河南省周口市2013-2014学年高一物理下学期期末考试(含解析)

2013一2014学年度下期高中期末调研考试

高一物理

注意事项

1.选择题答案必须规范填写在答题卷上

2.非选择题答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写；作图时，可用2B铅笔，笔迹要清晰。 3.严格按题号所指示的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.考试时间为90分钟，满分100分。考试结束，考生将答题卷交回。 一、选择题(1-9单选，10-12多选，每小题4分，共48分)

1、牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是: ．．．

A、开普勒研究了第谷的行星观测记录，提出了开普勒行星运动定律

B、牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律

C、卡文迪许在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值

D、根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 【答案】D 【解析】

A、开普勒总结出了行星运动的三大规律，故A正确；

B、牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确；

C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，故C正确； D、海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星--海王星，故D错误。 故选D。

【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定 2、关于物体的运动和加速度，下列说法正确的是

A、做直线运动的物体，加速度方向一定不变 B、做曲线运动的物体，加速度可能不变

C、做匀速圆周运动的物体，加速度不变 D、以额定功率做加速直线运动的汽车，加速度是恒定的 【答案】B

1

A、做直线运动的物体时，加速度与速度共线，其加速度方向可以变化，故A错误；

B、做曲线运动的物体时，加速度与速度不共线，而加速度可能不变，比如平抛运动，故B正确； C、做匀速圆周运动的物体，加速度方向始终指向圆心，即方向不断变化，故C错误；

D、以额定功率做加速直线运动的汽车，根据P=Fv，可知，随着速度的变化，牵引力在变化，则加速度不是恒定的，故D错误 故选B。 【考点】加速度

3、一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点在y方向的分运动的描述正确的是

A、匀速运动 B、先加速运动后减速运动C、先减速运动后加速运动 D、先匀速运动后加速运动 【答案】C 【解析】

x方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，而y方向的高度先增加的越来越慢，说明竖直速度在减小，后来y方向的高度后增加的越来越快，说明竖直速度增大，所以物体速度先减小后增大。 故选C。

【考点】匀变速直线运动的图像

4、如图，一半径为R的球面固定于水平面的A点，顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则

A、若v0gR，则物块落地点离A点2R

2

B、若球面是粗糙的，当v0gR时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离开球面 C、若v0gR，则物块落地点离A点为R D、若v0gR，则物块落地点离A点至少为2R 【答案】D 【解析】

2v0A、在最高点，根据牛顿第二定律得，mgNm，得v0gR，解得N=0，知物体在顶部仅受重力，

R有水平初速度，做平抛运动，则t故A错误；

22RRR，则水平运动的位移xv0t＝gR2＝2＝2R，

ggg2v0B、当v0gR时，在最高点，根据牛顿第二定律得，mgNm，解得N＞0，知物体将沿球面下

R滑一段，在这段运动过程中物体将先做减速运动，可能在某个位置静止，也可能先运动再斜抛离球面，故B错误；

C、当v0gR时，在到达与O点等高的位移做斜抛运动，落地时离A点的距离大于R，故C错误； D、若v0gR，有A的分析可知，水平位移x2R，故D正确。 故选D。

【考点】向心力；平抛运动

5、探月热方兴未艾，我国研制的月球卫星“嫦娥一号”、“嫦娥二号”均己发射升空，“嫦娥三号”于2013年发射升空。假设“嫦娥三号”在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为R1，R2；地球表面重力加速度为g。则

G1gG2R22A、月球表面的重力加速度为 B、月球与地球的质量之比为 2G2G1R1C、月球卫星与地球卫星分别绕月球表面附近与地球表面附近运行的速度之比为G1R2 G2R1D、“嫦娥三号”绕月球表面近做匀速圆周运动的周期为2π【答案】B 【解析】

G2R2 G1g3

A、“嫦娥三号”在地球表面的重力为G1，则嫦娥三号的质量为

G1，则月球表面的重力加速度gg＝G2G2g，故A错误； ＝mG1MmgR2GB、根据G2＝mg，则中心天体的质量M，因为月球表面和地球表面的重力加速度之比为2，

RGG12R2G2R2半径之比为，则月球与地球的质量之比为，故B正确； 2R1G1R12GMmv2GMR2G2R2＝mC、根据得，因为月球和地球的质量之比为，卫星的轨道半径之比为，v22RRR1RG1R1则月球卫星与地球卫星分别绕月球表面附近与地球表面附近运行的速度之比为G2R2，故C错误； G1R1G2gR2Mm42GR22D、根据G2＝m2R2，又GM＝gR2＝，代入解得T2π12，故D错误。

G2gR2TG1故选B。

【考点】万有引力定律

6、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时。汽车的瞬时加速度的大小为 A、3P/mv B、2P/mv C、P/mv D、4P/mv 【答案】A 【解析】

汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件F1f，PF1v 当汽车的车速为

vv（）时，PF 244根据牛顿第二定律F2fma 得：a3P mv故选A。

【考点】功率、平均功率和瞬时功率

4

7、如图所示，长为R的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在最高点的速度v0，下列说法中正确的是

A、v0的最小值为GR B、v0由零逐渐增大，向心力逐渐减少 C、当v0由GR逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大 D、当v0由GR逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐减小 【答案】C 【解析】

A、由于杆子能支撑小球，小球在最高点的最小速度为零，故A错误；

v2B、小球的向心力Fn＝m，知v由零开始逐渐增大，向心力也逐渐增大，故B错误；

Rv2C、在最高点，杆子对小球的作用力为零时，mg＝m，解得vgR，当vgR时，杆子表现为Rv2拉力，根据牛顿第二定律有：F+mg＝m，知速度增大时，杆对小球的弹力逐渐增大，故C正确；

Rv2D、当vgR时，杆子表现为支持力，根据牛顿第二定律有：mg－F＝m，知速度减小，杆对小球

R的弹力逐渐增大，故D错误。 故选C。

【考点】向心力；牛顿第二定律

8、如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是

5

A、W1＜W2，Q1=Q2 B、W1=W2，Q1=Q2 C、W1＜W2，Q1＜Q2 D、W1=W2，Q1＜Q2 【答案】A 【解析】

木块从木板左端滑到右端克服摩擦力所做的功W=fs，因为木板不固定时木块的位移要比固定时长，所以W1＜W2，；

摩擦产生的热量Q=fs相对，两次都从木板左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1=Q2。 故选A。

【考点】功能关系；牛顿第二定律

9、质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g=10m/s.下列说法中正确的是

2

A、此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W B、此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W C、此物体在AB段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6W D、此物体在AB段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15W 【答案】D

对物体受力分析，物体受到的摩擦力为FfFNmg═0.1210N2N 由图象可知，斜率表示的是物体受到的力的大小， OA段的拉力为5N，AB段的拉力为2N，

6

所以物体在AB段做匀速直线运动，

在OA段的拉力为5N，物体做加速运动，当速度最大时，拉力的功率最大， 由vat，xFFf12at，a， 2m代入数值解得v3m/s，

此时的最大功率为PFv53W15W，

在AB段，物体匀速运动，速度的大小为3m/s，拉力的大小为2N， 所以此时的功率为PFv23W6W，

所以在整个过程中拉力的最大功率为15W，所以D正确。 故选D。

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律

10、在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环(小环可以自由转动，但不能上下移动)，小环上连接一轻绳，与一质量为m的光猾小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触.如下图所示，图甲中小环与小球在同一水平面上，图乙中轻绳与竖直细杆成角。设甲图和乙图中轻绳对球的拉力分别为Ta和Tb，圆锥内壁对小球的支持力分别为Na和Nb，则下列说法中，正确的是

c

A、Ta一定为零，Tb一定为零 B、Ta可以为零，Tb可以不为零 C、Na一定不为零，Nb可以为零 D、Na可以为零，Nb可以不为零 【答案】BC 【解析】

对a图中的小球进行受力分析，小球所受的重力，支持力合力的方向可以指向圆心提供向心力，所以Ta可以为零，若Na等于零，则小球所受的重力及绳子拉力的合力方向不能指向圆心而提供向心力，所以Na一定不为零；

对b图中的小球进行受力分析，若Tb为零，则小球所受的重力，支持力合力的方向可以指向圆心提供向心

7

力，所以Tb可以为零，若Nb等于零，则小球所受的重力及绳子拉力的合力方向也可以指向圆心而提供向心力，所以Nb可以为零；故BC正确。 故选BC。 【考点】向心力

11、在高处以初速度v1水平抛出一个带刺飞镖，在离开抛出点水平距离L、2L处有A、B两个小气球以初速度v2匀速上升，先后被飞镖刺破(认为飞镖质量很大，刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹)。则下列判

断正确的是

A、飞镖刺破A气球时，飞镖的速度大小为vg2L2Av2 1气球时，飞镖的速度大小为v2g2L2B、飞镖刺破AAv1v2 12C、A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差为3gLv2L2v2 1v1D、A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差为3gL22v2 1【答案】BC 【解析】

AB、飞标刺破A气球时，设经历时间t，满足：v1tl，故：tlv 1而vglg2l22v，故飞镖的速度：vv2v2y＝gt＝1vy12，故A错误1vB正确；

1 8

CD、飞镖从刺破A球到刺破B球的时间ttl， v112gt 2飞镖从刺破A球后气球B上升的高度：h1v2t，飞镖下降的高度h2vytv2l3gl2两气球在上升的过程中高度差不变，所以hh1h22，故C正确D错误。

v12v1故选BC。 【考点】平抛运动

12、如图所示，在倾角=30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1m，两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s。则下列说法中正确的是

2

o

A、下滑的整个过程中A球机械能守恒

B、下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒 C、两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s D、下滑的整个过程中B球机械能的增加量为2J

3【答案】BD 【解析】

AB、对于两球组成的系统，在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面上滑行、而A在斜面上滑行时，B在加速，B的机械能在增加，A的机械能在减少，所以A球机械能不守恒，故A 错误B正确；

mBgh（mAmB）v CD、根据系统的机械能守恒得：mAg（hLsin30）代入解得：v12226m/s 312mBv2mBghJ，故C错误D正确。 23下滑的整个过程中B球机械能的增加量为EB故选BD。

【考点】机械能守恒定律

9

二、实验(6分+9分=15分)

13、(6分)三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

(l)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________________________________________。

(2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到PQ两球将相碰。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____________________________________________。

(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得该小球平抛的初速度大小为_______m/s(g取10m/s)

【答案】(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2)平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 (3)2 【解析】

（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；

（2）让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动． （3）平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动； 在竖直方向：由hgt可得：t

22

h2LL0.1s gg10

水平方向：由xv0t得：v0【考点】研究平抛物体的运动

x2L2.0m/s。 tt14、(9分)用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。已知m1=50g，m2=150g，则(计算结果保留两位有效数字)(实验用交流电周期为0.02秒) (1)在纸带上打下记数点5时的速度v=_____________m/s；

(2)在记数点0-5过程中系统动能的增量Ek=__________J。为了简化计算，设g=10m/s，则系统势能的减少量△EP=______________J；

(3)在本实验中，若某同学作出了1v-h图象，如图所示，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力

2

2

2加速度g=_________________m/s.

2

【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7 【解析】

（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的

x4621.6026.40102m/s2.4m/s 2T20.112（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：Ekmv500.58J；

2速度为：v5重力势能的减小量等于物体重力做功，故：EPWmgh0.60J；

由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．

11

（3）本题中根据机械能守恒可知mgh表示重力加速度，

111mv2，即有：v2gh，所以出v2h图象中图象的斜率222由图可知，斜率k=9.7，故当地的实际重力加速度g9.7m/s2。 【考点】验证机械能守恒定律

三、计算题(共37分。要有必要的文字说明，计算步骤，只写答案不给分。)

15、(10分)我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥三号”的任务是“落”。2013年12月2日，“嫦娥三号”发射，经过中途轨道修正和近月制动之后，“嫦娥三号”探测器进人绕月的圆形轨道I.12月12日卫星成功变轨，进人远月点P、近月点Q的椭圆形轨道II。如图所示。2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动，由大功率发动机减速，以抛物线路径下降到距离月面100米高处进行30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面。

已知引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动时的质量为m，P、Q点距月球表面的高度分别为h1，h2。

(1)求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小；

(2)已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时，引力势能为EP=GMm(取无穷远处引力势能为零)，其中m为

r此时“嫦娥三号”的质量。

若“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上运动的过程中，动能和引力势能相互转化，它们的总量保持不变。已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v，求它经过P点时的速度大小。 【答案】v1

GM vv22GM2GM PRh1Rh2Rh1 12

v12Mm(1)“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动的过程中G m2Rh(Rh1)1解得：v1GM Rh1Rh12Rh2222(2)“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上运动的过程中，由机械能守恒定律GMm1mvPGMm1mv

解得：vPv22GM2GM Rh2Rh1【考点】万有引力定律

16、(2分)在竖直平面内有一半径为R的圆形区域，AB、CD分别为水平、竖直的两个直径，BM,MN、ND三段弧长相等。有一个长度为四分之一圆的竖直圆弧轨道，半径也是R，圆心在C点，轨道下端在O点与AB

相切。

(1)一小滑块从轨道上端P点由静止滑下，若摩擦力的平均值为滑块重力的K倍，重力加速度大小为g，求滑块从O点滑出时的速度大小。

(2)若不计摩擦，滑块仍由静止从轨道上释放，要求滑块离开O点后能落到在圆的MN圆弧上(包括M、N两点)，求释放的位置距圆心O的竖直高度。(要求结果用R表示) 【答案】v(2kπ)gR 【解析】

(1)P到O，由动能定理：mgRkmgπR1mv2

3Rh3R 24822得：v(2kπ)gR (2)机械能守恒定律：mgh1mv02

2从O平抛：水平方向xv0t

13

竖直方向：y1gt2

2得：v0xg 2yo

如图，三段弧对的圆心角都是30，为落在MN上，

3R时，有xRsin30o1R 223R o当yRsin30o1R时，有xRcos30223Rh3R.

由以上得248当yRcos30o【考点】动能定理；机械能守恒定律

17、(15分)如图所示，薄平板A长L=1m,质量为M=6kg，放在水平桌面上，在A上最右端处放一个质量m=2kg的小物体B，已知A与B之间的动摩擦因数1=0.2，A、B两物体与桌面间的动摩擦因数均为2=0.1，最初系统静止。现在对板A右端施一大小为F=36N的水平恒力作用并开始计时，则：(取g=10m/s)

2

(1)A、B两物体分离时F的功率P；

(2)在t=5s时B与平面A左端的距离x； (3)在t=5s内平板A克服摩擦力做的功W。 【答案】P144W x54m W360J 【解析】

(1)对B：μ1mgma1x11a1t122vBa1t1 x21a2t122x2x1L

对A：Fμ1mgμ2(Mm)gMa2分离时F的功率PFvA，联立解得P144W (2)分离后：对B：μ2mgma1 对A：Fμ2MgMa2

2vBx12m2a1x2vA(tt1)1a2(tt1)256m

2则xx2x154m

(3)分离前：Wf1[μ1mgμ2(Mm)g]x224J

14

分离后：Wf2μ2Mgx2336J 则WWf1Wf2360J

【考点】牛顿第二定律；功率；功

高一物理参考答案

一、选择题(共48分，其中1-9题为单选题，10-12为多选题，全部选对得4分，选对不全2分，有错0分。)

1、D 2、B 3、C 4、D 5、B 6、A 7、C 8、A 9、D 10、BC 11、BC 12、BD 13、(6分)(1)(2分)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2)(2分)平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 (3)(2分)2

14、(9分)(1)2.4(2分) (2)0.58(2分)、0.60(2分) (3)9.7(3分) 15、(10分)

v12Mm解：(1)“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动的过程中G(3分) mRh1(Rh1)2解得：v1GM(2分)

Rh1(2)“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上运动的过程中，由机械能守恒定律

GMm1mvP2GMm1mv2(3分) Rh12Rh22解得：vP16、(12分)

解：(1)P到O，由动能定理：mgRkmgπR1mv2 ①(2分)

v22GMGM(2分)

Rh2Rh122得：v(2kπ)gR ②(2分)

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(2)机械能守恒：mgh12mv20 ③(1分)

从O平抛：水平方向x=v0t ④(1分) 竖直方向：y12gt2 ⑤(1分)

得：vg0x2y ⑥(1分) 如图，三段弧对的圆心角都是30o

，为落在MN上，

当y=Rcos30o

=3R时，有x≥Rsin30o=122R ⑦(1分) 当y=Rsin30o=1o32R时，有x≤Rcos30=2R ⑧(1分)

由以上得3R24h38R. ⑨(2分)

17、(15分)

解：(1)对B：μ121mgma1x12a1t1vBa1t1

对A：Fμ1mgμ2(Mm)gMa2x212a2t21x2x1L分离时F的功率P=F·vA，联立解得P=144W (5分) (2)分离后：对B：μ2mgma1 对A：Fμ2MgMa2

2xvB12mx2a2vA(tt11)a2(tt2121)56m

则xx2x154m (5分)

(3)分离前：Wf1[μ1mgμ2(Mm)g]x224J 分离后：Wf2μ2Mgx2336J

则WWf1Wf2360J(其它解法正确同样给分)(5分)

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