福建省莆田第六中学高一物理下学期期末考试试卷（含解析）.doc

福建省莆田第六中学2015-2016学年高一物理下学期期末考试试卷（含解析）一、选择题（本小题有12小题，312=36分，其中1-8小题每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，多选或选错得0分；9-12小题每个小题有多个选项是正确的，选对得3分，少选得1分，有一个选项选错得0分）1如图所示，质量为m、长度为l的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力f作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为f ，当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中：( ) a物体到达木板最右端时具有的动能为f(lx)b物体到达木板最右端时，木板具有的动能为fxc物体克服摩擦力所做的功为fld物体和木板系统增加的机械能为fx【答案】b考点：动能定理；功2某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台的边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球如果群众演员相对平台静止，则各俯视图哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中箭头指向表示投篮方向)( ) a b c d 【答案】a【解析】试题分析：当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度沿篮筐方向，球就会被投入篮筐故a正确，bcd错误故选a.考点：运动的合成3如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴o上，杆随转轴o竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是( ) a b c d【答案】b考点：圆周运动；向心力4. 我国于2008年9月25日实施了“神舟七号”载人航天飞行任务，实现航天员首次空间出舱活动设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为t，离地面的高度为h，地球半径为r.则根据t、h、r和万有引力常量，不能计算出的量是()a地球的质量 b地球的平均密度 c飞船所需的向心力 d飞船线速度的大小【答案】c【解析】试题分析：人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力等于向心力，解得：，故a不符合题意地球密度，故b不符合题意；由于缺少卫星质量，引力大小无法算出，故c正确；由以上公式联立得：，故d不符合题意本题选择不能计算出的量，故选c。考点：万有引力定律的应用5. 如图所示为“嫦娥三号”登月轨迹示意图。图中m点为环地球运动的近地点，n为环月球运动的近月点。a为环月运行的圆轨道,b为环月球运动的椭圆轨道，下列说法中正确的是()a“嫦娥三号”在环地球轨道上的运行速度大于11.2km/sb“嫦娥三号”在m点进入地月转移轨道时应点火加速c设“嫦娥三号”在圆轨道a上经过n点时的加速度为a1，在椭圆轨道b上经过n点时的加速度为a2，则a1a2d“嫦娥三号”在圆轨道a上的机械能等于在椭圆轨道b上的机械能【答案】b考点：万有引力定律的应用6如图有两个围绕各自固定轴匀速转动的圆盘a、b，a盘上固定信号发射器p，能持续沿半径向外发射红外线，p到圆心的距离为28cmb盘上固定带窗口的红外线接收装置q，q到圆心的距离为16cmp、q转动的线速度相同，都是4 m/s当p、q正对时，p发出的红外线恰好进入q窗口，则q每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值为()a0.56s b0.28s c0.16s d0.07s【答案】a考点：圆周运动7如图所示，用一根轻绳系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在圆锥顶上，圆锥的顶角为2=60当圆锥和小球一起绕竖直轴以匀速转动时，轻绳对小球的拉力大小为（不计空气阻力，g为重力加速度）() a4mg b2mg cd 【答案】a【解析】试题分析：设小球刚要离开圆锥面时的角速度为0，此时支持力为零，根据牛顿第二定律得：mgtan=m02lsin；解得： 则知，所以小球离开圆锥面在水平面内做匀速圆周运动，设此时绳子与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律得：tsin=m 2lsin；tcos=mg；联立解得 t=4mg故a正确，bcd错误故选a。考点：牛顿第二定律8. 如下图所示，一个质量为m的人，站在台秤上，一根长为r的悬线一端系一个质量为m小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确是()a小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态b小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为mgc小球在a、b、c三个位置台秤的示数不相同d小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为（m6m）g【答案】d【解析】试题分析：人没有运动，不会有超重失重状态，故a错误；小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为mg，但是不是最小，当小球处于如图所示状态时，设其速度为v1，由牛顿第二定律有：解得悬线拉力 t=3mg（1-cos），其分力ty=tcos=3mgcos-3mgcos2；当cos=0.5，即=60时，台秤的考点：机械能守恒定律;牛顿第二定律9如右图所示，中间有孔的物块a套在光滑的竖直杆上，通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动，则关于拉力f及拉力f的功率p，下列说法正确的是()af减小 bf增大 cp不变 d p减小【答案】bc【解析】试题分析：设绳子与竖直方向上的夹角为，因为a做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有：fcos=mg，因为增大，则f增大物体a沿绳子方向上的分速度v1=vcos，则拉力的功率，知拉力的功率不变故bc正确，ad错误故选bc.考点：物体的平衡；功率10一宇航员到达半径为r、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在o点，如图甲所示，现在最低点处给小球一初速度，使其绕o点在竖直平面内做圆周运动，通过传感器记录下绳中拉力大小f随时间t的变化规律如图乙所示，已知f1的大小等于7f2，引力常量为g，各种阻力不计，则()a该星球表面的重力加速度为 b卫星绕该星球的第一宇宙速度为c该星球的质量为 d小球通过最高点的最小速度为零【答案】ac【解析】试题分析：设砝码在最低点时细线的拉力为f1，速度为v1，则设砝码在最高点细线的拉力为f2，速度为v2，则由机械能守恒定律得 mg2r+mv22=mv12 由、解得又：f1=7f2，所以该星球表面的重力加速度为，故a正确根据万有引力提供向心力得：卫星绕该星球的第一宇宙速度为，故b错误在星球表面，万有引力近似等于重力；由、解得，故c正确小球在最高点受重力和绳子拉力，根据牛顿运动定律得：，所以小球在最高点的最小速故d错误；故选ac。考点：牛顿运动定律；万有引力定律的应用11. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d，现将小环从定滑轮等高的a处由静止释放，当小环沿直杆下滑的距离也为d时，（图中b处），下列说法正确的是() a.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgb.小环到达b处时，重物上升的高度也为dc.小环在b处的速度与重物上的速度大小之比等于d.小环在b处的速度与重物上的速度大小之比等于【答案】ac【解析】考点：牛顿第二定律；速度的分解12水平面上一质量为m的物体，在水平力f作用下从静止开始加速运动，力f的功率p保持恒定，运动过程所受的阻力f大小不变，物体速度最终达到稳定值vm，f作用过程物体的速度v的倒数与加速度a的关系图象如图所示，仅在已知功率p的情况下，根据图象所给的信息可求出() a m b vm c加速运动时间 d f【答案】abd【解析】试题分析：由题意可知：p=fv根据牛顿第二定律得：f-f=ma，即得： 变形得： 由乙图可知， 由题，p已知，由上式可求出m和f故ad正确由拉力等于阻力时速度达到最大，则有 p=fvm=fvm，则知能求出vm，故b正确由p=fv知，v增大，f减小，则物体先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，根据条件不能求出加速运动时间，故c错误故选abd。考点：牛顿第二定律；功率二、实验填空题(共18分)13. (12分)利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点o正下方有水平放置的炽热的电热丝p，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；mn为水平木板，已知悬线长为l，悬点到木板的距离ooh（hl）。 （1）电热丝p必须放在悬点正下方的理由是：_。 （2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的c点，ocs，则小球做平抛运动的初速度为v0为_。（用s、g、h、l表示） （3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与o点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标，得到如图（b）所示图像。则当60时，s为_m；若悬线长l1.0 m，悬点到木板间的距离oo为_m。（取g=10 m/s2 ）（4）在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录运动轨迹，小方格的边长l=1. 25 cm ，若小球在平抛运动中的几个位置如下图中的a、b、c、d所示，则小球的初速度的计算公式为v0=_ （用l ，g 表示），其值是_ （取g=9.8 m/s2 ）【答案】（1）以保证小球速度水平（或保证小球做平抛运动）；（2） （3）1.0m；1.5m （4）；0.7m/s【解析】试题分析：（1）由于在烧断细线前小球做圆周运动，故速度方向沿切线方向，所以只有在悬点正下方物体的速度沿水平方向，要小球做平抛运动，则小球平抛的初速度只能沿水平方向，故只有保证小球沿水平方向抛出才能保证物体做平抛运动（2）由于小球做平抛运动故有在水平方向有s=v0t考点：平抛运动的规律14(6分)右下图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图，图中o点为释放小球的初始位置，a、b、c、d各点为固定速度传感器的位置，a、b、c、d、o各点在同一竖直线上(1)已知当地的重力加速度为g，则要完成实验，还需要测量的物理量是_a. 小球的质量mb. 小球下落到每一个速度传感器时的速度vc. 各速度传感器与o点之间的竖直距离hd小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t(2)作出v2h图像，由图像算出其斜率k，当k_时，可以认为小球在下落过程中机械能守恒(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议：_.【答案】(1)bc(2)2g(3)相邻速度传感器之间的距离适当大些(选质量大、体积小的小球做实验)【解析】考点：验证机械能守恒三、分析计算题（本题共4小题，共46分。解答应画出运动过程示意图，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15(9分)人造地球卫星p绕地球球心作匀速圆周运动，已知p卫星的质量为m，距地球球心的距离为r，地球的质量为m，引力恒量为g，求：（1）卫星p与地球间的万有引力的大小；（2）卫星p的运动周期；（3）现有另一地球卫星q，q绕地球运行的周期是卫星p绕地球运行周期的8倍，且p、q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星p、q在绕地球运行过程中，两星间相距最近时的距离多大【答案】（1）（2）（3）3r【解析】试题分析：（1）卫星p与地球间的万有引力（2）根据得，卫星p的运动周期；（3）卫星q的周期是卫星p周期的8倍，根据知，卫星q的轨道半径是卫星p轨道半径的4倍，即r=4r，当 p、q、地球共线且p、q位于地球同侧时最近，最近距离d=4rr=3r考点：万有引力定律的应用16(10分)如图所示，一根跨过一固定水平光滑细杆o的轻绳，两端各系一小球，球a置于地面，球b被拉到与细杆等高的位置，在绳刚被拉直时（无张力）释放b球，使b球由静止下摆，设两球质量相等，则a球刚要离开地面时，跨越细杆的两段绳之间的夹角为多少？(可用反三角函数表示)【答案】arccos【解析】试题分析：设a球刚要离开地面时，两段绳间夹角为，a,b球质量均为m,b球摆下过程。mglcos= mv2=2mglcosb摆到c点：t=mg由式得cos=1/3 =arccos考点：动能定理；牛顿第二定律17（12分）轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在a点，另一端与物块p接触但不连接。ab是长度为5l的水平轨道，b端与半径为l的光滑半圆轨道bcd相切，半圆的直径bd竖直，如图所示。物块p与ab间的动摩擦因数=0.5。用外力推动物块p，将弹簧压缩至长度l，然后释放，p开始沿轨道运动，重力加速度大小为g。（1）若p的质量为m，求p到达b点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到ab上的位置与b点间的距离；（2）若p能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求p的质量的取值范围。【答案】（1）（2）设p滑到d点时的速度为vp，由机械能守恒定律得 联立式得 vd满足式要求，故p能运动到d点，并从d点以速度vd水平射出。设p落回到轨道ab所需的时间为t，由运动学公式得 p落回到ab上的位置与b点之间的距离为s=vdt 联立式得 （2）为使p仍能沿圆轨道滑回，p在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点c。由机械能守恒定律有 联立式得 考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律18. (15分)一个半径为r的圆周的轨道，o点为圆心，b为轨道上的一点，ob与水平方向的夹角为37轨道的左侧与