2007-2008学年江苏省徐州市高一（下）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾．在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为了增大牵引力，司机应该采取的措施是（ ）
A．增大汽车的速度
B．减小汽车的速度
C．增大汽车上坡时的初速度
D．让汽车的速度先增大后保持不变

2. 难度：中等

一行星沿一椭圆轨道绕太阳运动，在由近日点到远日点的过程中，以下说法中正确的是（ ）
A．行星的加速度逐渐减小
B．行星的动能逐渐增大
C．行星与太阳间的引力势能逐渐减少
D．行星与太阳间的引力势能跟动能的和逐渐减小

3. 难度：中等

某物体在两个相互垂直的共点力作用下运动，其中一个力对物体做功8J，物体克服另一个力做功6J，则这两个力的合力对物体做的功为（ ）
A．14 J
B．10J
C．-2 J
D．2 J

4. 难度：中等

如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开始运动，则下列说法中正确的是（ ）

A．Q球先落地
B．小锤打击金属片的力越大，Q球落地的速度越大
C．小锤打击金属片的力越大，P球落地的速度越大
D．小锤打击金属片的力越大，P球在空中飞行的时间越长

5. 难度：中等

如图所示，一轻绳一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）

A．小球的动能始终保持不变
B．小球在最高点的速度为
C．小球由最高点运动到最低点的过程中，动能的增加量为2mgR
D．小球运动到最高点时，如果轻绳突然断开，小球将做匀速直线运动

6. 难度：中等

火车转弯行驶时有许多技术要求，下列有关说法中正确的是（ ）
A．在转弯处，内轨高于外轨
B．在转弯处，内轨和外轨一样高
C．火车以某一速度转弯时，可能对铁轨无侧压力
D．火车无论以多大的速度行驶，都会对轨道产生侧向压力

7. 难度：中等

质量为m=6×10³kg、长度为10m的公共汽车，由图a所示的位置匀加速启动，经过一段时间到达图b的位置．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象，其中角θ=30．已知当地的重力加速度为g=9.8m/s²，根据题目中提供的信息．下列不可以估算出的物理量有 （ ）

A．汽车由图a位置运动到图b位置的时间
B．汽车运动到图b位置时的动能
C．这段时间内合外力对汽车所做的功
D．这段时间内牵引力对汽车所做的功

8. 难度：中等

如图所示，是“嫦娥奔月”的示意图，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．下列有关说法中正确的是（ ）

A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第二宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受到月球的引力
C．卫星受月球的引力与它到月球中心的距离成反比
D．在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星的质量无关

9. 难度：中等

1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星．然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300千米，比月球还要小．2006年8月24日晚在布拉格召开的国际天文学联合会（IAU）第26届大会上，各国天文界权威代表投票通过联合会决议，今后原来九大行星中的冥王星将不再位于“行星”之列，而属于矮行星，并提出了行星的新定义．行星新定义的两个关键：一是行星必须是围绕恒星运转的天体；二是行星的质量必须足够大，它自身的重力必须和表面力平衡使其形状呈圆球．一般来说，行星直径必须在800千米以上，质量必须在5×10⁴亿亿千克以上．假如冥王星的轨道是一个圆形，则由以下几个条件能估测出其质量的是（其中万有引力常量为G）（ ）
A．冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径
B．冥王星围绕太阳运转的线速度和轨道半径
C．冥王星的一个卫星查龙（charon）围绕冥王星在圆形轨道上转动的质量和轨道半径
D．冥王星的一个卫星查龙（charon）围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径

10. 难度：中等

如图所示为人类居住的地球，在其表面上取这样几个点：北极点a、赤道上一点b、ab弧的中点c、过c点的纬线上取一点d．在地球转动的过程中，下列有关判断正确的是（ ）

A．b、c两点的角速度不相等
B．a、d两点的线速度大小相等
C．c、d两点的向心加速度大小相等
D．b、c两点的向心加速度大小相等

11. 难度：中等

如图所示，一物体从圆弧形的A点从静止开始下滑，由于摩擦阻力的作用，到达C点时的速度为零，C点比A点高度下降h₁；又由C点滑到B点，速度再次为零，B点比C点高度下降h₂．下面有关高度h₁和h₂，以及小球前后两次经过轨道最低点D时对轨道压力F₁和F₂的比较，其中正确的是（ ）

A．h₁=h₂，F₁=F₂
B．h₁＜h₂，F₁＜F₂
C．h₁＞h₂，F₁＞F₂
D．h₁＜h₂，F₁＞F₂

12. 难度：中等

关于力对物体做功，下列说法中正确的是（ ）
A．凡是受力作用的物体，一定有力对物体做功
B．凡是发生位移的物体，一定有力对物体做功
C．只要物体受力，又在力的方向上发生位移，则一定有力对物体做功
D．只要物体受力的同时又有位移发生，一定有力对物体做功

13. 难度：中等

竖直上抛一球，最终球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度．以下叙述中正确的是（ ）
A．上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B．上升过程中克服空气阻力做的功小于下降过程中克服空气阻力做的功
C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D．上升过程中克服空气阻力做功的平均功率等于下降过程中克服空气阻力做功的平均功率

二、填空题

14. 难度：中等

河水的流速与离河岸距离的变化关系如图a所示，设船在静水中的速度与时间的关系如图b所示．若要使船以最短的时间渡河，则船渡河的方向应该是    ，船渡河的最短时间为    s，船在河水中航行的过程中的最大速度为    m/s．

三、解答题

15. 难度：中等

随着世界石油价格的不断攀升，能源危急已成事实，要实现可持续发展，必须开发和利用新能源．风能是一种可再生的清洁能源．风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其结构如图所示．其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．假如当地的平均风速为v=5m/s，风轮机叶片的半径R=10m，若空气的密度ρ=1.2kg/m³，侧每秒钟吹向风轮机转动叶片扫过面积范围内的气流所具有的动能是______J；若风力发电机将转动圆面内15%的气流动能转变为电能，该风力发电机发电的电功率是______kw．

16. 难度：中等

如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的左端固定，右端放一个小球（小球与弹簧不连接），OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处．现在要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．
（1）还需要的器材有______．
（2）以上测量实际上是把对弹簧弹性势能的测量转化为对小球______能的测量，该实验需要测量的物理量有______和______．

17. 难度：中等

如图a所示，是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验．
（1）某同学的实验操作步骤如下：
A．用天平测量出重锤的质量
B．按图示的装置安装器件
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上
D．接通电源后释放纸带，打出一条纸带
E．换用另外的纸带，重复步骤D
F．选取合适的纸带
G．测量所选纸带上某些点之间的距离
H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等
请你指出：①以上实验步骤中一个可以不必要的操作步骤是______；②操作有错误的实验步骤是______．（填字母代号）
（2）某实验小组打出了三条纸带，但是由于实验操作不规范，三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的不接近2mm，于是他们选择了如图b所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理．他们首先在所选择纸带的前四个点的上
方标上1、2、3、4，在后面适当的位置又选取了5个连续点，分别标上A、B、C、D、E；然后他们设计了三种数据处理方案来验证机械能守恒定律．

方案1：选择第1个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第1个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，利用算出重锤运动到点B、C、D时的速度，比较“mgh_n和”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案2：选择第3个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，再数出点B、C、D到第3个点的时间间隔数k，利用v_n=gkT算出重锤运动到点B、C、D时的速度，利用v₃=2gT求出打第3个点时重锤的速度，比较“mgh_n和（-）”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案3：选择第3个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，利用算出重锤运动到点B、C、D时的速度，再测出第2个点到第4个点之间的距离S，利用求出打第3个点时重锤的速度，比较“mgh_n和（-）”是否相等来验证机械能是否守恒．
①你认为最合理的实验方案是______方案．
②你判断的理由是：______．
③利用你选择的数据处理方案，可求得D点对应的速度为v_D=______m/s（保留三位有效数字）．

18. 难度：中等

在四川省汶川抗震救灾中，解放军用直升机给灾民投放物品．如果所投物品的质量为m，投放物品的水平初速度为v，物品经时间t落地，不计空气阻力．试求以下问题：
（1）物品在下落的过程中，物品的重力势能变化了多少？
（2）物品在下落的过程中，重力的平均功率为多少？
（3）物品落地时重力的瞬时功率为多少？

19. 难度：中等

如图所示，质量为m₁=0.5kg的杯子里盛有m₂=1kg的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为r=1m，水杯通过最高点的速度为v₁=4m/s，g=10m/s²．求：
（1）在最高点时，水对杯底的压力．
（2）水杯运动到最低点时的速度大小．
（3）要使杯子过最高点时水不溢出，水杯过最低点时的速度至少为多大？

20. 难度：中等

为了迎接2008年北京奥运会的召开，我市某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字是用内壁光滑的薄壁细圆玻璃管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆形和直圆管组成，P点与M、N点等高，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切．右端的弹射装置将一个小球（小球的直径略小于玻璃管的内径，且可以视为质点），以v_a=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入玻璃轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出．设小球与地面ab段间的动摩擦因数u=0.3，不计其它机械能损失．已知ab段长x=1.5m，数字“0”的半径R=0.2m，小球的质量m=0.01kg，取g=10m/s²．试求：

（1）小球运动到数字“8”的最高点N处和数字“0”的最高点M处的角速度之比．
（2）小球到达数字“8”的最高点N时管道对小球作用力的大小和方向．
（3）小球从p点抛出后落到地面时的速度．

21. 难度：中等

我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
（1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？

（2）如果宇航员在月球表面上，测出小物块自由下落h高度所用的时间为t；测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T，已知万有引力常量为G．请你用上述各量推导出月球质量的表达式．
（3）某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想：卫星要把拍摄到的各种图片信息，持续不断地用微波发回地面时，由于月球的遮挡，在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号．为了验证自己的猜想，他们设计了如图2所示的电脑模拟实验：固定地球和月球模型，让卫星绕月旋转，在地球上安装微波接收器，证实了他们的猜想是正确的．
在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m_地、m_月和m_卫，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r_卫=2r，地球和月球的半径分别为r_地=3r和r_月=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，）．