湖北省宜昌金东方高级中学等部分示范学校高一物理下学期5月联考试题（含解析）.docVIP

宜昌金东方高级中学2017年春季学期5月月考高一物理试题一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分，1-6题单选，7-10题多选）1. 许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是( )a. 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律b. 开普勒在前人研究的基础上，提出万有引力定律c. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量d. 伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点【答案】d【解析】哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，a错误；牛顿在前人研究的基础上，提出万有引力定律，b错误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，c错误；伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点，提出了力是改变物体运动状态的原因，d正确2. 如图所示，用细线挂一质量为m的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计)，木块的速度大小为()a. mv0+mvm b. mv0mvm c. mv0mvm+m d. mv0+mvm+m【答案】b【解析】子弹射穿木块过程系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv0=mv+mv，解得v=mv0mvm，b正确3. 如图所示，质量相同的物体分别自斜面ac和bc的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部c点时的动能分别为ek1和ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为w1和w2，则() a. ek1ek2 w1ek2 w1=w2c. ek1=ek2 w1w2d. ek1w2【答案】b【解析】试题分析：根据摩擦力做功的公式比较在两个斜面上物体克服摩擦力所做的功，再通过动能定理比较到达底部的动能设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为mgcos，则物体克服摩擦力所做的功为mgscos而scos相同，所以克服摩擦力做功相等，根据动能定理得，mghmgscos=ek0，在ac斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在ac面上滑到底端的动能大于在bc面上滑到底端的动能，即ek1ek2，b正确4. 水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块a由静止轻放在传送带上，若木块与传送带间的动摩擦因数为，如图所示，则小木块从放到传送带上开始到与传送带相对静止的过程中，转化为内能的能量为()a. mv2 b. 2mv2 c. 14mv2 d. 12mv2【答案】d【解析】小木块受的滑动摩擦力f=mg，其加速度为a=fm=g，设小木块速度达到v时相对于传送带的x=x传x木=vtv22g=vvgv22g=v22g，摩擦产生的内能q=fx=mgv22g=12mv2，d正确5. 如图所示，物体a和b质量分别为m1和m2，其图示直角边长分别为a和b.设b与水平地面无摩擦，当a由顶端o从静止开始滑到b的底端时，b的水平位移是（ ）a. m2m1+m2b b. m1m1+m2bc. m1m1+m2ba d. m2m1+m2ba【答案】c.6. 质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为ek，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为ek2，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为()a. ek2 b. 9ek2 c. 9ek4 d. 9+422ek【答案】b【解析】试题分析：由于爆炸产生的作用力远大于重力，在爆炸的瞬间水平方向上动量守恒，根据动量守恒求出另一块炸弹的速度，从而求出动能的大小炸弹开始动能ek=12mv2，解得v=2ekm其中一块动能为ek2=12m2v12，解得v1=2ekm，根据动量守恒定律得mv=m2v1+m2v2，解得v2=32ekm，则动能ek=12m2v22=92ek，b正确7. 汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则下列图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是()a. 汽车的加速度时间图像可用图乙描述b. 汽车的速度时间图像可用图甲描述c. 汽车的加速度时间图像可用图丁描述d. 汽车的速度时间图像可用图丙描述【答案】ab【解析】汽车恒定功率启动，则开始时加速度较大，速度增大；则由p=fv可知，牵引力减小，则加速度减小，当牵引力等于阻力时，物体的加速度为零；此后做匀速直线运动，注意图象的斜率表示纵坐标物理量的变化，故速度-时间图象为甲图；加速度-时间图象为乙图，ab正确8. 我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星风云2号，运行周期为24 h。下列说法正确的是()a. 风云1号的线速度大于风云2号的线速度b. 风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度c. 风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度d. 风云1号、风云2号相对地面均静止【答案】ac【解析】试题分析：卫星绕地球圆周运动有：可知，风云一号卫星周期和半径均小于风云二号卫星的周期和半径根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的线速度，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，a正确；根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的向心加速度，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，b正确；向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度，c错误；风云2号是同步卫星，相对地面静止，而风云1号不是同步卫星，相对地面是运动的，d错误；故选ab。考点：万有引力定律的应用。【名师点睛】首先明确中心天体和做圆周运动的物体，然后根据卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，利用向心力公式分析周期与半径的关系，再分析线速度、向心加速度与半径的关系即可。9. 在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒力ff，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，则在小球运动的过程中()a. 重力做功为mghb. 克服空气阻力做的功为ffh2+x2c. 落地时，重力的瞬时功率为mgvd. 重力势能和机械能都逐渐减少【答案】ad【解析】试题分析：根据下降的高度求出重力做功的大小；根据瞬时功率公式求出重力的瞬时功率根据重力做功判断重力势能的变化，根据除重力以外其它力做功判断机械能的变化小球运动过程中下降的高度为h，则重力做功为mgh，a正确；根据动能定理得：mghwff=12mv212mv02，克服空气阻力做功为wff=mgh+12mv0212mv2，该题中空气阻力虽然大小不变，但是无法求出小球运动的路程，则无法通过功的公式求出克服空气阻力做功，b错误；落地时，速度方向不是竖直向下，则重力的瞬时功率不等于mgv，c错误；下降的过程中，重力势能减小，阻力做负功，则机械能减小，d正确10. 如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m装有光滑弧形槽的小车，一个质量也为m的小球以水平速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则( )a. 小球以后将向右做平抛运动b. 小球将做自由落体运动c. 此过程小球对小车做的功为mv022d. 小球在弧形槽上升的最大高度为v024g【答案】bcd【解析】试题分析：小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得：mv0=mv1+mv2，由动能守恒得12mv02=12mv12+12mv22，联立得v1=0，v2=v0，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，a错误b正确；对小车运用动能定理得，小球对小车做功w=12mv020=12mv02，c正确；当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则mv0=2mv，12mv02=122mv2+mgh，联立解得h=v024g，d正确二、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分）11. 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器a、b，滑块p上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器a、b时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压u随时间t变化的图像。 （1）实验前，接通电源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1_t2(选填“”“=”或“”)时，说明气垫导轨已经水平。（2）用仪器测遮光条宽度d。（3）滑块p用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码q相连，将滑块p由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若t1、t2和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出_和_(写出物理量的名称及符号)。（4）若上述物理量间满足关系式_，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。【答案】 (1). = (2). 滑块质量m (3). 两光电门间距离l (4). mgl=12(m+m)(dt2)212(m+m)(dt1)2【解析】（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平（3、4）光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度vb=dt2，va=dt1滑块和砝码组成的系统动能的增加量为ek=12m+mdt2212m+mdt12滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量为ep=mgl，所以还应测出滑块质量m，两光电门间距离l如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒，即：mgl=12m+mdt2212m+mdt12 12. 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。（1）下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1(右端带有撞针)挤压导轨左端弹射架上的弹簧；把滑块2（左端带有橡皮泥）放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动，碰撞后滑块粘连在一起；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图乙所示；测得滑块1(包括撞针)质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)质量为205 g。完善实验步骤的内容。（2）已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字)。（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是：_。【答案】 (1). 接通打点计时器的电源 (2). 放开滑块1 (3). 0.620 (4). 0.618 (5). 纸带与打点计时器的限位孔有摩擦【解析】 (1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p0=m1v0v0=0.20.1m/s=2m/s，p0=0.3102kgm/s=0.620kgm/s .作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，v=0.1680.14m/s=1.2m/s ，p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)1.2kgm/s=0.618kgm/s(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦。三、计算题（本题共4小题，10+12+10+12分，共44分）13. 质量m=500 g的篮球，以10 m/s的初速度竖直上抛，当它上升h=1.8 m时与天花板相碰，经过时间t=0.4 s的相互作用，篮球以碰前速度的反弹，设空气阻力忽略不计，g取10 m/s2，求：（1）篮球与天花板碰撞前瞬间的速度v1的大小；（2）篮球对天花板的平均作用力的大小？【答案】（1）8m/s，方向向上（2）12.5n【解析】（1）设篮球与天花板碰前速度大小为v1，由v12v02=2gh，得v1=v022gh=1022101.8m/s=8m/s，方向向上（2）碰后速度大小v2=34v1=6m/s，方向向下选向下为正方向碰撞过程中球受向下的重力mg和天花板对球向下的平均作用力f，对球由动量定理得(f+mg)t=mv2m(v1)，解得f=12.5n，由牛顿第三定律知篮球对天花板的平均作用力大小为12.5 n14. 如图所示，两个质量m1=20g、m2=80g的小球，用等长的细线悬挂在o点悬挂m2的细线处于竖直状态，悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37角现将m1由静止释放，m1与m2碰撞后粘在一起若线长l=1 m，重力加速度g=10m/s2，取sin 37=0.6，cos 37=0.8，求：（1）碰撞前瞬间m1的速度v0；（2）碰撞后两球一起摆动上升的最大高度h；（3）碰撞中损失的机械能e.【答案】（1）2 m/s（2）0.008 m（3）0.032 j【解析】试题分析：（1）根据机械能守恒求出碰撞前瞬间m1的速度（2）碰撞前后瞬间，两球组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律求出共同的速度，结合机械能守恒求出一起摆动上升的最大高度（3）对碰撞前后瞬间运用能量守恒求出碰撞过程中损失的机械能（1）对m1，根据机械能守恒得，m1gl1cos37=12m1v02，解得v0=2gl(1cos37)=21010.2m/s=2m/s（2）规定向右为正方向，根据动量守恒定律得m1v0=m1+m2v，根据机械能守恒得，12(m1+m2)v2=(m1+m2)gh，代入数据，联立解得h=0.008m（3）根据能量守恒得，损失的机械能e=12m1v0212(m1+m2)v2，代入数据得e=0.032j15. 如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从高h=0.4m的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离l=1m后，从边缘o点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的p点，以o为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y=x2-6（单位：m），小物块从坡面上滑下时客服摩擦力做功1j，小物块与平台表面间的动摩擦因数=0.1，g=10m/s2，求：（1）小物块从边缘o