山西省太原市2016-2017学年高一下学期期末考试物理试题.doc

（考试时间：上午8∶00—9∶30）
本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
题号
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答案

1．做匀速圆周运动的物体，发生变化的物理量是（ ）
A．速度 B．动能 C．角速度 D．周期
2．2017年5月3日，中国科学技术大学潘建伟教授宣布，利用高品质量子点单光子源构建了世界首台单光子量子计算机。关于经典力学与量子力学的适用范围，下列说法正确的是（ ）
A．从宏观物体到微观的光子，经典力学都可以描述其运动规律
B．从地面上的物体到天体的运动，都服从经典力学的规律
C．经典力学认为生命过程的持续时间与运动状态无关
D．量子力学不能用来描述高速电子的运动
3．关于功率以下说法中正确的是（ ）
A．据可知，机器做功越多其功率就越大
B．距可知，汽车的牵引力一定与速度成反比
C．据可知，只要知道在时间t内机器做的功，就可以求出任一时刻机器做功的功率
D．距可知，发动机的功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比
4．跳跳球是针对成长中的青少年设计的一种集娱乐、健身为一体的新型运动器材。运动时，只要将双脚站在踏板上，配合双脚的运动，橡皮球就会带动身体上下跳动，从而达到增强心肺功能、体力耐力和平衡力功能。已知运动过程中橡皮球的弹力与形变成正比，不考虑空气阻力，将儿童视为质点，则橡皮球在接触地面到被压缩到最低的过程中（ ）

A．儿童的动能越来越大 B．橡皮球的弹力做正功，弹性势能增大
C．重力对儿童做功的功率一直增大 D．儿童的机械能及橡皮球的弹性势能之和保持不变
5．如图所示，竖直平面内有一个四分之一圆弧AB，OA为水平直径，现从圆心O处以不同的初速度水平抛出一系列质量相同的小球，这些小球都落到圆弧上，不计空气阻力，则小球（ ）

A．落点越靠近A在空中运动时间越长 B．落点越靠近B在空中运动时间越长
C．落点越靠近A机械能越小 D．落点越靠近B机械能越大
6．一个人骑自行车时可以提供的最大功率为0.5kW。在无风的情况下，自行车受到的阻力与车速成正比，即，其中。则在没有风时，该人骑自行车在路面上可达到的最高速度为（ ）
A．50m/s B．20 m/s C．10 m/s D．5 m/s
7．如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。则从开始到水平地面的过程中（ ）

A．它们的落地时间相同 B．运动过程中重力做的功相同
C．它们的落地的动能相同 D．它们的落地重力的瞬时功率相同
8．2017年4月20日，“天舟一号”货运飞船发射升空；4月22日，“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接，“天舟一号”与“天宫二号”进入组合体飞行阶段，在距地球表面高度为h的近圆轨道上做圆周运动。已知地球半径为R，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，则（ ）
A．为实现对接，“天舟一号”在比“天宫二号”半径小的轨道上必须先减速
B．为实现对接，两者运行的速率都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
C．组合体的飞行速度为
D．组合体的向心加速度为
9．半人马座中的C星，因为是除太阳外距离我们最近的一颗恒星，所以又叫比邻星。比邻星距离我们4.2光年，是一颗红矮星，质量和半径都比太阳小，温度大约是3000K（太阳表面温度约6000K）。而新近发现的这颗行星，在围绕比邻星做匀速圆周运动，科学家给它命名叫比邻星b。比邻星b是一颗类地行星，质量为地球的1.3倍，半径为地球的1.1倍，距离比邻星中心为r（0.0485AU），公转周期为T（11d）。已知引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v1，则可求得（ ）
A．比邻星的质量为 B．比邻星的质量为
C．比邻星b的第一宇宙速度为 D．比邻星b表面的重力加速度为
10．如图1所示，轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端连接一质量为0.10kg的小木块a放在水平光滑地面上，质量也为0.10kg的小木块b紧靠a一起处于静止状态。现在b上施加一水平向左的力F使a和b从静止开始缓慢向左移动，力F的大小与a的位移x的大小关系如图2所示。已知弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（ ）

A．在木块向左移动10cm的过程中，弹簧的弹性势能增加了25J
B．该弹簧的劲度系数为250 N/m
C．在x=10cm时撤去F，此后a、b分离时弹簧的弹力不为零
D．在x=10cm时撤去F，a、b分离时b的速度为
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的的0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
题号
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答案

11．晋中市榆次区的三晋乐园中，竖立着山西唯一百米高的摩天轮。摩天轮的座椅吊在圆周上，当摩天轮转动时，座椅面始终水平。当参加游乐的儿童坐在座椅上随摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）

A．儿童总处于平衡状态 B．儿童的机械能守恒
C．在最低点时受到座椅的弹力最大 D．儿童在最高点时机械能最大
12．大多数太空垃圾都靠近地面，即处于距离地面300km至500km的近地轨道。1965年，在近地轨道上，“双子星4号”飞船宇航员埃德华·怀特第一次太空行走期间丢失了一副手套。在随后一个月中，在极其稀薄的大气作用下，手套的高度逐渐降低，以接近第一宇宙速度的速度在太空飞行，成为有史以来最为危险的服装用品。则在这一个月中（ ）
A．手套的机械能守恒 B．手套的动能逐渐增大
C．手套的势能逐渐增大 D．手套减少的机械能转化为内能，但能的总量保持不变
13．2017年4月8日，木星、地球和太阳处于三点一线，上演“木星冲日”的天象奇观（如图）。据悉，“木星冲日”上一次出现在去年的3月8日。已知木星、地球围绕太阳在同一个平面运动，方向相同，则（ ）

A．2017年4月8日，木星的线速度小于地球的线速度
B．2017年4月8日，木星的角速度小于地球的角速度
C．2017年4月8日，木星又回到了该位置
D．2017年4月8日，木星还没有回到该位置
14．我国正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N；弹射器有效长度为100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度达到80m/s。已知弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，所受阻力为总推力的20%，则（ ）
A．弹射器的推力大小为1.1×106N B．弹射器对舰载机做的功为1.1×108J
C．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W D．舰载机在弹射过程中的加速度为32 m/s2
15．太阳能汽车是靠太阳能来驱动的汽车，当太阳照射到汽车上方的光电板时，光电板中产生的电能输入电动机带动汽车前进.设某太阳能汽车在平直公路上由静止开始匀加速行驶，经时间t，速度为v时大到额定功率；之后保持为额定功率又继续前进了距离s，速度达到最大vm。已知汽车质量为m，运动过程中所受阻力大小恒为f，则（ ）
A．汽车的额定功率为f vm
B．汽车匀加速运动过程中，克服阻力做的功为fvt
C．汽车从静止开始到速度达最大值的过程中，牵引力做的功为
D．汽车从静止开始到速度达最大值的过程中，合力做的功为
三、实验题：本题包含2小题，共计14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16．（8分）用图示装置探究细线拉力（合力）做功与滑块动能变化的关系，实验小组找到了学生电源、导线、细沙、垫块。当滑块连上纸带，用细沙通过滑轮上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态，若你是小组中的一位成员，为完成该项实验：

（1）还需要的测量工具有 和 ；
（2）为保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力导线基本相等，则沙和沙桶的总质量m与M应满足的关系是 ，实验时首先要进行的调整是 ；
（3）完成调节后，测出M，往沙桶中装入适量的细沙，称出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录运动情况。在纸带上选两点，测出这两点的间距和这两点的速度导线v1、v2（v1< v2），对于滑块，当各物理量满足 关系时，合力做的功等于滑块动能的变化。
17．（6分）图1为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，打P点时，重物的速度为零；A、B、C为3个连续点，测得各点与P的距离如图所示。已知电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.8 m/s2，重物质量为0.2kg，则：

（1）根据数据，可知由P到B重物重力势能的减少量△EP= J；动能的增加量△EK= J。（计算结果保留3位有效数字）

（2）实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是 。
A．重物的质量过大 B．重物的体积过小 C．电源的电压偏低 D．重物下落时受到阻力
四、计算题：本题包含5小题，共41分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后的答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
18．（8分）质量为m的汽车静止在粗糙水平面上。某时刻，人用与水平面成θ角的恒力F通过轻绳拉车，汽车沿水平面发生的位移为l。已知汽车受到的摩擦力大小为f，求此过程中：
（1）拉力F做的功；
（2）汽车动能的增加量。

19．8分）小亮通过电视观赏跳台滑雪比赛，看到运动员从坡顶A点水平飞出开始计时，落到斜坡上B点结束计时，测得运动员空中飞行时间t=4.0s，从电视字幕看到运动员从A飞出的速度vA=20 m/s，如图所示。忽略空气阻力的作用，取g=10 m/s2，求：
（1）A、B两点的高度差h；
（2）运动员落到B点时的速度vB的大小。

20．（8分）木星在太阳系的八大行星中质量最大，是其他七大行星总和的2.5倍还多；同时，木星还是太阳系中自转最快的行星，自转一周只需要不到10小时。“木卫1”是木星的一颗卫星，其公转半径r=4×108m，公转周期T=1.6×105s。（取G=6.7×10-11N·m2/kg2，。）
（1）求木星的质量M；
（2）已知木星的半径R=7×107m，求木星的第一宇宙速度v。

21．（8分）选做题：本题包含A、B两题，其中A题较易，请任选一题做答。若两题都做，按A题计分。
A．用起重机把质量为2.0×103kg的静止物体以2.0 m/s2的加速度匀加速的提高4m，求（g=10 m/s2）：
（1）钢绳的拉力大小；
（2）升高4m时拉力的功率。

B．如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量均为m的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢竖直上提，直到k2的下端刚脱离桌面，求此过程中：
（1）物块2的重力势能增加了多少？
（2）物块1的重力势能增加了多少？

22．（9分）选做题：本题包含A、B两题，其中A题较易，请任选一题做答。若两题都做，按A题计分。
A．如图的竖直平面内，光滑的四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的小物块由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点静止。若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，求：
（1）物块滑到b点时的速度大小；
（2）在圆弧上b点时轨道对物块的弹力；
（3）b与c点间的距离。

B．如图是越野滑雪障碍追逐赛一段简化的赛道。某次比赛中，质量为m=60kg的运动员从A点滑下，经过AC段赛道最低点B点时速度为20 m/s，经过BD段赛道最高点C点时的速度为10 m/s，已知B、C两点的曲率半径分别为R1=10.0m，R2=16.0m，A、B两点的高度差为h=30.0m，取g=10 m/s2，求：（赛道在同一竖直平面内）
（1）从A到B，阻力对运动员做的功；
（2）运动员经过B点和C点时受到雪道的弹力。

太原市2016—2017学年第二学期高一年级期末考试物理试卷答案
题号
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答案
A
B
D
D
B
C
B
D
C
A
CD
BD
AD
ABD
AD
16．（8分）（1）刻度尺（1分），天平（1分）；（2）m<据机械能守恒定律有：………（3分）
解得：…………………………………………（1分）
20．（8分）（1）由可得：…………………（3分）
木星质量为：M=1.5×1027kg……………………………………（1分）
（2）由可得：…………………………………………（3分）
木星的第一宇宙速度为：……（1分）
21．A（8分）（1）设钢绳的拉力大小为F，根据牛顿第二定律有：…（3分）
解得：F=2.4×104N…………………………………………………………………………（1分）
（2）设重物的末速度为v，则……………………………………………（1分）
重力的瞬时功率……………………………………………………………………（2分）
解得：P=9.6×104W…………………………………………………………………………（1分）

21．B（8分）（1）系统平衡时，设k1的压缩量为x1，k2的压缩量为x2。
根据胡克定律有：，…………………………………………（4分）
则物块2增加的重力势能为：……………………………（1分）
（2）脱离桌面时，设k1的伸长量为x3，根据胡克定律有：…………（1分）
则物块1增加的重力势能为：……（1分）
22．A（9分）（1）对物块由a到b，根据动能定理有：………（2分）
物块滑到b点时的速度大小为：…………………………………………（1分）
（2）在b点，对物块根据牛顿第二定律有：……………………（2分）
解得，轨道对物块的弹力为：………………………………………………（1分）
（3）对物块由b到c，根据动能定理有：……………………（2分）
解得，b点到c点的距离为：……………………………………………………（1分）
22．B（9分）（1）运动员由A到B的过程中，根据动能定理有：……（2分）
解得，阻力对运动员做功为：…………………………………………………………（1分）
（2）在B点，对运动员根据牛顿第二定律有：…………………………………（2分）
解得，B处雪道对运动员的弹力为：…………………………………………………（1分）
在C点，对运动员根据牛顿第二定律有：………………………………………（2分）
解得，C处雪道对运动员的弹力为：……………………………………………………（1分）

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