贵州省黔西南州义龙新区顶兴学校高一物理上学期期末试卷（含解析）.doc

贵州省黔西南州义龙新区顶兴学校2015-2016学年高一（上）期末物理试卷一、选择题（共8小题，每题6分，共计48分1-4小题单选；5-8小题多选，全部选对得6分，选不全得3分，有错选或不选得0分）1已知一些材料间动摩擦因数如下：材料钢钢木木木金属木冰动摩擦因数0.250.300.200.03质量为1kg的物块放置于水平面上，现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时，读得弹簧秤的示数为3n，则关于两接触面的材料可能是（取g=10m/s2）（）a钢钢b木木c木金属d木冰2如图：一轴竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个质量相同的小球a、b各自在不同的水平面内做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（）a线速度vavbb角速度abc向心加速度abd小球对漏斗的压力nanb3有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（）a木块的加速度不变b木块所受的合外力为零c木块所受的力都不对其做功d木块所受的合外力不为零，但合外力对木块所做的功为零4如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点的高度为（）a2.5rb2rc5rd3r5下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量g是已知的）（）a地球绕太阳运行的周期t和地球中心离太阳中心的距离rb月球绕地球运行的周期t和地球的半径rc月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rd月球绕地球运动的周期t和轨道半径r6如图所示的皮带传动装置，主动轮1 的半径与从动轮2 的半径之比r1：r2=2：1，a、b 分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（）aa、b 两点的线速度之比为va：vb=1：2ba、b 两点的线速度之比为va：vb=1：1ca、b 两点的角速度之比为a：b=1：2da、b 两点的角速度之比为a：b=1：17篮球从高处释放，在重力和空气阻力的作用下加速下降过程，正确的是（）a合力对篮球做的功等于篮球动能的增加量b重力对篮球做的功等于篮球重力势能的减少量c篮球重力势能的减少量等于动能的增加量d篮球克服空气阻力所做的功等于篮球机械能的减少量8如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）a小球在最高点时绳子的拉力可能为零b小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力c若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率v=d若运动过程中细绳突然断裂，小球由于惯性仍会在圆轨道上运行一段二、实验题（共计21分，每空3分）9某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律（1）请指出该同学在实验操作中存在的错误：（2）若所用交流电的频率为50hz，该同学经正确操作得到如图2所示的纸带，把第一个点记做o，第一、第二点间的距离约为2mm，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，且 a、b、c、d各点到o点的距离分别为12.29cm、15.55cm、19.20cm、23.23cm根据以上数据知，从o点到c点，重物的重力势能的减少量等于j，动能的增加量等于j重力势能的减少量动能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是10我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星已正常工作近8个月了若已知“嫦娥一号”卫星的质量为m，月球的质量为m，万有引力恒量为g，当“嫦娥一号”与月球球心之间的距离为r时，它受到月球的万有引力大小为；若“嫦娥一号”在半径为r的圆周上绕月球作周期为t的圆周运动，则它运行的线速度大小为三、计算题（共3小题，41分）11天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍经观测某双星系统中两颗恒星a、b围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为t已知恒星a、b之间的距离为l，a、b的质量之比2：1，万有引力常量为g，求：（1）恒星a做匀速圆周运动的轨道半径ra；（2）双星的总质量m12一辆质量为2000kg的汽车在水平路面上，汽车的额定功率为80kw，若汽车现以额定功率由静止开始启动，已知汽车所能达到的最大速度为40m/s，在运行过程中所受的阻力大小不变，求（1）汽车在运行过程所受的阻力大小？（2）当汽车速度v1=10m/s时，汽车的加速度大小？13金属硬杆轨道“abcdefghip”固定置于竖直平面内，cde、fgh两半圆形轨道半径分别为a、2a，足够长的pi、ab直轨与水平均成=37，一质量为m的小环套在ab杆上，环与bc、ef、hi水平直杆轨道间的动摩擦因数均为=0.1，其中bc=a、ef=2a、hi=3a，其他轨道均光滑，轨道拐弯连接处也光滑，环通过连接处时动能损失忽略不计，现环在ab杆上从距b点6a处的地方无初速释放已知sin37=0.6，试求：（1）从释放到第一次到达b所用的时间；（2）第一次过小圆道轨最高点d时，环对轨道的作用力；（3）小环经过d的次数及环最终停在什么位置？2015-2016学年贵州省黔西南州义龙新区顶兴学校高一（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共8小题，每题6分，共计48分1-4小题单选；5-8小题多选，全部选对得6分，选不全得3分，有错选或不选得0分）1已知一些材料间动摩擦因数如下：材料钢钢木木木金属木冰动摩擦因数0.250.300.200.03质量为1kg的物块放置于水平面上，现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时，读得弹簧秤的示数为3n，则关于两接触面的材料可能是（取g=10m/s2）（）a钢钢b木木c木金属d木冰【分析】匀速运动说明拉力和滑动摩擦力二力平衡，根据滑动摩擦力计算公式，列出平衡方程即可求解【解答】解：物体匀速运动时：f=f 滑动摩擦力为：f=fn=mg 联立解得：=0.3，故acd错误，b正确故选b【点评】本题比较简单，考查了有关滑动摩擦力的问题，对于滑动摩擦力要会计算其大小和确认其方向2如图：一轴竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个质量相同的小球a、b各自在不同的水平面内做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（）a线速度vavbb角速度abc向心加速度abd小球对漏斗的压力nanb【分析】小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可【解答】解：a、设漏斗内壁母线与水平方向的夹角为以任意一个小球为研究对象，分析受力情况：重力mg和漏斗内壁的支持力n，它们的合力提供向心力，如图，则根据牛顿第二定律得mgtan=m，得到v=，一定，则v与成正比，a球的圆周运动半径大于b球的圆周运动，所以vavb，故a正确；b、角速度=，则角速度与成反比，a球的圆周运动半径大于b球的圆周运动，所以角速度ab，故b错误；c、向心加速度a=，与半径r无关，故aa=ab，故c错误；d、漏斗内壁的支持力n=，m，相同，则na=nb，故d错误；故选：a【点评】解决这类圆周运动问题的关键是对物体正确受力分析，根据向心力公式列方程进行讨论，注意各种向心加速度表达式的应用3有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（）a木块的加速度不变b木块所受的合外力为零c木块所受的力都不对其做功d木块所受的合外力不为零，但合外力对木块所做的功为零【分析】木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度根据牛顿第二定律分析碗对木块的支持力的变化，分析摩擦力的变化【解答】解：木块的运动速率保持不变，则木块做匀速圆周运动；a、木块在下滑过程中做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，方向不断变化，加速度不断变化，故a错误；b、木块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，合外力不为零，故b错误；c、在下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，故c错误；d、木块做匀速圆周运动，速度大小不变，所受合外力提供向心力，合外力不为零，合外力对木块做功为零，故d正确；故选：d【点评】匀速圆周运动是变加速曲线运动，速度、加速度都时刻在变化基础题4如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点的高度为（）a2.5rb2rc5rd3r【分析】要使小球能够通过圆轨道最高点，那么小球在最高点时应该是恰好是物体的重力作为物体的向心力，由向心力的公式可以求得此时的最小的速度，再由机械能守恒可以求得离地面的高度h【解答】解：设小球到达圆轨道最高点的最小速度为v，小球恰好能通过圆轨道最高点有：mg=m根据机械能守恒定律有 mgh=mg2r+mv2，解得 h=2.5r，故a正确，bcd错误故选：a【点评】本题是典型圆周运动中绳的模型，应明确最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力5下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量g是已知的）（）a地球绕太阳运行的周期t和地球中心离太阳中心的距离rb月球绕地球运行的周期t和地球的半径rc月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rd月球绕地球运动的周期t和轨道半径r【分析】根据旋转天体绕中心天体运行的模型，由旋转天体公转半径和周期求出中心天体的质量分析：地球绕太阳运行的周期t和地球中心离太阳中心的距离r可求出太阳的质量由月球绕地球运行的周期t，月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r，不能求出地球的质量月球绕地球运动的周期t和轨道半径r可求出地球的质量【解答】解：根据旋转天体绕中心天体运行的模型，根据万有引力等于向心力，由旋转天体公转半径和周期可求出中心天体的质量a、已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，故a错误b、已知月球绕地球运行的周期和地球的半径，不知道月球绕地球的轨道半径，所以不能求地球的质量，故b错误c、已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径，由得知，可以算出地球质量m，故c正确d、由求得地球质量为，故d正确答案：cd【点评】本题利用万有引力和圆周运动知识，知道旋转天体的公转半径和周期求出的是中心天体的质量，不是旋转天体的质量6如图所示的皮带传动装置，主动轮1 的半径与从动轮2 的半径之比r1：r2=2：1，a、b 分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（）aa、b 两点的线速度之比为va：vb=1：2ba、b 两点的线速度之比为va：vb=1：1ca、b 两点的角速度之比为a：b=1：2da、b 两点的角速度之比为a：b=1：1【分析】同线传动线速度大小相等，同轴传动角速度相等由此可解答本题【解答】解：ab、ab为同线传动，故ab线速度大小相等，故a错误，b正确cd、由v=r可得：，可知：a：b=r2：r1=2：1故c正确，d错误故选：bc【点评】传动问题把握两个原则：同线传动线速度大小相等，同轴传动角速度相等7篮球从高处释放，在重力和空气阻力的作用下加速下降过程，正确的是（）a合力对篮球做的功等于篮球动能的增加量b重力对篮球做的功等于篮球重力势能的减少量c篮球重力势能的减少量等于动能的增加量d篮球克服空气阻力所做的功等于篮球机械能的减少量【分析】根据动能定理可知动能的变化量等于合外力所做的功，重力做的功等于负的重力势能的变化量，除重力以外的力做功之和等于机械能的变化量【解答】解：a、根据动能定理可知动能的变化量等于合外力所做的功，所以合力对篮球做的功等于篮球动能的增加量，故a正确；b、根据重力做的功等于负的重力势能的变化量可知重力对篮球做的功等于篮球重力势能的减少量，故b正确；c、篮球在运动过程中除重力以外还有阻力做功，机械能不守恒，故c错误；d、根据除重力以外的力做功之和等于机械能的变化量可知篮球克服空气阻力所做的功等于篮球机械能的减少量，故d正确故选abd【点评】本题主要考查了功能关系，知道功是能量转化的量度，难度不大，属于基础题8如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）a小球在最高点时绳子的拉力可能为零b小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力c若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率v=d若运动过程中细绳突然断裂，小球由于惯性仍会在圆轨道上运行一段【分析】小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力根据牛顿第二定律求出小球在最高点时的速度根据牛顿第二定律求出小球在最低点时绳子的拉力【解答】解：a、c、小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，此时有：mg=m，解得：v=故a正确，c正确b、在最低点，有：fmg=m，则绳子的拉力为：f=mg+mmg故b正确d、若运动过程中细绳突然断裂，小球由于惯性沿着切线方向飞出故d错误故选：abc【点评】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道“绳模型”最高点的临界情况，结合牛顿第二定律进行分析二、实验题（共计21分，每空3分）9某同学利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律（1）请指出该同学在实验操作中存在的错误：打点计时器应该接交流电源，开始时重物应该靠近打点计时器（2）若所用交流电的频率为50hz，该同学经正确操作得到如图2所示的纸带，把第一个点记做o，第一、第二点间的距离约为2mm，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，且 a、b、c、d各点到o点的距离分别为12.29cm、15.55cm、19.20cm、23.23cm根据以上数据知，从o点到c点，重物的重力势能的减少量等于1.88j，动能的增加量等于1.84j重力势能的减少量大于动能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在【分析】（1）打点计时器应使用交流电源，重物释放时应紧靠打点计时器（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能（3）根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值【解答】解：（1）打点计时器不能使用直流电源，应使用交流电源重物开始释放时应紧靠打点计时器，否则打不到点或打的点太少（2）重力势能减小量ep=mgh=1.09.80.1920j=1.88 j利用匀变速直线运动的推论vb=1.92m/sekb=mvb2=1（1.92）2 j=1.84j；动能增加量ek=ekb0=1.84j；（3）重物重力势能减少量总是大于动能增加量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功故答案为：（1）打点计时器应该接交流电源，开始时重物应该靠近打点计时器；（2）1.88，1.84； （3）大于，有空气阻力和纸带与限位孔的摩擦存在【点评】运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题要注意单位的换算和有效数字的保留，并学会误差的分析10我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星已正常工作近8个月了若已知“嫦娥一号”卫星的质量为m，月球的质量为m，万有引力恒量为g，当“嫦娥一号”与月球球心之间的距离为r时，它受到月球的万有引力大小为；若“嫦娥一号”在半径为r的圆周上绕月球作周期为t的圆周运动，则它运行的线速度大小为【分析】根据万有引力定律求出“嫦娥一号”受到月球的万有引力大小根据圆周运动的公式v=求解【解答】解：根据万有引力定律得：“嫦娥一号”受到月球的万有引力大小f=，根据圆周运动的公式v=得：它运行的线速度大小为故答案为：，【点评】解决该题关键要掌握万有引力定律公式得应用和圆周运动中速度与周期、半径的关系三、计算题（共3小题，41分）11天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍经观测某双星系统中两颗恒星a、b围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为t已知恒星a、b之间的距离为l，a、b的质量之比2：1，万有引力常量为g，求：（1）恒星a做匀速圆周运动的轨道半径ra；（2）双星的总质量m【分析】这是一个双星的问题，两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，两颗恒星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：（1）如图，设双星中质量为m1的天体轨道半径为ra，质量为m2的天体轨道半径为rb据万有引力定律和牛顿第二定律，得：ra+rb=l由联立解得： =（2）根据万有引力提供向心力：得则即双星的总质量m=答：（1）恒星a做匀速圆周运动的轨道半径ra为（2）双星的总质量m为【点评】本题是双星问题，与卫星绕地球运动模型不同，两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，关键抓住条件：相同的角速度和周期12一辆质量为2000kg的汽车在水平路面上，汽车的额定功率为80kw，若汽车现以额定功率由静止开始启动，已知汽车所能达到的最大速度为40m/s，在运行过程中所受的阻力大小不变，求（1）汽车在运行过程所受的阻力大小？（2）当汽车速度v1=10m/s时，汽车的加速度大小？【分析】（1）当牵引力等于阻力时速度达最大，则由功率公式可求得阻力；（2）由功率公式可求得牵引力，再由牛顿第二定律可求出加速度【解答】解：（1）当速度最大时有：p额=f牵v=fvm，解得：f=（2）当v1=10m/s时，牵引力为：，设此时小车的加速度大小为a，依据牛顿第二定律得：ff=ma，解得：答：（1）汽车在运行过程所受的阻力大小为2000n；（2）当汽车速度v1=10m/s时，汽车的加速度大小为3m/s2【点评】本题考查功率公式及牛顿第二定律的应用，要注意功率公式中的f为牵引力而不是合外力，同时注意牛顿第二定律的应用13金属硬杆轨道“abcdefghip”固定置于竖直平面内，cde、fgh两半圆形轨道半径分别为a、2a，足够长的pi、ab直轨与水平均成=37，一质量为m的小环套在ab杆上，环与bc、ef、hi水平直杆轨道间的动摩擦因数均为=0.1，其中bc=a、ef=2a、hi=3a，其他轨道均光滑，轨道拐弯连接处也光滑，环通过连接处时动能损失忽略不