湖北省孝感市八校高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

2016-2017学年湖北省孝感市八校协作体高一（下）期末物理试卷一选择题（每题5分）1下列说法正确的是（）a“笔尖下发现的行星”是天王星，卡文迪许测出了万有引力常量g的值b行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质不是惯性c行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动周期的平方与轨道半径的三次方之比=k为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关d匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向2静止的质点，在两个互成锐角的恒力f1、f2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉f1，则质点在撤去前、后两个阶段中的运动情况分别是（）a匀加速直线运动，匀变速曲线运动b匀加速直线运动，匀减速直线运动c匀变速曲线运动，匀速圆周运动d匀加速直线运动，匀速圆周运动3古时有“守株待兔”的寓言假设兔子质量约为1kg，以10m/s的速度大小奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，则兔子受到撞击力的冲量大小为 （）a9nsb10nsc11nsd12ns4某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计用v、e、ek、p分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是（）abcd5某人从岸上以相对岸的水平速度v0跳到一条静止的小船上，使小船以速度v1开始运动；如果此人从这条静止的小船上以同样大小的水平速度v0相对小船跳离小船，小船的反冲速度的大小为v2，则两者的大小关系（）av1v2bv1=v2cv1v2d条件不足，无法判断6如图所示，水平传送带由电动机带动以恒定的速度v顺时针匀速转动，某时刻一个质量为m的小物块在传送带上由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数为，小物块在滑下传送带之前已与传送带的速度相同，对于小物块从静止释放到与传送带的速度相同这一过程中，下列说法正确的是（）a电动机多做的功为mv2b小物块在传送带上的划痕长为c传送带克服摩擦力做的功为mv2d电动机增加的功率为mgv7如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块r（r视为质 点）将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在红蜡块r从坐标原点匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为则红蜡块r的（）a分位移y与分位移x成正比b合速度v的大小与时间t成正比c分位移y的平方与分位移x成正比dtan与时间t成正比8如图是地球三个宇宙速度示意图，当卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时，它到地心的距离为r，速度为v，加速度为a，设地球质量为m，万有引力恒量为g，则下列说法正确的是（）av7.9km/sb7.9km/sv11.2km/sca=da=9在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块a、b，它们的质量均为m，弹簧劲度系数为k，c为一固定挡板，系统处于静止状态现用一恒力f沿斜面方向拉物块a使之向上运动，当物块b刚要离开c时，a的速度为v，则此过程（弹簧的弹性势能与弹簧的伸长量或压缩量的平方成正比，重力加速度为g）（）a物块a运动的距离为b物块a的加速度为c拉力f做的功为mv2d拉力f对a做的功等于a的机械能的增加量10如图所示，光滑的斜槽轨道ab的b端切线水平，在b点静止放置一个质量为m2的小球，另一个质量为m1的小球从斜槽上某点a静止释放下滑，与m2发生无机械能损失的正碰，碰后两球落到水平面上，落地点到o的距离之比为op：om=3：1，则两球质量之比m1：m2可能为（）a3：1b3：2c3：5d1：7二实验题11某同学用如图甲所示的装置，来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是（）a该实验中，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料b该实验中，可以由公式v=gt求出打某点的纸带的速度c该实验中，应先接通电源后释放重物d该实验中，打点计时器接到电源的直流输出端上12实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，若把第一个点记作o，另选连续的三个点a、b、c作为测量点，经测量a、b、c各点到o点的距离分别为70.18cm、77.76cm、85.76cm根据以上数据，可知重物由o点运动到b点，重力势能的减少量为 j，动能的增加量等于 j所有重物的质量为1.00kg（g=10m/s2，计算结果保留三位有效数字）13气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板c和d的气垫导轨以及滑块a和b来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块a、b的质量ma、mbb调整气垫导轨，使导轨处于水平c在a和b间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上d用刻度尺测出a的左端至c板的距离l1e按下电钮放开卡销，同时使记录滑块a、b运动时间的计时器开始工作当a、b滑块分别碰撞c、d挡板时停止计时，记下a、b分别到达c、d的运动时间t1和t2实验中还应测量的物理量及其符号是 作用前a、b两滑块质量与速度乘积之和为 ；作用后a、b两滑块质量与速度乘积之和为 作用前、后a、b两滑块质量与速度乘积之和并不完全此昂等，产生误差的原因有（1） ，（2） （至少答出两点）三计算题14火星（如图所示）是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g火星半径为r，火星自转周期为t，万有引力常量为g求：（1）火星的平均密度（2）火星的同步卫星距火星表面的高度h15如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的倍求：（1）当转盘的角速度1=时，细绳的拉力f1；（2）当转盘的角速度2=时，细绳的拉力f216某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法在离地面高度为h的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是s1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是s2，求子弹射出枪口时速度的大小17如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为r的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接在一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停下，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点，求：（1）前车被弹出时的速度；（2）前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能；（3）两车从静止下滑到最低点的高度h2016-2017学年湖北省孝感市八校协作体高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一选择题（每题5分）1下列说法正确的是（）a“笔尖下发现的行星”是天王星，卡文迪许测出了万有引力常量g的值b行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质不是惯性c行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动周期的平方与轨道半径的三次方之比=k为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关d匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向【考点】4e：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】明确有关开普勒定律、万有引力定律的基本内容和性质，知道相应的物理学史，明确环绕天体绕中心天体运动时是由于万有引力充当向心力的原因【解答】解：a、笔尖下发现的行星”是海王星，卡文迪许测出了万有引力常量g的值，故a错误；b、行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是由于万有引力充当向心力，不是由于惯性，故b正确；c、行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动周期的平方与轨道半径的三次方之比=k为常数，此常数的大小只与恒星的质量有关，故c错误；d、匀速圆周运动是速度方向沿切线运动，大小不变，故是大小不变的变加速曲线运动，故d错误故选：b2静止的质点，在两个互成锐角的恒力f1、f2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉f1，则质点在撤去前、后两个阶段中的运动情况分别是（）a匀加速直线运动，匀变速曲线运动b匀加速直线运动，匀减速直线运动c匀变速曲线运动，匀速圆周运动d匀加速直线运动，匀速圆周运动【考点】47：匀速圆周运动；42：物体做曲线运动的条件【分析】一个静止的质点，在两个互成锐角的恒力f1、f2作用下开始做匀加速直线运动，运动方向沿着合力f的方向；撤去一个力后，合力与速度不共线，故开始做曲线运动，由于合力为恒力，故加速度恒定，即做匀变速曲线运动【解答】解：两个互成锐角的恒力f1、f2合成，根据平行四边形定则，其合力在两个力之间某一个方向上，合力为恒力，根据牛顿第二定律，加速度恒定；质点原来静止，故物体做初速度为零的匀加速直线运动；撤去一个力后，合力与速度不共线，故开始做曲线运动，由于合力为恒力，故加速度恒定，即做匀变速曲线运动；故a正确，bcd错误故选：a3古时有“守株待兔”的寓言假设兔子质量约为1kg，以10m/s的速度大小奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，则兔子受到撞击力的冲量大小为 （）a9nsb10nsc11nsd12ns【考点】52：动量定理【分析】由题意可知初速度、末速度，则直接由动量定理可求得冲量的大小【解答】解：设初速度方向为正方向，则由题意可知，初速度v0=10m/s；末速度为v=1m/s；则由动量定理可知：i=mvmv0=1110=11ns；故c正确，abd错误 故选：c4某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计用v、e、ek、p分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是（）abcd【考点】1i：匀变速直线运动的图像【分析】物体做斜抛运动，根据运动的分解和合成的规律将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，然后根据运动学公式和机械能守恒定律进行分析【解答】解：a、足球做斜上抛运动，机械能守恒，重力势能先增加后减小，故动能先减小后增加，速度先减小后增加，故ab错误；c、以初始位置为零势能面，踢出时速度方向速度为vy，足球的机械能守恒，则ek=eep=emgh=emgvyt+，故c错误；d、速度的水平分量不变，竖直分量先减小到零，后反向增加，故根据p=gvy=mg2t，重力的功率先均匀减小后均匀增加，故d正确；故选：d5某人从岸上以相对岸的水平速度v0跳到一条静止的小船上，使小船以速度v1开始运动；如果此人从这条静止的小船上以同样大小的水平速度v0相对小船跳离小船，小船的反冲速度的大小为v2，则两者的大小关系（）av1v2bv1=v2cv1v2d条件不足，无法判断【考点】53：动量守恒定律【分析】对两次跳船的过程，分别运用动量守恒定律列式，得到v1、v2与v0的关系，再比较它们的大小【解答】解：人从岸上跳到小船上的过程，取速度v0方向为正方向，设人的质量为m，船的质量为m根据动量守恒定律得 mv0=（m+m）v1，得 v1=人从小船上跳离的过程，取船速度方向为正方向，由动量守恒定律得 0=mv2m（v0v2），得 v2=所以有 v1=v2故选：b6如图所示，水平传送带由电动机带动以恒定的速度v顺时针匀速转动，某时刻一个质量为m的小物块在传送带上由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数为，小物块在滑下传送带之前已与传送带的速度相同，对于小物块从静止释放到与传送带的速度相同这一过程中，下列说法正确的是（）a电动机多做的功为mv2b小物块在传送带上的划痕长为c传送带克服摩擦力做的功为mv2d电动机增加的功率为mgv【考点】6b：功能关系；37：牛顿第二定律；62：功的计算【分析】由于物块与传送带间有相对位移，物块对传送带做功与传送带对物块做功并不相等系统摩擦生热等于系统克服摩擦力做的总功物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，所以电动机多做的功一部分转化成了物体的动能另一部分就是增加了相同的内能根据牛顿第二定律和运动学公式求得物块与传送带间的相对位移，即得到划痕长度结合功能关系分析【解答】解：a、设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为：x=vt=vt此过程中物块的位移为：x物=vt则有：x=x物物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为：wf=fx物=0=mv2系统摩擦生热为：q=fx=fx物=mv2电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以电动机多做的功为：w机=+q=mv2故a错误b、物块匀加速运动的加速度为：a=g匀加速运动的时间为：t=，所以有：x=vt=，则物块在传送带上的划痕长为，故b错误c、传送带克服摩擦力做功为：wf带=mgvt=mgv=mv2故c错误d、电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为：p=fv=mgv，故d正确故选：d7如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块r（r视为质 点）将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在红蜡块r从坐标原点匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为则红蜡块r的（）a分位移y与分位移x成正比b合速度v的大小与时间t成正比c分位移y的平方与分位移x成正比dtan与时间t成正比【考点】44：运动的合成和分解【分析】小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动根据位移与时间表达式，从而确定分位移y与x的关系，再由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度，从而求得vx，再由速度合成求此时的速度大小，最后由两方向的速度关系，可知tan与时间t的关系【解答】解：ac、由题意可知，y轴方向，y=v0t；而x轴方向，x=at2，联立可得：x=y2，故a错误，c正确；b、x轴方向，vx=at，那么合速度的大小v=，则v的大小与时间t不成正比，故b错误；d、设合速度的方向与y轴夹角为，则有：tan=t，故d正确；故选：cd8如图是地球三个宇宙速度示意图，当卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时，它到地心的距离为r，速度为v，加速度为a，设地球质量为m，万有引力恒量为g，则下列说法正确的是（）av7.9km/sb7.9km/sv11.2km/sca=da=【考点】4i：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度【分析】第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度根据牛顿第二定律求解加速度【解答】解：ab、第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时要做近心运动，速度小于同轨道做匀速圆周运动的线速度，所以卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时速度小于7.9km/s故a正确，b错误cd、卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时，万有引力大于需要的向心力根据牛顿第二定律得：=ma，故c正确，d错误故选：ac9在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块a、b，它们的质量均为m，弹簧劲度系数为k，c为一固定挡板，系统处于静止状态现用一恒力f沿斜面方向拉物块a使之向上运动，当物块b刚要离开c时，a的速度为v，则此过程（弹簧的弹性势能与弹簧的伸长量或压缩量的平方成正比，重力加速度为g）（）a物块a运动的距离为b物块a的加速度为c拉力f做的功为mv2d拉力f对a做的功等于a的机械能的增加量【考点】62：功的计算；2s：胡克定律；37：牛顿第二定律；6c：机械能守恒定律【分析】未加拉力f时，物体a对弹簧的压力等于其重力的下滑分力；物块b刚要离开c时，弹簧的拉力等于物体b重力的下滑分力；根据平衡条件并结合胡克定律求解出两个状态弹簧的行变量，得到弹簧的长度变化情况；然后结合功能关系进行分析即可【解答】解：a、开始时，弹簧处于压缩状态，压力等于物体a重力的下滑分力，根据胡克定律，有：mgsin=kx1解得：x1=物块b刚要离开c时，弹簧的拉力等于物体b重力的下滑分力，根据胡克定律，有；mgsin=kx2解得：x2=故物块a运动的距离为：，故a正确；b、此时物体a受拉力、重力、支持力和弹簧的拉力，根据牛顿第二定律，有：fmgsint=ma弹簧的拉力等于物体b重力的下滑分力，为：t=mgsin故：a=，故b错误；c、d、拉力f做的功等于物体a、弹簧系统机械能的增加量，为：w=mgxsin+，故cd错误；故选：a10如图所示，光滑的斜槽轨道ab的b端切线水平，在b点静止放置一个质量为m2的小球，另一个质量为m1的小球从斜槽上某点a静止释放下滑，与m2发生无机械能损失的正碰，碰后两球落到水平面上，落地点到o的距离之比为op：om=3：1，则两球质量之比m1：m2可能为（）a3：1b3：2c3：5d1：7【考点】53：动量守恒定律；6b：功能关系【分析】根据平抛运动的规律得到两球碰后速度大小关系，由于碰后m1球可能沿原方向运动，也可能反弹，要分两种情况，由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求解【解答】解：设碰撞前m1小球的速度为v0，碰后瞬间m1、m2的速度分别为v1、v2取水平向左为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 m1v0=m1v1+m1v2， m1v02=m1v12+m2v22，解得：v1=v0，v2=v0碰后两球离开轨道后都做平抛运动，运动时间相等，由x=v0t知，|v1|：v2=om：op=1：3若碰后瞬间m1的速度向左，则 v1：v2=1：3联立解得 m1：m2=3：1若碰后瞬间m1的速度向右，则v1：v2=1：3联立解得 m1：m2=3：5故选：ac二实验题11某同学用如图甲所示的装置，来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是（）a该实验中，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料b该实验中，可以由公式v=gt求出打某点的纸带的速度c该实验中，应先接通电源后释放重物d该实验中，打点计时器接到电源的直流输出端上【考点】md：验证机械能守恒定律【分析】根据验证机械能守恒定律的原理以及误差进行分析，选择正确的答案注意实验时应先接通电源，再释放重物，打点计时器应接交流电源【解答】解：a、为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，故a正确b、实验时不能根据v=gt求解瞬时速度，否则默认机械能守恒，失去验证的意义，故b错误c、实验时应先接通电源后释放重物，故c正确d、打点计时器接到电源的交流输出端上，故d错误故选：ac12实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示，若把第一个点记作o，另选连续的三个点a、b、c作为测量点，经测量a、b、c各点到o点的距离分别为70.18cm、77.76cm、85.76cm根据以上数据，可知重物由o点运动到b点，重力势能的减少量为7.78j，动能的增加量等于7.59j所有重物的质量为1.00kg（g=10m/s2，计算结果保留三位有效数字）【考点】md：验证机械能守恒定律【分析】根据下降的高度求出重力势能的减小量，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点的速度，从而得出动能的增加量【解答】解：重物由o点运动到b点，重力势能的减少量ep=mgh=1100.7776j7.78jb点的瞬时速度m/s=3.895m/s，则动能的增加量=j7.59j故答案为：7.78，7.5913气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板c和d的气垫导轨以及滑块a和b来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块a、b的质量ma、mbb调整气垫导轨，使导轨处于水平c在a和b间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上d用刻度尺测出a的左端至c板的距离l1e按下电钮放开卡销，同时使记录滑块a、b运动时间的计时器开始工作当a、b滑块分别碰撞c、d挡板时停止计时，记下a、b分别到达c、d的运动时间t1和t2实验中还应测量的物理量及其符号是b的右端至d板的距离l2作用前a、b两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后a、b两滑块质量与速度乘积之和为mamb作用前、后a、b两滑块质量与速度乘积之和并不完全此昂等，产生误差的原因有（1）测量ma、mb、l1、l2、t1、t2时带来的误差，（2）气垫导轨不水平（至少答出两点）【考点】me：验证动量守恒定律【分析】要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要测b的位移；根据给出的条件测出速度，从而求出作用前后的质量与速度乘积的和；分析实验原理和表达式，从而找出产生误差的原因【解答】解：因系统水平方向动量守恒，即：mavambvb=0由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有：va=vb=，即为mamb=0所以还要测量的物理量是：b的右端至d板的距离l2作用前两滑块均保持静止，故a、b两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后，根据（1）中表达式可知，a、b两滑块质量与速度乘积之和为mamb；由分析可知验证动量守恒定律的表达式是mamb=0产生误差的原因是测量ma、mb、l1、l2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦等故答案为：b的右端至d板的距离l2；0；mamb；测量ma、mb、l1、l2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平（或滑块与气垫导轨间有摩擦等）三计算题14火星（如图所示）是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g火星半径为r，火星自转周期为t，万有引力常量为g求：（1）火星的平均密度（2）火星的同步卫星距火星表面的高度h【考点】4f：万有引力定律及其应用；4h：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】（1）根据万有引力等于重力求出火星的质量，结合火星的体积求出火星的密度（2）根据万有引力提供向心力求出火星同步卫星的轨道半径，从而得出距离火星表面的高度【解答】解：（1）在火星表面，对质量为m的物体有又m=联立两式解得=（2）同步卫星的周期等于火星的自转周期t万有引力提供向心力，有联立解得h=答：（1）火星的平均密度为（2）火星的同步卫星距火星表面的高度h为15如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的倍求：（1）当转盘的角速度1=时，细绳的拉力f1；（2）当转盘的角速度2=时，细绳的拉力f2【考点】4a：向心力；37：牛顿第二定律【分析】根据牛顿第二定律求出张力恰好为零时转盘的角速度，判断绳子有无张力，然后根据合力提供向心力，求出细绳的拉力【解答】解：设角速度为0时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，有：解得：，（1）由于1=0，绳子未被拉紧，此时