赤峰市2014-2015高一物理第二学期期末试题（有解析）
一、选择题（每小题4分，共40分，每小题有一个或多个是正确的，全对得4分，对了但不全得2分，解答中有错误选项即得0分）
1．（4分）（2015春•喀喇沁旗期末）关于太阳系中各行星的轨道，以下说法中不正确的是（ ）
A． 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B． 有的行星绕太阳运动的轨道是圆
C． 不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的
D． 不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同
考点： 万有引力定律及其应用．
专题： 万有引力定律的应用专题．
分析： 熟记理解开普勒的行星运动三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．
第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．
解答： 解：A、B：第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故A错误，B正确．
C、不同行星绕太阳运动的周期不等，根据第三定律得不同行星绕太阳运动的椭圆轨道半长轴是不同的，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道半短轴也是不同的，故C、D错误．
故选：B．
点评： 正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．
2．（4分）（2015春•喀喇沁旗期末）船在静水中的航速是1m/s，河岸笔直，河宽恒定，河水靠近岸边的流速为2m/s，河中间的流速为3m/s．以下说法中正确的是（ ）
A． 因船速小于流速，船不能到达对岸
B． 船不能沿一直线过河
C． 船不能垂直河岸过河
D． 船过河的最短时间是一定的
考点： 运动的合成和分解．
专题： 运动的合成和分解专题．
分析： 船参与了两个分运动，沿水流方向的直线运动和沿船头指向的匀速直线运动，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，由于水流速度的变化，合速度的大小和方向都会变化．
解答： 解：A、只要船头指向对岸，船就一定可以到达对岸，故A错误；
B、由于水流速度变化较大且大于船速，合速度不可能不变，故一定是曲线运动，故B正确；
C、由于水流速度大于船速，合速度不可能垂直河岸，故航线轨迹不能垂直河，故C正确；
D、当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，与水流速度无关，故D正确；
故选：BCD．
点评： 本题关键在于水流方向的分运动对渡河时间无影响，同时合速度与分速度遵循平行四边形定则，方向一定改变．
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3．（4分）（2014春•防城港期末）一个人用手把一个质量为m=1kg的物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法中正确的是（ ）
A． 手对物体所做的功为12J
B． 合外力对物体所做的功为2J
C． 合外力对物体所做的功为12J
D． 物体克服重力所做的功为10J
考点： 功的计算．
专题： 功的计算专题．
分析： 根据物体的运动的情况可以求得物体的加速度的大小，再由牛顿第二定律就可以求得拉力的大小，再根据功的公式就可以求得力对物体做功的情况．
解答： 解：分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为1m，末速度的大小为2m/s，
由v2﹣=2ax可得，
加速度a=2m/s2，
由牛顿第二定律可得，
F﹣mg=ma，
所以F=mg+ma=12N，
A、手对物体做功W=FL=12×1=12J，所以A正确；
B、合力的大小为ma=2N，所以合力做的功为2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B正确，C错误；
D、重力做的功为WG=mgh=﹣10×1=﹣10J，所以物体克服重力做功10J，所以D正确；
故选：ABD．
点评： 本题考查的是学生对功的理解，根据功的定义可以分析做功的情况．本题也可以根据动能定理求解，难度不大，属于基础题．
4．（4分）（2015•福建模拟）汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（ ）
A． B． C． D．
考点： 牛顿运动定律的综合应用；功率、平均功率和瞬时功率．
分析： 汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，根据功率和速度关系公式P=Fv，功率减小一半时，牵引力减小了，物体减速运动，根据牛顿第二定律分析加速度和速度的变化情况即可．
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解答： 解：汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；
功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动；
故选C．
点评： 本题关键分析清楚物体的受力情况，结合受力情况再确定物体的运动情况．
5．（4分）（2015•葫芦岛模拟）如图所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触．到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A﹣B﹣C的运动过程中（ ）
A． 小球和弹簧总机械能守恒
B． 小球的重力势能随时间均匀减少
C． 小球在B点时动能最大
D． 到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
考点： 功能关系；重力势能的变化与重力做功的关系．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： 开始小球做自由落体运动，小球从B点接触弹簧，弹力逐渐增大，开始小于重力，到BC间某位置等于重力，后大于重力，因此，小球从B到C过程中先做加速运动，后做减速运动，到C点速度减为零，弹簧压缩到最短，因此明确了整个过程中小球的运动情况，根据功能关系可正确解答本题．
解答： 解：A、以小球和弹簧组成的系统为研究对象，小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此，系统的机械能守恒，故A正确；
B、由于小球下落过程中做变加速运动，下落位移与时间不成正比，因此小球的重力势能减小，但是并非均匀减小，故B错误；
C、当小球重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，即动能最大，该位移处于B与C之间，故C错误；
D、小球下落过程只有重力与弹簧弹力做功，到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确．
故选AD．
点评： 本题关键是明确小球的运动情况和整个过程中能量的转化情况，特别是小球从B到C的过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增加的减速运动．
6．（4分）（2015春•喀喇沁旗期末）下列几种运动中，机械能一定守恒的是（ ）
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A． 做匀速直线运动的物体 B． 做匀变速直线运动的物体
C． 做平抛运动的物体 D． 做匀速圆周运动的物体
考点： 机械能守恒定律．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： 机械能的概念是动能与势能之和，物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，分析物体的受力情况，判断各力做功情况，根据机械能守恒条件或定义分析机械能是否守恒．
解答： 解：A、在竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能变化，机械能随之变化，所以机械能不一定守恒，故A错误；
B、做匀加速直线运动若是在水平面上运动；或加速度不等于g时，机械能均不守恒；故B错误；
C、做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故C正确；
D、做匀速圆周运动的物体，动能不变，如果是竖直面内运动，重力势能变化，则机械能不断改变；故D错误；
故选：C．
点评： 本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件和机械能的定义，知道各种运动的特点即可进行判断．
7．（4分）（2015春•喀喇沁旗期末）把质量m的小球从距离地面高为h处以θ角斜向上方抛出，初速度为v0．不计空气阻力，小球落地时的速度大小与下列那些因素有关（ ）
A． 小球的初速度v0的大小 B． 小球的质量m
C． 小球抛出时的高度h D． 小球抛出时的仰角θ
考点： 抛体运动；动能定理．
分析： 抓住题目中的条件﹣﹣不计空气阻力，合外力做的功等于小球动能的变化量，可以判断出速度与哪些量有关．
解答： 解：在整个过程中，有动能定理可知
mgh=mv2﹣m
所以V只与h和V0有关，与其它量无关；
故选AC．
点评： 本题主要考查动能定理的应用，只要能选择过程，列出式子就能解决问题．
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8．（4分）（2015春•喀喇沁旗期末）如图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法不正确的是（ ）
A． 发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B． 在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关
C． 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D． 在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力
考点： 万有引力定律及其应用．
专题： 万有引力定律的应用专题．
分析： 要使“嫦娥一号”离开地球，其速度要大于第一宇宙速度，但小于第三宇宙速度；
在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力远小于受月球的引力，可以忽略不计；
根据万有引力提供向心力，可以求出“嫦娥一号”的绕月速度大小与哪些因素有关．
解答： 解：A、第三宇宙速度，又叫逃逸速度，大于第三宇宙速度，将脱离太阳引力，要使“嫦娥一号”离开地球，其速度要大于第一宇宙速度，小于第三宇宙速度，故A错误；
B、根据万有引力等于向心力，G=m可以求出卫星的绕月速度v=与卫星质量m无关，故B错误；
C、根据万有引力定律，卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比，故C正确；
D、在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力远小于受月球的引力，可以忽略不计，故D正确．
本题选择不正确的，故选；AB．
点评： 本题关键分析求出“嫦娥一号”发射过程和绕月过程的运动情况和受力情况，做圆周运动时，一定有万有引力等于向心力．
9．（4分）（2009•建湖县模拟）如图所示，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列．A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．A、C两点的电势依次为φA=10V和φC=2V，则B点的电势是（ ）
A． 一定等于6V B． 一定低于6V C． 一定高于6V D． 无法确定
考点： 等势面；电势．
专题： 电场力与电势的性质专题．
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分析： 电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式U=Ed定性分析A、B间与B、C间电势差的大小，再求解中点b的电势φB．
解答： 解：电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB段电场线比BC段电场线密，AB段场强较大，根据公式U=Ed可知，A、B间电势差UAB大于B、C间电势差UBC，即φA﹣φB＞φB﹣φC，得到φB＜=6V．
故选B
点评： 本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式定性分析电势差的大小．常规题．
10．（4分）（2015•平江县校级学业考试）在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R3滑动触点向图中a端移动，则（ ）
A． I变大，U变小 B． I变大，U变大 C． I变小，U变大 D． I变小，U变小
考点： 闭合电路的欧姆定律．
专题： 恒定电流专题．
分析： 当R3的滑动触点向图中a端移动时，R3变小，外电路总电阻变小，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电压表的读数变化．再分析并联部分的电压变化，判断电流表A读数变化．
解答： 解：当R3的滑动触点向图中a端移动时，R3变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律知，总电流I变大，路端电压变小，则有U变小．电路中并联部分电压变小，则I变小．
故选：D．
点评： 本题电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”的顺序进行分析．
二、填空题（共20分）
11．（13分）（2015•八道江区校级三模）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：
（1）纸带的 左 端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和 B 点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△EP= 1.88 J，动能增加量△EK= 1.84 J；（结果取3位有效数字）
（4）实验的结论是 在误差允许的范围内，机械能守恒 ．
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考点： 验证机械能守恒定律．
专题： 实验题；机械能守恒定律应用专题．
分析： （1）物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大
（2）要求计算出速度值才行，故应求得某点的速度，选B点
（3）重物重力势能减少量为mgh，mv2
（4）由数据对比得到结论
解答： 解：（1）下落过程为匀加速运动，物体运动速度渐渐变大，故打点间距应变大，所以纸带的左端与重物相连；
（2）要验证机械能守恒，应求得某点的速度才行，由数据可得B的速度，故选B点
（3）从O到B的距离：h=19.20cm；B的速度为v==1.92m/s
故J=1.88J
=J=1.84J
（4）结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒
答：（1）纸带的左端与重物相连
（2）选B点
（3）重物重力势能减少量1.88J，动能增加量1.84J
（4）由数据对比可得：△EP略大于△EK，由于该实验存在空气阻力和纸带与振针之间的摩擦．考虑误差因素，结论是：在误差允许的范围内，机械能守恒
点评： 验证机械能守恒只要验证mgh=m（），故不用测定质量，但要知道高度差和速度值，由于摩擦影响，动能增加量要小于重力势能减小量
12．（7分）（2005•衡阳模拟）某同学用一个定值电阻R，两个电键，一个电压表和若干导线，连成一个测量电源内阻的实验电路，如图所示，已知电压表内阻远大于电源的内电阻，其量程大于电源电动势，表盘上刻度清晰，但数字不清，电源内阻约为几欧，
（1）在方框内画出实验电路图．
（2）实验中始终闭合S1，当电键S2处于断开和闭合两种状态时，电压表指针偏转格数分别为n1、n2，则计算电源内阻的表达式是r=
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考点： 测定电源的电动势和内阻．
专题： 实验题；恒定电流专题．
分析： 本题（1）的关键是明确各元件的连接情况，明确当断开时，电压表读数等于电源电动势，当闭合时，电压表测得的是定值电阻的电压也即电源的路端电压；题（2）的关键是先设出电压表每小格的电压，然后再根据闭合电路欧姆定律列出表达式，求解即可．
解答： 解：（1）电路图如图所示：
（2）由图可知，当断开时，=E，设电压表每小格的电压为△V，则有：E==
当闭合时，设电压表读数为：=，由闭合电路欧姆定律应有：E=
联立以上各式解得：r=
故答案为：（1）如图；
（2）．
点评： 由实物图画电路图时，首先要弄清电路中各元件的连接情况，然后依次画出电路图即可．
三、计算题（要求写出必要的文字说明和演算步骤共40分）
13．（10分）（2015春•喀喇沁旗期末）一颗人造地球卫星距地面的高度是地球半径的15倍，试估算此卫星的线速度．（已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2，物体在地球表面所受重力约等于万有引力．）
考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题： 人造卫星问题．
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分析： 人造卫星的向心力由万有引力提供，写出与向心力有关的线速度和周期的公式，再写出黄金代换公式，即可求得结果．
解答： 解：设地球质量为M，人造卫星质量为m，地面处一个物体质量为m′
对卫星，万有引力提供向心力：
对地面物体，重力等于万有引力：
联立二式解得：=m/s=2×103m/s．
答：此卫星的线速度大小为2×103m/s．
点评： 万有引力定律常用方程有（1）星球表面的重力和万有引力相等；（2）环绕天体受到的万有引力提供向心力．这是解决这类问题常用的方程，要注意环绕天体运动半径的表述．
14．（10分）（2015春•喀喇沁旗期末）如图所示，滑块从光滑曲面轨道顶点A由静止滑至粗糙的水平面的C点而停止．曲面轨道顶点离地面高度为H．滑块在水平面上滑行的距离为S．求滑块与水平面之间的摩擦因数μ？
考点： 动能定理的应用；滑动摩擦力．
专题： 动能定理的应用专题．
分析： 滑块从光滑曲面轨道顶点A由静止滑至水平面的过程中只有重力做功，当滑块在水平面上滑行的受到重力支持力和摩擦力，只有摩擦力做功．使用动能定理即可求解．
解答： 解：当滑块在水平面上滑行的受到重力支持力和摩擦力，只有摩擦力做功，得f=μFN=μmg
对滑块滑行的全过程运用动能定理可得W总=△Ek
且W总=WG+Wf=mgH﹣fs
△Ek=EkC﹣EkA=0
联立以上四个方程可得
答：滑块与水平面之间的摩擦因数μ是．
点评： 该题中水平面是粗糙的，圆弧面是光滑的，所以摩擦力仅仅存在于水平面上，使用动能定理即可轻松解题．
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15．（10分）（2015春•喀喇沁旗期末）小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时消除外力．然后，小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试求：
（1）小球运动到B点时的速度；
（2）A、B之间的距离；
（3）小球在AB段运动的加速度为多大？
考点： 机械能守恒定律．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： （1）物体恰好通过最高点，意味着在最高点是轨道对滑块的压力为0，即重力恰好提供向心力，这样我们可以求出C点速度，从B到C根据动能定理即可求解B点速度；
（2）从C点抛出后做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解AB间的距离．
（3）AB段做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动位移速度公式即可求解．
解答： 解：（1）小滑块恰好通过最高点，则有：mg=
解得：
从B到C根据动能定理得：
解得：
（2）从C点抛出后做平抛运动，则有：
t=
水平方向有：x=，即AB的距离为2R，
（3）根据得：
a=
答：（1）小球运动到B点时的速度为；
（2）A、B之间的距离为2R；
（3）小球在AB段运动的加速度为．
点评： 本题主要考查了动能定理，运动学基本公式的直接应用，物体恰好通过C点是本题的突破口，这一点要注意把握，难度适中．
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16．（10分）（2015春•喀喇沁旗期末）某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流I=5.0A，求：电动机的线圈电阻（取g=10m/s2）
考点： 电功、电功率．
专题： 恒定电流专题．
分析： 电流通过直流电动机做功，消耗电能（W电=UIt）转化为机械能（W机=mgh）和内能（W内=I2Rt），可求转化为的内能大小，再根据W内=I2Rt求电动机线圈的电阻；
解答： 解：（1）在时间t内电流通过直流电动机做功（消耗电能）：
W电=UIt，
在时间t内得到的机械能：
W机=mgh=mgvt，
在时间t内，在电动机线圈的电阻转化的内能：
W内=I2Rt，
由题知，W电=W机+W内，UIt=mgvt+I2Rt，
则UI=mgv+I2R，
即：110V×5A=50kg×10N/kg×0.9m/s+（5A）2R
解得：R=4Ω；
答：电动机线圈电阻为4Ω
点评： 本题考查了消耗电能的计算、功的计算、效率的计算．特别是要知道电动机不是纯电阻用电器，电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能（发热）．
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