高一物理必修一期末试卷及答案

2020-02-021390

高一物理必修一期末试卷及答案

一、单项选择题(本大题共12小题，总分36分;只有一个选项符合要求)

()1.已知物体运动初速度v0方向及它受到恒定合外力F的方向，图a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是

()2.一位同学将一本掉在地板上物理教科书慢慢捡回到课桌上，重力加速度g=10m/s2,则该同学对教科书做功大约为

A.0.04JB.0.4JC.4JD.40J

()3.在同一点O抛出的三个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体做平抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是

A.vA>vB>vC，tAvB>vC，tA>tB>tC

C.vAtB>tC

()4.“和平”号太空站和宇宙飞船绕地球运转时，下列说法正确的是

A.已知“和平”号太空站运行周期和地球半径，再利用万有引力常量，就可以算出地球质量

B.已知“和平”号太空站运行周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可以算出地球质量

C.宇宙飞船想要与“和平”号太空站对接，要在同一轨道上增大速率，追上“和平”号太空站

D.宇航员从宇宙飞船的舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，故飞行速度减小

()5.如所示，有A、B、C三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星.A和B质量相同，C的质量比A和B要大，则可以判定它们周期、线速度大小关系是：

A.VA<vb<vc;b.va=vb<vcc.ta<tb<tcd.ta=tb<tc< p="">

()6.一块质量为m的木块静止放在地面上，如图所示，用恒力F拉木块，使木块离开地面，如果木块上移的距离为h，则

A.木块的动能增加了FhB.木块的机械能增加了mgh

C.木块的势能增加了FhD.木块克服重力做功为mgh

()7.如图a、b所示，是一辆质量为m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻经过同一站牌的两张照片.当t=0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动.图c是车内水平横杆上用轻绳悬挂的拉手环经放大后的图像，轻绳与竖直方向的夹角为θ=370.根据题中提供的信息，不能计算出的物理量有(已知sin370=0.6,cos370=0.8，g取10m/s2)

A.汽车的长度B.第3s末汽车的速度

C.第3s末汽车牵引力的功率D.3s内合外力对汽车所做的功

()8.如图所示的是便携式磁带放音机基本运动结构示意图.在正常播放音乐时，保持不变的是

A.磁带盘边缘的线速度大小B.磁带盘的角速度

C.磁带盘的转速D.磁带盘的周期

()9.如左图，在一棵大树下有张石凳子，上面水平摆放着一排香蕉。小猴子为了一次拿到更多的香蕉，它紧抓住软藤摆下，同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端，使得小猴子到达石凳子时保持身体水平向右方向运动。已知老猴子以恒定大小为v拉动软藤，当软藤与竖直成θ角时，则小猴子的水平运动速度大小为

A.B.

C.D.

()10.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是

A.W1=W2=W3B.W1

C.W1

()11.汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡，汽车所受的摩擦阻力恒定不变，则汽车上坡过程中的v----t图象不可能的是

()12.如图所示，两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面，两个质量不同小球分别从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑，空气阻力不计,通过轨道最低点时

A.两小球对轨道的压力相同B.两小球的角速度相同

C.两小球的向心加速度相等D.两小球的线速度大小相等

二、实验填空(每个空格2分，共24分)

13.假如在2025年，你成功登上月球。给你一架天平(带砝码)、一个弹簧称、一个秒表和一个小铁球，如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时，手对小球所做的功。步骤：

(1)用弹簧称、天平分别测量小球的、可以计算出月球表面重力加速度。(写出物理量名称和符号)

(2)用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t

(3)写出手对小球所做功的表达式,W=。(用直接测量的物理量符号表示)

14.某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验的简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间.将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3m的黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门.

某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间△ti与图中所示的高度差△hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示。(取g=9.8m/s2，注：表格中M为直尺质量)

(1)请将表格中带“▲”的空格，数据填写完整(小数点后取2位).

△ti

(10-3s)vi=d/△ti

(m?s-1)△hi

(m)Mg△hi

11.213.14

21.153.300.52M0.060.59M

31.003.802.29M0.242.35M

40.954.003.07M0.323.14M

50.90▲▲0.41▲

(2)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：.

(3)通过实验得出的结论是：.

(4)根据该实验请你判断下列ΔEk—△h图象中正确的是

三、计算题(本题6小题，共66分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值的单位)

15.(10分)如图所示，A是地球的同步卫星，已知地球半径为R，地球自转角速度为ω，地球表面的重力加速度为g。

(1)求出同步卫星离地面高度h

(2)求出地球的密度ρ(已知引力常量为G)

16.(10分)如图，物体A质量m=0.5Kg放在粗糙木板上，随板一起在竖直平面内做半径r=0.1m，沿逆时针方向匀速圆周运动，且板始终保持水平，当板运动到点时，木板受到物体A的压力恰好为零，重力加速度为g=10m/s2.求：

(1)物体A做匀速圆周运动的线速度大小。

(2)物体A运动到最低点时,木板对物体A的支持力大小。

17.(10分)如图所示，ABDO是处于竖直平面内的固定光滑轨道，AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是半径为r=7.5m的光滑的半圆形圆管轨道(圆管内径可忽略)。一个小球P(小球直径比圆管内径略小)从A点的正上方距水平半径OA高H=10m处自由下落，g取10m/s2,空气阻力不计。求：

(1)达到BDO轨道的O点的速度大小。

(2)小球沿轨道运动后再次落到AB轨道上的速度大小。

18.(12分)质量m=1kg的物体，在水平拉力F(拉力大小恒定，方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4m时，拉力F停止作用，运动到位移是8m时物体停止，运动过程中Ek-x的图线如图所示.g取10m/s2求：

(1)物体的初速度多大?

(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大?

(3)拉力F的大小?

19.(12分)如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物(木箱和货物都可看作质点)沿轨道无初速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。(重力加速度为g)

(1)求木箱下滑与上滑过程的加速度大小之比(只讨论木箱没有与弹簧接触的阶段)

(2)证明货物质量m与木箱质量M之比为2:1

20.(12分)如图所示，固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道与粗糙水平轨道在B点平滑连接，轨道半径R=0.5m，一质量m=0.2kg的小物块(可视为质点)放在水平轨道上的A点，A与B相距L=10m，物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1。现用一水平恒力F向右推物块，已知F=3N，当物块运动到C点时撤去该力，设C点到A点的距离为x。在圆轨道的点D处安装一压力传感器，当物块运动到D点时传感器就会显示相应的读数FN，压力传感器所能承受的压力为90N，g取10m/s2,空气阻力不计。

(1)要使物块能够安全通过圆轨道的点D，求x的范围;

(2)在满足(1)问的情况下，在坐标系中作出压力传感器的读数FN与x的关系图象。

参考答案

一、选择题BCDBADCADCAC

13.(1)重力F质量m(2)W=

14.(1)4.223.98M4.02M(2)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度

(3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C

15.(1)设地球的质量为M，对于在地面处质量为m的物体有：

①

设同步卫星的质量为m，则：②

由①②两式解得：

(2)又因为：③由①③两式解得：

16.解：(1)在点A对木板的压力恰好为零,则v=1m/s

(2)A物体在最低点时,N=10N

17.解：(1)设小球能到达O点，由P到O，机械能守恒，到O点的速度：

(2)离开O点小球做平抛运动：

水平方向：

竖直方向：且有：∴

∴再次落到轨道上的速度

18.解析：(1)从图线可知初动能为2J，Ek0=mv2=2J，

v=2m/s.

(2)在位移4m处物体的动能为10J，在位移8m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功.设摩擦力为Ff，则-Ffx2=0-10J=-10J

Ff=N=2.5N

因Ff=μmg故μ=0.25.

(3)物体从开始到移动4m这段过程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为F-Ff，

根据动能定理有(F-Ff)?x1=ΔEk故得F=4.5N.

19.解析：(1)下滑过程(M+m)gsin300-μ(M+m)gcos300=(M+m)a1

上滑过程Mgsin300+μMgcos300=Ma2

代入数据解得a1:a2=1：3

(2)证明:设下滑的总高度为h,全过程用动能定理

高中物理解题技巧和答题思路

一、物理解题概述

近年来解题研究指出：一个问题是指一个不能及时达到的目标，为求达到这个目标所作的体力或心理的行动叫做问题解决。解题时必须要遵从一定的法则。故一个问题应包括以下几个环节：(1)始态(initialstate)──问题所给予的已知情况，物理习题中的已知条件;(2)终态(goglstate) ──解题时要达到的最终目标，物理题中的所求;(3)操作法则(operator)──应用这些法则把问题由始态转变成终态，在高中物理解题技巧中包括要符合的物理定律原理也要符合人们认识的规律。

在解题过程中，解题者要由始态开始，通过一系列的问题态，到达终态。由始态到终态的所有问题态构成了问题空间，而问题态的转变需要解题者作出某些心理操作，这样就构造了解题的心理图象。这心理图象是个人化的，它因人而异，它所包含的信息可以较问题本身的信息为多或为少，它是受解题者贮存在长期记忆里知识的影响。也就是说，解题者根据自己已有的知识来构造心理图象和寻找题解。许多时，问题空间很大，容许操作的法则也很多。就是一题多解;有时问题空间虽然很大，容许操作的法则却很有限，相应的问题解法也就较少。

解题过程也是一个非常复杂的信息处理过程，解题者则是一个信息处理系统，解题就是系统跟问题的相互作用。解题取决于这个信息处理系统的特性和问题结构。问题结构限制解题的过程，提供一些可行的行动;解题者的特性是指他短期记忆的容量，长期记忆贮存的知识和贮藏及提取这些知识所需的时间，贮藏的知识“模块”(基题)越多，提取这些“模块”的速度越快，解题的效率就越高。

二、物理解题中的心理操作

解题时，将题目所描述的物理现象译成物理图象输入大脑暂时储存，而后大脑将进行一系列复杂的心理操作，使问题得以解决。进行心理操作，一是要有操作对象，二是要有一定的操作规则(包括操作的先后次序)。物理解题中的心理操作对象是贮存于大脑长久记忆中物理知识的基本模块。而这些“模块”信息量的大小，集成化程度的高低，因人而异，各不相同。操作规则必须符合本门学科的原理和人们认识的规律。所谓心理操作是指对这些“模块”进行加工、组合、衔接、再造的心理过程。没有这些“模块”，心理操作就失去了原料。不能要求一个毫无物理知识的人去解物理题，不论他如何聪明，也不会解出物理题来，道理很简单，因为在他大脑的长久记忆里没有贮存加工的“模块”，巧妇难为无米之炊就是这个道理。

物理解题的心理操作一般分三个阶段进行：

第一阶段为检索提取阶段。当要解的习题输入大脑后，一旦被吸引去开始解决时，我们原有的知识经验和实践知觉就会向着一定问题的方向去变化、检索、识别而后提取贮存于大脑长期记忆里相近、相似的“模块”。这些“模块”可以是物理某部分、某单元的知识，也可以是同类型的基本习题。第一阶段的工作为第二阶段的加工提供了原料和必要的准备。当然，对于一个复杂的问题，不见得一次就能将“模块”提取的十分准确，有时在加工的过程中还可反复检索，反复提取。

第二阶段为沟通加工阶段。这一阶段是心理操作十分重要的阶段，它包括采纳、排除、分解、组合、迁移、选择、改造、衔接：沟通等操作环节。通过以上的操作，使问题空间逐步确定，逐步明朗。沟通思路，形成策略。在这了阶段要对原有的“模块”加工再造，重新进行组织，大脑皮层的暂时神经联系在有些部位出现新的开通，有些部位产生暂时关闭，进行新的改组，这时候新的创造思维就会产生。解题从某个角度讲就是一种创造，当解决别人从未解决的问题时更是如此。

在进行操作时，有时需要把整体“模块”分成元件，直至不能再分。把每一个“模块”所含的元素按需要排列，按需要将上述被分解的元素重新组合，依所提供的信息充分想象，还要克服思维定势的影响，使问题空间逐步确定，形成解题策略。

第三个阶段为反馈输出阶段，经过第二阶段的沟通加工，方案策略已经形成，再经过编辑、优化、计算、检验，使被加工的信息系统化、条理化，这就达到了问题的终态。这时将已加工完毕的信息分为两部分：一部分通过职能器官输出，一部分又回输(反馈)到大脑成为新的“模块”贮于长期记忆。我们将心理操作过程用框图示意如下：

心理操作是个人化的思维图式。有些人在问题空间中漫无边际的思索，但无法组织，终无所获。有些人却能在问题空间中用极为有限的搜寻来代替几乎无法穷尽的搜索，甚至有条不紊地走向目的，不出现任何尝试的错误。

三、解题实例分析

例1，一个质量为m，带有电荷为q的物件可在水平轨道ox运动，O端有一与轨道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强的大小为E，h向沿ox是正向，如图二所示，小物体以初速vo从xo沿ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f<eq，设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s0(1989年高考题)< p="">

解：如果我们将上述问题所描述的物理现象进行分析，将会从大脑的长期记忆中提取“电势能”、“动能”、“摩擦力作功”、“功能原理”四个基本知识模块。而这四个模块间有什么联系，是怎样衔接起来的呢?下面我们分两种情况来讨论：如果没有摩擦力，由于物体与墙壁的碰撞井不损失能量，因此物体的功能和电势能可以互相转化，但功能和电势能的总和是守恒的;在有摩擦力的情况下，摩擦力的方向与小物体的运动方向相反，动能和电势能都会逐渐减少，最后将停在O点。这就是小物体克服摩擦力所做的功等于减少的动能和电势能之和。我们可以用框图表示如下：

“模块2”与“模块3”从不同的方面描写了物体状态的变化，“模块1”描写克服摩擦力作功的过程。物体状态的变化，显然是因摩擦力作功而引起，这样“模块1” 与“模块2、3”之间就有了困果联系，而二者的定量关系是由“模块4”(功能原理)衔接起来的。因为本问题所求物体的后路程是与过程量功密不可分的物理量，同样出现在作功的全过程中，所以提取摩擦力作功的模块是有道理的。依照图三列式计算并不困难，此处计算从略。

例2，如图所示，在水平光滑的桌面上放一个质量为M的玩具小车，和小车的平台(小车的一部分)上有一质量可以忽略的弹簧。一端固定在平台，另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住，用手将小车固定在桌面上，然后烧断线，小球就被弹出，落在车上A点。如果小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处?设小车足够长。球不致落在车外。(1987年高考题)

解：本题可以分小车动与不动两种情况，四个基本物理过程，即“小车不动时小球的平抛运动”，“小车动时小球与小车的相互作用”、“小球对小车的相对运动”，“小车动时小球的平抛运动”。每一个物理过程可以认为是储存了一定信息的模块。每个模块统摄了许多物理知识，为小球的乎抛运动，包括了平抛的运动学特性，重力作用的瞬时效应，空间积累效应，时间积累效应，小车动时情况更复杂。但是经过分解、筛选可以发现四个过程都与速度紧密相连，这就有可能通过速度将四个物理过程联系起来，如框图所示：

在图五中已图示了每一“模块”的从属关系，所应满足的物理规律以及它们之间相互联系的衔接条件。这样解题的思路已经沟通，再构造数学模型去解是并不难的。

例3，一根细绳跨过一定滑轮，两端分别有质量为m及M的物体，如图六，且

M>m，M静止在地面上，当m自由下落h距离后，绳子开始与m、M相互作用，在极短时间内绳子被拉紧，求绳子刚刚被拉紧时，M能上升的最大高度?

解：本题整个的物理过程可分为三个阶段。第一阶段：m作自由落体运动。第二阶段：绳子分别与物体相互作用。第三阶段：m及M分别作匀变速运动。三个阶段的联系是：第一阶段m作自由落体运动的末速度v恰是第二阶段m与绳相互作用前的初速度。第二阶段m、M与绳子相互作用后的速度V就是第三阶段M作变速运动的初速度。如图七所示。

从图七我们可以看出每一个阶段实质上就是一个知识“模块”，但每一“模块”所包含的知识容量并不相同，每一“模块”有各自的特点和应该满足的规律。这些规律就是操作规则。这三个“模块”自然地衔接起来就构成了一个完整清晰的图象，再计算是不难的。

人类认识的理论不仅要解释人怎样进行复杂的思维和解题工作，还要解释人是怎样学会这么作的。研究解题者对物理问题构造的心理图象，目的是了解他们对物理知识的组织和加工能力。在物理学习上重理解轻记忆的作法是不足取的，也是没有根据的。解题的成功者在于他们拥有高度组织的物理知识，并在记忆中贮藏了不少相类似问题的题解。在物理教学中只让学生盲目作题，不讲习题的沟通和演变、不引导学生作正确的定性分析也是不可取的。凡成功的解题者，解题策略好的，大都是先对问题作定性分析，探索到解题思路后，才作定量分析。