湖南省常德市石门一中高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

2015-2016学年湖南省常德市石门一中高一（下）期末物理试卷一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分.第19为单选题；第1012题为多选题）1某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南恒定外力作用时，物体的运动将是（）a匀变速直线运动b匀变速曲线运动，加速度方向和大小均不变c非匀变速曲线运动，加速度的方向改变而大小不变d非匀变速曲线运动，加速度的方向和大小均改变2质点沿如图所示的轨迹从a点运动到b点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质点在c点处受力的是（）abcd3小船在静水中速度为3m/s，它在一条流速为4m/s，河宽为150m的河中渡河，则（）a小船渡河时间可能为40sb小船渡河时间至少需30sc小船不可能垂直河岸正达对岸d小船在50s时间渡河，到对岸时被冲下沿河岸250m4如图1所示，轻杆一端固定在o点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为f，小球在最高点的速度大小为v，其fv2图象如图2所示则（）a小球的质量为b当地的重力加速度大小为cv2=c时，小球对杆的弹力方向向下dv2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等5以v0的速度水平抛出一个物体，当其水平分位移与竖直分位移相等时，下列说法中正确的是（）a运动的位移是b竖直分速度的大小等于水平分速度的大小c运动的时间是d瞬时速度的大小是v06如图所示，o1和o2是摩擦传动的两个轮子，o1是主动轮，o2是从动轮，o1和o2两轮的半径之比为1：2，a、b两点分别在o1和o2轮的边缘，c点在o2上且与其轴心距离为轮半径的一半，若两轮不打滑，则a、b、c点的向心加速度之比为（）a2：2：1b1：2：2c1：1：2d4：2：17质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力大小恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时（）a小球对圆管的内、外壁均无压力b小球对圆管的外壁压力等于c小球对圆管的内壁压力等于d小球对圆管的内壁压力等于mg8我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测得其运动周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd9如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是（）a支持力一定做正功b摩擦力一定做正功c摩擦力可能不做功d摩擦力可能做负功10如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力f阻的大小不变，则下列说法正确的是（）a重力做功为mglb绳的拉力做功为0c空气阻力（f阻）做功为mgld空气阻力（f阻）做功为f阻l11如图甲所示，一物块在t=0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端由此可以确定（）a物块返回底端时的速度b物块所受摩擦力大小c斜面倾角d3t0时间内物块克服摩擦力所做的功12如图所示，a、b、c、d四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小圆弧，a图中的轨道是一段斜面，高度大于h；b图中的轨道与a图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；c图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；d图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（）abcd二、实验题（共2小题，每空2分，满分12分）13如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均 为5cm，如果g取10m/s2，那么：闪光频率是hz；小球运动中水平分速度的大小是m/s14某学校实验小组利用如图所示的实验装置来难钩码和滑块所组成的系统机械能守恒实验前先调整气垫导轨底座使之水平利用游标卡尺测得遮光条的宽度为d实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t那么，在本次实验中还需要测量的物理量有钩码的质量m、和（文字说明并用相应的字母表示）本实验通过比较和（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内相等，就可以验证系统的机械能守恒三、计算题（共4小题，满分40分）15如图所示，船从a处出发，横渡一条河，如果船头保持沿与河岸垂直的方向匀速航行，那么出发后经10min到达对岸c处，c位于a的正对岸b处下游100m处，如果保持船速不变，船头沿ab连线成角匀速航行，那么经过12.5min到达b处，求：（1）船在静水中的速度；（2）河宽16宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上p点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点q上，斜坡的倾角，已知该星球的半径为r，引力常量为g，已知球的体积公式是v=r3求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度17如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为r=0.4m的半圆形轨道cd，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在c点连接完好置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，b处为弹簧的自然状态将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至a处，然后将小球由静止释放，小球运动到c处后对轨道的压力为f1=58n水平轨道以b处为界，左侧ab段长为x=0.3m，与小球的动摩擦因数为=0.5，右侧bc段光滑g=10m/s2，求：（1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能（2）小球运动到轨道最高处d点时对轨道的压力18一辆汽车质量为1103kg，最大功率为2104w，在水平路面由静止开始作直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定发动机的最大牵引力为3103n，其行驶过程中牵引力f与车速的倒数的关系如图所示试求（1）根据图线abc判断汽车作什么运动？（2）v2的大小；（3）整个运动中的最大加速度2015-2016学年湖南省常德市石门一中高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分.第19为单选题；第1012题为多选题）1某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南恒定外力作用时，物体的运动将是（）a匀变速直线运动b匀变速曲线运动，加速度方向和大小均不变c非匀变速曲线运动，加速度的方向改变而大小不变d非匀变速曲线运动，加速度的方向和大小均改变【考点】物体做曲线运动的条件【分析】当物体受到与运动方向不在同一直线上的恒力作用时，物体做匀变速曲线运动物体的运动方向向西，受到的合外力方向向南，力与速度方向不在同一直线上，且力为恒力，根据曲线运动的条件及牛顿第二定律即可求解【解答】解：物体的运动方向向西，受到的合外力方向向南，所以物体做曲线运动，因为合外力恒定，根据牛顿第二定律可知，加速度恒定，故物体做匀变速曲线运动，故b正确故选：b2质点沿如图所示的轨迹从a点运动到b点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质点在c点处受力的是（）abcd【考点】物体做曲线运动的条件【分析】由于需要向心力，曲线运动中合力指向曲线的内侧；当速度方向与合力方向的夹角大于90时，合力做负功，物体减速；当速度方向与合力方向的夹角小于90时，合力做正功，物体加速【解答】解：a、d、由于需要向心力，曲线运动中合力指向曲线的内侧，故a错误，d错误；b、c、当速度方向与合力方向的夹角大于90时，合力做负功，物体减速，故b错误，c正确；故选c3小船在静水中速度为3m/s，它在一条流速为4m/s，河宽为150m的河中渡河，则（）a小船渡河时间可能为40sb小船渡河时间至少需30sc小船不可能垂直河岸正达对岸d小船在50s时间渡河，到对岸时被冲下沿河岸250m【考点】运动的合成和分解【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸【解答】解：a、b、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：tmin=s=50s；故a错误，b错误c、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸故c正确d、船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v2tmin=450m=200m，即到对岸时被冲下200m故d错误故选：c4如图1所示，轻杆一端固定在o点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为f，小球在最高点的速度大小为v，其fv2图象如图2所示则（）a小球的质量为b当地的重力加速度大小为cv2=c时，小球对杆的弹力方向向下dv2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】（1）在最高点，若v=0，则f=mg=a；若f=0，则mg=m，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；（2）由图可知：当v2b时，杆对小球弹力方向向上，当v2b时，杆对小球弹力方向向下；（3）若c=2b根据向心力公式即可求解【解答】解：ab、在最高点，若v=0，则f=mg=a；若f=0，则有：mg=m=m，解得：g=，m=r，故a、b错误；c、由图可知：当v2b时，杆对小球弹力方向向上，当v2b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故c错误；d、若c=2b则有：f+mg=m，解得：f=a=mg，故d正确故选：d5以v0的速度水平抛出一个物体，当其水平分位移与竖直分位移相等时，下列说法中正确的是（）a运动的位移是b竖直分速度的大小等于水平分速度的大小c运动的时间是d瞬时速度的大小是v0【考点】平抛运动【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住水平位移和竖直位移相等，求出运动的时间，从而求出分位移和竖直速度的大小，根据平行四边形定则求出合位移和合速度的大小【解答】解：根据v0t=gt2得，t=则运动的位移为 s=x=v0t=则竖直分速度vy=gt=2v0可知竖直分速度的大小等于水平分速度大小的2倍此时的合速度 v=v0故a、c、d正确，b错误故选：acd6如图所示，o1和o2是摩擦传动的两个轮子，o1是主动轮，o2是从动轮，o1和o2两轮的半径之比为1：2，a、b两点分别在o1和o2轮的边缘，c点在o2上且与其轴心距离为轮半径的一半，若两轮不打滑，则a、b、c点的向心加速度之比为（）a2：2：1b1：2：2c1：1：2d4：2：1【考点】向心加速度【分析】本题在皮带轮中考察线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等然后根据线速度角速度与向心加速度的关系即可求出【解答】解：在皮带轮问题中要注意：同一皮带上线速度相等，同一转盘上角速度相等由图可知，在该题中，a、b两点的线速度相等，即有：v1=v2，根据v=r，又因为ra：rb=1：2，所以有：a：b=2：1，由于c与b点共轴，则角速度相等，因此a、b、c三点的角速度大小之比为a：b：c为2：1：1c点在o2上且与其轴心距离为轮半径的一半，所以vb：vc=rb：rc=2：1，所以a、b、c三点的线速度大小之比为va：vb：vc为2：2：1根据向心加速度的公式：a=v，所以：aa：bb：cc=22：21：11=4：2：1，选项d正确故选：d7质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力大小恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时（）a小球对圆管的内、外壁均无压力b小球对圆管的外壁压力等于c小球对圆管的内壁压力等于d小球对圆管的内壁压力等于mg【考点】向心力【分析】以小球为研究对象，小球通过最高点时，由重力与管壁上部对小球压力的合力，根据牛顿第二定律列式，当小球以速度通过圆管的最高点，再根据牛顿第二定律列式，联立方程即可求解【解答】解：以小球为研究对象，小球通过最高点c时，根据牛顿第二定律得 mg+mg=m当小球以速度通过圆管的最高点，根据牛顿第二定律得： mg+n=m由解得：n=，负号表示圆管对小球的作用力向上，即小球对圆管的内壁压力等于，故c正确故选：c8我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测得其运动周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd【考点】万有引力定律及其应用【分析】这是一个双星的问题，s1和s2绕c做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，s1和s2有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题【解答】解：设星体s1和s2的质量分别为m1、m2，星体s1做圆周运动的向心力由万有引力提供得：=即 m2=故选d9如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是（）a支持力一定做正功b摩擦力一定做正功c摩擦力可能不做功d摩擦力可能做负功【考点】功的计算；滑动摩擦力【分析】使物体a和斜面体b一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力fn垂直斜面向上，而摩擦力ff方向需要讨论，然后结合功的计算公式w=fscos进行分析判断正负功【解答】解：a、由功的计算公式w=fscos可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90，支持力一定做正功；而摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力ff沿斜面向上，即agtan ，摩擦力沿斜面向上，做负功当加速度较大时，摩擦力ff沿斜面向下，即agtan ，摩擦力沿斜面向下，做正功当a=gtan时，摩擦力不存在，不做功；综上所述，b是错误的故选b10如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过程中空气阻力f阻的大小不变，则下列说法正确的是（）a重力做功为mglb绳的拉力做功为0c空气阻力（f阻）做功为mgld空气阻力（f阻）做功为f阻l【考点】功的计算【分析】根据功的计算公式可以求出重力、拉力与空气阻力的功【解答】解：a、如图所示，重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为ab在竖直方向上的投影l，所以wg=mgl故a正确b、因为拉力ft在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即wft=0故b正确c、f阻所做的总功等于每个小弧段上f阻所做功的代数和，即wf阻=（f阻x1+f阻x2+）=f阻l故c错误，d正确；故选：abd11如图甲所示，一物块在t=0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端由此可以确定（）a物块返回底端时的速度b物块所受摩擦力大小c斜面倾角d3t0时间内物块克服摩擦力所做的功【考点】动能定理的应用；动量定理；功能关系【分析】速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移，由数学知识求出位移根据上滑与下滑的位移大小相等，可求出物块返回底端时的速度根据动量定理分析能否求出摩擦力大小和斜面的倾角【解答】解：a、由于下滑与上滑的位移大小相等，根据数学知识可以求出物块返回底端时的速度设物块返回底端时的速度大小为v，则=，得到v=故a正确；b、c、根据动量定理得：上滑过程：（mgsin+mgcos）t0=0mv0 下滑过程：（mgsinmgcos）2t0=m 由解得，f=mgcos=3mgsin，由于质量m未知，则无法求出f得到sin=，可以求出斜面倾角故b错误，c正确；d、3t0时间内物块克服摩擦力所做的功等于机械能的减小量，由于物体的质量未知，故无法求解机械能减小量，无法求解克服摩擦力做的功，故d错误故选：ac12如图所示，a、b、c、d四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小圆弧，a图中的轨道是一段斜面，高度大于h；b图中的轨道与a图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；c图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；d图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（）abcd【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力【分析】小球在运动的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律，以及到达最高点的速度能否为零，判断小球进入右侧轨道能否到达h高度【解答】解：a、小球到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+0则h=h故a正确 b、小球离开轨道做斜抛运动，运动到最高点在水平方向上有速度，即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+则hh故b错误 c、小球离开轨道做竖直上抛运动，运动到最高点速度为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+0则h=h故c正确 d、小球在内轨道运动，通过最高点有最小速度，故在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+则hh故d错误故选ac二、实验题（共2小题，每空2分，满分12分）13如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均 为5cm，如果g取10m/s2，那么：闪光频率是10hz；小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s【考点】研究平抛物体的运动【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上在相等时间内的位移之差是一恒量求出闪光的周期，从而得出闪光的频率根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度【解答】解：（1）在竖直方向上有：y=2l=gt2，解得t=则照片闪光的频率f=（2）小球平抛运动的初速度故答案为：（1）10；（2）1.514某学校实验小组利用如图所示的实验装置来难钩码和滑块所组成的系统机械能守恒实验前先调整气垫导轨底座使之水平利用游标卡尺测得遮光条的宽度为d实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t那么，在本次实验中还需要测量的物理量有钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和滑块的质量m（文字说明并用相应的字母表示）本实验通过比较mgs和（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内相等，就可以验证系统的机械能守恒【考点】验证机械能守恒定律【分析】（1）本实验中由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度大小，因此需要测量滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，计算动能需要知道滑块的质量m；（2）比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒【解答】解：由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为：v=，因此需要知道滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，计算动能需要知道滑块的质量m，故还需要测量m钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为：因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒故答案为：滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量mmgs，三、计算题（共4小题，满分40分）15如图所示，船从a处出发，横渡一条河，如果船头保持沿与河岸垂直的方向匀速航行，那么出发后经10min到达对岸c处，c位于a的正对岸b处下游100m处，如果保持船速不变，船头沿ab连线成角匀速航行，那么经过12.5min到达b处，求：（1）船在静水中的速度；（2）河宽【考点】运动的合成和分解【分析】船头保持沿与河岸垂直的方向匀速航行时所用时间最短，结合河的宽度和船速，列出时间的表达式；根据bc间的距离和时间，列出随水速的表达式；当船头沿ab连线成角匀速航行时，再列出时间的表达式和船速在静水中的速度与河水间的关系式，即可得知所要求的物理量【解答】解：设船在静水中的速度为v，河宽为d船头保持沿与河岸垂直的方向匀速航行的是为：t1=，水流的速度为：v水=，船头沿ab连线成角匀速航行的时间为：t2=，此时船在静水中的速度与水流的速度之间的关系为：vsin=v水，四式联立得：v=16.7 m/min，d=167 m答：（1）船在静水中的速度为16.7 m/min（2）河宽为167 m16宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上p点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点q上，斜坡的倾角，已知该星球的半径为r，引力常量为g，已知球的体积公式是v=r3求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度【考点】万有引力定律及其应用；平抛运动；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度【分析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度（2）根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合密度的公式求出星球的密度（3）第一宇宙速度的大小等于贴近星球表面运行的速度根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的大小【解答】解：（1）物体落在斜面上有：所以g=（2）根据万有引力等于重力，解得星球的质量m=而v=则密度（3）根据万有引力提供向心力得，则v=答：（1）该星球表面的重力加速度为（s）该星球的密度为（2）该星球的第一宇宙速度为17如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为r=0.4m的半圆形轨道cd，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在c点连接完好置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，b处为弹簧的自然状态将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至a处，然后将小球由静止释放，小球运动到c处后对轨道的压力