滑，小滑块滑上圆环导轨后恰好能从圆环导轨的最高点C水平飞出。已知滑块与直导轨间的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。求：滑块在圆导轨最低点E时受到的支持力大小；滑块从D到B的运动过程中损失的机械能。计算结果可保留根式【答案】(1) (2)【解析】【详解】滑块在C点时由重力提供向心力，有：滑块从E点到C点的运动过程中，由机械能守恒可知：在E点有：解得：滑块从B点到E点过程，由机械能守恒可知：滑块从D点到B点过程有：根据牛顿第二定律知由功能关系可知，损失的机械能解得：。【点睛】该题的突破口是小滑块滑上圆环导轨后恰好能从圆环导轨的最高点C水平飞出，由重力提供向心力。要分析清楚滑块的运动情况，抓住每个过程的物理规律。