1、2013-2014学年四川省泸州市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一.选择题（本题共8个小题，每小题5分，共40分，每小题给出的四个选项中只有一个符合题意）1（5分）首先通过实验测出万有引力常量的科学家是（）A牛顿B伽利略C卡文迪许D开普勒考点：物理学史专题：常规题型分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解答：解：首先通过实验测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，故ABD错误，C正确；故选：C点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2（5分）如图所示，是用频闪照相研究平抛运动时拍下的A、B两小球同时从同
2、一位置开始运动的照片A球无初速度释放，B球水平抛出通过观察发现，尽管两个小球在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度该实验现象说明了B球开始运动后（）A竖直方向的分运动是自由落体运动B竖直方向的分运动是匀速直线运动C水平方向的分运动是曲线运动D水平方向的分运动是匀加速直线运动考点：平抛运动专题：平抛运动专题分析：抓住两个小球总是处在同一高度，即相同时间内下落的高度相同，得出竖直方向上的运动规律解答：解：因为小球同时运动，两球竖直方向上下落的高度始终相同，知两球竖直方向上的运动规律相同，可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动根据该实验无法得出水平方向上的运动规律故A正
3、确，B、C、D错误故选：A点评：解决本题的关键抓住竖直方向上下落的高度始终相同，得出平抛运动竖直方向上的运动规律3（5分）下列关于做功的说法正确的是（）A力对物体做功越多，说明物体的位移一定越大B静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功C作用力做正功，反作用力就一定做负功D一个质点所受到的一对平衡力所做的功的代数和为零考点：功的计算；牛顿第三定律专题：功的计算专题分析：力对物体做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在该力的方向上通过距离；力做功的正负即决于力和位移的方向关系；根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况，一对平衡力作用在一个物体上，其作用效果相互抵消解答：解：A、根据W
4、=Fscos可知，力对物体做功越多，物体的位移不一定越大，故A错误；B、静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功，故B错误；C、作用力做正功，反作用力也可以做正功，比如两带电小球靠斥力分开，库仑斥力对两小球都做正功，故C错误；D一对平衡力作用在一个物体上，其作用效果相互抵消，合力为零，则其合力做的功为零，故D正确故选：D点评：本题考查了学生对做功公式W=Fs的理解与掌握，是一道基础题目4（5分）如图所示为摩擦传动装置，O1、O2分别为小轮和大轮的转轴已知小轮半径为r，大轮半径为2r，a点在小轮边缘上，b点在大轮边缘上，传动过程两轮不打滑，则（）Aa、b两点做圆周运动的周期相
5、等Ba、b两点做圆周运动的角速度大小相等Ca、b两点做圆周运动的线速度大小之比为1：2Da、b两点做圆周运动的向心加速度大小之比为2：1考点：线速度、角速度和周期、转速专题：匀速圆周运动专题分析：a、b两点靠摩擦传动，线速度大小相等，根据半径关系，结合线速度与角速度的关系得出角速度之比，根据向心加速度公式得出向心加速度大小之比解答：解：A、a、b两点靠摩擦传动，线速度大小相等，根据v=r知，半径之比为1：2，则角速度之比为2：1，根据知，周期之比为1：2故A、B、C错误D、根据a=得，线速度大小相等，半径之比为1：2，则a、b两点的向心加速度大小之比为2：1故D正确故选：D点评：对于传动装置问
6、题要把握两点：一是同一皮带上线速度相等，二是同一转盘上角速度相等5（5分）汽车在转弯时容易打滑出事故，为了减少事故发生，除了控制车速外，一般会把弯道做成斜面如图所示，斜面的倾角为，汽车的转弯半径为r，则汽车安全转弯速度大小为ABCD考点：向心力；牛顿第二定律专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供根据牛顿第二定律得到转弯的速度大小解答：解：高速行驶的汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供，力图如图根据牛顿第二定律得：mgtan=m解得：v=故选：C点评：本题运用牛顿第二定律分析生活中的圆周运动，
7、考查物理联系实际的能力，关键是分析物体受力情况，确定向心力的来源6（5分）已有万有引力常量G，那么在下列给出的各种情境中，能根据测量的数据求出火星平均密度的是（）A在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间tB发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC观察火星绕太阳的椭圆运动，测出火星绕太阳运行的周期TD发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离火星表面的高度H考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用专题：人造卫星问题分析：（1）火星的密度，要计算密度就要知道火星的质量和火星的半径；（2）根据天体运动中万有引力提供向心力的公
8、式只能求出中心天体的质量，不能算出环绕天体的质量；（3）根据万有引力提供圆周运动向心力和已知条件去计算火星的质量和半径，如能求得质量和半径即可求得密度解答：解：设火星的质量为M，半径为r，则火星的密度A在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t，根据H=，可知算出火星的重力加速度，根据，可以算得火星的质量，但不知道火星的半径，故无法算出密度，故A错误；B根据得：得火星质量，所以，已知T就可算出密度，故B正确；C观察火星绕太阳的圆周运动，只能算出太阳的质量，无法算出火星质量，也就无法算出火星密度，故C错误；D测出卫星离火星表面的高度H和卫星的周期T，但是不知道火星的半径，故无法
9、算出密度，故D错误故选：B点评：要计算密度就要知道火星的质量和火星的半径，而根据天体运动中万有引力提供向心力的公式只能求出中心天体的质量，不能算出环绕天体的质量，所以火星只能作为中心天体该题难度适中，属于中档题7（5分）一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中的物体，如图所示，P端拴在汽车的挂钩上，汽车在A点时，绳竖直设绳不可伸长，滑轮大小、摩擦均不计车从A点以速度v匀速向左运动，到B点时绳与竖直方向的夹角为30，则（）A车经过B点时，物体Q的速度大小为vB车经过B点时，物体Q的速度大小为vC物体Q向上作匀速直线运动D绳子对Q的拉力等于Q的重力考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律分析：对B点的
10、速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，在沿绳子方向的速度等于物体的速度，根据平行四边形定则求出物体的速度大小解答：解：A、小车运动到B点时，绳子与水平方向的夹角为30度根据平行四边形定则，物体的速度：vQ=vBcos30=vB；故A正确，B错误；C、由上述速度公式，可知，在减小，则物体Q速度在增大，因此做加速直线运动，故C错误；D、因Q做加速直线运动，所以绳子对Q的拉力大于Q的重力，故D错误；故选：A点评：本题考查了速度的合成和分解综合运用，难度中等，知道汽车沿绳子方向的分速度等于物体的速度8（5分）一滑块静止在粗糙水平地面上，t=0时给滑块施加一水平方向的作用力F，力F和滑块的速度v随时间的
11、变化规律分别如图甲和乙所示设在第1秒内、第2秒内F对滑块做的功分别为W1、W2，则W1与W2之比为（）A1：1B1：2C1：4D2：1考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：根据速度时间图象分别求出在第1秒内、第2秒内滑块的位移，再根据W=Fx比较F所做的功解答：解：物体在第一秒内的位移m在第二秒内的位移：x2=vt=2（21）=2m根据W=Fx得，则在第一秒内F所做的功为W1=F1x1=41J=4J，第二秒内力F所做的功为W2=F2x2=22J=4J，所以：W1=W2故A正确，B、C、D错误故选：A点评：解决本题的关键知道速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，以及掌握恒力做功的
12、公式W=Fxcos二.填空题每空3分，共24分9（6分）如图所示为一圆拱桥，最高点的半径为40m一辆质量为1.2103kg的小车，以10m/s的速度经过拱桥的最高点此时车对桥顶部的压力大小为9.0103N；当过最高点的车速等于20m/s时，车对桥面的压力恰好为零（取g=10m/s2）考点：向心力；牛顿第二定律；牛顿第三定律分析：本题中小车做圆周运动，经过最高点时，对小车受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式和牛顿第二定律列式求解！解答：解：当小车以10m/s的速度经过桥顶时，对小车受力分析，如图，小车受重力G和支持力N；根据向心力公式和牛顿第二定律得到 GN=m；车对桥顶的压力与桥顶对车的支
13、持力相等 N=N；因而，车对桥顶的压力N=Gm=（1.2103101.2103）N=9.0103N；当车对桥面的压力恰好为零，此时支持力减小为零，车只受重力，根据牛顿第二定律，有G=m；得到v2=m/s=20m/s；故答案为：9.0103，20点评：本题关键对物体受力分析后找出向心力来源，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解！同时要注意题中求解的是车对地压力，而不是支持力！10（6分）某条河宽为60m，水流速度为2m/s，一艘小船在静水中的速度为4m/s，若小船以最短的额时间渡河，渡河时间为15s，若小船以最短位移渡河，则船头应与河岸上游的夹角为60考点：运动的合成和分解专题：运动的合成和分解
14、专题分析：将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短解答：解：（1）小船要过河时间最短，船头方向需垂直河岸方向：t=s=15s；（2）因为v船v水，要使小船航程最短，小船船头方向需斜向上游，设船头与河岸的夹角为，则有：cos=0.5所以得：=60 故答案为：15，60点评：解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短11（6分）一辆质量为2.0103kg的汽车在每前进100m上升5m的倾斜公路上向上行驶汽车行驶过程中所受空气和摩擦的阻
15、力共恒为1.0103N，且保持功率恒为50kW，则汽车在运动过程中所能达到的最大速度为25m/s；当汽车加速度为4.0m/s2时的速度为5m/s（g取10m/s2）考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律专题：功率的计算专题分析：当汽车以额定功率运动时，当牵引力等于阻力时速度达到最大；当以加速度4m/s2运动时，利用牛顿第二定律求出此时的牵引力，再由P=Fv求的此时速度解答：解：保持功率不变，当牵引力等于阻力加上重力沿斜面的分量时，速度达到最大即为：P=FV=（f+mgsin）V解得：V=由Ffmgsin=ma得：F=f+ma+mgsin=1000+1000+20004N=10000NP=
16、FV解得：V=故答案为：25，5点评：本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度12（6分）如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从斜坡顶端O点水平飞出，经3.0s落到斜坡上的A点，斜坡与水平面的夹角=37，运动员的质量m=50kg，不计空气阻力，则A点与O点的距离是75m；运动员在空气中运动时水平方向的速度为20m/s（已知sin37=0.60；cos37=0.80；g取10m/s2）考点：平抛运动专题：平抛运动专
17、题分析：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据时间求出平抛运动的竖直位移，从而求出AO的距离根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度解答：解：（1）根据得：h=45m，所以A点与O点的距离L=水平位移x=Lcos37=750.8=60m则平抛运动的初速度故答案为：75，20点评：解决本题的关键知道平抛运动的水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，结合运动学公式进行求解三.实验探究题（每空2分，共14分）13（6分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，则沙和沙桶的总质量m应远小于（选填“远大于”
18、、“远小于”或“等于”）滑块的质量M，为了使细线对滑块的拉力就等于滑块受到的合力，打纸带前还需进行的步骤时平衡摩擦力，若滑块前进距离x时获得的速度为v，我们希望得到的关系式为（已知重力加速度为g，用题上给出的物理量符号表示）考点：探究功与速度变化的关系专题：实验题；动能定理的应用专题分析：（1）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；（2）根据打点计时器的使用规则判
19、断释放纸带和接通电源的顺序（3）依据动能定理解答即可；解答：解：（1）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有 mgT=ma对小车，有 T=Ma解得T=mg故当Mm时，有Tmg；（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；（3）滑块前进距离x，沙与沙捅减小的重力做功：W=mgx滑块增加的动能：则：故答案为：远小于；平衡摩擦力；点评：本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量，实验的具体操作方法和实验误差的减小方法对于一些
20、实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义14（8分）如图甲为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，在实验中，已知电磁打点计时器工作周期T=0.02s，自由下落的质量m=0.5kg如图乙所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带，O点是打出的第一个点，A，B，C是在纸带上取出的三个连续的点，经测得A、B、C三点到O点的距离分别为S1=17.6cm，S2=21.4cm，S3=25.6cm，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，完成以下问题：（计算结果均保留三位有效数字）纸带的左端与重锤连接（填“左”或“右”）；打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=2.0m/s；从起点O到
21、打下计数点B的过程中，重力势能的减少量EP=1.05J，此过程中物体动能的增加量Ek=1.0J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：重物下落时，速度越来越快，相等时间内的位移越来越大，根据该规律确定纸带的哪一端与重物相连选取O到B点验证机械能守恒，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，根据下落的高度求出重力势能的减小量解答：解：从纸带上可以看出0点为打出来的第一个点，速度为0，重物自由下落，初速度为0，所以应该先打出0点，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点所以纸带的左端应与重物相连根据在匀变速直线运动中某段时间内的
22、平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得：vB=2.0m/s重力势能减小量：Ep=mgh=0.59.80.214 J=1.05J；此过程中物体动能的增加量Ek=mvB2=0.522=1.0 J故答案为：左；2.0；1.05；1.0点评：考查了验证机械能守恒定律的原理及所需的仪器运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算四.计算题（15题10分，16题12分）15（10分）如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平面上，今用大小为F=10N，沿与水平方向成53角斜向右上方的外力拉此物体，经t=2s物体从静止开始前进了3m（sin53=0.8，cos53=0.6，
23、g取10m/s2）（1）求物体与地面间的动摩擦因数；（2）若2s末撤去拉力，物体还能前进的距离考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）根据位移时间公式求出物体的加速度，结合牛顿第二定律求出物体与地面间的动摩擦因数（2）根据运动学公式求出2s末的速度，通过牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度，结合速度位移公式求出物体滑行的距离解答：解：（1）根据得，物体匀加速运动的加速度为：；根据牛顿第二定律得：，代入数据解得：=0.25（2）撤去拉力后的加速度为：，匀加速运动的末速度为：v=a1t=1.52m/s=3m/s，则物体还能前进的距离为：答
24、：（1）物体与地面间的动摩擦因数为0.25；（2）物体还能前进的距离为1.8m点评：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，注意撤去拉力前后摩擦力的大小不同16（12分）如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道，CD部分为水平轨道，在C点与半圆形轨道平滑连接一个质量m=1kg的小球经压缩的弹簧弹射出去后，通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取10m/s2求：（1）小球在A点时的速度大小；（2）小球落回水平面CD上时距C点的距离；（3）弹簧对小球所做的功考点：动能定理
25、的应用；牛顿第二定律；向心力专题：动能定理的应用专题分析：（1）小球在圆轨道内做圆周运动，由牛顿第二定律可以求出小球到达A点的速度（2）小球离开圆轨道后做平抛运动，由平抛运动规律可以求出水平位移（3）由能量守恒定律可以求出弹簧对小球做的功解答：解：（1）在A点，由牛顿第二定律得：F+mg=m，已知：F=3mg，代入数据解得：vA=6m/s；（2）小球离开A后做平抛运动，在竖直方向上：2R=gt2，水平方向：x=vAt，代入数据解得：x=3.6m；（3）从小球开始运动到A点过程中，由能量守恒定律得：W=mg2R+mvA2，代入数据解得：W=36J；答：（1）小球在A点时的速度大小为6m/s；（2）小球落回水平面CD上时距C点的距离为3.6m；（3）弹簧对小球所做的功为36J点评：本题是一道力学综合题，分析清楚小球运动过程、应用牛顿第二定律、平抛运动规律、能量守恒定律即可正确解题
